滾動軸承.ppt

1、1、滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號 2、滾動軸承的受力和應(yīng)力分析及失效形式 3、滾動軸承的類型選擇 4、滾動軸承的動態(tài)承載能力計(jì)算 5、滾動軸承的靜態(tài)承載能力計(jì)算 第九章第九章 滾動軸承滾動軸承 第九章第九章 滾動軸承滾動軸承 本章的學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 掌握滾動軸承的基本構(gòu)造、主要類型和特點(diǎn) 掌握滾動軸承基本代號和精度等級代號 掌握滾動軸承的基本額定壽命、基本額定動載荷、基 本額定靜載荷、當(dāng)量動載荷及當(dāng)量靜載荷等概念 滾動軸承的力分析、失效和計(jì)算準(zhǔn)則 掌握滾動軸承的壽命計(jì)算，包括當(dāng)量動載荷計(jì)算、角 接觸球軸承和圓錐滾子軸承的派生軸向力和軸向負(fù)荷 的計(jì)算 p如何根據(jù)工作條件選用合適的滾動軸承類如何根據(jù)工作條

2、件選用合適的滾動軸承類 型和代號？型和代號？ p如何結(jié)合滾動軸承可能的失效形式進(jìn)行性如何結(jié)合滾動軸承可能的失效形式進(jìn)行性 能參數(shù)的校核計(jì)算？能參數(shù)的校核計(jì)算？ p如何理解基本額定動載荷、基本額定壽命如何理解基本額定動載荷、基本額定壽命 和當(dāng)量動載荷和當(dāng)量動載荷 p如何進(jìn)行滾動軸承的壽命計(jì)算？如何進(jìn)行滾動軸承的壽命計(jì)算？ p如何進(jìn)行角接觸軸承和軸向載荷如何進(jìn)行角接觸軸承和軸向載荷FA的計(jì)算？的計(jì)算？ 1、滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號 、專門軸承廠生產(chǎn)，只需選型和組合設(shè)計(jì)。 第九章 一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu) 核心元件：滑動滾動 使?jié)L動體等距離分布， 滾動體間的摩擦、磨損。 滾子軸承：圓柱、圓錐、 球面滾子、

3、滾 針線接觸 有時 無 球軸承：球點(diǎn)接觸 第九章 二、材料二、材料 內(nèi)外圈、滾動體：強(qiáng)度高、耐磨的鉻錳高碳鋼。 保持架：軟材料，低碳鋼板沖壓后鉚接或焊接。 三、特點(diǎn)：與滑動軸承比較三、特點(diǎn)：與滑動軸承比較 1）起動力矩小，可在負(fù)載下起動； 2）徑向游隙較小，運(yùn)動精度高； 3）軸向?qū)挾容^小； 4）可同時承受徑向、軸向載荷,軸承組合較簡單; 5）便于密封、易于維護(hù)； 6）不需有色金屬，標(biāo)準(zhǔn)件，成本低。 第九章 1）承受沖擊載荷能力差； 2）振動、噪音較大； 3）徑向尺寸較大； 4）有的場合無法使用； 第九章 前置代號前置代號后置代號后置代號 類型代號內(nèi)徑代號尺寸系列代號 數(shù)字或字母 表示不同類 型

4、的軸承 表示結(jié)構(gòu)、內(nèi) 徑相同的軸承 在外徑和寬度 （高度）方面 的變化系列 表示軸承公稱 直徑的大小 20480mm 代號5=內(nèi)徑 mm 有特殊要求時使用 表示軸承結(jié)構(gòu)、形狀、 材料、公差等級等 四、滾動軸承的代號（四、滾動軸承的代號（GB/T272GB/T2729393） 代號：表示類型、結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級、 技術(shù)性能等特征的產(chǎn)品代號。 第九章 但對圓錐滾子軸承(3類)和調(diào)心滾子軸承(2類)不能省略“0” 外徑系列代號：特輕(0、1)、輕(2)、中(3)、重(4)。 寬度系列代號：一般正常寬度為“0”，通常不標(biāo)注。 公差等級代號：公差分2、4、5 、6(6x)、 0級，共五個 級別。 以/

5、P2 、/P4、 /P5、 /P6(/P6x)為代號，0級不標(biāo)注 。 高級 低級 內(nèi)徑 d10121517 代 號00010203 內(nèi)徑代號特殊情況： 第九章 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號：具體見手冊，主要掌握： 1）圓錐滾子軸承：30000(=1018) 30000B(=2730大錐角) 2）角接觸球軸承：70000C（ =15）、 70000AC（ =25）、 70000B（ =40）。 3）E：加強(qiáng)型, N207E 第九章 舉例： 7306AC/P4 角接觸球軸承，=25， d=30mm，精度為4級 第九章 6 2 1 2 N 2 2 0 8 尺寸系列代號為2 2 表示軸承內(nèi)徑 8 5=40mm 深溝球

6、軸承 圓柱滾子軸承 表示軸承內(nèi)徑 12 5=60mm 尺寸系列代號為2222 3 3 3 1 5 E 表示軸承內(nèi)徑 15 5=75mm 圓錐滾子軸承 尺寸系列代號為3333 加強(qiáng)型 第九章 五、滾動軸承的類型和選擇五、滾動軸承的類型和選擇 (1)(1)滾動軸承的主要類型滾動軸承的主要類型 主要掌握： 5、50000型:推力球軸承 單向：單向Fa 雙向：雙向Fa 1、60000型: 2、70000型: 70000AC：=25 70000C： =15 70000B：=40 4、N0000型:內(nèi)外圈間可自由 移動 3、30000型: 6、調(diào)心功能 10000型：調(diào)心球 20000型：調(diào)心滾子 外圈滾

7、道為 內(nèi)球面 第九章 按載荷方向、的不用分為： = 0 45，主要。 ：450，如3、7類； ：=0，如6、N類； = 4590，主要； ： 90 ：9045 公稱：套圈與滾動體接觸處的法線和垂 直于軸承軸心線間夾角。 第九章 (2)(2)類型的選擇類型的選擇 1、球軸承為點(diǎn)接觸、滾子軸承為線接觸。 承載能力：球軸承滾子軸承 耐沖擊： 球軸承滾子軸承 nlim： 球軸承滾子軸承 時選時選 2、載荷性質(zhì) 同時Fa、Fr：或； Fr大、Fa小：； Fa大、 Fr ?。和屏墙佑|軸承； 第九章 3、軸剛度差、撓曲變形大、座孔不平行、不 同軸、多支點(diǎn)軸：。 第九章 舉例： 4、軸承裝拆、調(diào)整方便：內(nèi)、

8、外圈可分離型(如3、QJ類)。 5、經(jīng)濟(jì)性：球軸承比滾子軸承便宜。精度價； 1）直齒圓柱齒輪軸： 2）斜齒輪、錐齒輪、蝸輪軸： 3）懸臂圓錐齒輪軸： 4）蝸桿軸：分別承受Fa、Fr 5）滑輪軸： 4類：雙列深溝球軸承 （軸較長） 第九章 F2 Fr F1 F1cos F2cos2 F2 F2cos2 F1 F1cos 2 0 2、滾動軸承的受力和應(yīng)力分析及失效形式 第九章 一、球軸承受力分析 H H t t 內(nèi)圈或滾動體上某一點(diǎn)H的變化規(guī)律。 外圈上某一點(diǎn)H的變化規(guī)律。 H H t t 均為 第九章 Fr Fr0 Fs0 F0 Fr2 Fr1 Fr0 Fr Fr1 Fr2 二、二、角接觸軸承角

9、接觸軸承中的附加軸向力中的附加軸向力F Fs s 70000型、30000型 由于“”存在： 第九章 滾動體法向反力Fi 徑向分力FRi 軸向分力Fsi RRi FF ssi FF 各種角接觸軸承附加軸向力： 70000C 15 Rs eFF 70000AC 25 Rs FF68.0 70000B 40 Rs FF14.1 30000 Y F F R s 2 e 判斷系數(shù) P173 表7-7 Y 軸向動載系數(shù) P173 表7-7 Fs存在 30000型、70000型軸承成對使 用，使Fs與Fs方向相反，使軸受力合理。 第九章 ：由軸承，通過內(nèi)圈 作用于軸上, 3類： 6類： = = Fs =

10、= Fs Fs FsFsFs Fs Fs 第九章 三、滾動軸承的失效三、滾動軸承的失效 2、塑性變形：靜載荷、沖擊作用下變形凹坑。 3、磨損：磨粒磨損、粘著磨損； 1、疲勞點(diǎn)蝕：回轉(zhuǎn)軸承上，各元件受接觸應(yīng)力。 4、其它：電腐蝕、銹蝕、元件破裂等； 第九章 四、滾動軸承計(jì)算準(zhǔn)則四、滾動軸承計(jì)算準(zhǔn)則 1、一般條件下的回轉(zhuǎn)滾動軸承： 接觸疲勞、靜強(qiáng)度計(jì)算。 （重點(diǎn)、難點(diǎn)） min10rn 2、擺動、n很低軸承(）：靜強(qiáng)度計(jì)算 3、高速軸承：壽命計(jì)算和 limmax nn（=N0修正系數(shù)） 三個基本性能參數(shù)： Cr、Ca 基本額定動載荷：疲勞壽命 C0r、C0a 基本額定靜載荷：靜強(qiáng)度 N0 極限轉(zhuǎn)速

11、：控制磨損 第九章 4 4、滾動軸承的動態(tài)承載能力計(jì)算、滾動軸承的動態(tài)承載能力計(jì)算 一、基本額定動載荷和基本額定壽命一、基本額定動載荷和基本額定壽命 1、：軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總 轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時數(shù)。 同型號軸承：、壽命相差數(shù)十倍。 一批軸承：服從一定的概率分布規(guī)律。 最低壽命：過于保守 采用。 最長壽命：不安全 計(jì)算時，若按 第九章 2、：一批相同軸承在同樣工作條件下 運(yùn)轉(zhuǎn)，其中10%的軸承發(fā)生疲勞點(diǎn) 蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)（L10），或一定 工作轉(zhuǎn)速下工作的小時數(shù)（L10h）。可靠度R=90% L10的物理意義： 1）對一批軸承而言：指90%軸承能達(dá)到或超過的壽命。 2）

12、對一個具體軸承而言：該軸承能達(dá)到或超過該壽 命的概率為90%。 第九章 3、： 時，軸承所能承受的最大恒定載荷。 即：在C作用下，軸承工作106r而不點(diǎn)蝕失效的R=90% Cr：基本額定動載荷 對向心軸承（6、N）：Cr純徑向載荷 對角接觸軸承（3、7）：Cr載荷的徑向分量 Ca：基本額定動載荷：5類 Ca純軸向載荷 C 1）C由試驗(yàn)得出，查手冊； 2）C 軸承抗疲勞承載能力；同類不同型號 軸承，C不同。 3）設(shè)計(jì)時需滿足：一定工況下的 說明： 第九章 二、當(dāng)量動載荷二、當(dāng)量動載荷P P 實(shí)際工作時，軸承可能同時受FA、FR 將FR、FA轉(zhuǎn)化為的載荷 AR FYFXP X，確定FR對壽命影響效

13、應(yīng)的大?。?Y，確定FA對壽命影響效應(yīng)的大小； 將FR、FA折合為Cr或Ca 為了與C在相同條件下比較轉(zhuǎn)化 式中： 向心軸承：P=FR；推力軸承：P=FA 第九章 由表7-7知，X、Y受e軸向載荷“判斷系數(shù)”影響 orA CF由確定（C0r） 1） 當(dāng) e F F R A 時，F(xiàn)A較小，忽略不計(jì)，取X=1、Y=0； 2）當(dāng) e F F R A 時，需計(jì)入FA影響，X1，Y0，查手 冊 三、壽命計(jì)算三、壽命計(jì)算 已知：CP 時， rL 6 10 10。CP 時，? 10 L 第九章 PL曲線 constLP 10 10 1LPC r P C L 6 10 10 第九章 工程中常用小時數(shù)表示壽命：

14、 P C nP C n Lh 16670 60 106 n軸承轉(zhuǎn)速r/min 注意：。 第九章 Pf Cf n L P T h 60 106 考慮溫度和載荷的影響： fT溫度系數(shù)，表9-5 fP載荷系數(shù)，表9-6 設(shè)計(jì)時，應(yīng)： hh LL 若已知 PL h， ，求得 h T P L n P f f C 6 10 60 （N） 查手冊，選型號，使 CC 用于校核壽命 用于設(shè)計(jì)選型 h L 軸承預(yù)期使用壽命 第九章 Fr1 Fs1 FR FA Fr2 Fs2 Fs1 Fs2 FA Fs1 FA Fs2 Fs1 FA Fs2 Fs1+FAFs2 Fa1=Fs1Fa2=Fs1+FA(=Fs2+Fs2)

15、 Fs2 Fs1 Fs1+FAFs2 Fa1=Fs2-FA(=Fs1+Fs1)Fa2=Fs2 四、角接觸軸承和軸向載荷四、角接觸軸承和軸向載荷F FA A的計(jì)算的計(jì)算 1、作用于軸上的外載荷 第九章 FR在、成對安裝的軸承上產(chǎn)生徑向載荷 FR1 FR2 軸上有外載荷：FR和FA 第九章 B a B/2 Dpw a C B FR作用點(diǎn)為“載荷作用中心”：位置用a表示。 a ：載荷作用中心至軸承外側(cè)端面距離（查手冊） 第九章 由前知：FR1、FR2Fs1、Fs2（軸向） 產(chǎn)生 Fs1、Fs2、FA如何作用到軸承上？ 2、軸向載荷計(jì)算 第九章 右端軸承 “壓緊” 左端軸承 “放松” aSssA FF

16、FFF 1222 11sA FF （1）若 21sas FFF合力右：軸有右移趨勢 Fs1Fs2Fa 阻止軸右移：Fs2 Fs2 第九章 左端“壓緊” 右端“放松” asssA FFFFF 2111 22sA FF （2） 21saS FFF合力左：軸有左移趨勢 Fs1Fs2Fa 阻止軸左移：Fs1 Fs1 第九章 1）根據(jù)軸承和 、 指向，判定“”和“”。 2）。 3）。 第九章 1、求支反力（力平衡、力矩平衡）FR1、FR2； 2、求附加軸向力Fs1、Fs2(對3類： Y F F R s 2 Y取 e F F r A 時值) 3、根據(jù)軸承安裝方式及合力的指向判定“壓緊”、 “放松”端，求出FA1、FA2； 4、根據(jù)e F F R A 1 1 ？：是 X、Y查表，否 X=1、Y=0 e F F R A 2 2 ？：是 X、Y查表，否 X=1、Y=0 )( 111ARP YFXFfP)( 222ARP YFXFfP， 取),max( 21 PPP 第九章 （P205，表9-8）； 5、校核式： hh L P C n L 16670 10 設(shè)計(jì)選擇式：CL n PC h 16670 ：無Fs，F(xiàn)a由承受， 即：， 球軸承：=3 滾子軸承：=10/3