機(jī)械設(shè)計(jì) 10-滾動軸承設(shè)計(jì)

1、20-1 20-1 滾動軸承的主要類型及代號及選擇滾動軸承的主要類型及代號及選擇 20-3 20-3 滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承的壽命計(jì)算 20-2 滾動軸承的主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則滾動軸承的主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則 20-4 20-4 滾動軸承裝置的設(shè)計(jì)滾動軸承裝置的設(shè)計(jì)內(nèi)圈內(nèi)圈裝在軸頸上，隨軸轉(zhuǎn)動裝在軸頸上，隨軸轉(zhuǎn)動外外 圈圈內(nèi)內(nèi) 圈圈滾動體滾動體保持架保持架球球圓柱滾子圓柱滾子滾滾 針針常用的滾動體形狀常用的滾動體形狀 球面滾子球面滾子圓錐滾子圓錐滾子一一. .滾動軸承的構(gòu)造滾動軸承的構(gòu)造外圈外圈裝在軸承座孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動裝在軸承座孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動滾動體滾動體滾動軸承的核心元件滾動軸承的核

2、心元件保持架保持架將將滾動體均勻隔開，避免摩擦滾動體均勻隔開，避免摩擦由由四種元四種元件組成件組成20-120-1滾動軸承主要類型及代號及選擇滾動軸承主要類型及代號及選擇 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：抗沖擊能力較差，高速時(shí)噪聲大，工作壽命不及液：抗沖擊能力較差，高速時(shí)噪聲大，工作壽命不及液 體摩擦的滑動軸承，徑向尺寸比滑動軸承大。體摩擦的滑動軸承，徑向尺寸比滑動軸承大。二二. . 滾動軸承的特點(diǎn)滾動軸承的特點(diǎn) 摩擦系數(shù)小，啟動力矩小，效率高；摩擦系數(shù)小，啟動力矩小，效率高； 軸向尺寸（寬度）較小；軸向尺寸（寬度）較?。?某些滾動軸承能同時(shí)承受徑向和軸向載荷，因此某些滾動軸承能同時(shí)承受徑向和軸向載荷，因此 可使機(jī)

3、器結(jié)構(gòu)簡化、緊湊；可使機(jī)器結(jié)構(gòu)簡化、緊湊； 徑向間隙小，還可預(yù)緊方法消除間隙，因此運(yùn)轉(zhuǎn)徑向間隙小，還可預(yù)緊方法消除間隙，因此運(yùn)轉(zhuǎn) 精度高；精度高； 潤滑簡單，耗油量少，維護(hù)保養(yǎng)簡便；潤滑簡單，耗油量少，維護(hù)保養(yǎng)簡便； 標(biāo)準(zhǔn)件，易于互換等優(yōu)點(diǎn)，所以獲得廣泛應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)件，易于互換等優(yōu)點(diǎn)，所以獲得廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：3 3滾動軸承部件組合設(shè)計(jì)滾動軸承部件組合設(shè)計(jì)（包括軸承內(nèi)外圈固定、間隙調(diào)（包括軸承內(nèi)外圈固定、間隙調(diào) 整、軸承配合、軸承裝拆、潤滑與密封等）整、軸承配合、軸承裝拆、潤滑與密封等） 重點(diǎn)重點(diǎn)型號（尺寸）選擇型號（尺寸）選擇軸承壽命計(jì)算軸承壽命計(jì)算 重點(diǎn)重點(diǎn)類型選擇類型選擇三三. . 本

4、章的主要內(nèi)容：本章的主要內(nèi)容：2 2滾動軸滾動軸 承選擇承選擇難點(diǎn)：角接觸軸承軸向載荷難點(diǎn)：角接觸軸承軸向載荷FA的確定的確定1 1滾動軸承的類型滾動軸承的類型及代號及代號重點(diǎn)重點(diǎn)四滾動軸承的尺寸及性能參數(shù)四滾動軸承的尺寸及性能參數(shù)軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d軸承內(nèi)圈孔軸承內(nèi)圈孔徑，它與軸頸直徑相同，是徑，它與軸頸直徑相同，是軸承公稱直徑；軸承公稱直徑； DDd d軸承寬度軸承寬度B 軸承兩端軸承兩端面之間的軸向距離。面之間的軸向距離。 一）滾動軸承的主要尺寸一）滾動軸承的主要尺寸軸承外徑軸承外徑D 軸承外圈軸承外圈外徑，它與軸承座孔直徑相外徑，它與軸承座孔直徑相同；同；B B二）滾動軸承的主要性能參數(shù)

5、二）滾動軸承的主要性能參數(shù) 軸承的公稱接觸角軸承的公稱接觸角 滾動體與套滾動體與套圈接觸處的法線與軸承的徑向平面之間圈接觸處的法線與軸承的徑向平面之間的夾角。的夾角。反映軸承承受軸向載荷的能力，反映軸承承受軸向載荷的能力， 越大，越大，軸承承受軸向載荷的能力越強(qiáng)。軸承承受軸向載荷的能力越強(qiáng)。軸承的極限轉(zhuǎn)速軸承的極限轉(zhuǎn)速nlim 軸承的工軸承的工 作轉(zhuǎn)速作轉(zhuǎn)速n 軸承內(nèi)外圈軸線相對偏斜角軸承內(nèi)外圈軸線相對偏斜角反映軸承自動調(diào)心的能力。反映軸承自動調(diào)心的能力。調(diào)心軸承簡圖調(diào)心軸承簡圖按軸承所能受的載荷方向或公稱接觸角的不同可分為以下幾種按軸承所能受的載荷方向或公稱接觸角的不同可分為以下幾種 五滾動

6、軸承分類五滾動軸承分類軸承類型軸承類型公稱接觸角公稱接觸角向心軸承向心軸承( (主要承受主要承受徑向負(fù)荷徑向負(fù)荷F FR R) )推力軸承推力軸承( (主要承受主要承受軸向負(fù)荷軸向負(fù)荷F FA A) )徑向接觸徑向接觸向心角接觸向心角接觸推力角接觸推力角接觸軸向接觸軸向接觸= 0= 00 00 00 045450 045450 0 90 900 0= 90= 900 0圖圖例例六六 滾動軸承的主要類型和特點(diǎn)滾動軸承的主要類型和特點(diǎn)類型代號：類型代號：（1 100000000）承承載類型載類型主承徑向負(fù)荷主承徑向負(fù)荷FR也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷FA，F(xiàn)RFAFAFRF

7、AFA1.1.調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承承承載類型載類型主承徑向負(fù)荷主承徑向負(fù)荷FR ，也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷FA特點(diǎn)特點(diǎn)具有調(diào)心性能，具有調(diào)心性能， = 2 = 20 030 02.2.調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承特點(diǎn)特點(diǎn)具有調(diào)心性能，具有調(diào)心性能，=0.5=0.50 02 20 0 類型代號：類型代號：（2 200000000）承承載類型載類型能承受較大的徑向負(fù)荷能承受較大的徑向負(fù)荷FR 和單向的軸向負(fù)荷和單向的軸向負(fù)荷FA。FRFA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)外圈可分離內(nèi)外圈可分離, ,公稱接觸角有公稱接觸角有 12120 0，26260,0,越大，承軸向載荷越大，承軸向載

8、荷 的能力就越大。的能力就越大。3.3.推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承類型代號：類型代號：（2929000000）承承載類型載類型可可承承很大的很大的軸向負(fù)荷軸向負(fù)荷FA 和一定和一定徑向負(fù)荷徑向負(fù)荷FR特點(diǎn)特點(diǎn)具有調(diào)心性能，具有調(diào)心性能，=2=20 030 04.4.圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承使用要求：使用要求：成對使用成對使用類型代號：類型代號：（3 30 0000000）FAFRFR 正裝（面對面安裝）正裝（面對面安裝）圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承安裝形式一：安裝形式一：正裝簡圖正裝簡圖反裝（背對背安裝）反裝（背對背安裝）圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承安裝形式二：安裝形式二：反裝簡圖反裝簡圖松圈松

9、圈松圈松圈5.5.推力球軸承推力球軸承000000單向單向推力球推力球軸承，軸承，只能受只能受單向單向FA類型代號：類型代號： （ 00000000）000000雙雙向向推力球推力球軸承，軸承，能受能受雙雙向向FAFA000000000000緊圈緊圈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由由緊圈緊圈（內(nèi)孔較小，裝在軸上）（內(nèi)孔較小，裝在軸上）松圈松圈（內(nèi)孔較大，裝在機(jī)座上）（內(nèi)孔較大，裝在機(jī)座上）和和滾動體滾動體組成，套圈與滾動體可分離。組成，套圈與滾動體可分離。承承載類型載類型只能受軸向負(fù)荷只能受軸向負(fù)荷F FA松圈松圈緊圈緊圈滾動體滾動體FAFA極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速低低6.6.深溝深溝球軸承球軸承 承承載類型載

10、類型能同時(shí)承受徑向負(fù)能同時(shí)承受徑向負(fù) 荷荷F FR R與單向軸向負(fù)荷與單向軸向負(fù)荷F FA AFRFAFAFRFA承承載類型載類型主要承受徑向負(fù)主要承受徑向負(fù)荷荷F FR R，也可同時(shí)承受少量雙向，也可同時(shí)承受少量雙向軸向負(fù)荷軸向負(fù)荷F FA A類型代號：類型代號： （6 600000000）極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速高高7.7.角接觸球軸承角接觸球軸承類型代號：類型代號： （7 700000000）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：公稱接觸角有公稱接觸角有15150 0，25250 0，40400 0 越大，承軸向載荷的能力就越大。越大，承軸向載荷的能力就越大。使用要求：使用要求：成對使用成對使用 正裝（面對面安裝

11、）正裝（面對面安裝）角接觸軸承安裝形式一：角接觸軸承安裝形式一：正裝簡圖正裝簡圖反裝（背對背安裝）反裝（背對背安裝）角接觸軸承安裝形式二：角接觸軸承安裝形式二：反裝簡圖反裝簡圖8.8.圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承FR（N N00000000）（NNNN00000000）承承載類型載類型只能承受徑向負(fù)荷只能承受徑向負(fù)荷FR， 不能承受軸向負(fù)荷。不能承受軸向負(fù)荷。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)外圈可分離內(nèi)外圈可分離類型代號：類型代號：外圈無擋邊外圈無擋邊圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承雙列雙列圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承FRN N00000000NNNN00000000FRNANA000000009. 9. 滾針軸承滾針

12、軸承類型代號：類型代號：（NANA00000000）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)外圈可分離，可以沒有內(nèi)外圈可分離，可以沒有 保持架保持架承承載類型載類型只能承受徑向負(fù)荷只能承受徑向負(fù)荷FR， 不能承受軸向負(fù)荷。不能承受軸向負(fù)荷。一）軸承代號組成一）軸承代號組成由基本代號、前置代號構(gòu)成。由基本代號、前置代號構(gòu)成。七七. . 滾動軸承的代號滾動軸承的代號軸承代號軸承代號前置代號前置代號 后置代號后置代號 結(jié)構(gòu)形結(jié)構(gòu)形狀狀、尺尺寸公差寸公差技術(shù)要技術(shù)要求求 成成套套分分軸軸承承部部件件基本代號基本代號 二二. . 基本代號基本代號 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承: :3 3推力球軸承推力球軸承 : :5 5深溝

13、深溝球軸承球軸承 : :6 6角接觸球軸承角接觸球軸承: :7 7圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承: :N N窄窄: : 0 0正常正常: : 1 1寬寬: : 2 2特低：特低：7 7低：低：9 9正常：正常：1 1（單向）（單向）正常：正常：2 2（雙向）（雙向）輕：輕：2中：中：3重：重：4特寬：特寬：3 3特寬：特寬：4 4特寬：特寬：5 5特寬：特寬：6 6d 20 mmd 500 mmd 500 mm以上軸承以上軸承代號：代號：/ /內(nèi)徑毫米內(nèi)徑毫米 表示表示特輕：特輕：0 0特輕：特輕：1 1調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 : :1 1調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承: :2 2推力調(diào)心滾子推力調(diào)心滾子軸

14、承軸承 : :2929滾針軸承滾針軸承 : :NANA尺寸系列代號表示方法尺寸系列代號表示方法直徑直徑系列系列代號代號尺尺 寸寸 系系 列列 代代 號號向心軸承向心軸承寬度系列代號寬度系列代號推力軸承推力軸承高度系列代號高度系列代號0 0（窄）（窄）1 1（正常）（正常）2 2（寬）（寬）7 7（特低（特低）9 9（低）（低）1 1（正常）（正常）2 2（正常）（正常）2（輕）（輕）3（中）（中）4（重）（重）0 02 21 12 22 22 20 03 31 13 32 23 30 04 41 14 42 24 47 729 921 122 227 73 39 93 31 13 32 23

15、37 749 941 142 24向心軸承向心軸承中直徑系列中直徑系列正常寬度系列正常寬度系列如：尺寸系列尺寸系列代號為：代號為：13雙向推力軸承雙向推力軸承輕直徑系列輕直徑系列正常高度系列正常高度系列如：尺寸系列尺寸系列代號為：代號為：222 221313d02031324DDDBBBB表示表示同一公稱內(nèi)徑同一公稱內(nèi)徑d d的軸承，其的軸承，其外徑外徑D D和寬度和寬度B B的變化情況的變化情況軸承尺寸系列的軸承尺寸系列的含義含義輕窄系列輕窄系列中窄系列中窄系列中寬系列中寬系列重寬系列重寬系列三）后置代號三）后置代號6 6（0 0）2 2 0606 （/P0/P0）3 3 3232 1515

16、 E E （/P0/P0）公差等級為公差等級為0 0級級加強(qiáng)型加強(qiáng)型軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d =75 mmd =75 mm尺寸系列尺寸系列32,32,為特寬輕系列為特寬輕系列圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承解答：解答：軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d=30mm d=30mm 尺寸系列（尺寸系列（0 0）2,2,為窄輕系列為窄輕系列深溝球軸承深溝球軸承公差等級公差等級為為0 0級級例例10-110-1 試說明軸承代號試說明軸承代號62066206、33215E33215E、7312C7312C及及52412/P652412/P6的的 含義。含義。7 7（0 0）3 3 1212 C C（/P0/P0）5 5 1414 10

17、 10 /P6/P6公差等級公差等級為為6 6級級軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d = 50 mmd = 50 mm尺寸系列尺寸系列14,14,為正常高度為正常高度、重系列重系列單向推力單向推力求軸承求軸承軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d=60mm d=60mm 尺寸系列（尺寸系列（0 0）3,3,為窄中系列為窄中系列角接觸球軸承角接觸球軸承公差等級公差等級為為0 0級級=15150 0八八. 滾動軸承類型的選擇滾動軸承類型的選擇承輕、中及較小波動載荷的場合承輕、中及較小波動載荷的場合選球軸承選球軸承承重及較大波動的載荷的場合承重及較大波動的載荷的場合選滾子軸承選滾子軸承一）根據(jù)一）根據(jù)軸承所受軸承所受的載荷選的載荷選載

18、荷的大載荷的大小、性質(zhì)小、性質(zhì)載荷的載荷的方向方向深溝軸承（深溝軸承（6 6類類）圓柱滾子軸承（圓柱滾子軸承（N N類類）及滾針軸承（）及滾針軸承（NANA類類）純徑向負(fù)純徑向負(fù)荷可選用荷可選用純軸向負(fù)荷純軸向負(fù)荷可選用推力軸承（可選用推力軸承（5 5類類）同時(shí)受同時(shí)受徑向負(fù)荷徑向負(fù)荷和軸向負(fù)和軸向負(fù)荷時(shí)荷時(shí)徑向負(fù)荷為主徑向負(fù)荷為主可用深溝球軸承（可用深溝球軸承（6 6類類）徑向負(fù)荷，軸徑向負(fù)荷，軸向負(fù)荷都很大向負(fù)荷都很大角接觸球軸承（角接觸球軸承（7 7類類）圓錐滾子軸承（圓錐滾子軸承（3 3類類）可用推力調(diào)心滾子軸承可用推力調(diào)心滾子軸承（2929類類）也可用圓柱滾子也可用圓柱滾子N N類類

19、（或（或深溝球軸承深溝球軸承6 6類類）與推力）與推力軸承（軸承（5 5類類）聯(lián)合使用。）聯(lián)合使用。軸向負(fù)荷很大軸向負(fù)荷很大徑向負(fù)荷較小徑向負(fù)荷較小一）根據(jù)軸承所受的載荷選一）根據(jù)軸承所受的載荷選一）根據(jù)軸承所受的載荷選一）根據(jù)軸承所受的載荷選轉(zhuǎn)速較高、負(fù)荷較小或要求旋轉(zhuǎn)精度較高時(shí)轉(zhuǎn)速較高、負(fù)荷較小或要求旋轉(zhuǎn)精度較高時(shí)宜選用球軸承宜選用球軸承轉(zhuǎn)速較低、負(fù)荷較大或有沖擊載荷時(shí)轉(zhuǎn)速較低、負(fù)荷較大或有沖擊載荷時(shí)宜選用滾子軸承宜選用滾子軸承二）軸承二）軸承 的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速 當(dāng)兩軸承座孔同心度難以保證，或軸受載后撓曲變形較大時(shí)，應(yīng)選用當(dāng)兩軸承座孔同心度難以保證，或軸受載后撓曲變形較大時(shí)，應(yīng)選用調(diào)心球軸承或

20、調(diào)心滾子軸承。調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。三）調(diào)心性能的要求三）調(diào)心性能的要求8162423四）安裝和拆卸方便四）安裝和拆卸方便 一般，球軸承價(jià)格最低，滾子軸承比球軸承價(jià)格高。軸承精度愈高，則一般，球軸承價(jià)格最低，滾子軸承比球軸承價(jià)格高。軸承精度愈高，則價(jià)格愈高，選擇軸承時(shí)，在滿足工作要求的前提下，應(yīng)使成本最低。價(jià)格愈高，選擇軸承時(shí)，在滿足工作要求的前提下，應(yīng)使成本最低。 當(dāng)軸承座不是剖分式而必須沿軸向安裝和拆卸軸承時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)當(dāng)軸承座不是剖分式而必須沿軸向安裝和拆卸軸承時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承外圈可分離的軸承五）考慮經(jīng)濟(jì)性五）考慮經(jīng)濟(jì)性 10-3 滾動軸承的主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則滾

21、動軸承的主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則 一滾動軸承的受力及應(yīng)力分析（以深溝球軸承為例）一滾動軸承的受力及應(yīng)力分析（以深溝球軸承為例）FR 當(dāng)深溝球軸承承受徑向力當(dāng)深溝球軸承承受徑向力F FR R時(shí)，時(shí)，由于各接觸點(diǎn)存在著彈性變形，使由于各接觸點(diǎn)存在著彈性變形，使內(nèi)圈沿內(nèi)圈沿F FR R方向下移一距離方向下移一距離。 只有下半圈滾動體受載，上半圈只有下半圈滾動體受載，上半圈動體不受載。沿動體不受載。沿F FR R作用線上滾動體受作用線上滾動體受載最大（載最大（F FQ Q），而鄰近的滾動體受載），而鄰近的滾動體受載逐漸減?。ㄖ饾u減?。‵ FQ Q F FQ1Q1 F FQ2Q2) )F FQ2Q2F F

22、Q QF FQ1Q1F FQ1Q1F FQ2Q2 一）一）受力分析受力分析R)220(/6 . 4/08. 4/5/37. 4:maxmaxzFzFFzFzFFrrrr滾子：球向心軸承：向心軸承： 在載荷在載荷R R的作用下，假設(shè)的作用下，假設(shè)下半圈滾動體受力；下半圈滾動體受力； 根據(jù)變形關(guān)系，中間滾動根據(jù)變形關(guān)系，中間滾動體受力最大，向兩邊逐漸減體受力最大，向兩邊逐漸減小。小。 受力最大滾動體受載為受力最大滾動體受載為R R二）軸承工作時(shí)元件上應(yīng)力的變化二）軸承工作時(shí)元件上應(yīng)力的變化滾動體滾動體當(dāng)滾動體進(jìn)入承載區(qū)后，當(dāng)滾動體進(jìn)入承載區(qū)后，所受負(fù)荷就由零逐漸增大到最大，然所受負(fù)荷就由零逐漸增大

23、到最大，然后，再逐漸減小到直至零。因此，對后，再逐漸減小到直至零。因此，對滾動體某一點(diǎn)而言，它的應(yīng)力是周期滾動體某一點(diǎn)而言，它的應(yīng)力是周期性不穩(wěn)定變化的。性不穩(wěn)定變化的。 轉(zhuǎn)動的內(nèi)圈轉(zhuǎn)動的內(nèi)圈其上各點(diǎn)的受載情況其上各點(diǎn)的受載情況類似于滾動體。因此，旋轉(zhuǎn)圈上任一類似于滾動體。因此，旋轉(zhuǎn)圈上任一點(diǎn)的應(yīng)力是周期性不穩(wěn)定變化的。點(diǎn)的應(yīng)力是周期性不穩(wěn)定變化的。 固定的外圈固定的外圈各點(diǎn)所受應(yīng)力隨位置各點(diǎn)所受應(yīng)力隨位置不同而大小不同，對位于承載區(qū)內(nèi)的不同而大小不同，對位于承載區(qū)內(nèi)的任一點(diǎn)，當(dāng)每個(gè)滾動體滾過一次便受任一點(diǎn)，當(dāng)每個(gè)滾動體滾過一次便受載一次，而所受負(fù)荷和應(yīng)力的最大值載一次，而所受負(fù)荷和應(yīng)力的最大

24、值是不變的，承受穩(wěn)定的脈動循環(huán)應(yīng)力。是不變的，承受穩(wěn)定的脈動循環(huán)應(yīng)力。滾動軸承工作時(shí)，一般是內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，滾動軸承工作時(shí)，一般是內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，外圈固定。外圈固定。Ht0Ht0Ht0通過承載通過承載區(qū)時(shí)間區(qū)時(shí)間通過非承通過非承載區(qū)時(shí)間載區(qū)時(shí)間通過承載通過承載區(qū)時(shí)間區(qū)時(shí)間通過非承通過非承載區(qū)時(shí)間載區(qū)時(shí)間滾動體應(yīng)力的變化滾動體應(yīng)力的變化內(nèi)圈應(yīng)力的變化內(nèi)圈應(yīng)力的變化外圈應(yīng)力的變化外圈應(yīng)力的變化1 1疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕滾動軸承工作時(shí)，由于它的內(nèi)圈、外圈和滾動體上任意點(diǎn)的接觸應(yīng)力都滾動軸承工作時(shí)，由于它的內(nèi)圈、外圈和滾動體上任意點(diǎn)的接觸應(yīng)力都是變化的，工作一定時(shí)間后，其接觸表面就可能發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕發(fā)是變化的，工

25、作一定時(shí)間后，其接觸表面就可能發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕發(fā)生后，噪聲和振動加劇，發(fā)熱嚴(yán)重，致使軸承失效。一般在安裝、潤滑生后，噪聲和振動加劇，發(fā)熱嚴(yán)重，致使軸承失效。一般在安裝、潤滑和密封正常的情況下，疲勞點(diǎn)蝕是滾動軸承的主要失效形式。和密封正常的情況下，疲勞點(diǎn)蝕是滾動軸承的主要失效形式。二二. . 滾動軸承的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則滾動軸承的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則一）一） 失效形式失效形式2 2塑性變形塑性變形轉(zhuǎn)速很低或間歇往復(fù)擺動的軸承，一般不會發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，但在很大的靜轉(zhuǎn)速很低或間歇往復(fù)擺動的軸承，一般不會發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，但在很大的靜載荷或沖擊載荷作用下，會使套圈滾道和滾動體接觸處的局部應(yīng)力超過材載荷或沖擊

26、載荷作用下，會使套圈滾道和滾動體接觸處的局部應(yīng)力超過材料的屈服極限，以致表面出現(xiàn)塑性變形（凹坑），運(yùn)轉(zhuǎn)精度降低，并會出料的屈服極限，以致表面出現(xiàn)塑性變形（凹坑），運(yùn)轉(zhuǎn)精度降低，并會出現(xiàn)振動和噪聲而不能正常工作現(xiàn)振動和噪聲而不能正常工作 3 3磨損磨損在潤滑不良和密封不嚴(yán)的情況下，軸承工作時(shí)易發(fā)生磨損。轉(zhuǎn)速愈高，在潤滑不良和密封不嚴(yán)的情況下，軸承工作時(shí)易發(fā)生磨損。轉(zhuǎn)速愈高，磨損愈嚴(yán)重。軸承磨損后會降低旋轉(zhuǎn)精度，甚至失效。磨損愈嚴(yán)重。軸承磨損后會降低旋轉(zhuǎn)精度，甚至失效。 對一般工作條件下的回轉(zhuǎn)滾動軸承對一般工作條件下的回轉(zhuǎn)滾動軸承經(jīng)常發(fā)生點(diǎn)蝕，經(jīng)常發(fā)生點(diǎn)蝕， 主要進(jìn)行主要進(jìn)行壽命計(jì)算壽命計(jì)算，必要

27、時(shí)進(jìn)行靜強(qiáng)度校核；，必要時(shí)進(jìn)行靜強(qiáng)度校核；對于不轉(zhuǎn)動、擺動或轉(zhuǎn)速低（對于不轉(zhuǎn)動、擺動或轉(zhuǎn)速低（n n10 r/min10 r/min）的軸承）的軸承，要，要 求控制塑性變形，只需進(jìn)行求控制塑性變形，只需進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算靜強(qiáng)度計(jì)算；對于高速軸承對于高速軸承由于發(fā)熱而造成的粘著磨損、燒傷常常由于發(fā)熱而造成的粘著磨損、燒傷常常是突出的矛盾，是突出的矛盾，除進(jìn)行壽命計(jì)算外，還需校驗(yàn)極限轉(zhuǎn)速除進(jìn)行壽命計(jì)算外，還需校驗(yàn)極限轉(zhuǎn)速。二）計(jì)算準(zhǔn)則二）計(jì)算準(zhǔn)則20-3 20-3 滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承的壽命計(jì)算對一組同一型號的軸承，由于材料、熱處理和工藝等很多隨機(jī)因素的影響，即使在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，壽命也不一樣，

28、有的甚至相差幾十倍。因此，對一個(gè)具體的軸承，很難預(yù)知其確切的壽命。實(shí)驗(yàn)表明：壽命與可靠性有關(guān)。如圖定義：定義：軸承在一定轉(zhuǎn)速下，其軸承在一定轉(zhuǎn)速下，其中任何零件出現(xiàn)疲勞擴(kuò)展跡象中任何零件出現(xiàn)疲勞擴(kuò)展跡象之前的工作小時(shí)數(shù)稱為：之前的工作小時(shí)數(shù)稱為：軸承壽命軸承壽命 2051015501000R(%) 軸承的壽命曲線軸承的壽命曲線L/(110-6 r)可靠度：可靠度：一組相同軸承能達(dá)到一組相同軸承能達(dá)到或超過規(guī)定壽命的百分比或超過規(guī)定壽命的百分比. .1.基本額定壽命基本額定壽命 ：一批相同的軸承中90的軸承不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前的總轉(zhuǎn)數(shù)（以106為單位）或小時(shí)數(shù)?；绢~額定壽命用基本額額定壽命用 L1

29、0或L10h 來表示?；绢~定壽命基本額定壽命在到達(dá)額定壽命時(shí)，有在到達(dá)額定壽命時(shí)，有9090%的軸承的軸承沒壞，只損壞了沒壞，只損壞了1010%。軸承的基本額定動載荷為使軸承的基本額定壽軸承的基本額定動載荷為使軸承的基本額定壽命等于命等于106次的載荷值，用符號次的載荷值，用符號C表示。表示。對于向心軸承，基本額定動載荷指純徑向載荷Cr ，對于深溝球軸承、角接觸球軸承或圓錐滾子軸承 徑向基本額定動載荷Cr對推力軸承 軸向基本額定動載荷CaCr 、Ca可從手冊中查出可從手冊中查出通過試驗(yàn)得出如圖所示通過試驗(yàn)得出如圖所示62086208軸承的載荷軸承的載荷壽命曲線。壽命曲線。 載荷載荷-壽命曲線

30、的公式：壽命曲線的公式：rPCL610壽命指數(shù)：壽命指數(shù)：-球軸承球軸承-滾子軸承滾子軸承hPCnLh60106用小時(shí)表示：用小時(shí)表示：3 310/310/3=基本額定動載荷：基本額定動載荷：P-當(dāng)量動載荷當(dāng)量動載荷 NnLPCh61060LLh h-預(yù)期壽命預(yù)期壽命 一、軸承壽命計(jì)算基本公式一、軸承壽命計(jì)算基本公式曲線上對應(yīng)于曲線上對應(yīng)于 Lh=106 的載的載荷為荷為: : 29.5KN。 當(dāng)當(dāng) t120t120 時(shí)，時(shí)， C C 引進(jìn)溫度系數(shù)引進(jìn)溫度系數(shù) ft 進(jìn)行修正。進(jìn)行修正。表表20-8 溫度系數(shù)溫度系數(shù) 軸承工作軸承工作 溫度溫度 溫度系數(shù)溫度系數(shù) ft 120250200150

31、12530010.950.900.700.800.60Ct= ft C修正后的計(jì)算公式：修正后的計(jì)算公式： rPCfLt610hPCfnLth60106NnLfPCht61060表表20-9 軸承預(yù)期壽命軸承預(yù)期壽命Lh的參考值的參考值 使使 用用 場場 合合 不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備 500 Lh /h 短時(shí)間或間斷使用，中斷時(shí)不致引起嚴(yán)重后果短時(shí)間或間斷使用，中斷時(shí)不致引起嚴(yán)重后果 40008000 間斷使用，中斷時(shí)會引起嚴(yán)重后果間斷使用，中斷時(shí)會引起嚴(yán)重后果 800012000 每天每天8h工作的機(jī)械工作的機(jī)械 1200020000 每天每天24h連續(xù)工作的機(jī)械連續(xù)工

32、作的機(jī)械 4000060000 二、當(dāng)量動載荷的計(jì)算二、當(dāng)量動載荷的計(jì)算滾動軸承的基本動載荷是在一定的實(shí)驗(yàn)條件下確定的。對于向心軸承是指軸承承受純徑向載荷；對于推力軸承是指承受中心軸向載荷。實(shí)際情況可能既受徑向載荷又有軸向載荷，則必須將實(shí)際載荷換算成與實(shí)驗(yàn)條件相同的載荷后，才能和基本額定動載荷進(jìn)行比較。換算后的載荷是一種假定載荷，稱為當(dāng)量載荷。含義：含義：當(dāng)量動載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷當(dāng)量動載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷雙重雙重影響影響，經(jīng)換算后的，經(jīng)換算后的假想載荷假想載荷。其效果與某一個(gè)基本額定。其效果與某一個(gè)基本額定動載荷相當(dāng)。動載荷相當(dāng)。計(jì)算公式：計(jì)算公式：P=fP（X Fr

33、+Y Fa ）X-徑向動載荷系數(shù)徑向動載荷系數(shù)； Y-軸向動載荷系數(shù)軸向動載荷系數(shù)。見下頁 向心軸承：向心軸承：P=Fr推力軸承：推力軸承：P=Fa理由：理由：基本額定動載荷是單向載荷（徑向或軸向）試基本額定動載荷是單向載荷（徑向或軸向）試驗(yàn)條件下得出的。實(shí)際情況可能受到雙重載荷作用。驗(yàn)條件下得出的。實(shí)際情況可能受到雙重載荷作用。很顯然，單向載荷與雙向載荷作用下，軸承的壽命是很顯然，單向載荷與雙向載荷作用下，軸承的壽命是不一樣的。不一樣的。fP-沖擊載荷系數(shù)沖擊載荷系數(shù) 表表10-10 向心軸承當(dāng)量載荷系數(shù)向心軸承當(dāng)量載荷系數(shù)X、Y的值的值軸承類型軸承類型 深溝球軸承深溝球軸承0.172 0.

34、19 2.312.3Fa C0r eFa / Fr eFa / Fr eXYXY0.345 0.22 1.990.689 0.26 1.711.03 0.28 1.551.38 0.30 0.56 1.45 1 0 0.178 0.38 1.470.357 0.40 1.400.714 0.23 1.301.07 0.46 1.23= = 15 1.43 0.47 0.44 1.19 1 0 角角接接觸觸球球軸軸承承= 25= 25 - 0.68 0.41 0.87 1 0= 4= 40 - 1.14 0.35 0.57 1 0 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承(單列單列) - 1.5tg 0.4 0

35、.4ctg 1 0 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承(雙列雙列) - 1.5tg 0.65 0.65ctg 1 0 (單列單列)表表20-11 沖擊載荷系數(shù)沖擊載荷系數(shù) 載荷性質(zhì)載荷性質(zhì) 無沖擊或輕微沖擊無沖擊或輕微沖擊 中等沖擊中等沖擊 強(qiáng)烈沖擊強(qiáng)烈沖擊fP1.01.21.21.81.83.0三、向心推力軸承（三、向心推力軸承（3，7類）的軸向力計(jì)算類）的軸向力計(jì)算1 1、角接觸球軸承或圓錐滾子軸承角接觸球軸承或圓錐滾子軸承內(nèi)部軸向力的計(jì)算內(nèi)部軸向力的計(jì)算 當(dāng)角接觸球當(dāng)角接觸球軸承或圓錐滾子軸承或圓錐滾子軸承承受徑向載軸承承受徑向載荷荷FrFr時(shí)，由于存時(shí)，由于存在接觸角在接觸角,滾滾動軸承受載情況動軸

36、承受載情況如右圖示如右圖示-派生軸向力派生軸向力FNi = Fsi +FriFs =Fsi = Fri tg 第i個(gè)滾動體 當(dāng)角接觸球軸承或圓錐滾子軸承承當(dāng)角接觸球軸承或圓錐滾子軸承承受徑向載荷受徑向載荷Fr時(shí)，由于存在接觸角時(shí)，由于存在接觸角 ，第第i個(gè)滾動體所受力為個(gè)滾動體所受力為FNi?？煞纸鉃??？煞纸鉃閮蓚€(gè)軸向和徑向兩個(gè)分力：兩個(gè)軸向和徑向兩個(gè)分力：所有滾動體軸向力之和：所有滾動體軸向力之和：其中：其中： Fsi = Fri tg 角接觸球軸承或圓錐滾子軸承角接觸球軸承或圓錐滾子軸承內(nèi)部軸向力的計(jì)算內(nèi)部軸向力的計(jì)算FaFaeFrFNiFs將迫使內(nèi)圈和軸徑向右移動?？砂聪卤韥碛?jì)算將迫使內(nèi)

37、圈和軸徑向右移動。可按下表來計(jì)算Fs Fs=1.1FrFs=0.7FrFs=0.5FrFs=Fr(2Y)70000B(a a =40)70000AC(a a =25)70000C(a a=15)角接觸球軸承角接觸球軸承圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 由于產(chǎn)生了派生軸向力，此時(shí)軸承所承受的實(shí)際由于產(chǎn)生了派生軸向力，此時(shí)軸承所承受的實(shí)際軸向力不再等于外部軸向力，即：軸向力不再等于外部軸向力，即： Fa Fae假設(shè)作用在軸上的軸向外載荷為：Fae FriFsiFrFaFaFrFR1FR2FS1FS2徑向力徑向力Fr 、 R1、R2的的計(jì)算由受力平衡條件求計(jì)算由受力平衡條件求出出2 2、軸承的受力簡圖軸承的受力簡圖FaFS1FS2FaFS1FS2FFR1FR2FS1FS23、角接觸軸承的軸向載荷、角接觸軸承的軸向載荷Fa21S