機(jī)械設(shè)計(jì)_第九版_13章

1、會(huì)計(jì)學(xué)1機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)_第九版第九版_13章章第1頁/共123頁 滾動(dòng)軸承的作用：依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支承 轉(zhuǎn)動(dòng)零件 滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)精度高、啟動(dòng)力矩小、標(biāo)準(zhǔn) 件，選用方便 滾動(dòng)軸承的構(gòu)成：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架等13-1概概 述述第2頁/共123頁常用滾動(dòng)體：球、圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子、 非對(duì)稱球面滾子、滾針第3頁/共123頁保持架作用：均勻地隔開滾動(dòng)體，防止?jié)L動(dòng)體接觸磨損保持架類型：低碳鋼板+沖壓 銅合金、鋁合金或塑料+切削內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體材料：高碳鉻軸承鋼(如GCr15)或滲碳軸 承鋼(如G20Cr2Ni4A) 硬度：不低于60 HRC+工作溫度 120，硬度不下降

2、無內(nèi)圈或外圈情況：軸頸或軸承座作為內(nèi)圈或外圈，工作 表面應(yīng)具備相應(yīng)的硬度和粗糙度第4頁/共123頁一、滾動(dòng)軸承的分類接觸角：滾動(dòng)體與外圈滾道接觸點(diǎn)法線與半徑方向夾角 載荷角：徑向載荷Fr與軸向載荷Fa合力與半徑方向夾角13-2滾動(dòng)軸承的主要類型及其代號(hào)滾動(dòng)軸承的主要類型及其代號(hào)向心軸承推力軸承向心推力軸承按承受的外載荷類型分類第5頁/共123頁常用滾動(dòng)軸承的類型、主要性能和特點(diǎn)深溝球軸承 主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最小。在高轉(zhuǎn)速且有輕量化要求的場(chǎng)合，可用來承受單向或雙向的軸向載荷。工作中允許內(nèi)、外圈軸線偏斜量816，大量生產(chǎn)，價(jià)格最低。類型代號(hào) 6第6頁/共123

3、頁圓柱滾子軸承 有較大的徑向承載能力。外圈(或內(nèi)圈)可以分離，故不能承受軸向載荷，滾子由內(nèi)圈(或外圈)的擋邊軸向定位，工作時(shí)允許內(nèi)、外圈有少量的軸向錯(cuò)動(dòng)。內(nèi)外圈軸線的允許偏斜量很小(24)。此類軸承還可以不帶外圈或內(nèi)圈。類型代號(hào) N第7頁/共123頁推力球軸承 工作時(shí)必須加有一定的軸向載荷。軸線必須與軸承座底面垂直，載荷必須與軸線重合，以保證鋼球載荷的均勻分配。類型代號(hào) 5第8頁/共123頁角接觸球軸承 可同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷，也可以單獨(dú)承受軸向載荷。能在較高轉(zhuǎn)速下正常工作由于一個(gè)軸承只能承受單向的軸向力，一般成對(duì)使用。承受軸向載荷的能力與接觸角有關(guān)。接觸角大的，承受軸向載荷的能力也高。

4、類型代號(hào) 7第9頁/共123頁圓錐滾子軸承 可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷(30000型以徑向載荷為主，30000B型以軸向載荷為主)。外圈可分離，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙。一般成對(duì)使用。類型代號(hào) 3第10頁/共123頁調(diào)心球軸承 外圈滾道表面是以軸承中點(diǎn)為中心的球面，能自動(dòng)調(diào)心，允許內(nèi)圈(軸)相對(duì)外圈(外殼)軸線偏斜量23，一般不宜承受純軸向載荷。第11頁/共123頁前置代號(hào) 基本代號(hào) 后置代號(hào) 軸承的分部件代號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)密封與防塵結(jié)構(gòu)代號(hào)保持架及其材料代號(hào)特殊軸承材料代號(hào)公差等級(jí)代號(hào)游隙代號(hào)多軸承配置代號(hào)其它代號(hào)五四三二一類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)寬度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)(二)滾動(dòng)軸承的

5、主要類型和代號(hào) 在常用的各類滾動(dòng)軸承中，每一種類型又可做成幾種不同的結(jié)構(gòu)、尺寸和公差等級(jí)，以便適應(yīng)不同的技術(shù)要求。為了統(tǒng)一表征各類軸承的特點(diǎn)，便于組織生產(chǎn)和選用，GB/T 272-1993規(guī)定了軸承代號(hào)的表示方法。第12頁/共123頁1.基本代號(hào) 1)軸承的內(nèi)徑代號(hào) 位置：基本代號(hào)右起第一、二位數(shù)字 常用：內(nèi)徑d =20480 mm的軸承，內(nèi)徑一般為5的倍數(shù)，這兩位數(shù)字表示軸承內(nèi)徑尺寸被5除得的商數(shù)，如04表示d=20mm，12表示d=60mm等。 特例1：對(duì)于內(nèi)徑為10、12、15和17的軸承，內(nèi)徑代號(hào)依次為00、01、02和03。 特例2：對(duì)于d500 mm的特大型軸承和d實(shí)體保持架沖壓保

6、持架 (4)推力軸承極限轉(zhuǎn)速很低，工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，若軸向載荷不大，采用角接觸球軸承 (5)若工作轉(zhuǎn)速超過了軸承樣本，可以提高公差等級(jí)、適當(dāng)增大游隙、循環(huán)冷卻第21頁/共123頁3. 軸承的調(diào)心行性能 軸承由于安裝誤差或軸的變形等都會(huì)引起內(nèi)外圈中心線發(fā)生相對(duì)傾斜。傾斜角稱為角偏差。 滾針軸承對(duì)軸線傾斜最敏感，應(yīng)緊可能避免在軸線有傾斜的情況下使用。 可采用調(diào)心軸承第22頁/共123頁(四)軸承的安裝和拆卸 軸承座沒有剖分面、沿軸向安裝拆卸內(nèi)外圈可分離軸承 當(dāng)軸承在長(zhǎng)軸上安裝時(shí)，為了便于裝拆，可以選用內(nèi)圈孔為1:12的圓錐孔的軸承，用以安裝在緊定襯套上。第23頁/共123頁13-4滾動(dòng)軸承的工作情況滾

7、動(dòng)軸承的工作情況(一)軸承工作時(shí)軸承元件上的載荷分布徑向載荷Fr通過軸頸作用于內(nèi)圈上半圈的滾動(dòng)體不承載下半圈的滾動(dòng)體承載Fr作用線上的接觸點(diǎn)接觸載荷最大兩側(cè)載荷逐漸變小第24頁/共123頁(二)軸承工作時(shí)軸承元件上的載荷及應(yīng)力的變化 當(dāng)滾動(dòng)體進(jìn)入承載區(qū)后，載荷由0逐漸增加到FN2、FN1、直到最大值FN0，然后再逐漸降低到FN1、FN2而至0。第25頁/共123頁 固定套圈，對(duì)于每一個(gè)位置的點(diǎn)，每當(dāng)一個(gè)滾動(dòng)體滾過時(shí)，便承受一次載荷，大小是不變的，也就是承受穩(wěn)定的脈動(dòng)循環(huán)載荷的作用轉(zhuǎn)動(dòng)套圈上各點(diǎn)的受載情況，類似于滾動(dòng)體的受載情況。第26頁/共123頁(三)軸向載荷對(duì)載荷分布的影響 以圓錐滾子軸承

8、為例，假設(shè)承受徑向載荷Fr 滾動(dòng)體反力分解為徑向分力FNi和軸向分力Fdi 徑向分力FNi的矢量和=徑向載荷Fr 軸向分力Fdi的代數(shù)和派生軸向力Fd=軸向力Fa第27頁/共123頁 當(dāng)只有最下面一個(gè)滾動(dòng)體受載時(shí)tanadrFFF接觸角 當(dāng)受載的滾動(dòng)體數(shù)目增多時(shí)，雖然在同樣的徑向載荷Fr的作用下，但派生的軸向力Fd將增大，即 11tantannnddiNiriiFFFF 上式表明n個(gè)FNi的代數(shù)和大于向量和徑向力為Fr時(shí)，軸向力為Frtan，一個(gè)滾動(dòng)體受載徑向力為Fr時(shí)，軸向力大于Frtan，多個(gè)滾動(dòng)體受載第28頁/共123頁軸向力Fa=Frtan時(shí)單個(gè)滾動(dòng)體受載軸向力Fa受載滾動(dòng)體數(shù)目Fa1

9、.25Frtan約半數(shù)的滾動(dòng)體同時(shí)受載Fa1.7Frtan全部的滾動(dòng)體同時(shí)受載 為了可靠工作，應(yīng)使軸承至少達(dá)到下半圈的滾動(dòng)體全部受載。在安裝這類軸承時(shí)，不能有較大的軸向竄動(dòng)量。第29頁/共123頁13-5滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇(一)滾動(dòng)軸承的失效形式及基本額定壽命疲勞點(diǎn)蝕最基本和常見的失效形式壽命計(jì)算依據(jù)膠合斷裂 常見的失效形式：磨損點(diǎn)蝕滾動(dòng)軸承的壽命：軸承的滾動(dòng)體或套圈首次出現(xiàn)點(diǎn)蝕之 前，軸承的轉(zhuǎn)數(shù)。點(diǎn)蝕的后果：出現(xiàn)較強(qiáng)烈的振動(dòng)、噪聲和發(fā)熱第30頁/共123頁生產(chǎn)批次、尺寸、材料、工作條件完全相同 制造精度、材料的均質(zhì)程度差異壽命差異很大第31頁/共123頁以同一批試驗(yàn)軸承中的

10、最長(zhǎng)壽命作為標(biāo)準(zhǔn)過于不安全以同一批試驗(yàn)軸承中的最短壽命作為標(biāo)準(zhǔn)過于保守基本額定壽命：一組在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的近于相同的軸 承，將可靠度為90%時(shí)的壽命，記為L(zhǎng)105年17年第32頁/共123頁其他形式的失效：潤滑油不足使軸承燒傷 潤滑油不清潔而使?jié)L動(dòng)體和滾道磨損 裝配不當(dāng)而使軸承卡死 脹破內(nèi)圈 擠碎內(nèi)外圈和保持架失效計(jì)算：目前尚不能根據(jù)這些失效形式來建立軸承的計(jì) 算理論和公式解決辦法： 一般的軸承裝配質(zhì)量控制和完善使用條件 重要用途軸承線監(jiān)測(cè)及故障診斷發(fā)現(xiàn)故障并更換第33頁/共123頁(二)滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷 工作載荷接觸應(yīng)力在發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前所能經(jīng)受的應(yīng)力變化次數(shù)軸承的壽命 基本額定動(dòng)載荷

11、：軸承的基本額定壽命恰好為l06(轉(zhuǎn))時(shí) 承受的載荷，用字母C代表。 基本額定動(dòng)載荷承載特性 基本額定動(dòng)載荷的獲得：大量的試驗(yàn)+理論分析第34頁/共123頁(三)滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算公式610(10)CLrP1033P其中：（球軸承）；（滾子軸承）； 為軸承所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷；第35頁/共123頁 實(shí)際計(jì)算時(shí)用小時(shí)數(shù)表示壽命比較方便，將上式改寫61060( )hCLhnP66010hnLCP 如果載荷P和轉(zhuǎn)速n為已知，預(yù)期計(jì)算壽命Lh又已取定，則所需軸承應(yīng)具有的基本額定動(dòng)載荷C可計(jì)算得出 高于120溫度下工作的軸承需乘以溫度系數(shù)ft，即ttCf C第36頁/共123頁10tf CLP66010h

12、tnLPCf 考慮溫度系數(shù)后的計(jì)算公式61060thf CLnP第37頁/共123頁(四)滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷基本額定動(dòng)載荷測(cè)定時(shí)的假設(shè)： 向心軸承僅承受徑向載荷 推力軸承僅承受軸向載荷軸承壽命計(jì)算時(shí)的轉(zhuǎn)換 當(dāng)量動(dòng)載荷=折算公式（徑向力，軸向力）()draPfXFYF X、Y為徑向動(dòng)載荷系數(shù)與軸向動(dòng)載荷系數(shù)，見表13-5 f d為載荷系數(shù)，見表13-6第38頁/共123頁第39頁/共123頁第40頁/共123頁(五)角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的徑向載荷與軸向載荷 角接觸球軸承和圓錐滾子軸承承受徑向載荷時(shí)，要產(chǎn)生派生的軸向力，為保證正常工作，通常是成對(duì)使用的。 根據(jù)平衡條件，由徑向力Fre的位置

13、和大小可計(jì)算出兩個(gè)軸承上的徑向載荷Fr1、Fr2。第41頁/共123頁派生的軸向力Fd1、Fd2的大小可按照表13 -7中的公式計(jì)算 計(jì)算所得的Fd值，相當(dāng)于正常的安裝情況，即大致相當(dāng)于下半圈的滾動(dòng)體全部受載(軸承實(shí)際的工作情況不允許比這樣更壞)。第42頁/共123頁派生軸向力：軸承對(duì)軸的力 軸向力：軸對(duì)軸承的力 把派生軸向力的方向與外加軸向載荷Fae的方向一致的軸承標(biāo)為軸承2，另一端標(biāo)為軸承1。當(dāng)FaeFd2Fd1，相當(dāng)于軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松” Fa1FaeFd2 Fa2Fd2當(dāng)FaeFd2Fd1，相當(dāng)于軸承1被“放松”，軸承2被“壓緊” Fa1Fd1 Fa2Fd1Fae第43頁

14、/共123頁(六)不穩(wěn)定載荷和不穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)軸承的壽命計(jì)算 對(duì)于金屬切削機(jī)床、起重機(jī)等機(jī)械中的軸承工作載荷和轉(zhuǎn)速頻繁改變以疲勞損傷累積理論求軸承壽命 設(shè)軸承順次地在當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P2、.Ps，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速為n1、n2、. ns，軸承在每種工作狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間與總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間之比為q1、q2、.qs。iz在Pi作用下實(shí)際的載荷循環(huán)次數(shù)iz在Pi作用下極限的載荷循環(huán)次數(shù)11siiizz 根據(jù)疲勞損傷累積理論，在壽命達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，有第44頁/共123頁 假定軸承在P1、P2、.Ps作用下總共工作了H時(shí)間后，元件壽命達(dá)到了極限狀態(tài)，則軸承失效前在Pi作用下實(shí)際載荷循環(huán)次數(shù)可按下式計(jì)算iiiznq H 將所

15、有載荷作用次數(shù)的總和記為zm1 1221 122+.+(.+)mssssmzn q Hn q Hn q Hn qn qn q Hn H 假定作用一個(gè)相當(dāng)?shù)妮d荷Pm來代替所有的載荷的作用，并在作用Zm次后，軸承達(dá)到極限狀態(tài)，滿足10CLP （）10P LCmmiiP zP zmimiPzzP第45頁/共123頁11siiizzmimiPzzP111ssiiiiiiimmmminq HP nqP nPzP11siiisiiiimimmnq Pnq PPnn1smiiinnq壽命計(jì)算公式為再有610()60hmmCLnP 第46頁/共123頁(七)滾動(dòng)軸承的靜承載能力對(duì)于在工作載荷下基本不旋轉(zhuǎn)或緩慢

16、旋轉(zhuǎn)或緩慢擺動(dòng)的軸承，其失效形式不是疲勞點(diǎn)蝕，而是因滾動(dòng)接觸面上的接觸應(yīng)力過大而產(chǎn)生的過大的塑性變形。在國家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)每一種規(guī)格的滾動(dòng)軸承規(guī)定了一個(gè)不應(yīng)超過得載荷界限基本額定靜載荷，用C0表示。 軸承上作用的徑向載荷Fr與軸向載荷Fa應(yīng)折合成一個(gè)當(dāng)量靜載荷P0P0=X0Fr+Y0Fa X0、Y0分別為當(dāng)量靜載荷的徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)，可由軸承手冊(cè)查取。第47頁/共123頁000PSC S0為靜強(qiáng)度安全系數(shù)，可由設(shè)計(jì)手冊(cè)查取。按軸承靜承載能力選擇軸承的公式為：第48頁/共123頁(八)不同可靠度時(shí)滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算一般的工程問題，以軸承的基本額定動(dòng)載荷和基本額定壽命來衡量承載能力，對(duì)應(yīng)的可

17、靠度為90%。對(duì)于航空航天產(chǎn)品、國防裝備等，對(duì)于軸承的可靠度有更高的要求。引入可靠性系數(shù)a1，修正壽命為：)(601016101PCnaLaLn可靠度可靠度%909596979899LnL10L5L4L3L2L1a11.00.640.540.470.370.25可靠度不為90%時(shí)的額定壽命修正系數(shù)a1 (GB/T6391-2010) 第49頁/共123頁滾動(dòng)軸承選擇的過程由力分析確定軸承所承受的Fr與Fa計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P=fP(XFr+YFa)明確軸承的工作轉(zhuǎn)速n與預(yù)計(jì)壽命L10計(jì)算軸承應(yīng)滿足的基本額定動(dòng)載荷1061/6010nLCP由軸承樣本（手冊(cè)）查取合適的軸承 第50頁/共123頁13-

18、6軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì) 軸承裝置的設(shè)計(jì)主要是正確解決軸承的安裝、配置、緊固、調(diào)節(jié)、潤滑、密封等問題。下面提出一些設(shè)計(jì)中的注意要點(diǎn)以供參考。(一)支承部分的剛性和同心度 軸和安裝軸承的外殼或軸承座，軸承裝置中的其他受力零件必須有足夠的剛性。 外殼及軸承座孔壁足夠的厚度第51頁/共123頁 外殼上軸承座的懸臂應(yīng)盡可能地縮短，并用肋板來增強(qiáng)支承部位的剛性。第52頁/共123頁 外殼是用輕合金或非金屬制成的，安裝軸承處應(yīng)采用鋼或鑄鐵制的套杯第53頁/共123頁 一根軸上兩個(gè)支承的座孔，必須盡可能地保持同心 整體結(jié)構(gòu)的外殼，并把安裝軸承的兩個(gè)孔一次鏜出。當(dāng)兩個(gè)軸承孔分在兩個(gè)外殼上時(shí)，則應(yīng)把兩個(gè)外

19、殼組合在一起進(jìn)行鏜孔。第54頁/共123頁(二)軸承的配置1.雙支點(diǎn)各單向固定 左邊的懸臂較長(zhǎng)，支承剛性較差，軸向和徑向熱膨脹時(shí)易卡死。第55頁/共123頁采用深溝球軸承的雙支點(diǎn)各單向固定軸向間隙軸向間隙適當(dāng)補(bǔ)償軸受熱伸長(zhǎng)軸向間隙存在不能做精確的軸向定位軸向間隙不能過大避免竄動(dòng)軸向間隙不能過大不能用于工作溫度較高時(shí)第56頁/共123頁2.一支點(diǎn)雙向固定，另一端支點(diǎn)游動(dòng)(跨距大、溫度高)固定游動(dòng)第57頁/共123頁用可分離型的圓柱滾子軸承或滾針軸承時(shí)，內(nèi)外圈都固定。第58頁/共123頁 軸向載荷較大固定的支點(diǎn)：向心軸承+推力軸承 第59頁/共123頁 采用兩個(gè)角接觸球軸承(或圓錐滾子軸承)“背對(duì)

20、背”或“面對(duì)面”組合的結(jié)構(gòu)。第60頁/共123頁3.兩端游動(dòng)支承兩端游動(dòng)軸向固定第61頁/共123頁(三)滾動(dòng)軸承的軸向緊固內(nèi)圈緊固的常用方法有：1)彈性擋圈軸向力不大及轉(zhuǎn)速不高時(shí)2)螺釘固定的軸端擋圈高轉(zhuǎn)速、大的軸向力鋼絲串聯(lián)防松第62頁/共123頁3)圓螺母和止動(dòng)墊圈轉(zhuǎn)速高、較大的軸向力第63頁/共123頁4)緊定襯套、止動(dòng)墊圈和圓螺母 用于光軸、軸向力和轉(zhuǎn)速不大、內(nèi)圈為圓錐孔第64頁/共123頁 內(nèi)圈的另一端，常以軸肩作為定位面。為了便于軸承拆卸，軸肩的高度應(yīng)低于軸承內(nèi)圈的厚度。第65頁/共123頁潘存云教授研制拆卸軸承第66頁/共123頁外圈軸向緊固的常用方法有:1)彈性擋圈軸向力不大

21、及轉(zhuǎn)速不高時(shí)第67頁/共123頁2)彈性擋圈嵌入軸承外圈的止動(dòng)槽內(nèi)第68頁/共123頁3)軸承蓋緊固用于高轉(zhuǎn)速及很大軸向力時(shí)的各類軸承第69頁/共123頁4)用螺紋環(huán)緊轉(zhuǎn)速高、軸向載荷大，不便使用軸承蓋緊固螺釘?shù)?0頁/共123頁(四)軸承游隙及軸上零件位置的調(diào)整墊片調(diào)整(操作簡(jiǎn)單)圓螺母調(diào)整(操作復(fù)雜) 1)錐齒輪裝配，要調(diào)整軸向位置； 2)軸承裝在套杯中，套杯裝在外殼孔中； 3)通過增減墊片，可調(diào)整錐齒輪軸向位置。第71頁/共123頁(六)滾動(dòng)軸承的預(yù)緊定義：安裝時(shí)產(chǎn)生并保持一軸向力，消除軸向游隙意義：內(nèi)外圈徑向及軸向相對(duì)移動(dòng)量要比未預(yù)緊大大減少1)夾緊一對(duì)圓錐滾子軸承的外圈而預(yù)緊第72頁

22、/共123頁2)用彈簧預(yù)緊，可以得到穩(wěn)定的預(yù)緊力3)軸承中間裝入長(zhǎng)度不等的套筒而預(yù)緊，預(yù)緊力可由兩套筒的長(zhǎng)度差控制長(zhǎng)短第73頁/共123頁4)磨窄外圈并夾緊第74頁/共123頁(七)滾動(dòng)軸承的潤滑d滾動(dòng)軸承內(nèi)徑，mmn軸承轉(zhuǎn)速，r/min第75頁/共123頁1.脂潤滑適用：不便經(jīng)常添加潤滑劑、不允許潤滑油流失而致污 染產(chǎn)品限制：較低的dn值所占容積：1/32/3內(nèi)部空間錐入度：dn值大、載荷小選錐入度較大粘度小 反之，選錐入度較大滴點(diǎn)：工作溫度6105 mmr/min時(shí)優(yōu)點(diǎn)：避免其他潤滑方法由于供油過多，油的內(nèi)摩擦增大 而增高軸承的工作溫度。第81頁/共123頁壓強(qiáng)圖流速圖第82頁/共123頁

23、3.固體潤滑用途：高溫中使用的軸承、真空環(huán)境中工作的軸承方法： 1)用粘結(jié)劑將固體潤滑劑粘結(jié)在滾道和保持架上 2)固體潤滑劑加入工程塑料和粉末冶金材料中，制成有自潤滑性能的軸承零件 3)電鍍、高頻濺射、離子鍍層、化學(xué)沉積薄膜第83頁/共123頁(八)滾動(dòng)軸承的密封裝置氈圈油封(滑動(dòng)速度45m/s，拋光軸78m/s)第84頁/共123頁毛氈：工業(yè)常用工具，采用羊毛制成，加工粘合而成。 第85頁/共123頁唇形密封圈(精車軸10m/s，磨光軸15m/s) 如果主要是為了封油，密封唇應(yīng)對(duì)著軸承；如果主要是為了防止外物浸入，則密封唇應(yīng)背著軸承(a)； 如果兩個(gè)作用都要有，使用密封唇反向放置的兩個(gè)唇形密

24、封圈(b)。第86頁/共123頁第87頁/共123頁密封環(huán)(含鉻的耐磨鑄鐵100 m/s，錫青銅6080 m/s)密封環(huán)靠缺口被壓攏后所具有的彈性而抵緊在靜止件的內(nèi)孔壁上第88頁/共123頁隙縫密封 在軸和軸承蓋的通孔壁之間留一個(gè)極窄的隙縫，半徑間隙通常為0.l0.3 mm。這對(duì)使用脂潤滑的軸承來說，已具有一定的密封效果。如果在軸承蓋上車出環(huán)槽，在槽中填以潤滑脂，可以提高密封效果。第89頁/共123頁甩油密封開出溝槽甩油環(huán)螺旋式送油槽第90頁/共123頁曲路密封徑向軸向第91頁/共123頁例題13-1 設(shè)某支承根據(jù)工作條件決定選用深溝球軸承。軸承徑向載荷Fr=5500 N，軸向載荷Fa=270

25、0 N，軸承轉(zhuǎn)速n = 1250 r/min，裝軸承處的軸頸直徑可在5060mm范圍內(nèi)選擇，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有輕微沖擊，預(yù)期計(jì)算壽命Lh=5000 h。試選擇其軸承型號(hào)。27000.495500arFF根據(jù)表13-5，深溝球軸承的最大e值為0. 44，故此時(shí)arFeF按照表13-6，fd=1.01.2，取fd=1.2，見下頁第92頁/共123頁第93頁/共123頁 按照表13-5，X=0.56，Y值需在已知型號(hào)和基本額定靜載荷C0后才能求出?，F(xiàn)暫選一近似中間值，取Y=1.5，則()1.2 (0.56 5500 1.5 2700)8556draPfXFYFN 根據(jù)式(13-6)，求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷

26、值3666060 125050008556616991010hnLCPN 按照軸承樣本或設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇C=61.8 kN的6310軸承 此軸承的基本額定靜載荷C0=38 kN。驗(yàn)算如下: 相對(duì)軸向載荷為027000.0710538000aFC第94頁/共123頁第95頁/共123頁1.4 1.61.6(0.070150.07)1.5970.130.07Y0aFC第96頁/共123頁()1.2 (0.56 5500 1.5972700)8870.28draPfXFYFN66310106060618004509.1250001250 8870.28hCLnP 低于預(yù)期計(jì)算壽命。因題中的軸徑尺寸允許取

27、為5060 mm，故可改用6311 按照軸承樣本或設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇C=71.5 kN，C0=44.8 kN027000.06026744800aFC第97頁/共123頁1.6 1.81.8(0.0602670.04)1.6650.070.04Y0aFC第98頁/共123頁()1.2 (0.56 5500 1.665 2700)9090.6draPfXFYFN3661010606071500648750001250 9090.6hCLnP 6311可用 第99頁/共123頁深溝球軸承的設(shè)計(jì)步驟1.計(jì)算軸向力與徑向力的比值Fa/Fr Fa/Fr大于0.22，初取X=0.56，Y=1.5 Fa/Fr小于

28、0.22，初取X=1，Y=02.根據(jù)載荷情況取fd，計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P3.計(jì)算基本額定動(dòng)載荷值C()draPfXFYF66010hnLCP第100頁/共123頁4.選擇軸承型號(hào)，然后確定C和C05.校核所選型號(hào)，先計(jì)算相對(duì)軸向載荷0aFC第101頁/共123頁6.根據(jù)相對(duì)軸向載荷，確定e，再確定X和Y，最后算P61060hCLnP7.計(jì)算使用壽命，看是否夠用，若不夠用重選型號(hào)，再校核第102頁/共123頁例題13-2 設(shè)根據(jù)工作條件決定在軸的兩端正裝兩個(gè)角接觸球軸承，如圖13-34a所示。已知軸上齒輪受切向力Fte=2200N，徑向力Fre=900N，軸向力Fae=400N，齒輪分度圓直徑d=3

29、14 mm，齒輪轉(zhuǎn)速n=1440r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，軸承預(yù)期壽命Lh=15000 h。設(shè)初選兩個(gè)軸承型號(hào)均為7207C，試驗(yàn)算軸承是否可達(dá)到預(yù)期壽命的要求。第103頁/共123頁1.求兩軸承受到的徑向載荷Fr1和Fr2 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面(圖13-34b)和水平面(圖13-34c)兩個(gè)平面力系。Fre的平衡Fae的平衡第104頁/共123頁鉛垂面內(nèi)徑向力計(jì)算水平面內(nèi)徑向力計(jì)算第105頁/共123頁鉛垂面和水平面內(nèi)徑向力合成2.求兩軸承的計(jì)算軸向力Fa1和Fa2第106頁/共123頁7207C的C=30500，C0=20000第107頁/共123頁先初取e=0.

30、4=400N12daedFFF軸有左移趨勢(shì)，軸承 被放松，軸承2被壓緊11350.26adFFN21350.26400750.26adaeFFFN第108頁/共123頁第109頁/共123頁3.求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P1和P2第110頁/共123頁第111頁/共123頁第112頁/共123頁4.驗(yàn)算軸承壽命 因?yàn)镻1P2，所以按軸承2的受力大小驗(yàn)算故所選軸承滿足壽命要求第113頁/共123頁角接觸球軸承的校核步驟1.確定軸向力、徑向力、切向力，在鉛垂面和水平面內(nèi)計(jì)算軸承的反力，然后以平方和開根號(hào)做合成。2.先初取e=0. 4，計(jì)算派生軸向力Fd1和Fd2，結(jié)合軸向力，判定軸的運(yùn)動(dòng)方向，確定哪個(gè)軸承放松，哪個(gè)軸承壓緊，再計(jì)算實(shí)際的軸向力Fa1和Fa2。3.根據(jù)軸承型號(hào)，確定C0 ，計(jì)算相對(duì)軸向載荷，再確定實(shí)際的e值，若與初取0. 4相差不大，則以實(shí)際的e值進(jìn)行下面的計(jì)算，否則再取e重算。4.查表13-5的得到X和Y值，再確定fd，計(jì)算兩個(gè)