機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)-第11章--滾動軸承

1、第第1111章章 滾動軸承滾動軸承第第1111章章 滾動軸承滾動軸承一、軸承的作用及分類一、軸承的作用及分類1.1.作用作用用來支承軸的部件。用來支承軸的部件。2.2.分類分類按工作性質(zhì)分：按工作性質(zhì)分：滑動摩擦軸承（滑動軸承）滑動摩擦軸承（滑動軸承）滾動摩擦軸承（滾動軸承）滾動摩擦軸承（滾動軸承）按潤滑形式分按潤滑形式分液體摩擦滑動軸承液體摩擦滑動軸承非液體摩擦滑動軸承非液體摩擦滑動軸承第第1111章章 滾動軸承滾動軸承11-2 11-2 滾動軸承滾動軸承、滾動軸承的構(gòu)造及材、滾動軸承的構(gòu)造及材料料1.1.構(gòu)造構(gòu)造一般由：內(nèi)圈一般由：內(nèi)圈1 1、外圈、外圈2 2、滾動體、滾動體 3 3和保持

2、架和保持架4 4組成。組成。第第1111章章 滾動軸承滾動軸承11-2 11-2 滾動軸承滾動軸承滾動體的類型滾動體的類型第第1111章章 滾動軸承滾動軸承2.2.材料材料內(nèi)、外圈、滾動體：軸承鋼內(nèi)、外圈、滾動體：軸承鋼GCr15GCr15、GCr15SiMnGCr15SiMn保持架：有沖壓的和實體的兩種。保持架：有沖壓的和實體的兩種。 常用銅合金、鋁合金、酚醛膠布或塑料。常用銅合金、鋁合金、酚醛膠布或塑料。 沖壓保持架：低碳鋼板。沖壓保持架：低碳鋼板。 實體保持架：實體保持架： 11-1 11-1 滾動軸承滾動軸承二、常用滾動軸承的類型二、常用滾動軸承的類型1.1.公稱接觸角的定義公稱接觸角

3、的定義滾動體與外圈接觸處的法線與滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的平面之間垂直于軸承軸心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角。的夾角稱為公稱接觸角。第第1111章章 滾動軸承滾動軸承2.2.分類分類按承受載荷的方向或公稱接觸角的不同分為：按承受載荷的方向或公稱接觸角的不同分為： 向心軸承向心軸承 推力軸承推力軸承向心軸承 推力軸承 軸承種類 徑向軸承 角接觸 角接觸 軸向接觸 公稱接觸角 0 045 4590 90 圖例（以球軸承為例） 第第1111章章 滾動軸承滾動軸承2.2.分類分類按滾動體的形狀可分為：按滾動體的形狀可分為：球軸承球軸承 滾子軸承滾子軸承按工作時能否調(diào)心分：按工作時

4、能否調(diào)心分：剛性軸承剛性軸承 調(diào)心軸承調(diào)心軸承3.3.常用滾動軸承的主要類型常用滾動軸承的主要類型深溝球軸承（深溝球軸承（6 6） 角接觸軸承（角接觸軸承（7 7）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）調(diào)心球軸承（調(diào)心球軸承（1 1）第第1111章章 滾動軸承滾動軸承11-2 11-2 滾動軸承的代號滾動軸承的代號前置代號：用字母表示軸承部件在軸承中所起的作用。常省略。前置代號：用字母表示軸承部件在軸承中所起的作用。常省略。第第1111章章 滾動軸承滾動軸承 試說明滾動軸承代號的意義試說明滾動軸承代號的意義例題例題1 1軸承內(nèi)徑d=17mm軸承直徑系列代號2（輕

5、）系列軸承寬度系列代號2（寬）系列深溝球軸承第第1111章章 滾動軸承滾動軸承例題例題2 23 02 08 /p6x公差等級為6x軸承內(nèi)徑d=085=40mm軸承寬度系列代號0（窄），直徑為2系列圓錐滾子軸承試說明滾動軸承代號的意義試說明滾動軸承代號的意義注：寬度系列代號為注：寬度系列代號為0 0（窄）可省略。（窄）可省略。第第1111章章 滾動軸承滾動軸承例題例題3 37 3 10 C /p5軸承內(nèi)徑d=105=50mm軸承寬度代號0(省略)，直徑為3（中）系列角接觸球軸承公差等級為5級軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號C表示=15試說明滾動軸承代號的意義試說明滾動軸承代號的意義第第1111章章 滾動軸承滾動

6、軸承11-3 11-3 滾動軸承的失效形式和選擇計算滾動軸承的失效形式和選擇計算一、滾動軸承類型的選擇一、滾動軸承類型的選擇1.1.球軸承球軸承: : 轉(zhuǎn)速高，軸向載荷較小，要求旋轉(zhuǎn)精度高。轉(zhuǎn)速高，軸向載荷較小，要求旋轉(zhuǎn)精度高。 2.滾子軸承：滾子軸承： 轉(zhuǎn)速低，軸向載荷較大，要求旋轉(zhuǎn)精度不高。轉(zhuǎn)速低，軸向載荷較大，要求旋轉(zhuǎn)精度不高。 內(nèi)徑相同的同一類型軸承中，外徑越大，其極限轉(zhuǎn)速越低。內(nèi)徑相同的同一類型軸承中，外徑越大，其極限轉(zhuǎn)速越低。 3.3.角接觸軸承（角接觸軸承（7 7）或圓錐滾子軸承（）或圓錐滾子軸承（3 3）：）： 4.4.調(diào)心軸承調(diào)心軸承: :當(dāng)加工安裝誤差和軸變形大。當(dāng)加工安裝

7、誤差和軸變形大。 5.5.經(jīng)濟(jì)性：經(jīng)濟(jì)性：球軸承比滾子軸承便宜。盡量選精度低的軸承。球軸承比滾子軸承便宜。盡量選精度低的軸承。 軸承上同時承受徑向和軸向載荷軸承上同時承受徑向和軸向載荷 。第第1111章章 滾動軸承滾動軸承二、滾動軸承的失效形式二、滾動軸承的失效形式疲勞點蝕疲勞點蝕 塑性變形塑性變形 磨損，膠合、內(nèi)外圈和保持架破壞等磨損，膠合、內(nèi)外圈和保持架破壞等 第第1111章章 滾動軸承滾動軸承二、滾動軸承的失效形式二、滾動軸承的失效形式塑性變形塑性變形 第第1111章章 滾動軸承滾動軸承二、滾動軸承的失效形式二、滾動軸承的失效形式磨損，膠合、內(nèi)外圈和保持架破壞等磨損，膠合、內(nèi)外圈和保持架

8、破壞等 第第1111章章 滾動軸承滾動軸承三、滾動軸承的計算三、滾動軸承的計算1.1.基本概念基本概念基本額定壽命：基本額定壽命： 指一批相同的軸承，在同樣條件下工作，其中指一批相同的軸承，在同樣條件下工作，其中10%10%的軸承產(chǎn)品的軸承產(chǎn)品疲勞點蝕時轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)。用疲勞點蝕時轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)。用L10表示。表示。 基本額定動載荷：基本額定動載荷： 當(dāng)當(dāng) 時軸承所承受的最大載荷。用時軸承所承受的最大載荷。用C表示。表示。 61010Lr2 2軸承壽命計算軸承壽命計算10pCLF 由試驗：由試驗： 壽命指數(shù)。球軸承壽命指數(shù)。球軸承 滾子軸承滾子軸承 當(dāng)量動載荷。當(dāng)量動載荷。 3103pF第第111

9、1章章 滾動軸承滾動軸承2 2軸承壽命計算軸承壽命計算以時間作為軸承壽命：以時間作為軸承壽命： 61060thppf CLnf F式中式中軸承壽命軸承壽命 h h 軸承轉(zhuǎn)速軸承轉(zhuǎn)速r/minr/min基本額定動載荷基本額定動載荷N N溫度系數(shù)溫度系數(shù) 載荷系數(shù)載荷系數(shù) 當(dāng)量動載荷當(dāng)量動載荷 N N hLnCtfpfpF第第1111章章 滾動軸承滾動軸承2.2.當(dāng)量動載荷的計算當(dāng)量動載荷的計算僅承受徑向載荷的僅承受徑向載荷的圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 prFF（徑向載荷）（徑向載荷） 僅承受軸向載荷的僅承受軸向載荷的推力軸承推力軸承 PaFF（軸向載荷）（軸向載荷） 既承受徑向載荷又承受軸向載荷的

10、既承受徑向載荷又承受軸向載荷的深溝球軸承深溝球軸承， 調(diào)心軸承和向心角接觸軸承調(diào)心軸承和向心角接觸軸承 PraFXFYF 注：注：深溝球和深溝球和7000 C7000 C型角接觸球軸承：型角接觸球軸承： 0aarrFFeCF與與e e比較比較 X X、Y Y查表查表第第1111章章 滾動軸承滾動軸承四、向心角接觸軸承軸向載荷的計算四、向心角接觸軸承軸向載荷的計算軸向力：軸向力：iSS為使軸向力平衡，一軸上必須為使軸向力平衡，一軸上必須成對反裝向心角接觸軸承。成對反裝向心角接觸軸承。設(shè)軸上一外加軸向載荷設(shè)軸上一外加軸向載荷AF成對裝有向心角接觸軸承。成對裝有向心角接觸軸承。第第1111章章 滾動

11、軸承滾動軸承四、向心角接觸軸承軸向載荷的計算四、向心角接觸軸承軸向載荷的計算當(dāng)當(dāng) 時時12sAsFFF1212AAAssFFFFF當(dāng)當(dāng) 時時12sAsFFF軸承軸承被壓緊，軸承被壓緊，軸承被放松被放松 1121,asasAFFFFF當(dāng)當(dāng) 時時12sAsFFF軸承軸承被壓緊，軸承被壓緊，軸承被放松被放松 1222,asAasFFF FF若軸上外加載荷與圖示方向若軸上外加載荷與圖示方向 相反，公式中相反，公式中 取代入。取代入。若向心角接觸軸承反向安裝若向心角接觸軸承反向安裝 （與圖示相反）則將軸承（與圖示相反）則將軸承 序號互換即可。序號互換即可。 AF注注第第1111章章 滾動軸承滾動軸承五、

12、滾動軸承的靜載荷計算五、滾動軸承的靜載荷計算當(dāng)量靜載荷當(dāng)量靜載荷000parFX FY F0prFF當(dāng)當(dāng) 時，時，0prFF當(dāng)量靜載荷計算的強(qiáng)度條件當(dāng)量靜載荷計算的強(qiáng)度條件 000rpCFS式中：式中： 安全系數(shù)安全系數(shù) 軸承基本額定靜載荷。軸承基本額定靜載荷。N N0S0rC第第1111章章 滾動軸承滾動軸承例例 題題1 1 一轉(zhuǎn)軸上裝有直齒圓柱齒輪。一轉(zhuǎn)軸上裝有直齒圓柱齒輪。 已知：已知：齒輪所受的切向力齒輪所受的切向力 徑向力徑向力 齒輪在齒輪在兩軸間對稱分布，工作時有中等沖擊，轉(zhuǎn)速兩軸間對稱分布，工作時有中等沖擊，轉(zhuǎn)速 要求工作壽命要求工作壽命 試問：試問：63076307型滾動軸承是

13、否可用。型滾動軸承是否可用。 5000tFN1820rFN960 /minnr08000hLh（查表已知（查表已知 ） 33200,1.0,1.5tpCN ff解：解：直齒圓柱齒輪無軸向力。所以軸承不承受軸向力作用。直齒圓柱齒輪無軸向力。所以軸承不承受軸向力作用。 齒輪跨中布置。齒輪跨中布置。當(dāng)量動載荷：當(dāng)量動載荷： 22rtp1p2F+ FF= F= 2660N2第第1111章章 滾動軸承滾動軸承例題例題1 1（續(xù)）（續(xù)） 球軸承的壽命球軸承的壽命 66310101.0 33200()()101836060 960 1.5 2660thppf CLhnf F08000hhLhL6307630

14、7軸承可用。軸承可用。第第1111章章 滾動軸承滾動軸承例例 題題2 2在蝸桿減速器中，擬用一對圓錐滾子軸承來支承蝸桿軸工作。在蝸桿減速器中，擬用一對圓錐滾子軸承來支承蝸桿軸工作。 已知：已知：軸的轉(zhuǎn)速軸的轉(zhuǎn)速n=320r/min軸頸直徑軸頸直徑d=40mm外加軸向力外加軸向力 兩軸承徑向反力為兩軸承徑向反力為 工作中有中等沖工作中有中等沖AF = 2500Nr1r2F = 6000N,F= 3000N擊載荷擊載荷，溫度低于，溫度低于100，預(yù)期使用壽命，預(yù)期使用壽命 h0L= 10000h試：試：確定軸承型號。確定軸承型號。 解：解： 1.初選軸承型號初選軸承型號 由軸頸直徑由軸頸直徑d=4

15、0mm及軸承承受徑向和軸向載荷，選及軸承承受徑向和軸向載荷，選圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承。 軸承型號為：軸承型號為：3020830208，查得：，查得：Cr=6300N ，C0r=7400N ，Y=1.6 2.2.計算滾子軸承內(nèi)部軸向力計算滾子軸承內(nèi)部軸向力 12121875,938(0.4cot14 0210 )22rrssFFFN FN YYY1.5tan14 02100.37e 第第1111章章 滾動軸承滾動軸承例題例題2 2（續(xù)）（續(xù)）3.3.計算軸承軸向力計算軸承軸向力 12187525004375938sAsFFNFN所以所以2 2軸承壓緊，軸承壓緊，1 1軸承放松。軸承放松。11211875,4375asasAFFN FFFN4.4.計算當(dāng)量動載荷計算當(dāng)量動載荷1118750.3130.376000aprarFFXFYFeF查得：查得：X=1，Y=0 116000prFFN設(shè)設(shè) 方向與方向與 相同，相同， 方向與方向與 相反。相反。1sFAFAF2sF第第1111章章 滾動軸承滾動軸承例題例題2 2（續(xù)）（續(xù)） 2243751.463000arFeF查得：查得：X=0.4，Y=1.6 2220.4 3000 1.6 43758200praFXFYFN12max,8200pppFFFN5.5.計算