第14章_滾動軸承設計

1、第十四章第十四章 滾動軸承設計滾動軸承設計重點內容重點內容會選擇軸承類型，能進行壽命計算會選擇軸承類型，能進行壽命計算和靜載荷計算和靜載荷計算2保持架保持架: 將將滾動體滾動體分開，分開，沿滾道均勻分布。沿滾道均勻分布。滾動軸承的組成：外圈、內圈、滾動體、保持架。滾動軸承的組成：外圈、內圈、滾動體、保持架。內外圈上有滾道，內外圈上有滾道，使?jié)L動體將沿著滾使?jié)L動體將沿著滾道滾動。通常內圈道滾動。通常內圈隨軸頸轉動，外圈隨軸頸轉動，外圈固定。固定。14-1 滾動軸承的結構、類型和代號滾動軸承的結構、類型和代號1、基本結構、基本結構32、滾動軸承的主要類型、滾動軸承的主要類型公稱接觸角公稱接觸角：滾

2、動體與套圈接觸處的法線與軸承的：滾動體與套圈接觸處的法線與軸承的徑徑向平面向平面(垂直于軸承軸心線垂直于軸承軸心線)之間的夾角。之間的夾角。按按接觸角接觸角分分滾動體形狀滾動體形狀向心軸承向心軸承-徑向載荷徑向載荷推力軸承推力軸承-軸向載荷軸向載荷圓柱滾子圓柱滾子圓錐滾子圓錐滾子球面滾子球面滾子滾針滾針球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承4接觸角接觸角 軸向承載能力軸向承載能力表表14-1 各類軸承的公稱接觸角各類軸承的公稱接觸角 = 0 向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承徑向接觸徑向接觸 向心角接觸向心角接觸軸向接觸軸向接觸推力角接觸推力角接觸0 45 = 90 45 90 5徑向載荷徑向載荷軸向載荷

3、軸向載荷公稱接觸公稱接觸角角向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承徑向接觸徑向接觸向心角接觸向心角接觸軸向接觸軸向接觸推力角接觸推力角接觸63、滾動軸承的代號、滾動軸承的代號代號代號 = = 前置代號前置代號 基本代號基本代號 后置代號后置代號表表14-3 軸承基本代號軸承基本代號 五五二二 一一類型類型代號代號尺寸系列代號尺寸系列代號內徑代號內徑代號寬、高系列寬、高系列直徑代號直徑代號四四三三71). .基本代號基本代號類型代號類型代號尺寸系列代號尺寸系列代號內徑代號內徑代號表表14-2直徑直徑寬度寬度零不標零不標表表14-4表表14-5調心滾子和圓錐滾子軸承例外調心滾子和圓錐滾子軸承例外83.后

4、置代號后置代號內部結構內部結構2. .前置代號前置代號成套軸承分部件成套軸承分部件表表14-6前置、后置代號作用：前置、后置代號作用：表征軸承在結構形狀、尺寸、表征軸承在結構形狀、尺寸、公差、技術要求等改變的情況公差、技術要求等改變的情況。公差等級公差等級表表14-7配置代號配置代號表表14-993.后置代號后置代號內部結構內部結構2. .前置代號前置代號成套軸承分部件成套軸承分部件表表14-7前置、后置代號作用：前置、后置代號作用：表征軸承在結構形狀、尺寸、表征軸承在結構形狀、尺寸、公差、技術要求等改變的情況公差、技術要求等改變的情況。公差等級公差等級表表14-8配置代號配置代號表表14-9

5、10實例：說明滾動軸承實例：說明滾動軸承 7312AC/P6 的含義的含義7 (0) 3 12 AC / P6公稱接觸角公稱接觸角 =25 軸承內徑軸承內徑 d=125=60 mm直徑系列代號，直徑系列代號，3(中中)系列系列 寬度代號，寬度代號，0(窄窄)系列，不標出系列，不標出 角接觸球軸承角接觸球軸承 公差等級公差等級6級級 1114-2 滾動軸承類型的選擇滾動軸承類型的選擇根據(jù)根據(jù)載荷載荷情況、情況、轉速轉速高低、高低、空間空間位置、位置、調心性能調心性能以及以及其他要求，確定滾動軸承的類型。其他要求，確定滾動軸承的類型。1. .原則原則1) 球軸承球軸承承載承載能力較能力較低低，抗沖

6、擊能力較差，但旋轉，抗沖擊能力較差，但旋轉精度和精度和極限轉速高極限轉速高，適用于輕載、高速和旋轉精度，適用于輕載、高速和旋轉精度高的場合。高的場合。2) 滾子軸承承載能力較滾子軸承承載能力較高高，抗沖擊能力較強，但旋，抗沖擊能力較強，但旋轉精度和轉精度和極限轉速低極限轉速低，適用于重載或有沖擊載荷的，適用于重載或有沖擊載荷的場合。場合。123) 以以徑向載荷徑向載荷為主可采用為主可采用深溝球軸承深溝球軸承；軸向載荷和；軸向載荷和徑向載荷徑向載荷都較大都較大的可選用的可選用角接觸或圓錐滾子軸承角接觸或圓錐滾子軸承；軸軸向載荷向載荷比徑向載荷比徑向載荷大很多大很多或或要求變形小要求變形小的可用的

7、可用圓柱滾圓柱滾子子（或深溝球軸承）和（或深溝球軸承）和推力軸承聯(lián)合推力軸承聯(lián)合使用。使用。4) 一根軸的兩個軸承孔的同心度難以保證，或軸受一根軸的兩個軸承孔的同心度難以保證，或軸受載后發(fā)生較大的撓曲變形，應選用載后發(fā)生較大的撓曲變形，應選用調心軸承調心軸承。5) 考慮考慮經(jīng)濟性經(jīng)濟性。1314-3 滾動軸承的主要失效形式滾動軸承的主要失效形式和設計準則和設計準則一、一、主要失效形式主要失效形式1.疲勞點蝕疲勞點蝕設計：潘存云Fr徑向載荷的分布徑向載荷的分布Fmax0 0受徑向載荷受徑向載荷Fr時，各接觸點時，各接觸點存在彈性變形，導致內圈沿存在彈性變形，導致內圈沿F 方向下移方向下移 ，上半

8、圈滾動體，上半圈滾動體不受力。內圈隨軸滾動時，不受力。內圈隨軸滾動時，滾動體自轉滾動體自轉(繞自身軸心繞自身軸心)和公和公轉轉(軸承中心軸承中心)。因此滾動體上。因此滾動體上所受的應力為變應力。所受的應力為變應力。142.塑性變形塑性變形低速軸承：低速軸承：nFS2, FA1=FS1=313N, FA2=FS1+FA=1113N2. 求軸承的當量動載荷求軸承的當量動載荷3871N)(A2R2PYFXFfP2軸承軸承1：FA1/FR1=313/1000=0.313e 查手冊查手冊X=0.4，Y=1.63. 軸承壽命校核軸承壽命校核hLh 6458060106h2r)PC(nL合適合適3314-6

9、 滾動軸承裝置設計滾動軸承裝置設計軸向固定、調整、配合、裝拆、潤滑和密封等。軸向固定、調整、配合、裝拆、潤滑和密封等。一、滾動一、滾動軸承的軸向固定軸承的軸向固定1、兩端固定：工作溫度變化不大的短軸、兩端固定：工作溫度變化不大的短軸342、一端固定、一端游動、一端固定、一端游動C70350mm,tL深溝球軸承深溝球軸承35固定支點處軸向載荷較大：固定支點處軸向載荷較大：角接觸軸承角接觸軸承 + 深溝球軸深溝球軸承承 36固定支點處軸向固定支點處軸向載荷不大：深溝載荷不大：深溝球軸承球軸承 軸肩軸肩 固定支點處軸固定支點處軸向載荷較?。合蜉d荷較小：深溝球軸承深溝球軸承 彈性擋圈彈性擋圈 游動支點

10、處：深溝球軸游動支點處：深溝球軸承承游動游動支點支點處軸處軸向力向力較大：較大：圓柱圓柱滾子滾子軸承軸承37調整墊片調整墊片二、滾動二、滾動軸承裝置的調整軸承裝置的調整1、軸承間隙的調整、軸承間隙的調整調整墊片調整墊片調節(jié)螺釘調節(jié)螺釘調整墊片調整墊片設計：潘存云設計：潘存云螺釘調整螺釘調整382、軸承的預緊、軸承的預緊金屬墊片金屬墊片磨窄套圈磨窄套圈設計：潘存云設計：潘存云設計：潘存云設計：潘存云393、軸系部件工作位置的調整、軸系部件工作位置的調整目的：使軸上的零件具有準確的工作位置。如：目的：使軸上的零件具有準確的工作位置。如：圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點相重合。圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)

11、錐頂點相重合。錐頂點不重合！錐頂點不重合！設計：潘存云錐頂點重合！錐頂點重合！套杯套杯+ +調整墊片調整墊片40三、滾動三、滾動軸承裝置的配合與裝拆軸承裝置的配合與裝拆1、軸承配合：內圈與軸徑、外圈和軸承座間配合、軸承配合：內圈與軸徑、外圈和軸承座間配合內圈與軸采用內圈與軸采用基孔制基孔制-過盈配合過盈配合松松 緊：緊：js6，j6，k6，m6，n6 DH7dk6軸承座孔公差帶G7H7Js7J7n6m6k6j6js600軸承外徑公差帶軸外徑公差帶軸承內徑公差帶41 松松 緊：緊：G7，H7，JS7，J7DH7dk6軸承座孔公差帶G7H7Js7J7n6m6k6j6js600軸承外徑公差帶軸外徑公

12、差帶軸承內徑公差帶外圈與座孔采用外圈與座孔采用基軸制基軸制-間隙配合間隙配合軸承內孔的尺寸公差：上偏差為零，下偏差為負值。軸承內孔的尺寸公差：上偏差為零，下偏差為負值。422、滾動軸承的裝拆、滾動軸承的裝拆大尺寸軸承大尺寸軸承-熱油加熱軸承，干冰冷卻軸頸熱油加熱軸承，干冰冷卻軸頸中小型軸承中小型軸承軟錘直接敲入或用管子壓住內圈敲入軟錘直接敲入或用管子壓住內圈敲入安安裝裝軸肩高度應低于軸承內圈高度軸肩高度應低于軸承內圈高度拆軸承拆軸承專用的拆卸軸承的工具：三爪拉力器專用的拆卸軸承的工具：三爪拉力器壓頭壓力軸鉤爪手柄螺桿螺母43四、滾動四、滾動軸承裝置的潤滑與密封軸承裝置的潤滑與密封1、軸承的潤滑

13、、軸承的潤滑潤滑脂潤滑脂潤滑油潤滑油mm.r/min10310255mnDmm.r/min1065mnD噴油、油霧潤滑噴油、油霧潤滑mm.r/min10310255nDm如果采用浸油潤滑，油面不高于最下方滾動體的中心如果采用浸油潤滑，油面不高于最下方滾動體的中心潤滑目的潤滑目的- -減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪密封目的密封目的- -防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇Х乐够覊m、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?42、軸承的密封、軸承的密封1) 接觸式密封接觸式密封2）非接觸式密封）非接觸式密封氈圈密封氈圈密封皮碗密封皮碗密封( (密封圈密封密封圈密封)

14、 )油溝式密封油溝式密封油環(huán)與油溝組合密封油環(huán)與油溝組合密封迷宮式密封迷宮式密封脂潤滑優(yōu)點：不容易流失、便于密封和維護，充填脂潤滑優(yōu)點：不容易流失、便于密封和維護，充填一次，可運轉較長時間。一次，可運轉較長時間。油潤滑優(yōu)點：摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高油潤滑優(yōu)點：摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高溫環(huán)境下使用。溫環(huán)境下使用。45毛氈圈密封毛氈圈密封(a)設計：潘存云(b)防漏油防漏油防灰塵防灰塵密封圈密封密封圈密封密封唇朝里，密封唇朝里，目的是防漏目的是防漏油。油。密封唇朝密封唇朝外，主要外，主要目的是防目的是防灰塵、雜灰塵、雜質質脂潤滑，軸徑圓周軸速脂潤滑，軸徑圓周軸速度度v45m/s。脂

15、或油潤滑，軸徑圓周軸脂或油潤滑，軸徑圓周軸速度速度v7m/s。46適用場合：適用場合： V56m/s。 =0.10.3mm油溝式密封油溝式密封設計：潘存云(a)(b)47圖b為軸向曲路，因考慮到軸受熱后會變長，間隙取 =1.52 mm。迷宮式封圈迷宮式封圈設計：潘存云(a)設計：潘存云(b)=1.52 mm48(a)(b)圖13-383）組合式密封）組合式密封甩油環(huán)甩油環(huán)49作業(yè)作業(yè)14-6, 14-11, 14-13 50AFS1FS2F正安裝正安裝S2AS1FFFSFSS2AS1FFFFSS2AFFFS1AFFS2AS1FFFS2SAS1FFFFAS2SS1AFFFFFS2FFAAFS1F

16、S2FSF正安裝正安裝51aFR可查軸可查軸承標準承標準Fn1F1FS1FS 載荷作載荷作用中心用中心FS總是由軸承外圈總是由軸承外圈指向指向“載荷作用中心載荷作用中心”52AFS1FS2F反安裝反安裝S2AS1FFFSFSS2AS1FFFFSS2AFFFS1AFFAFS1FS2F正安裝正安裝S2AS1FFFSFSS2AS1FFFFSS2AFFFS1AFF拉緊拉緊53S2AS1FFFS2SAS1FFFFAS2SS1AFFFFFS2FFAAFS1FS2FSF反安裝反安裝拉緊拉緊S2AS1FFFS2SAS1FFFFAS2SS1AFFFFFS2FFAAFS1FS2FSF正安裝正安裝54指出圖中錯誤指

17、出圖中錯誤1. 軸端倒角尺寸不同軸端倒角尺寸不同 2. 軸承安裝方式錯誤軸承安裝方式錯誤 3. 兩個鍵槽位置應位于同一母線兩個鍵槽位置應位于同一母線 4. 軸承蓋與軸間應有間隙軸承蓋與軸間應有間隙 5. 聯(lián)軸器沒有可靠固定聯(lián)軸器沒有可靠固定 6. 齒輪寬度應超出軸頭齒輪寬度應超出軸頭 55指出圖中錯誤指出圖中錯誤7. 軸肩位置過高，超過了左側軸承內圈的高度軸肩位置過高，超過了左側軸承內圈的高度 8. 套筒位置過高，超過了右側軸承內圈的高度套筒位置過高，超過了右側軸承內圈的高度 9.蝸輪應相對于兩端軸承對稱布置蝸輪應相對于兩端軸承對稱布置 10. 氈圈處錯誤氈圈處錯誤11.11.兩端倒角不一樣兩端倒角不一樣56指出圖中錯誤指出圖中錯誤改正圖57FA=1000NFR1=500NFR2=2000N判斷圖示一對判斷圖示一對7000AC軸承的安裝方式，并確定兩軸承的安裝方式，并確定兩個軸承所受到的軸向載荷個軸承所受到的軸向載荷Fa1、Fa2的大小。的大小。58解：為反安裝。解：為反安裝。7000AC軸