第13章-滾動軸承課件

1、呂葦白呂葦白第十三章滾動軸承第十三章滾動軸承13-1概述概述13-2滾動軸承的主要類型和代號滾動軸承的主要類型和代號13-3滾動軸承的類型選擇滾動軸承的類型選擇13-4滾動軸承的工作情況滾動軸承的工作情況13-5滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇13-6滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計呂葦白呂葦白一、一、軸承的功用：軸承的功用：二二、軸承的基本要求、軸承的基本要求 三三、軸承的分類、軸承的分類 13-1概概 述述滾動滾動軸承軸承的選用的選用；滾動軸承的組合設計。滾動軸承的組合設計。 四、四、本章主要解決兩個問題：本章主要解決兩個問題：各零件的各零件的作用：作用：五、滾動軸承的五、滾動軸承

2、的組成：組成：外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架。外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架。六、接觸角：六、接觸角：滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承 軸心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角。軸心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角。接觸角接觸角 軸向承載能力軸向承載能力 呂葦白呂葦白軸承軸承類型類型按載荷按載荷方向分方向分按滾動體按滾動體形狀分形狀分向心軸承：主要承受徑向力向心軸承：主要承受徑向力推力軸承：主要承受軸向力推力軸承：主要承受軸向力一、分類一、分類 向心推力軸承：承受徑向力和軸向力向心推力軸承：承受徑向力和軸向力13-2 13-2 滾動軸承的主要類型和代號滾動軸承的主要

3、類型和代號 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呂葦白呂葦白二、二、 滾動軸承的代號滾動軸承的代號寬寬(高高)度度系列代號系列代號直徑系直徑系列列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13-2 滾動軸承代號的排列順序滾動軸承代號的排列順序（ ）類類型型代代號號尺寸系列代號尺寸系列代號注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加成套軸成套軸承分部承分部件代號件代號內(nèi)內(nèi)徑徑代代號號呂葦白呂葦白推力球軸承推力球軸承50000滾針軸承滾針軸承(a) NA0000(b) RNA0000 調心球軸承調心球軸承10000

4、 調心滾子軸承調心滾子軸承20000C 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承30000 (a)單向單向 (b)雙向雙向 深溝球軸承深溝球軸承60000 角接觸球軸承角接觸球軸承70000 推力圓柱推力圓柱滾子軸承滾子軸承80000圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承N0000 呂葦白呂葦白13-3滾動軸承的類型選擇滾動軸承的類型選擇 滾動軸承是標準零件，要求設計者應能在機械設計過程中，根據(jù)使用的要求較合理地選擇滾動軸承的類型與規(guī)格。一、滾動軸承選擇的一般過程一、滾動軸承選擇的一般過程 根據(jù)載荷性質選擇軸根據(jù)載荷性質選擇軸承的類型和承的類型和尺寸尺寸系列系列按軸徑確定軸承內(nèi)徑按軸徑確定軸承內(nèi)徑不進行承載不進行承載能力驗

5、算能力驗算N NY Y END合格嗎？合格嗎？校核承載能力校核承載能力 Y Y有嚴格要求嗎？有嚴格要求嗎？ N N 呂葦白呂葦白載荷方向載荷方向載荷大小載荷大小1、軸承的載荷、軸承的載荷 二、滾動軸承選擇應考慮的問題二、滾動軸承選擇應考慮的問題 2. 軸承的轉速軸承的轉速 3. 軸承的調心性能軸承的調心性能 安裝、調整性能：安裝、調整性能： 經(jīng)濟性：經(jīng)濟性：呂葦白呂葦白13-4滾動軸承的工作情況滾動軸承的工作情況一、滾動體的受力分析一、滾動體的受力分析二、滾動體的應力變化情況二、滾動體的應力變化情況滾動體、動圈上確定點的應力變化滾動體、動圈上確定點的應力變化 HFNito固定圈上確定點的應力變

6、化固定圈上確定點的應力變化 HFNito有載荷有載荷無載荷無載荷呂葦白呂葦白 當角接觸球軸承或圓錐滾子軸承承當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，由于存在接觸角時，由于存在接觸角,會產(chǎn)生派生軸向力。會產(chǎn)生派生軸向力。三、派生軸向載荷的產(chǎn)生：三、派生軸向載荷的產(chǎn)生：FaFaeFrFNiFd將迫使內(nèi)圈和軸徑向右移動?？砂聪卤韥碛嬎銓⑵仁箖?nèi)圈和軸徑向右移動?？砂聪卤韥碛嬎鉌d Fd=1.14FrFd=0.68FrFd=eFrFd=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F

7、riFdi呂葦白呂葦白 30000，70000軸承必須在徑向載荷軸承必須在徑向載荷Fr和軸向載荷和軸向載荷Fa的聯(lián)的聯(lián) 合作用下工作，以保持較多的滾動體同時受載。因為合作用下工作，以保持較多的滾動體同時受載。因為Fa 適當大，可使內(nèi)、外圈壓緊，使更多的滾動體受載，提適當大，可使內(nèi)、外圈壓緊，使更多的滾動體受載，提 高承載能力。高承載能力。 軸向分力的合力形成了軸承的派生軸向力軸向分力的合力形成了軸承的派生軸向力(也稱為也稱為內(nèi)部軸向力、附加軸向力內(nèi)部軸向力、附加軸向力)，它迫使內(nèi)、外圈自動分離，它迫使內(nèi)、外圈自動分離，結果可能只剩下最下面一個滾動體受載。結果可能只剩下最下面一個滾動體受載。結論

8、：結論：由于受由于受Fr作用后會產(chǎn)生派生軸向力，故應成對使用。作用后會產(chǎn)生派生軸向力，故應成對使用。 派生軸向力的方向是軸承外圈的寬邊指向窄邊，通過內(nèi)派生軸向力的方向是軸承外圈的寬邊指向窄邊，通過內(nèi) 圈作用在軸上。圈作用在軸上。呂葦白呂葦白13-513-5滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇疲勞破壞疲勞破壞永久變形永久變形早期磨損早期磨損膠合膠合軸承元件破裂軸承元件破裂 一、一、滾動軸承的失效形式滾動軸承的失效形式 失效失效形式形式呂葦白呂葦白定義：定義：軸承在一定轉速下工作，任何零件出現(xiàn)疲勞擴展軸承在一定轉速下工作，任何零件出現(xiàn)疲勞擴展 跡象之前的工作小時數(shù)稱為跡象之前的工作小時數(shù)稱為可靠度

9、：可靠度：一組相同軸承能達到或超過規(guī)定壽命的百分比。一組相同軸承能達到或超過規(guī)定壽命的百分比。軸承壽命軸承壽命 二、二、滾動軸承的壽命計算滾動軸承的壽命計算 基本額定壽命：基本額定壽命：一組同一型號軸承，在同一運轉條件下工一組同一型號軸承，在同一運轉條件下工 作，其可靠度作，其可靠度R為為9090%時，能達到或超過時，能達到或超過 的壽命的壽命 L L( (L Lh h) )。 在到達額定壽命時，有在到達額定壽命時，有9090%的軸承的軸承沒壞，只損壞沒壞，只損壞了了1010%。當一組可靠度為當一組可靠度為90%90%的軸承運轉達到一百的軸承運轉達到一百萬萬( (106)轉時，軸承所能承受的載

10、荷轉時，軸承所能承受的載荷C。.基本額定動載荷基本額定動載荷 呂葦白呂葦白壽命計算公式壽命計算公式 壽命指數(shù)壽命指數(shù)球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承3 310/310/3=hPfCfnLPth60106hPfCfnPt16667三、當量動載荷的計算三、當量動載荷的計算P=X Fr+Y Fa呂葦白呂葦白軸承類型軸承類型 相對軸向載荷相對軸向載荷 Fa/ Fr e Fa / Fr e 名名 稱稱 代代 號號 Fa / C0r X Y X Y 判斷系數(shù)判斷系數(shù)e 調心球軸承調心球軸承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 調心滾子軸承調心滾子軸承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y

11、2) (e) 推力調心滾子軸承推力調心滾子軸承 29000 1 1.2 1 1.2圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深溝球軸承深溝球軸承 60000角接觸球軸承角接觸球軸承0.172 2.30 0.190.345 1.99 0.220.689 1.71 0.261.030 1.55 0.281.380 1 0 0.56 1.45 0.302.070 1.31 0.343.450 1.15 0.385.170 1.04 0.426.890 1.00 0.440.015 1.47 0.380.029 1.40 0.400.058 1.30 0.430.087 1.

12、23 0.460.120 1 0 0.44 1.19 0.470.170 1.12 0.500.290 1.02 0.550.440 1.00 0.560.580 1.00 0.56 1 0 0.41 0.87 0.68 1 0 0.35 0.57 1.14 70000AC=2=2570000B= =4070000C =1=15表表13-5 徑向動載荷系數(shù)徑向動載荷系數(shù)X與軸向動載系數(shù)與軸向動載系數(shù)Y呂葦白呂葦白對對6000060000、70000C70000C軸承軸承查手冊得基本額定靜載荷查手冊得基本額定靜載荷C C0r0r計算計算0arFC值值查表查表13135 5得得e e值值判別判別a

13、rFeF或或arFeF可查出可查出X X、Y Y計算出計算出P P值。值。求當量動載荷的主要步驟：求當量動載荷的主要步驟：對其他軸承，如對其他軸承，如3000030000、70000B70000B、70000AC70000AC等軸承等軸承直接查表直接查表13135 5或手冊得或手冊得e e值值判別判別或或查出查出X X、Y Y計算出計算出P P值。值。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 Fr 軸承上受到的徑向力軸承上受到的徑向力 Fa 軸承上受到的軸向力軸承上受到的軸向力 Fae 軸上受到的軸向力軸上受到的軸向力 Fre 軸上受到的徑向力軸上受到的徑向力

14、arFeFarFeF呂葦白呂葦白外圈窄邊相對安裝外圈窄邊相對安裝 (正裝正裝)a1a2O1O212四、向心推力軸承的軸向力計算四、向心推力軸承的軸向力計算 將軸、內(nèi)圈及滾動體視為一體，并以它為脫離體將軸、內(nèi)圈及滾動體視為一體，并以它為脫離體考慮軸系的軸向平衡，確定各軸承所承受的軸向載荷考慮軸系的軸向平衡，確定各軸承所承受的軸向載荷A A。 假設：外圈不動。假設：外圈不動。 軸承有兩種安裝方式：正裝和反裝軸承有兩種安裝方式：正裝和反裝a1a2O2O121外圈寬邊相對安裝外圈寬邊相對安裝(反裝反裝)呂葦白呂葦白1.1.若若 FaeFd2Fd1壓緊端壓緊端 Fa1Fd2Fae放松端放松端 Fa2Fd

15、2 2.2.若若 FaeFd2Fd1放松端放松端 Fa1Fd1 壓緊端壓緊端 Fa2Fd1FaeFae結論：結論： 放松端軸承的軸向載荷放松端軸承的軸向載荷本身派生本身派生軸向力軸向力壓緊端軸承的軸向載荷壓緊端軸承的軸向載荷對方派生軸向力對方派生軸向力軸上軸向力軸上軸向力Fd2Fr2Fd1Fr1正裝時正裝時a1a2O1O212呂葦白呂葦白FaeFd1Fr1Fd2Fr2反裝時反裝時1. 若若 FaeFd1Fd2 ： 壓緊端壓緊端 Fa2Fd1Fae放松端放松端 Fa1Fd1 2.2.若若FaeFd1Fd2： 放松端放松端 Fa2Fd2 壓緊端壓緊端 Fa1Fd2Fae結論與正裝相同：結論與正裝相

16、同： 放松端軸承的軸向載荷放松端軸承的軸向載荷本身本身派生軸向力派生軸向力壓緊端軸承的軸向載荷壓緊端軸承的軸向載荷對方派生軸向力對方派生軸向力軸上軸向力軸上軸向力 或：或：其余軸向力的代數(shù)和其余軸向力的代數(shù)和本身除外a1a2O2O121呂葦白呂葦白其它軸承的軸向載荷的確定：其它軸承的軸向載荷的確定：由軸承的具體結構定，如：深溝球軸承的安裝方式有：由軸承的具體結構定，如：深溝球軸承的安裝方式有： 雙支點各單向固定雙支點各單向固定 若若F Faeae方向為方向為12則：則：F Fa1a1=0=0F Fa2a2=F=Faeae若若FaeFae方向為方向為則：則：F Fa1a1=F=FaeaeF Fa

17、2a2=0=0呂葦白呂葦白 固定支承固定支承游動支承游動支承無論無論F Faeae方向為方向為或為或為則：則：F Fa1a1=F=FaeaeF Fa2a2=0=012呂葦白呂葦白六、滾動軸承尺寸選擇的過程六、滾動軸承尺寸選擇的過程 由力分析確定軸承所承受的由力分析確定軸承所承受的FrFr與與FaFa計算當量動載荷計算當量動載荷P P= =X XFrFr+ +Y YFaFa明確軸承的工作轉速明確軸承的工作轉速n n與預計壽命與預計壽命L L1010計算所選軸承的壽命計算所選軸承的壽命小時PfCfnLpth16667結束結束初定軸承型號初定軸承型號, ,并查相關參數(shù)并查相關參數(shù)C C、C C0 0

18、、e e及及Y Y10LhL開始開始YN呂葦白呂葦白13-6 13-6 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計 設計內(nèi)容設計內(nèi)容 軸承的定位和固定軸承的定位和固定軸承的配置設計軸承的配置設計軸軸系部件系部件的調節(jié)的調節(jié)軸承的潤滑與密封軸承的潤滑與密封軸承的配合軸承的配合軸承的裝拆軸承的裝拆常用配制方案常用配制方案雙支點各單向固定雙支點各單向固定 一個支點雙向固定、另一端游動。一個支點雙向固定、另一端游動。兩端均游動兩端均游動 軸承間隙的調整軸承間隙的調整軸承的預緊軸承的預緊軸承組合位置的調整軸承組合位置的調整呂葦白呂葦白四、四、 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封1 1、滾動軸承的潤滑、滾

19、動軸承的潤滑 2 2、滾動軸承的密封、滾動軸承的密封分類分類接觸式接觸式非接觸式非接觸式組合式密封組合式密封毛氈圈密封毛氈圈密封密封圈密封密封圈密封間隙密封間隙密封迷宮式密封迷宮式密封毛氈迷宮式密封毛氈迷宮式密封呂葦白呂葦白 對于一根軸上兩個支承的座孔，必須盡可能地保持對于一根軸上兩個支承的座孔，必須盡可能地保持 同心同心。最好的辦法是采用整體結構的外殼，并把兩。最好的辦法是采用整體結構的外殼，并把兩 軸承孔一次鏜出軸承孔一次鏜出 正確選擇軸承的正確選擇軸承的配合配合，保證軸承正常運轉，防止內(nèi)，保證軸承正常運轉，防止內(nèi) 圈與軸、外圈與外殼孔在工作時發(fā)生相對轉動圈與軸、外圈與外殼孔在工作時發(fā)生相

20、對轉動 在安裝軸承的過程中，應確保實施安裝軸承的在安裝軸承的過程中，應確保實施安裝軸承的力不力不 作用的滾動體上作用的滾動體上，否則將使軸承損壞，否則將使軸承損壞 對軸承適當?shù)貙S承適當?shù)仡A緊預緊，以此提高軸承的旋轉精度，增，以此提高軸承的旋轉精度，增 加軸承裝置的剛度、減小機器工作時軸的振動加軸承裝置的剛度、減小機器工作時軸的振動滾動軸承的組合設計注意事項：滾動軸承的組合設計注意事項： 應盡量保證軸及軸承座有足夠的應盡量保證軸及軸承座有足夠的剛度剛度，以避免過大，以避免過大 的變形使?jié)L動體受阻滯而使軸承提前損壞的變形使?jié)L動體受阻滯而使軸承提前損壞呂葦白呂葦白 斜齒圓柱齒輪減速器低速軸轉速斜齒圓柱齒輪減速器低速軸轉速 n n1960rpm1960rpm，齒輪上，齒輪上所受的圓周力所受的圓周力F FT T1890N1890N，徑向力，徑向力F FR R700N700N，軸向力，軸