【機(jī)械制造】滾動軸承設(shè)計模版教學(xué)課件

1、第二十章 滾動軸承及其組合設(shè)計20-1 滾動軸承的主要類型、代號 及其選擇20-2 滾動軸承的載荷、應(yīng)力、 失效形式及計算準(zhǔn)則20-4 滾動軸承裝置設(shè)計20-3 滾動軸承的壽命計算第1頁，共93頁。20-1 滾動軸承的主要類型、代號及其選擇標(biāo)準(zhǔn)件、專門軸承廠生產(chǎn)，只需選型和組合設(shè)計。依靠主要元件間的滾動接觸來支承軸和軸上零件。第2頁，共93頁。一）滾動軸承的構(gòu)造內(nèi)圈裝在軸頸上，隨軸轉(zhuǎn)動外圈裝在軸承座孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動滾動體滾動軸承的核心元件保持架將滾動體均勻隔開，避免摩擦四種元件組成常用的滾動體形狀 一、滾動軸承的構(gòu)造和特點(diǎn)第3頁，共93頁。滾動體基本上可歸納為球和滾子兩類。 滾子軸承：圓柱、圓

2、錐、球面滾子（鼓形滾子） 、滾針線接觸球軸承：球點(diǎn)接觸內(nèi)外圈、滾動體：強(qiáng)度高、耐磨的鉻錳高碳鋼。保持架：軟材料，低碳鋼板沖壓后鉚接或焊接。滾動軸承材料：第4頁，共93頁。滾動軸承的優(yōu)點(diǎn)： 摩擦系數(shù)小，啟動力矩小，效率高； 軸向尺寸（寬度）較小； 某些滾動軸承能同時承受徑向和軸向載荷，因此 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) 精度高； 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。缺點(diǎn)：抗沖擊能力較差，高速時噪聲大，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。二）滾動軸承的特點(diǎn)第5頁，共93頁。二、滾動軸承的尺寸及性能

3、參數(shù)軸承內(nèi)徑d軸承內(nèi)圈孔徑，它與軸頸直徑相同，是軸承公稱直徑； Dd軸承寬度B 軸承兩端面之間的軸向距離。 一）滾動軸承的主要尺寸軸承外徑D 軸承外圈外徑，它與軸承座孔直徑相同；B第6頁，共93頁。二）滾動軸承的主要性能參數(shù) 軸承的公稱接觸角 滾動體與套圈接觸處的法線與軸承的徑向平面（垂直于軸承軸心線的平面）之間的夾角。反映軸承承受軸向載荷的能力， 越大，軸承承受軸向載荷的能力越強(qiáng)。軸承的極限轉(zhuǎn)速nlim 軸承的工 作轉(zhuǎn)速n第7頁，共93頁。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。調(diào)心球軸承調(diào)心軸承簡圖第8頁，共93頁。按軸承所能受的載荷方向或公稱接觸角的不同可分為： 軸承類型公稱接觸

4、角向心軸承(主要承受徑向負(fù)荷FR)推力軸承(主要承受軸向負(fù)荷FA)徑向接觸向心角接觸推力角接觸軸向接觸= 0000450450 900= 900圖例一）滾動軸承的分類三、滾動軸承的主要類型和特點(diǎn)第9頁，共93頁。二）滾動軸承的主要類型和特點(diǎn)類型代號：（10000）FRFAFA1.調(diào)心球軸承承載類型主承徑向負(fù)荷FR ，也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷FA特點(diǎn)具有調(diào)心性能， = 2030承載類型主承徑向負(fù)荷FR也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷FAFRFAFA2.調(diào)心滾子軸承特點(diǎn)具有調(diào)心性能，=0.5020 類型代號：（20000）第10頁，共93頁。3.推力調(diào)心滾子軸承類型代號：（29000）承載類型可承很大

5、的軸向負(fù)荷FA 和一定徑向負(fù)荷FR特點(diǎn)具有調(diào)心性能，=2030FAFRFR承載類型能承受較大的徑向負(fù)荷FR 和單向的軸向負(fù)荷FA。FRFA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)外圈可分離,公稱接觸角有 120，260，越大，承軸向載 荷的能力就越大。4.圓錐滾子軸承使用要求：成對使用類型代號：（30000）第11頁，共93頁。正裝（面對面安裝）圓錐滾子軸承安裝形式一：正裝簡圖第12頁，共93頁。反裝（背對背安裝）圓錐滾子軸承安裝形式二：反裝簡圖第13頁，共93頁。5.推力球軸承51000單向推力球軸承，只能受單向FA類型代號： （50000）52000雙向推力球軸承，能受雙向FAFA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由緊圈（內(nèi)孔較小，裝在軸上

6、）松圈（內(nèi)孔較大，裝在機(jī)座上）和滾動體組成，套圈與滾動體可分離。承載類型只能受軸向負(fù)荷FA51000松圈緊圈滾動體松圈松圈52000緊圈FAFA極限轉(zhuǎn)速nlim低第14頁，共93頁。6.深溝球軸承 FRFAFA承載類型主要承受徑向負(fù)荷FR，也可同時承受少量雙向軸向負(fù)荷FA類型代號： （60000）極限轉(zhuǎn)速nlim高，摩擦阻力小，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，應(yīng)用最廣泛。承載類型能同時承受徑向負(fù) 荷FR與單向軸向負(fù)荷FAFRFA7.角接觸球軸承類型代號： （70000）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：公稱接觸角有150，250，400，越大，承軸向載荷的能力就越大。使用要求：成對使用第15頁，共93頁。正裝（面對面安裝）角接觸

7、軸承安裝形式一：正裝簡圖第16頁，共93頁。反裝（背對背安裝）角接觸軸承安裝形式二：反裝簡圖第17頁，共93頁。FR（N0000）（NN0000）承載類型只能承受徑向負(fù)荷FR， 不能承受軸向負(fù)荷。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)外圈可分離類型代號：外圈無擋邊圓柱滾子軸承雙列圓柱滾子軸承N00008.圓柱滾子軸承FR9. 滾針軸承類型代號：（NA0000）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)外圈可分離，可以 沒有保持架NA0000承載類型只能承受徑向負(fù)荷 FR，不能承受軸向負(fù)荷。FRNN0000第18頁，共93頁。四、滾動軸承的代號代號：表示類型、結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級、技術(shù)性能等特征的產(chǎn)品代號。一）軸承代號由基本代號、前置代號和后置代號構(gòu)

8、成。軸承代號前置代號 后置代號 類型代號尺寸系列代號內(nèi)徑代號向心軸承推力軸承直徑系列代號寬度系列代號高度系列代號結(jié)構(gòu)形狀、尺寸公差技術(shù)要求 成套軸承分部件基本代號 第19頁，共93頁。 類型代號尺寸系列代號內(nèi)徑代號向心軸承推力軸承直徑系列代號寬度系列代號高度系列代號二）基本代號 圓錐滾子軸承:3推力球軸承 :5深溝球軸承 :6角接觸球軸承:7圓柱滾子軸承:N窄: 0正常: 1寬: 2特低：7低：9正常：1（單向）正常：2（雙向）輕：2中：3重：4特寬：3特寬：4特寬：5特寬：6特輕：0特輕：1調(diào)心球軸承 :1調(diào)心滾子軸承:2推力調(diào)心滾子軸承 :29滾針軸承 :NA第20頁，共93頁。尺寸系列代

9、號表示方法 向心軸承中直徑系列正常寬度系列如：尺寸系列代號為：13雙向推力軸承輕直徑系列正常高度系列如：尺寸系列代號為：22向心軸承推力軸承直徑系列代號尺 寸 系 列 代 號寬度系列代號高度系列代號0（窄）1（正常）2（寬）7（特低）9（低）1（正常）2（正常）2（輕）3（中）4（重）0212220313230414247292122273931323749414242213第21頁，共93頁。d02031324DDDBBBB表示同一公稱內(nèi)徑d的軸承，其外徑D和寬度B的變化情況軸承尺寸系列的含義窄輕系列窄中系列正常寬度中系列寬重系列第22頁，共93頁。 類型代號尺寸系列代號內(nèi)徑代號向心軸承推力

10、軸承直徑系列代號寬度系列代號高度系列代號圓錐滾子軸承:3推力球軸承 :5深溝球軸承 :6角接觸球軸承:7圓柱滾子軸承:N窄: 0正常: 1寬: 2特低：7低：9正常：1（單向）正常：2（雙向）輕：2中：3重：4特寬：3特寬：4特寬：5特寬：6d 500 mm以上軸承代號：/內(nèi)徑毫米 表示特輕：0特輕：1調(diào)心球軸承 :1調(diào)心滾子軸承:2推力調(diào)心滾子軸承 :29滾針軸承 :NA第23頁，共93頁。后 置 代 號12345678內(nèi)部結(jié)構(gòu) 密封與防塵套圈變型 保持架及材料 軸承材料 公差等級 游隙 配置其他C： 角接觸球軸 承，=150 AC：角接觸球軸 承，=250 B： 角接觸球軸 承，=400

11、B： 圓錐滾子軸 承，接觸角 加大E： 加強(qiáng)型/P0：0級（省略不標(biāo)）/P6： 6級/P6X：6X級/P5： 5級/P4： 4級/P2： 2級三）后置代號第24頁，共93頁。例：試說明下列軸承代號的含義。6（0）2 06 （/P0）3 32 15 E （/P0）公差等級為0級加強(qiáng)型軸承內(nèi)徑d =75 mm尺寸系列32,為特寬輕系列圓錐滾子軸承軸承內(nèi)徑d=30mm 尺寸系列（0）2,為窄輕系列深溝球軸承公差等級為0級第25頁，共93頁。7（0）3 12 C（/P0）5 14 10 /P6公差等級為6級軸承內(nèi)徑d = 50 mm尺寸系列14,為正常高度、重系列單向推力球軸承軸承內(nèi)徑d=60mm 尺

12、寸系列（0）3,為窄中系列角接觸球軸承公差等級為0級=150第26頁，共93頁。承輕、中及較小波動載荷的場合選球軸承承重及較大波動的載荷的場合選滾子軸承一）根據(jù)軸承所受的載荷選載荷的大小、性質(zhì)載荷的方向深溝軸承（6類）圓柱滾子軸承（N類）及滾針軸承（NA類）純徑向負(fù)荷可選用純軸向負(fù)荷可選用推力軸承（5類）同時受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷時徑向負(fù)荷為主可用深溝球軸承（6類）徑向負(fù)荷，軸向負(fù)荷都很大角接觸球軸承（7類）圓錐滾子軸承（3類）可用推力調(diào)心滾子軸承（29類）也可用圓柱滾子N類（或深溝球軸承6類）與推力軸承（5類）聯(lián)合使用。軸向負(fù)荷很大徑向負(fù)荷較小五、 滾動軸承類型的選擇第27頁，共93頁。轉(zhuǎn)速較

13、高、負(fù)荷較小或要求旋轉(zhuǎn)精度較高時宜選用球軸承轉(zhuǎn)速較低、負(fù)荷較大或有沖擊載荷時宜選用滾子軸承二）軸承 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，應(yīng)選用調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。三）調(diào)心性能的要求座孔不平形不同軸撓曲變形第28頁，共93頁。四）安裝和拆卸方便 一般，球軸承價格最低，滾子軸承比球軸承價格高。軸承精度愈高，則價格愈高，選擇軸承時，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，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承，如圓錐滾子軸承（3類）。五）考慮經(jīng)濟(jì)性第29頁，共93頁。舉例：1）直齒圓柱齒輪軸：2）斜齒輪、錐齒輪、蝸輪軸：3）懸臂圓

14、錐齒輪軸：深溝球軸承角接觸球軸承第30頁，共93頁。 20-2 滾動軸承的載荷、應(yīng)力、失效 形式及計算準(zhǔn)則 一）受力分析FR 當(dāng)深溝球軸承承受徑向力FR時，由于各接觸點(diǎn)存在著彈性變形，使內(nèi)圈沿FR方向下移一距離。 只有下半圈滾動體受載，上半圈滾動體不受載。沿FR作用線上滾動體受載最大（F），而鄰近的滾動體受載逐漸減小（FF1F2)F2FF1F1F2一、滾動軸承的受力及應(yīng)力分析 當(dāng)受軸向載荷FA時，各滾動體平均分擔(dān) 。第31頁，共93頁。二）軸承工作時元件上應(yīng)力的變化滾動體當(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)力是周期性不穩(wěn)

15、定變化的。 轉(zhuǎn)動的內(nèi)圈其上各點(diǎn)的受載情況類似于滾動體。因此，旋轉(zhuǎn)圈上任一點(diǎn)的應(yīng)力是周期性不穩(wěn)定變化的。 固定的外圈各點(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)的任一點(diǎn)，當(dāng)每個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，一般是內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，外圈固定。Ht0Ht0通過承載區(qū)時間通過非承載區(qū)時間通過承載區(qū)時間通過非承載區(qū)時間滾動體應(yīng)力的變化內(nèi)圈應(yīng)力的變化外圈應(yīng)力的變化Ht0第32頁，共93頁。二、失效形式1疲勞點(diǎn)蝕滾動軸承工作時，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

16、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。第33頁，共93頁。2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 第34頁，共93頁。3磨損在潤滑不良和密封不嚴(yán)的情況下，軸承工作時易發(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。 4、其它：電腐蝕、銹蝕、膠合、 元件破裂等；第35頁，共93頁。對一般工作條件下的回轉(zhuǎn)滾動軸承經(jīng)常發(fā)生點(diǎn)

17、蝕， 主要進(jìn)行壽命計算，必要時進(jìn)行靜強(qiáng)度校核；對于不轉(zhuǎn)動、擺動或轉(zhuǎn)速低（n10 r/min）的軸承， 要求控制塑性變形，只需進(jìn)行靜強(qiáng)度計算；對于高速軸承由于發(fā)熱而造成的粘著磨損、燒傷 常常是突出的矛盾，除進(jìn)行壽命計算外， 還需校驗(yàn)極限轉(zhuǎn)速。三、計算準(zhǔn)則第36頁，共93頁。20-3 滾動軸承的壽命計算1.軸承壽命：軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn) 數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時數(shù)。同型號軸承：離散性大、壽命相差數(shù)十倍。一批軸承：服從一定的概率分布規(guī)律。最低壽命：過于保守 采用基本額定壽命。最長壽命：不安全計算時，若按一、基本額定壽命和基本額定動載荷第37頁，共93頁。2.基本額定壽命：一批相同軸

18、承在同樣工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中90%的軸承不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)（L10），或一定工作轉(zhuǎn)速下工作的總小時數(shù)（Lh）?？煽慷萊=90%可靠度：一組相同軸承能達(dá)到或超過規(guī)定壽命的百分比。2051015501000R(%) 軸承的壽命曲線L10/(1106 r)滾動軸承的壽命長短與要求的可靠度高低有關(guān)，要求的可靠度愈高，軸承的壽命愈短。第38頁，共93頁。L10的物理意義：1）對一批軸承而言：指90%軸承能達(dá)到或超過的壽命。2）對一個具體軸承而言：該軸承能達(dá)到或超過該壽命的概率為90%。3）當(dāng)可靠度不為90%時，對L10進(jìn)行修正：可靠性壽命修正系數(shù)第39頁，共93頁。3.基本額定動載荷C：L10

19、=106r時，軸承所能承受的最大恒定載荷。即：在C作用下，軸承工作106r而不點(diǎn)蝕失效的R=90%Cr：基本徑向額定動載荷對向心軸承（6、N）：Cr純徑向載荷對角接觸軸承（3、7）：Cr載荷的徑向分量Ca：基本軸向額定動載荷：5類 Ca純軸向載荷C第40頁，共93頁。1）C是衡量軸承承載能力的主要指標(biāo)，由試驗(yàn)得出， 查手冊；2）C 軸承抗疲勞承載能力；同類不同型號軸承，C不同。3）設(shè)計時需滿足：一定工況下的軸承所需的CrCr說明：材質(zhì)、工作溫度、零件硬度變化：對C修正溫度系數(shù)第41頁，共93頁。二、滾動軸承壽命計算的基本公式載荷與壽命的關(guān)系：PL曲線P/NL10/106rCP1P21OL1L2

20、PL=常數(shù)大量試驗(yàn)得出軸承的載荷-壽命曲線（P-L10曲線），也稱軸承的疲勞曲線。 壽命指數(shù)球軸承：=3滾子軸承：=10/3式中：P當(dāng)量動載荷，N； L10基本額定壽命，106r；第42頁，共93頁。已知：時，。時， 工程中常用小時數(shù)表示壽命：n軸承轉(zhuǎn)速r/min注意：Lh與n有關(guān)，L10與n無關(guān)。當(dāng)P和n已知，預(yù)期軸承計算壽命Lh已取定，則所需的額定動載荷Cr材質(zhì)、工作溫度、零件硬度變化：對C修正第43頁，共93頁。三、滾動軸承的當(dāng)量動載荷實(shí)際工作時，軸承可能同時受FA、FR將FR、FA轉(zhuǎn)化為與C性質(zhì)相同的載荷當(dāng)量動載荷PX徑向動載系數(shù)，F(xiàn)R對壽命影響效應(yīng)的大?。籝軸向動載系數(shù)， FA對壽命

21、影響效應(yīng)的大??；將FR、FA折合為Cr或Ca為了與C在相同條件下比較轉(zhuǎn)化式中：對只受純徑向載荷FR的圓柱滾子軸承及滾針軸承： P=FR；對只受純軸向載荷FA的推力軸承：P=FA第44頁，共93頁。由表15-10知，X、Y受e軸向載荷影響系數(shù)的影響由確定1）當(dāng)時，F(xiàn)A較小，忽略不計，取X=1、Y=0；2）當(dāng)時，需計入FA影響，X1，Y0，查手冊深溝球軸承、角接觸球軸承的e隨FA/C0r的增加而增大，F(xiàn)A/C0r反映了軸向載荷與徑向載荷的相對大小。C0r徑向額定靜載荷?？紤]機(jī)器沖擊振動，P的公式為：fp沖擊載荷系數(shù)第45頁，共93頁。四、角接觸球軸承與圓錐滾子軸承軸向力FA的計算各滾動體上所受軸向

22、分力的和即為軸承的內(nèi)部軸向力FS。FRFaiFriFSFiFs的方向總是沿著內(nèi)圈和滾動體向外圈脫離的方向。根據(jù)研究，按一半滾動體受載進(jìn)行分析，得角接觸球軸承：FS1.25FRtan圓錐滾子軸承：FS=FR/(2Y)Fs 0.5FR 0.7FR 1.1FR = 15 = 25 = 40角接觸球軸承及圓錐滾子軸承 軸承類型 角接觸球軸承圓錐滾子軸承FR / (2Y)Y是FA/FRe的軸向系數(shù)第46頁，共93頁。為使內(nèi)部軸向力平衡，以免軸竄動，這種軸承應(yīng)：成對使用，對稱安裝。Fr在、成對安裝的軸承上產(chǎn)生徑向載荷FR1FR21.軸上有外載荷：Fr和Fa第47頁，共93頁。FR作用點(diǎn)為“載荷作用中心”：

23、位置用a表示。a ：載荷作用中心至軸承外側(cè)端面距離（查手冊）第48頁，共93頁。由前知：FR1、FR2Fs1、Fs2（軸向）產(chǎn)生Fs1、Fs2、Fa如何作用到軸承上？2、軸向載荷計算 正安裝時：“”型第49頁，共93頁。右端軸承 “壓緊”左端軸承 “放松”（1）若合力右：軸有右移趨勢阻止軸右移：FsFs第50頁，共93頁。左端“壓緊”右端“放松”正安裝：合力指向端為“壓緊端”（2）合力左：軸有左移趨勢阻止軸左移：FsFs第51頁，共93頁。反安裝：合力指向端為“放松端”1）根據(jù)軸承安裝方式和 Fa 、 Fs1、Fs2合力指向，判定“壓緊端”和“放松端”。2）放松端：FA松等于本身Fs松。3）壓

24、緊端：FA緊等于除本身Fs緊外，其它軸向力的代數(shù)和。 反安裝時：“”型總結(jié)：第52頁，共93頁。角接觸滾動軸承壽命計算小結(jié)：1、求支反力（力平衡、力矩平衡）FR1、FR2；2、求內(nèi)部軸向力Fs1、Fs2(對3類：Y取時值)3、根據(jù)軸承安裝方式及合力的指向判定“壓緊”、“放松”端，求出FA1、FA2；4、根據(jù)？：是 X1、Y1查表，否 X1=1、Y1=0？：是 X2、Y2查表，否 X2=1、Y2=0，取第53頁，共93頁。5、校核式：設(shè)計選擇式：球軸承：=3滾子軸承：=10/3深溝球軸承：無Fs，F(xiàn)a由壓緊端承受， 即：FA緊=Fa， FA松=0FaFr第54頁，共93頁。五、同一支點(diǎn)成對安裝同

25、型號角接觸軸承的計算特點(diǎn) 對于將兩個相同的單列角接觸球軸承或圓錐滾子軸承以面對面或背對背形式安裝于一個支點(diǎn)上（如上圖中的右端支點(diǎn)）的軸承計算，可以近似地將其視為一個雙列軸承，認(rèn)為該支點(diǎn)的支反力FR通過兩軸承中點(diǎn)，派生軸向力相互抵消。第55頁，共93頁。 計算當(dāng)量動載荷時的徑向系數(shù)和軸向系數(shù)均采用雙列軸承的數(shù)值，由表2010或手冊查出。該支點(diǎn)軸承總的基本額定動載荷C和額定靜載荷C0按下式計算：Cr，C0r單個軸承的基本徑向額定動載荷和徑向額定靜載荷第56頁，共93頁。20-4 滾動軸承裝置設(shè)計設(shè)計內(nèi)容： 正確合理考慮軸承安裝、固定、調(diào)整、密封、潤滑、軸系剛度、精度問題。設(shè)計要求： 固定可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)

26、靈活、保證精度、調(diào)整方便。軸承不是單一的個體，它是用來支承軸的，而軸又要帶動軸上零件工作。所以軸承的設(shè)計一定包含合理設(shè)計軸承裝置。第57頁，共93頁。一、滾動軸承的軸向固定在軸向載荷、附加軸向力作用下，滾動軸承軸系有“左移”、“右移”趨勢，防止軸向竄動，三種固定型式：1.兩端固定式6類3類和7類第58頁，共93頁。安裝時，軸承外圈與端蓋間隙：0.20.4mm很小，不必畫出允許軸少量熱膨脹，用墊片或調(diào)整螺釘調(diào)節(jié)。用于t不高每個軸承承受一個方向的軸向力。不大的軸。組合后，限制軸雙向移動，承受雙向軸向力FA。FA大:30000 70000型FA小:60000型軸承類型第59頁，共93頁。2.一端固定

27、、一端游動用于t較高固定端：承受雙向軸向力 （6；一對3、7類；向心推力組合）大的軸補(bǔ)償（游動端自由伸縮）游動端：補(bǔ)償，防止卡死N類：滾子與外圈間游動6類：外圈與座間游動內(nèi)圈與軸固定第60頁，共93頁。6類6類N類6類N類一對7類一對3類第61頁，共93頁。6類向心推力組合第62頁，共93頁。3.兩端游動與其相嚙合的齒輪軸系：兩端單向固定（保證兩軸都得到軸向定位）用于需左、右雙向游動的軸，如人字齒輪的小齒輪軸。第63頁，共93頁。內(nèi)圈與軸：5）開口圓錐緊定套+圓螺母和止動墊圈1）軸肩2）軸用彈性擋圈3）軸端檔圈+緊固螺釘4）圓螺母+止動墊圈軸承內(nèi)、外圈的軸向固定第64頁，共93頁。外圈與座孔：

28、1）孔用彈性擋圈2）軸承外圈止動槽內(nèi)嵌入止動環(huán)固定3）軸承端蓋4）軸承座孔凸肩5）螺紋環(huán)6）軸承套杯第65頁，共93頁。二、 滾動軸承的安裝方式及調(diào)整1、安裝方式正、反安裝將影響軸系剛度。正安裝：面對面安裝(“”),安裝調(diào)整方便,用得較多。反安裝：背對背安裝(“”)第66頁，共93頁。調(diào)整墊片加減墊片加減墊片的厚度設(shè)計：潘存云調(diào)整墊片加減墊片螺釘調(diào)整方法：螺釘調(diào)整2、軸承游隙的調(diào)整第67頁，共93頁。3、軸承部件組合的調(diào)整目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。例如：圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。對于蝸桿傳動，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。第68頁，共93頁。調(diào)整方法：套杯+調(diào)整墊片第

29、69頁，共93頁。三、滾動軸承的預(yù)緊1. 利用金屬墊片在內(nèi)圈或外圈之間金屬墊片 墊片墊片反裝“背對背”安裝時，在兩外圈間置一薄墊片 正 裝“面對面”安裝時，將墊片置于兩內(nèi)圈之間 向心角接觸軸承預(yù)變形預(yù)緊可以軸承剛度、 旋轉(zhuǎn)精度、 軸承壽命。軸承帶負(fù)游隙運(yùn)行第70頁，共93頁。2.采用磨窄內(nèi)（或外）圈來預(yù)緊 反 裝“背對背”安裝時，磨窄內(nèi)圈 正 裝“面對面”安裝時， 磨窄外圈磨內(nèi)圈磨外圈第71頁，共93頁。四、滾動軸承的配合及裝拆游隙受載滾動體承載 游隙合適，其大、小受配合影響。游隙影響運(yùn)轉(zhuǎn)精度壽命配合類型內(nèi)圈孔-軸 基孔制外圈-軸承座孔 基軸制 軸公差：k6、m6 孔公差： H7、J7、 游動

30、支點(diǎn)：G71.滾動軸承的配合第72頁，共93頁。原則：1）尺寸大、載荷大、振動大、轉(zhuǎn)速高，工作溫度高： 選緊一點(diǎn)的配合。2）經(jīng)常拆卸、游動套圈：采用較松的配合。3）與軸承相配合的軸與孔：較高的加工精度，形位 公差要求。第73頁，共93頁。2.滾動軸承的裝拆溫差法（大尺寸軸承）：熱油8090加熱軸承或干冰冷卻軸頸。壓入法（大批量）：中小型軸承用軟錘敲入或用一段管子壓住內(nèi)圈敲入。裝：第74頁，共93頁。軸肩高度低于內(nèi)圈高度的3/4拆：專用拆卸器。第75頁，共93頁。五、滾動軸承裝置的潤滑和密封1、滾動軸承的潤滑目的：1. 摩擦阻力、磨損； 2. 吸振、冷卻、防銹、密封等。方式：高速 油潤滑低速 脂

31、潤滑高溫、真空 固體潤滑由速度因數(shù)查表脂潤滑：裝填量軸承空間的1/31/2,否則,摩擦發(fā)熱第76頁，共93頁。2、滾動軸承的密封目的：1. 防止?jié)櫥瑒妮S承中流失； 2. 防止灰塵、水分浸入。分類：接觸式密封 線速度較低時用注意結(jié)構(gòu)圖靜止件與運(yùn)動件不能直接接觸，軸與端蓋間應(yīng)有間隙。氈圈密封，脂潤滑v5m/s密封圈密封，油潤滑v412m/s第77頁，共93頁。非接觸式密封不受速度限制有油溝式密封、迷宮式密封、油環(huán)式與油溝式組合密封第78頁，共93頁。六、提高軸系剛度的措施剛度 旋轉(zhuǎn)精度、噪音、振動1、選用合理軸承類型滾子軸承剛度球軸承 選用雙列軸承、滾子軸承、四點(diǎn)接觸軸承。第79頁，共93頁。2

32、、選擇合理的軸承安裝方式懸伸端：反安裝時，剛度兩軸承間：正安裝時，剛度第80頁，共93頁。3、軸承預(yù)緊4、機(jī)架上安裝軸承處加筋或增加厚度。5、一根軸上，兩個軸承盡量取同一型號；若型號不同，則在小外徑軸承外加一套圈，保證相同孔徑，以便一次鏜出，保證同心度。第81頁，共93頁。例1：某傳動裝置，軸上裝有一對6309軸承，兩軸承上的徑向負(fù)荷分別為：FR1 5600 N，F(xiàn)R2 2500 N，F(xiàn)a= 1800 N，軸的轉(zhuǎn)速為n 1450 r/min，預(yù)期壽命為Lh2500h，工作溫度不超過100，但有中等沖擊。試校核軸承的工作能力。若工作能力不滿足要求，如何改進(jìn)？第82頁，共93頁。解：1確定軸承軸向

33、力FA1，F(xiàn)A2：由組合結(jié)構(gòu)可知，軸承I（左端）為固定支承，軸承II為游動支承，其外部軸向力Fa由軸承I承受，軸承II不承受軸向力，兩軸承的軸向力分別是FA1Fa1800N，F(xiàn)A2=0 。2計算軸承當(dāng)量動載荷P1，P2由手冊查得6309軸承的Cr 40.8 KN，COr= 29.8 KN, 有中等沖擊，查表20-11得fp=1.5。因軸承I同時承受徑向載荷和軸向載荷，故：查表20-10由插值法第83頁，共93頁。而軸承II，因其只承受純徑向載荷，則3校核軸承工作能力4改進(jìn)措施改選軸承型號為6409軸承,經(jīng)計算（計算過程略）滿足軸承壽命要求。第84頁，共93頁。例2：在圖示軸上安裝有一對70000AC角接觸球軸承。已知FR13500N，F(xiàn)R21800N。外加軸向力Fa1000N，載荷有輕微沖擊。試分別按圖示兩種裝配方案，計算兩軸承的當(dāng)量動載荷。（取fp=1.2,已知e=0.7,當(dāng)FA/FRe時,X=0.41,Y=0.85 ） FR1FR2Fa（a）FR1FR2Fa（b）解1：計算（a）方案中兩軸承的當(dāng)量動載荷 FS10.7FR1=