滾動軸承設(shè)計計算

1、關(guān)于滾動軸承設(shè)計計算第一張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月保持架第二張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月雙列球軸承調(diào)心軸承第三張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月調(diào)心軸承第四張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月按滾動體列數(shù)分：1、單列2、雙列第五張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第六章 滾動軸承1. 概述2. 滾動軸承的受力分析、失效和計算準(zhǔn)則3. 滾動軸承的壽命計算4. 滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計第六張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月一、功能軸軸上零件解決運動和支承問題2、以滾動摩擦代替滑動摩擦，以減少運動副間的摩擦,使之運轉(zhuǎn)靈活，提高效率。1、支承轉(zhuǎn)動

2、或擺動的零件第七張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月二、組成球短圓柱滾子錐形滾子鼓形滾子滾針不可缺少內(nèi)圈轉(zhuǎn)外圈不轉(zhuǎn)-支承轉(zhuǎn)軸；外圈轉(zhuǎn)，內(nèi)圈不轉(zhuǎn)-支承軸上零件.1、滾動體2、內(nèi)圈3、外圈4、保持架低碳鋼；銅、鋁、工程塑料軸承鉻鋼GCr15， 硬度 6065 HRC第八張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月三、滾動軸承的分類: 按載荷分類:向心軸承、向心推力軸承、推力軸承 滾動體分類圓柱、滾針圓錐鼓形 滾動體列數(shù)分類: 單列、雙列承載能力：最大轉(zhuǎn)速：小大小大調(diào)心軸承球、滾子第九張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月四、滾動軸承的代號:前置代號基本代號后置代號五位數(shù)字表達部件代號結(jié)構(gòu)特

3、點前置代號、后置代號只有在對軸承有特殊要求時才使用。字母組成，表示軸承分部件代號8項內(nèi)容第十張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月(一) 滾動軸承的基本代號內(nèi)徑代號直徑系列寬度系列類型代號特輕0，1輕2中3重4正常0尺寸系列第十一張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）后置代號內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封及防塵保持架及其材料特殊軸承材料公差等級游隙代號多軸承配置其 它1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)：7類軸承，接觸角有150、250、400三種，分別以C、AC和B表示。例：7000C（36000）、7000AC（46000）、7000B（66000）。第十二張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2、公差等級：/P

4、0、 /P6X、 /P6、 /P5、 /P4、 /P2。/P0、普通級（G）不標(biāo) 出。 /P2（B）、最高級 。/P6X 用于圓錐滾子軸承0、6、5、4、2=G、E、D、C、B例1：71224AC/P4-4級精度，內(nèi)徑為120mm，寬度系列為1的輕系列列角接觸球軸承，接觸角25 0 。第十三張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)徑代號直徑系列寬度系列類型代號特輕0，1輕2中3重4d =5正常0尺寸系列例2：滾動軸承的基本代號6020662067311C角接觸球軸承 = 15C = 25AC = 40B30310不標(biāo)第十四張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月例3：下列軸承，哪個直徑最

5、大？哪些是球軸承？哪個是可調(diào)心的軸承? 30210 6218 N206 51306 1205例4、滾動軸承30208型與 7208比較 承載能力 最大速度例5、下列標(biāo)記代表的意義： 30310 7306AC B2240 08A1x50 第十五張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月五、滾動軸承的選擇（一）、常用軸承的主要特性球 滾子承載能力：最大轉(zhuǎn)速：小大小大第十六張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月類型選擇1（二）滾動軸承的類型選擇1、滾動軸承選擇的一般過程如下：選擇軸承的類型和直徑系列按軸徑確定軸承內(nèi)徑對沒有嚴(yán)格要求的軸承可不進行承載能力驗算END進行承載能力驗算合格不合格對有較嚴(yán)

6、格要求的軸承第十七張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2、滾動軸承類型選擇應(yīng)考慮的問題1）承受載荷情況2）尺寸的限制方向：向心軸承用于受徑向力；推力軸承用于受軸向力；向心推力軸承用于承受徑向力和軸向力聯(lián)合作用。大?。簼L子軸承或尺寸系列較大的軸承能承受較大載荷；球軸承或尺寸系列較小的軸承則反之。當(dāng)對軸承的徑向尺寸有較嚴(yán)格的限制時，可選用滾針軸承。第十八張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月5）安裝要求3）轉(zhuǎn)速的限制4）調(diào)心性要求一般情況下球軸承和輕系列的軸承能適應(yīng)較高的轉(zhuǎn)速，滾子軸承和重系列的軸承則反之；推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低。調(diào)心球軸承和調(diào)心滾子軸承均能滿足一定的調(diào)心要求。是否需要內(nèi)

7、或外圈可分離。6）經(jīng)濟性要求精度越高價格越高，另外球軸承便宜，滾子軸承價格貴，有特殊結(jié)構(gòu)的軸承價格高。第十九張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月7） 游隙滾動軸承中滾動體與內(nèi)外圈滾道之間的間隙。 徑向游隙：一個座圈不動，另一個座圈沿徑向從一極端位置移至另一極限位置的移動量。 軸向游隙：一個座圈不動，另一個座圈沿軸向從一極端移至另一極限位置的移動量。第二十張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月3 類型選擇1、載荷大小、方向、性質(zhì)2、轉(zhuǎn)速要求3、尺寸限制4、安裝要求5、經(jīng)濟性另外球軸承便宜，滾子軸承價格高，有特殊結(jié)構(gòu)的軸承價格高。第二十一張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月二、滾動

8、軸承的應(yīng)力分析三、滾動軸承的失效形式和計算準(zhǔn)則一、滾動軸承的載荷分析2 滾動軸承的受力分析、失效和計算準(zhǔn)則第二十二張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月1）向心軸承：FR0max在徑向力Fr的作用下深溝球 60000圓柱 滾子 N0000半圈滾動體受載 各滾動體受力不均 受的最大力為 FR0maxFr一、滾動軸承的載荷分析第二十三張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2）推力軸承：承受純軸向載荷Fa，各滾動體受力均勻單個滾子受載荷FA0 = Fa /Z推力球軸承50000。FaFA0FA0第二十四張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月3) 向心推力軸承在承受徑向載荷Fr 時產(chǎn)生派生

9、軸向力FS。它會使軸承產(chǎn)生內(nèi)外圈分離，以致整個軸承只剩下一個滾子受載，此時FS= F r tan。 所以滾動軸承可以加軸向載荷Fa以平衡FS。 FrFRiFSiFRiFRi第二十五張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月分析FS：1） FS是接觸角的函數(shù)，當(dāng)一定時， FS=e Fr 。系數(shù)e因軸承結(jié)構(gòu)不同而不同。滾子軸承角接觸球軸承7000C7000AC7000BFs =FR/(2Y）FS =e FRFS =0.68FR FS =1.14 FRY和e查表2） FS使內(nèi)外圈分開，減少承載滾子數(shù)目，使?jié)L子受載增加，壽命下降。3）外載荷Fa不同時，對軸承的影響不同。第二十六張，PPT共八十九頁，創(chuàng)

10、作于2022年6月1、取內(nèi)圈上一點A 。 FrnABC 2、外圈上一點B3、取滾子上一點C總的應(yīng)力特征為：變應(yīng)力，周期性。二、滾動軸承的應(yīng)力分析在交變應(yīng)力下工作。變應(yīng)力第二十七張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月三、滾動軸承的失效形式和計算準(zhǔn)則點蝕、塑性變形、其它非正常失效計算準(zhǔn)則：1、n點蝕失效為主疲勞壽命計算控制點蝕； n粘著磨損或燒傷為主疲勞壽命計算再進行 極限轉(zhuǎn)速校核；2、n、間歇運動、重載塑性變形為主靜強度計算3、其它非正常失效軸承組合設(shè)計控制非.失效形式：第二十八張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 滾動軸承的壽命計算:一、幾個概念：二、軸承的壽命計算：三、當(dāng)量動載

11、荷四、向心推力軸承的徑向力Fr和軸向力Fa:（h）X=？Y=？e ，F(xiàn)A1 =？ ， FA2 =？ 第二十九張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 軸承壽命 一個軸承在載荷作用下，當(dāng)其中任一元件首先出現(xiàn)點蝕時，所轉(zhuǎn)過的總?cè)?shù)，稱為該軸承的疲勞壽命。一批軸承（相同型號、尺寸、材料和相同的制造工藝）在相同的工作條件下，失效概率為10%時，所能運轉(zhuǎn)的總?cè)?shù)，或在一定轉(zhuǎn)速條件下所能工作的小時數(shù)，稱為基本額定壽命。可靠度為90%，用L10或Lh表示。2. 基本額定壽命一、幾個概念：第三十張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月壽命曲線可靠度 壽命 99% L10=105r 90% L10=10

12、6r 50% L10=5106r 1% L10=40106r50%90%轉(zhuǎn)數(shù)n載荷PL1L2第三十一張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 基本額定動載荷 C 30%10%PLL=106CPL2L1壽命曲線方程C實驗條件 載荷平穩(wěn) 常溫 100c 可靠度90% 對向心、向心推力軸承是 純徑向力； 對推力軸承是 純軸向力。基本額定壽命為106 (百萬轉(zhuǎn)) 時, 軸承所能夠承受的最大純徑向或純軸向載荷。第三十二張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月二、軸承的壽命計算：（r）球軸承= 3滾子軸承=10/ 3且：載荷平穩(wěn);常溫 1000C可靠度90%; 對向心、向心推力軸承是純徑向力； 對

13、推力軸承是純軸向力。C 基本額定動載荷 P 軸承所受動載荷 指數(shù)：當(dāng)量動載荷第三十三張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月工程上常用小時表示：（h）當(dāng)在高溫（1000C）下工作, 載荷有沖擊時，引入fT、 fP ：n 軸承的轉(zhuǎn)速（h）通式第三十四張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月例66212軸承，承受徑向力FR=5500N的平穩(wěn)載荷，轉(zhuǎn)速n=1250r/min，正常溫度，試求壽命Lh 。解： 純徑載 P= FR=5500 NC=47.8 KN 球軸承 = 3查手冊 ： 正常溫度平穩(wěn)載荷 fT=1； fP=1第三十五張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月例7：軸徑 d=50 mm

14、, 純徑向載荷FR=6000N,載荷平穩(wěn)，常溫下工作，轉(zhuǎn)速 n=1250 r/min, 預(yù)期壽命L h= 5000h.試選擇此軸承. 解：純徑載P=FR 2,3,4？ 106C6210 =27kNC6310 =47.5kNC6410 =71kNCC/=43.27（kN）選型號為6310軸承？60000或N0000 ，無特殊要求取60000查設(shè)計手冊： 正常溫度平穩(wěn)載荷 fT=1； fP=1；球 =3第三十六張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月三、當(dāng)量動載荷1. 當(dāng)量動載荷2. 徑向力影響系數(shù)X; 軸向力影響系數(shù)Y3. 判斷系數(shù)e值:第三十七張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月1、當(dāng)

15、量動載荷（壽命）KN純徑向力FR , 軸向力 FA = 0 (60000,N0000)純軸向力 FA , 徑向力FR = 0 (50000)徑向力影響系數(shù)軸向力影響系數(shù)當(dāng)軸承受載是:Y=1X=1第三十八張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 軸向力 FA 0, 徑向力FR0（60000，70000，30000）X =？Y =？徑向力影響系數(shù)軸向力影響系數(shù)第三十九張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 判斷系數(shù)e值:Fa FSX=1, Y=0Fa FSe反映軸向載荷對軸承壽命的影響以與e值進行比較。X1, Y0第四十張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月例8：某軸徑d=20mm，

16、采用向心推力圓錐滾子支承，軸承上作用軸向載荷FA=3.55KN，徑載FR=4KN ，工作壽命Lh=25000h，n=1250r/min，載荷平穩(wěn)，試選擇此軸承？解：試選30204，查手冊（p117）e=0.35 C=28.2kN =3.55/4=0.88e 查手冊 X=0.4，Y=1.7。第四十一張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月載荷平穩(wěn)fP=1；常溫 fT=1； P=X FR +YFA =40.4+3.551.7=7.64kN30204不適用第四十二張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月再選30304查手冊C=33kNC /=31.5KN,可以嗎？不可以。此時e、x、Y、P值均發(fā)

17、生了變化。選軸承30304查表：Cr =33 kN X=0.4 Y=2 e=0.3 P30304 P=X FR +YFA =0.44000+23550 = 8700 NC/=35.87 Cr30304仍不能用。第四十三張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月C/L1L=106CPL90%90%解決方法：3、降低壽命4、降低可靠度1、增大直徑-會有一系列的影響2、選用寬系列軸承第四十四張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）角不變的軸承 X1, Y0X=1, Y=0e值是定值30000型-每一個軸承有一個確定的接觸角70000AC型70000B型接觸角=40；e=1.14接觸角=25；

18、e=0.68每一個軸承有一個相應(yīng)的e值。第四十五張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月例9：已知，平穩(wěn)載荷 FA =6700N， FR=2500N， 分別求 6210，6310軸承的 P=？取fp=1C06210=23.2kN， C06310=38kN分析：e =2.68e=0.21e=0.19eY=2.0Y=2.35X=0.56P=0.56FR2FA=14800P=0.56 FR 2.35 FA =17145=0.29=0.18查表第四十六張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月四、向心推力軸承的徑向力FR和軸向力FA:FrFR1FR2 FR1 , FR2 支反力:FA1 = 0 FA

19、2 = Fa FA1 , FA2 =? 1. 對于60000 軸承FrFa 由于結(jié)構(gòu)的原因，在 Fa作用下整個軸系右移只有軸承承受軸向載荷。第四十七張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 對70000, 30000軸承 軸系受力FS1 , FS2 、 FaFS1 + Fa FS2 軸系有向右移動趨勢 受壓軸承 FA2 = FS1 + Fa放松軸承FS1FS2SSFS2FS1FaFrFa 假設(shè)：判斷承載軸承 方向與 FS2 反向方向與 FS1 反向FA1 = FS1FA1 , FA2 =?FR1FR2FA1FA2F s1 F s2S/Fa第四十八張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月

20、假設(shè)： FS1 + Fa FS2SFS2Fa軸系向有左移動趨勢 受壓軸承 FA1 = FS2 Fa放松軸承 FA2 = FS2判斷承載軸承 SFS1FrFaFS1FS2FR1FR2FA1FA2F s1S/FaF s2第四十九張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月小結(jié)1）用軸系的全部軸向力確定移動趨勢。 3）受壓軸承的軸向力=除自身軸向力 外的全部軸向力的合力。 放松軸承的軸向力=自身內(nèi)部軸向力。2）判斷受壓軸承和放松軸承。4）方向與自身內(nèi)部軸向力相反。第五十張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月例7：FS1FS2FR1FR2FrFa反裝與正裝之分假設(shè)：FS2 + Fa FS1軸系向有右

21、移動趨勢 判斷承載軸承 受壓軸承FA1 = FS2 Fa放松軸承 FA2 = FS2FA1FA2第五十一張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月習(xí)題: 1圖示采用一對 30208 （ 7208 ）滾動軸承,已知徑向力FR1=9600N, FR2 =15600N, 軸向力Fa1=3000N, Fa2 =8000N。請求出兩軸承的軸向力FA1, FA2 。Fa1R2Fa2FS1FS2FR1FR2第五十二張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2）計算FS1=? FS2=? 并畫出受力圖解： 1） 查表7-8 FS= FR/2Y，查設(shè)計手冊： Y 1.6(手冊), e0.373）判斷緊端和松端4

22、）計算FA1和FA25）計算FA/FR 并與e比較查設(shè)計手冊得X和Y6）計算P1和P27）計算LhFS1 =4000NFS2 =5600N第五十三張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月習(xí)題:2圖示采用一對 30208 （ 7208 ）滾動軸承,已知FR1=2400N, FR2 =3200N, 軸向力Fa=500N,請求出兩軸承的軸向力FA1 , FA2 。（ FS = FR/2Y，Y=1.6） FS1FR1FR2FrFaFrFaFS2FS1FR1FS2FR2第五十四張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月3.滾動軸承的靜強度計算:靜強度條件 :（kN）P0 當(dāng)量靜載荷C0 額定靜載荷S0

23、 靜強度安全系數(shù)1. 當(dāng)n10r/min , 以C0 S0 P 選軸承。應(yīng)用條件 :2. 當(dāng)n10r/min 且 Dmn10000 時 ， 選軸承要同時考慮C和C0 。疲勞壽命計算點蝕、磨粒磨損、塑性變形結(jié)構(gòu)設(shè)計密封潤滑靜強度計算P0=X0FR+Y0FA KN第五十五張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計:1. 兩端單向固定一、 軸系的固定方式: 2. 一端固定一端游動2. 兩端游動軸系相對箱體或機架的固定方式。第五十六張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月二、 滾動軸承和軸上零件固定方式:套筒緊定螺釘圓螺母與止推墊片細牙雙圓螺母軸端擋彈性擋圈1. 軸上零件

24、的軸向固定方法第五十七張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 軸上零件的固定方式周向固定方法:第五十八張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 滾動軸承與箱體的固定方法:第五十九張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計:三、軸上零件和滾動軸承的調(diào)整:1. 滾動軸承游隙的調(diào)節(jié)墊片2. 錐頂距的調(diào)節(jié)套杯3. 蝸桿傳動的調(diào)節(jié)第六十張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月四、密封與潤滑:氈圈密封迷宮式密封軸向立軸綜合密封徑向密封圈密封油溝密封擋圈密封甩油密封第六十一張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計:1. 軸上零件的固定方式

25、:軸向和周向2.滾動軸承與箱體的固定方法:二、軸上零件和滾動軸承的固定方式:一、 軸系的固定方式: 三、軸上零件和滾動軸承的調(diào)整:四、密封與潤滑:第六十二張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月練習(xí) 1. 判斷軸系的剛度.FrFrFrFr(一)(二)LLLL第六十三張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月軸系結(jié)構(gòu)改錯7305C7305C第六十四張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月軸系結(jié)構(gòu)改錯第六十五張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月滾動體的類型第六十六張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月L第六十七張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十八張，PPT共八十九頁，創(chuàng)

26、作于2022年6月滾動軸承的類型第六十九張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月滾動軸承的組成：第七十一張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月1、向心軸承 Fr2、推力軸承 Fa3、向心推力軸承 Fr FaFreF rFdN按承載性質(zhì)分:FrFdNFreF rF rFaeFaFa=00450=900Fre第七十二張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月滾動軸承參數(shù)第七十三張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2、內(nèi)徑尺寸代號0099代號5=內(nèi)徑尺寸（除 00、01、02、03、之外）00-10mm、01-12mm、 02-15mm 、03-17mm例：6005d=055=25mm當(dāng)d10mm及d=22、28、32mm時，直接用“/”分開例：618/6 深溝球軸承，內(nèi)徑d=6mm第七十四張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）直徑系列89012-輕系列3-中系列4-重系列第七十五張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）寬度系列0-正常寬度。1）通常不標(biāo)出；2）但對于調(diào)心軸承和圓錐滾子軸承，為0時要標(biāo)。8,0,1,2,3,4,5,6第七十六張，PPT共八十九頁，創(chuàng)作于2022年6月滾動軸承直徑