Chapter-18-滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件

1、Chapter 18 Updated 18/11/2008, Richard滾動(dòng)軸承與滾動(dòng)軸承有關(guān)的設(shè)計(jì)問(wèn)題:1. 選用與工作能力的計(jì)算2. 使用時(shí)的組合結(jié)構(gòu)配置的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)內(nèi)容 軸承內(nèi)、外圈的定位 (軸上零件的定位)軸系支點(diǎn)固定的結(jié)構(gòu)型式 (軸系的固定) 軸承的調(diào)整 (游隙、剛度預(yù)緊、軸系位置) 軸承的潤(rùn)滑與密封軸承與相關(guān)零件的配合(配合的選用) 軸承的裝拆一、滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈的定位將軸承的內(nèi)圈或外圈相對(duì)于軸或軸承座緊固 具體的緊固方法有很多，下面列舉常用的方法山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制

2、潘存云教授研制內(nèi)圈的緊固方法(根據(jù)需要，非必需)： 彈性擋圈固定圓螺母與止動(dòng)墊圈固定軸端擋圈固定外圈的緊固方法： 端蓋固定孔用擋圈山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制二、軸系支點(diǎn)固定的結(jié)構(gòu)型式對(duì)于一個(gè)軸系應(yīng)采用幾個(gè)軸承支承、如何支承、如何配置等問(wèn)題常用方案兩端單向固定一端雙向固定、另一端游動(dòng)常用的軸承配置方案有以下三類，每一類又有若干具體方案。兩端游動(dòng) 兩端固定支承兩端單向固定 (常溫、短軸)潘存云教授研制C=0.250.4 mm預(yù)留補(bǔ)償間隙軸向力較大時(shí)，見(jiàn) 邱P389圖18.24當(dāng)軸向力不大時(shí)軸系力的傳遞山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制山東大學(xué)專用

3、作者： 潘存云教授 潘存云教授研制二、軸系支點(diǎn)固定的結(jié)構(gòu)型式對(duì)于一個(gè)軸系應(yīng)采用幾個(gè)軸承支承、如何支承、如何配置等問(wèn)題常用方案兩端單向固定 一端雙向固定、另一端游動(dòng)兩端游動(dòng) 人字齒輪由于本身的軸向限位作用，其中低速軸設(shè)計(jì)成兩端固定的形式，高速軸必須游動(dòng)，否則會(huì)卡死邱P390圖兩端游動(dòng)山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 調(diào)整墊片加減墊片的厚度方法 三、 軸系部件的調(diào)整軸承游隙的調(diào)整 游隙：精度、噪聲、壽命；（徑向：配合；軸向：）潘存云教授研制潘存云教授研制螺釘調(diào)整加減墊片潘存云教授研制調(diào)整墊片加減墊片螺釘調(diào)整山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 3. 軸承組合位置的調(diào)整目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位

4、置。如齒輪、帶輪等例如：錐齒輪傳動(dòng)，要求兩個(gè)節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。對(duì)于蝸桿傳動(dòng)，要求蝸輪中間平面通過(guò)蝸桿的軸線。才能保證正確嚙合。方法：套杯+調(diào)整墊片山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制軸承組合位置調(diào)整的方法：套杯+調(diào)整墊片錐頂點(diǎn)不重合！潘存云教授研制錐頂點(diǎn)重合！山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潤(rùn)滑的目的降低內(nèi)部摩擦、磨損和發(fā)熱四、 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封冷卻，降低軸承的工作溫度，延長(zhǎng)使用壽命良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，形成油膜，減小接觸壓力軸承零件表面覆蓋一層潤(rùn)滑劑，防止表面氧化生銹潤(rùn)滑劑吸收振動(dòng)，噪音1、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 密封目的防止灰塵、水分進(jìn)入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。山東大學(xué)專用 作者： 潘存云

5、教授 軸承的常用潤(rùn)滑方式 (單位：104mmr/min) 軸承類型 脂潤(rùn)滑油 潤(rùn) 滑油浴 滴油 噴油 油霧 深溝球軸承 16 25 40 60 60調(diào)心球軸承 16 25 40 50 交接觸球軸承 16 25 40 60 60圓柱滾子軸承 12 25 40 60 60圓錐滾子軸承 10 16 23 30 調(diào)心滾子軸承 8 12 20 25 推力球軸承 4 6 12 15 軸承常用的潤(rùn)滑方式有油潤(rùn)滑何脂潤(rùn)滑兩類。選哪一類潤(rùn)滑方式，這與軸承的速度有關(guān)，一般用滾動(dòng)軸承的dn值表示軸承的速度大小。山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制2、滾動(dòng)承的密封滾動(dòng)承的密封方式的選擇與潤(rùn)滑的種類、工作環(huán)

6、境、溫度、密封表面的圓周速度有關(guān)。分類接觸式非接觸式組合式密封毛氈圈密封密封圈密封間隙密封迷宮式密封毛氈迷宮式密封山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制(b)潘存云教授研制(a)適用場(chǎng)合： 脂潤(rùn)滑，要求環(huán)境干燥清潔。 靠軸與端蓋之間的細(xì)小環(huán)形間隙密封，間隙愈小愈長(zhǎng)，效果愈好，間隙取0.10.3 mm。間隙封圈=0.10.3 mm非接觸式密封：山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制(a)潘存云教授研制(b)適用場(chǎng)合：脂潤(rùn)滑或油潤(rùn)滑，工作溫度不高于密封用 脂的滴點(diǎn)。密封效果可靠。 圖b為軸向曲路，因考慮到軸受熱后會(huì)變長(zhǎng)，間隙取 =1.52 mm。迷宮式封圈=0.10.2 mm=

7、1.52 mm將旋轉(zhuǎn)件與靜止件之間的間隙做成迷宮形式，并在間隙中充填潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂以加強(qiáng)密封效果。分為徑向和軸向兩種結(jié)構(gòu)。山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制組合封圈適用場(chǎng)合：適用于脂潤(rùn)滑或油潤(rùn)滑，密封效果可靠。 也可以把多種密封形式組合在一起。這是組合密封的一種型式-毛氈加迷宮，可充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，提高密封效果。組合密封的方式很多，不一一列舉。組合式密封：山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制五、 軸承組合的配合內(nèi)圈孔與軸的配合：基孔制外圈與軸承座孔的配合：基軸制 配合是指內(nèi)圈與軸頸、外圈與軸承座孔的配合 配合選用原則：1 轉(zhuǎn)動(dòng)的套圈緊一些，不轉(zhuǎn)動(dòng)的套圈松一些2 轉(zhuǎn)速

8、高、載荷大、振動(dòng)大、尺寸大的軸承，配合緊 一些滾動(dòng)軸承作為一種通用的標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)定采用以下配合類型：配合的標(biāo)注方法：見(jiàn)邱P391圖山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制軸承內(nèi)徑公差帶dmp零線軸公差g6h6j6js6k6k5m6m5p6n6h8r7r7j5g5h5h8 滾動(dòng)軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制。當(dāng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取時(shí)，其配合要比圓柱公差的同類配合要稍緊一些。常用的軸公差代號(hào)有 k6、m6 山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制零線0Js7G7H8H7H6J7J6Js6K6K7M6M7P6N6N7P7 滾動(dòng)軸承外徑與外殼孔的配合采用基軸制。當(dāng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取時(shí)，其配合要比圓柱

9、公差的同類配合要稍緊一些。常用的孔公差代號(hào)有 H7、J7、Js7軸承外圈公差帶Dmp山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制滾動(dòng)軸承的安裝潘存云教授研制裝內(nèi)圈于軸上潘存云教授研制外圈的拆卸潘存云教授研制h1潘存云教授研制h1內(nèi)外圈上同時(shí)受力潘存云教授研制內(nèi)圈的拆卸山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 對(duì)于一根軸上兩個(gè)支承的座孔，必須盡可能地保持 同心。最好的辦法是采用整體結(jié)構(gòu)的外殼，并把兩 軸承孔一次鏜出 正確選擇軸承的配合，保證軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止內(nèi) 圈與軸、外圈與外殼孔在工作時(shí)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 在安裝軸承的過(guò)程中，應(yīng)確保實(shí)施安裝軸承的力不 作用的滾動(dòng)體上，否則將使

10、軸承損壞 對(duì)軸承適當(dāng)?shù)仡A(yù)緊，以此提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增 加軸承裝置的剛度、減小機(jī)器工作時(shí)軸的振動(dòng)滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)： 應(yīng)盡量保證軸及軸承座有足夠的剛度，以避免過(guò)大 的變形使?jié)L動(dòng)體受阻滯而使軸承提前損壞山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)根據(jù)工作條決定在軸的兩端反裝兩個(gè)角接觸球軸承。已知軸上齒輪受切向力Ft=2200N，徑向力Fr=900N，軸向力Fa=400 N，齒輪分度圓直徑d=314 mm，齒輪轉(zhuǎn)速n=520 rpm，運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，軸承預(yù)期計(jì)算壽命Lh=15000 h。設(shè)初選兩個(gè)軸承型號(hào)均為7207C，試驗(yàn)算軸承是否可達(dá)到預(yù)期計(jì)算壽命的要求。32020021解：1. 求徑向

11、載荷 先求兩處徑向載荷垂直和水平分量 Fr2VFr1VFr2HFr1HFteFaeFreFaeFreFte山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 Fd=eFr求總徑向載荷 2. 求兩軸承的計(jì)算軸向力Fd1和Fd2 查表得7207C軸承的基本額定動(dòng)載荷與基本額定靜載荷為 C=30500 N C0=20000 N對(duì)于70000C型軸承，內(nèi)部軸向力 Fd=1.14FrFd=0.68FrFd=eFrFd=Fr(2Y)70000B(a =40)70000AC(a =25)70000C(a=15)角接觸球軸承圓錐滾子軸承其中e為判斷系數(shù)，按下表13-5選取 21FaeFreFteFd2Fd1山東大學(xué)專用 作者：

12、 潘存云教授 軸承類型 相對(duì)軸向載荷 Fa / Fr e Fa / Fr e 名 稱 代 號(hào) f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判斷系數(shù)e 調(diào)心球軸承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 調(diào)心滾子軸承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力調(diào)心滾子軸承 29000 1 1.2 1 1.2圓錐滾子軸承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深溝球軸承 60000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

13、.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 1.23 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 =2570000B =40 70000C =15表13-5 徑向動(dòng)載荷系數(shù)X與軸向動(dòng)載系數(shù)Y

14、因?yàn)镕a未知，初選e=0.4 0.40山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 Fd1=eFr1 Fd2=eFr2 于是 Fa1= Fae +Fd2 Fa2= Fd2 =605.05 N Fa1/C0= 1005.05/20000 =0.0503 Fa2/C0= 605.05/20000 =0.0303 重新查表選取判斷系數(shù)e 內(nèi)部軸向力:=0.4875.65=350.26 N =0.41512.62=605.05 N =400+605.05=1005.05 N 山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 軸承類型 相對(duì)軸向載荷 Fa / Fr e Fa / Fr e 名 稱 代 號(hào) f 0Fa / C0r F

15、a / C0 X Y X Y 判斷系數(shù)e 調(diào)心球軸承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 調(diào)心滾子軸承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力調(diào)心滾子軸承 29000 1 1.2 1 1.2圓錐滾子軸承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深溝球軸承 60000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

16、.440.015 1.47 0.380.029 1.40 0.400.058 1.30 0.430.087 1.23 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 =2570000B =40 70000C =15表13-5 徑向動(dòng)載荷系數(shù)X與軸向動(dòng)載系數(shù)Y 0.029 沒(méi)有相同的值0.0503 0.40 0.058 0.43Fa / C0表中沒(méi)有與計(jì)算結(jié)果相同的Fa1/C0

17、值，采用線性插值法求e0.058 0.43(0.029 0.4 )線性插值的原理角的正切值為對(duì)邊比鄰邊0.0503 e1 山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 重新查表選取判斷系數(shù)e 重新計(jì)算軸向力 Fd1=e1Fr1 =0.422875.65=369.52 N Fd2=e2Fr2 =0.4011512.62=606.56 N e1=0.422 e2=0.401 Fa1= Fae +Fd2 Fa2= Fd2 =606.56 N Fa1/C0= 1006.56/20000 =0.05033 Fa2/C0= 606.56/20000 =0.03033 兩次計(jì)算 Fa2/C0 結(jié)果相差不大，故取 重新計(jì)

18、算軸向力 e1=0.422 e2=0.401Fa1= 1006.56 NFa2=606.56 N =400+606.56=1006.56 N 山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 3. 求軸承的當(dāng)量載荷P1和P2 查下頁(yè)表并插值可求得徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y 山東大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 軸承類型 相對(duì)軸向載荷 Fa / Fr e Fa / Fr e 名 稱 代 號(hào) f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判斷系數(shù)e 調(diào)心球軸承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 調(diào)心滾子軸承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力調(diào)心滾子軸承 29000 1 1.2 1 1.2圓錐滾子軸承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深溝球軸承 60000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 1.23 0.460.120 1 0 0.44 1.19 0.470