3-4、機械設(shè)計生講義滾動軸承

1、3 滾動軸承的受力分析、失效形式及計算準(zhǔn)則 一、滾動軸承的載荷分布 1、受軸向載荷Fa 各滾動體平均分擔(dān) 2、受徑向載荷Fr 上半圈滾動體不受力下半圈滾動體受力 3、角接觸軸承同時受 Fr 和Fa （1）角接觸軸承的派生軸向力FS FS1.25Fr tg FS方向有使內(nèi)、外圈分離的趨勢。 要成對使用、對稱安裝 （2）軸向載荷對載荷分布的影響 當(dāng)只有最下面一個滾動體受載時 載荷角，F(xiàn)a與Fr的合力F與徑向平面的夾角 受載滾動體增多時在同樣Fr作用下，派生軸向力FS 多個滾動體受載派生的軸向力的合力 只有一個滾動體受載時派生的軸向力 軸向力 單個滾動體受載產(chǎn)生的派生軸向力多個滾動體受載的條件 結(jié)論

2、： 1）角接觸軸承及圓錐滾子軸承必須在Fr和Fa的聯(lián)合作用下工作，或成對使用對稱安裝。2）為使更多的滾動體受載應(yīng)使 3）Fr不變時，F(xiàn)a由最小值（一個滾動體受載）逐漸增大（即載荷角增大），則受載滾動體數(shù)當(dāng)時 ，下半圈滾動體受載4）實際工作時，至少達到下半圈滾動體受載，安裝3和7類軸承不能有較大的軸向竄動量。 二、軸承工作時軸承元件上載荷與應(yīng)力的變化 滾動體不穩(wěn)定脈動循環(huán)變應(yīng)力 固定套圈穩(wěn)定的脈動循環(huán)變應(yīng)力 計算準(zhǔn)則：一般軸承疲勞壽命計算（針對點蝕）靜強度計算低速或擺動軸承只進行靜強度計算高速軸承進行疲勞壽命計算、校驗極限轉(zhuǎn)速。滾動軸承的制造和組裝4 滾動軸承的動載荷和壽命計算 一、基本額定壽命

3、和基本額定動載荷1、基本額定壽命L10 軸承壽命 基本額定壽命L10 同一批軸承在相同工作條件下工作，其中90%的軸承在產(chǎn)生疲勞點蝕前所能運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)L10（以106為單位）或一定轉(zhuǎn)速下的工作時數(shù) Lh軸承的基本額定壽命L10=1時，軸承所能承受的載荷2、基本額定動載荷C 由試驗得到二、滾動軸承的當(dāng)量動載荷P（實際載荷） 1對只能承受徑向載荷Fr的軸承（N、NA軸承）P = Fr3同時受徑向載荷Fr和軸向載荷Fa的軸承2對只能承受軸向載荷Fa的軸承（5和8）P = FaP = X Fr +Y Fa X徑向載荷系數(shù)Y軸向載荷系數(shù)表引入載荷系數(shù) fp 表 P = fp Fr P = fP Fa P

4、 = fP ( X Fr + Y Fa )三、滾動軸承的壽命計算公式 載荷與壽命的關(guān)系 =3 球軸承= 10/3 滾子軸承壽命指數(shù)代入一組數(shù)據(jù)求解P=C L10=1（106r）或當(dāng)工作t120時，因金屬組織硬度和潤滑條件等的變化，軸承的基本額定動載荷C有所下降引入溫度系數(shù) f t 表當(dāng)P、n已知，預(yù)期壽命為Lh ，則要求選取的軸承的額定動載荷為選軸承型號和尺寸 四、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向載荷Fa的計算 1）派生軸向力大小方向 a)正裝（面對面） 適合于傳動零件位于兩支承之間 b)反裝（背靠背）適合于傳動零件處于外伸端2）實際軸向載荷Fa的確定 （1）當(dāng) 軸有向左移動的趨勢,軸承1被“

5、壓緊”，軸承2被“放松” 軸承1上的派生軸向力由Fs1增大到Fa+Fs2, 阻止軸左移 軸承2上的軸向力，力平衡本身的派生軸向力 軸承1的實際軸向載荷為（2）當(dāng) 軸有右移的趨勢，軸承2被“壓緊”，軸承1被“放松” 軸承2上的派生軸向力由Fs2增大到 Fa-Fs1 , 阻止軸右移 軸承2實際所受的軸向力為軸承1實際所受的軸向力，由力的平衡條件本身派生軸向力 結(jié)論：實際軸向力Fa的計算方法1）分析軸上派生軸向力和外加軸向載荷，判定被“壓緊”和“放松”的軸承。2）“壓緊”端軸承的軸向力等于除本身派生軸向力外，軸上其他所有軸向力代數(shù)和。3）“放松”端軸承的軸向力等于本身的派生軸向力五、不穩(wěn)定載荷和轉(zhuǎn)速

6、下的軸承壽命計算載荷P和轉(zhuǎn)速n變化時，求平均當(dāng)量轉(zhuǎn)速nm和平均當(dāng)量動載荷Pm 求軸承壽命 六、不同可靠度時滾動軸承的壽命Lh 為計算不同可靠度時軸承的壽命，引入壽命修正系數(shù)a1，5 滾動軸承的靜載荷與極限轉(zhuǎn)速 一、滾動軸承的靜載荷 1、基本額定靜載荷C0 當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或作間歇擺動時，軸承的失效形式為塑性變形 2、按靜載選擇軸承的條件 二、滾動軸承的極限轉(zhuǎn)速n lim軸承實際許用轉(zhuǎn)速為 高速軸承6 滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計 一、滾動軸承支承的結(jié)構(gòu)型式 1、兩端固定支承 一端單向固定兩端單向固定正裝3、7類軸承在大端軸向固定正裝2、一端雙向固定，一端游動 3、兩端游動人字齒輪高速主動軸 低速齒輪軸

7、必須兩端固定 圓柱滾子軸承的游動深溝球軸承的游動二、滾動軸承的軸向固定 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 +止動墊圈外圈與座孔：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）軸承套環(huán)斜齒輪軸系安裝錐齒輪軸系安裝三、支承的剛度和座孔的同心度 提高支承剛度的措施：1）增加軸承座孔的壁厚2）減小軸承支點相對于箱體孔壁的懸臂3）采用加強筋加強支承部位的剛性保證軸上兩個支承的座孔的同心度的方法1）整體機座，兩軸承座孔一次鏜出2）如軸上兩軸承外徑不同采用套杯結(jié)構(gòu)四、滾動軸承游隙和軸系

8、軸向位置的調(diào)整通過帶螺紋的零件或端蓋下的墊片來調(diào)節(jié)軸承的調(diào)整：1）軸承游隙的調(diào)整2）軸系軸向位置的調(diào)整注意：圓錐齒輪和蝸桿必須調(diào)整軸系的軸向位置方法：調(diào)整套杯端面與軸承座端面間墊片厚度五、滾動軸孔的配合軸承內(nèi)圈與軸 松 緊js6，j6，k6，m6，n6 松 緊G7，H7，JS7，J7軸承外圈與軸承座孔基孔制：基軸制：5）與空心軸配合的軸承應(yīng)取較緊的密合。 滾動軸承配合的選擇原則：1）轉(zhuǎn)動圈比不動圈配合松一些2）高速、重載、有沖擊、振動時，配合應(yīng)緊一些，載荷平穩(wěn)時，配合應(yīng)松一些3）旋轉(zhuǎn)精度要求高時，配合應(yīng)緊一些4）常拆卸的軸承或游動套圈應(yīng)取較松的配合六、滾動軸承的預(yù)緊預(yù)緊的目的預(yù)緊原理常用預(yù)緊方法：1）用墊片和長短隔套預(yù)緊2）夾緊一對磨窄了的外圈（或內(nèi)圈）的角接觸軸承3）夾緊一對圓錐滾子軸承4）利用彈簧預(yù)緊七、滾動軸承的裝拆要求：1）壓力應(yīng)直接加于配合較緊的套圈上2）不允許通過滾動體傳遞裝拆力3）要均勻施加裝拆力拆卸：安裝：軸肩