第8章滾動(dòng)軸承的選擇與校核-機(jī)械設(shè)計(jì)課件

1、第八章 滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)一、概述1. 滾動(dòng)軸承部件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容已知條件設(shè)計(jì)內(nèi)容工作條件載荷大小及性質(zhì)轉(zhuǎn)速工作溫度選擇軸承的類型軸承的組合設(shè)計(jì)軸承的固定和調(diào)整軸承的配合軸承的潤滑和密封軸承尺寸的驗(yàn)算第八章 滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)一、概述1. 滾動(dòng)軸承部件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)2. 滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)圈 與軸配合外圈 與機(jī)座配合滾動(dòng)體 在滾道中產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦球滾子圓柱滾子滾針鼓形滾子圓錐滾子非對(duì)稱鼓形滾子螺旋滾子保持架 保持滾動(dòng)體位置除滾動(dòng)體外，其它元件可有可無2. 滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)圈 與軸配合外圈 3. 滾動(dòng)軸承的主要類型向心軸承徑向接觸軸承向心角接觸軸承主要承受球軸承亦能承受較小同時(shí)承受和 ：滾動(dòng)體同外圈滾道接

2、觸點(diǎn)的法線與垂直于軸承軸心線的平面之間的夾角推力軸承推力角接觸軸承軸向接觸軸承也承受較小主要承受只能承受軸向承載能力按公稱接觸角分類3. 滾動(dòng)軸承的主要類型向心軸承徑向接觸軸承向心角接觸軸承主球軸承滾子軸承按滾動(dòng)體分類4. 滾動(dòng)軸承的代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)用字母和數(shù)字表示軸承的結(jié)構(gòu)、公差及材料的特殊要求等公差等級(jí) 2 4 5 6 6X 0標(biāo)注 /P2 /P4 /P5 /P6 /P6X 不標(biāo) 例如；用字母表示軸承的分部件例如； L表示分離軸承 的可分離套圈球軸承滾子軸承按滾動(dòng)體分類4. 滾動(dòng)軸承的代號(hào)前置代號(hào)基本代基本代號(hào)6 1 2 0 6內(nèi)徑代號(hào) 直徑系列代號(hào) 同一內(nèi)徑有不同的直徑 寬度

3、系列代號(hào) 內(nèi)外徑相同時(shí)有不同的寬度6 深溝 球軸承類型代號(hào)7 角接觸球軸承3 圓錐滾子軸承5 推力球軸承5內(nèi)徑一般為：代號(hào) 0 1 2 36 寬度 窄 正常 寬 特寬代號(hào) 0、1 2 3 4 直徑 特輕 輕 中 重基本代號(hào)6 1 2 0 6內(nèi)徑代號(hào) 二、滾動(dòng)軸承的選擇1. 類型選擇(1) 載荷的大小、方向和性質(zhì)載荷大小 ?。呵蜉S承 (點(diǎn)接觸)大：滾子軸承 (線接觸)載荷方向：深溝球軸承 (6類)圓柱滾子軸承：推力球軸承 (5類)推力滾子軸承和(6類)(5類) + ( 6類)角接觸球軸承 (7類)圓錐滾子軸承 (3類)、載荷性質(zhì) 平穩(wěn)：球軸承 沖擊：滾子軸承 二、滾動(dòng)軸承的選擇1. 類型選擇(1

4、) 載荷的大小、方向和性(2) 轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度球軸承 極限轉(zhuǎn)速 和 旋轉(zhuǎn)精度 比滾子軸承的高推力軸承 極限轉(zhuǎn)速 低 (離心力使?jié)L動(dòng)體與保持架摩擦嚴(yán)重)整體保持架 極限轉(zhuǎn)速 比分離的高球軸承 滾子軸承高速、輕載低速、重載(3) 調(diào)心性能(4) 其它支承剛度差、軸承座孔不同心、多支點(diǎn)內(nèi)外圈相對(duì)偏轉(zhuǎn)一定角度仍可正常運(yùn)轉(zhuǎn)裝拆方便價(jià)格球軸承比滾子軸承低精度低的價(jià)格低 (一般公差等級(jí)選 0 級(jí) )內(nèi)外圈分離的軸承 (圓錐滾子軸承 )(2) 轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度球軸承 極限轉(zhuǎn)速 和 旋轉(zhuǎn)精度 比滾2. 尺寸選擇軸承內(nèi)徑 與軸頸直徑相等 直徑系列 載荷很小 超輕或特輕系列載荷很大重系列一般情況輕或中系列校核計(jì)算選擇

5、軸承寬度系列一般選正常系列代號(hào) 0 1 2 36 寬度 窄 正常 寬 特寬代號(hào) 0、1 2 3 4 直徑 特輕 輕 中 重2. 尺寸選擇軸承內(nèi)徑 與軸頸直徑相等 直徑系列 載荷很小 三、滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)1. 軸承的軸向固定(1) 軸承內(nèi)圈的軸向固定軸肩軸肩 + 彈性擋圈軸肩 + 圓螺母與 止退墊圈軸肩 + 軸端擋圈 與螺栓或較小時(shí)不大時(shí)較大時(shí)較大時(shí)三、滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)1. 軸承的軸向固定(1) 軸承內(nèi)圈的(2) 軸承外圈的軸向固定軸承端蓋軸承座孔凸肩孔用彈性擋圈較大時(shí)較大時(shí)較小時(shí)(2) 軸承外圈的軸向固定軸承端蓋軸承座孔凸肩孔用彈性擋圈較(1) 兩端固定2. 軸承支承的結(jié)構(gòu)形式軸上兩個(gè)支點(diǎn)

6、上的軸承，其內(nèi)外圈的固定不能只從本身著眼要求：在軸向力作用下，軸不產(chǎn)生軸向竄動(dòng)軸受熱伸長時(shí)，不致于影響軸承運(yùn)轉(zhuǎn)每個(gè)支點(diǎn)限制軸的一個(gè)方向移動(dòng)，合起來限制軸的雙向移動(dòng)適用于短軸、溫升不高的場合考慮軸受熱伸長在一端應(yīng)留有間隙 C = 0.20.4mm由調(diào)整墊片保證間隙間隙 C(1) 兩端固定2. 軸承支承的結(jié)構(gòu)形式軸上兩個(gè)支點(diǎn)上的軸承(2) 一端固定、一端游動(dòng)軸承內(nèi)部不能游動(dòng)軸承內(nèi)部可以游動(dòng)一個(gè)支點(diǎn)限制軸的雙向移動(dòng)，一個(gè)支點(diǎn)可以軸向移動(dòng)適用于長軸、工作溫度較高的場合(3) 兩端游動(dòng)由于左右螺旋角加工誤差，人字齒輪軸會(huì)左右竄動(dòng)，主動(dòng)軸設(shè)計(jì)為兩端游動(dòng)支承從動(dòng)軸設(shè)計(jì)為兩端固定支承(2) 一端固定、一端游動(dòng)

7、軸承內(nèi)部不能游動(dòng)軸承內(nèi)部可以游動(dòng)一3. 軸承支承設(shè)計(jì)的兩個(gè)特殊問題角接觸球軸承圓錐滾子軸承的排列 正裝“面對(duì)面” 反裝“背靠背”必須成對(duì)使用懸臂受力調(diào)整間隙變小變大變形小變形大方便不便正裝反裝跨距3. 軸承支承設(shè)計(jì)的兩個(gè)特殊問題角接觸球軸承圓錐滾子軸承的排典型支承結(jié)構(gòu)車床主軸的支承結(jié)構(gòu)一端固定、一端游動(dòng)螺母調(diào)整軸承游隙螺母予緊軸承典型支承結(jié)構(gòu)車床主軸的支承結(jié)構(gòu)一端固定、一端游動(dòng)螺母調(diào)整軸承4. 軸承間隙的調(diào)整(1) 軸承內(nèi)部游隙的調(diào)整墊片調(diào)整螺釘調(diào)整圓螺母調(diào)整4. 軸承間隙的調(diào)整(1) 軸承內(nèi)部游隙的調(diào)整墊片調(diào)整螺釘調(diào)(2) 軸承組合位置的調(diào)整(3) 軸承的予緊套杯結(jié)構(gòu)利用金屬墊片消除游隙、提

8、高旋轉(zhuǎn)精度和支承剛度(2) 軸承組合位置的調(diào)整(3) 軸承的予緊套杯結(jié)構(gòu)利用金屬5. 軸承的配合配合內(nèi)圈與軸外圈與座孔內(nèi)圈(動(dòng)圈) 取緊一點(diǎn)外圈(不動(dòng)圈) 取松一點(diǎn)避免滾道上某一接觸點(diǎn)始終停留在 A 處平穩(wěn) 取松一點(diǎn)變化 取緊一點(diǎn)載荷性質(zhì)游動(dòng)支承外圈載荷方向不變時(shí)取松一點(diǎn)6. 軸承的裝拆定位軸肩高度應(yīng)低于內(nèi)圈高度外圈應(yīng)留拆卸高度或設(shè)計(jì)拆卸螺孔5. 軸承的配合配合內(nèi)圈與軸外圈與座孔內(nèi)圈(動(dòng)圈) 取緊一7. 軸承的潤滑與密封(1) 軸承的潤滑減摩、降溫潤滑脂潤滑油重載、低速定期添加高速、精密件手工定期加油、飛濺、油泵(2) 軸承的密封接觸式非接觸式氈圈密封密封圈密封間隙密封迷宮密封防油流出、防塵進(jìn)

9、入間隙密封迷宮密封密封圈密封氈圈密封7. 軸承的潤滑與密封(1) 軸承的潤滑減摩、降溫潤滑脂潤滑四、滾動(dòng)軸承的受力分析及計(jì)算準(zhǔn)則1. 受力分析(1) 載荷分布上半周滾動(dòng)體不受載下半周滾動(dòng)體承載也不相同滾動(dòng)體個(gè)數(shù)(2) 應(yīng)力分布滾動(dòng)體上某點(diǎn) a 的接觸應(yīng)力內(nèi)圈上某點(diǎn) b 的接觸應(yīng)力外圈上某點(diǎn) c 的接觸應(yīng)力(以深溝球軸承 為例 )四、滾動(dòng)軸承的受力分析及計(jì)算準(zhǔn)則1. 受力分析(1) 載荷分2. 失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則控制動(dòng)載荷控制靜載荷動(dòng)載荷引起點(diǎn)蝕靜載荷引起塑性變形失效形式計(jì)算準(zhǔn)則控制動(dòng)載荷控制靜載荷疲勞壽命計(jì)算靜強(qiáng)度校核2. 失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則控制動(dòng)載荷控制靜載荷動(dòng)載荷引起點(diǎn)蝕靜五、滾動(dòng)軸承的疲

10、勞壽命計(jì)算1. 基本額定壽命單個(gè)軸承的壽命不能作為同型號(hào)的一批軸承的壽命基本額定壽命：一批相同軸承在試驗(yàn)條件下，10%的軸承發(fā)生 疲勞點(diǎn)蝕時(shí)所達(dá)到的壽命對(duì)單個(gè)軸承而言，能達(dá)到此壽命的可靠度為 90%用總轉(zhuǎn)數(shù)表示五、滾動(dòng)軸承的疲勞壽命計(jì)算1. 基本額定壽命單個(gè)軸承的壽命不2. 軸承的壽命計(jì)算式(1) 載荷-壽命曲線對(duì)一批軸承，在不同載荷下作壽命試驗(yàn)所得曲線(2) 基本額定動(dòng)載荷使?jié)L動(dòng)軸承的基本額定壽命為時(shí)，軸承所承受的載荷基本額定動(dòng)載荷 C徑向軸向向心軸承 純徑向載荷推力軸承 純軸向載荷同類軸承：C軸承尺寸承載能力2. 軸承的壽命計(jì)算式(1) 載荷-壽命曲線對(duì)一批軸承，在不(3) 壽命計(jì)算式外載

11、為 P 時(shí)軸承的壽命以小時(shí)表示考慮到溫度變化，引入溫度系數(shù)滾子軸承球軸承(3) 壽命計(jì)算式外載為 P 時(shí)軸承的壽命以小時(shí)表示考慮到溫校核軸承壽命已知軸承型號(hào) ( 即C )外載軸承壽命預(yù)期壽命？選擇軸承型號(hào) ( 即C )已知外載預(yù)期壽命滿足預(yù)期壽命時(shí)軸承的所選軸承的校核軸承壽命已知軸承型號(hào) ( 即C )外載軸承壽命預(yù)期壽命？3. 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷基本額定動(dòng)載荷 C 向心軸承 純徑向載荷 純軸向載荷 推力軸承實(shí)際工作中，軸承同時(shí)受復(fù)合作用純載荷 轉(zhuǎn)化當(dāng)量動(dòng)載荷假想載荷在該載荷作用下，軸承的壽命與實(shí)際復(fù)合載荷作用相同對(duì)只承受的向心軸承：對(duì)只承受的推力軸承：同時(shí)承受復(fù)合載荷的向心軸承：考慮實(shí)際工況，引入載荷系數(shù)3. 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷基本額定動(dòng)載荷 C 向心軸承 純徑向載徑向載荷系數(shù) X 和軸向載荷系數(shù) Y 的確定基本額定靜載荷，軸承的極限靜載荷值，亦分軸承尺寸徑向載荷系數(shù) X 和軸向載荷系數(shù) Y 的確定基本額定靜載荷，4. 角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向載荷的計(jì)算作用于滾動(dòng)體的法向反力徑向分力軸向分力由于存在接觸角(1) 派生軸向力派生軸向力承受徑向載荷4. 角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向載荷的計(jì)算作用于滾動(dòng)體的對(duì)軸承 1：(2) 軸向載荷的計(jì)算左端軸肩內(nèi)圈外圈端蓋箱體右端軸肩軸承 2 的內(nèi)圈外圈端蓋箱體向左軸向力的向右軸向力的兩者取較大值對(duì)軸承 2：兩者取較大值軸承1軸承2