機(jī)械設(shè)計(jì)滾動軸承尺寸的選擇課件

§13-5滾動軸承尺寸的選擇

1滾動軸承的失效形式和基本額定壽命2滾動軸承的基本額定動載荷3滾動軸承壽命計(jì)算4滾動軸承的當(dāng)量動載荷5角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的徑向載荷Fr與軸向載荷Fa的計(jì)算6滾動軸承的靜載荷5角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的徑向載荷Fr與軸向載荷Fa的計(jì)算Fr、Fa↑Fr1、Fa1Fr2、Fa2這兩類軸承在使用中因徑向力的作用將產(chǎn)生派生的軸向力，為保證正常工作一般成對使用。計(jì)算當(dāng)量動載荷應(yīng)考慮派生軸向力的影響徑向載荷Fr1、Fr2

：可根據(jù)作用在軸上的徑向力Fre按平衡條件求出。由Fr1、Fr2派生的軸向力Fd1、Fd2大小由表13-7方向：指向大口圓錐滾子軸承角接觸球軸承70000C(a=15o)70000AC(a=25o)70000B(a=40o)Fd=Fr／(2Y)Fd=eFrFd=0.68FrFd=1.14Fr當(dāng)約有半圈滾動體受載時，F(xiàn)d的計(jì)算公式W計(jì)算向心推力軸承的軸向力Fa的方法為：①先通過派生軸向力及外加軸向載荷的計(jì)算與分析，判斷兩支承軸承哪一個被“放松”、哪一個被“壓緊”②被“放松”軸承所受實(shí)際軸向力等于其本身的內(nèi)部派生軸向力；被“壓緊”軸承所受實(shí)際軸向力等于除其本身內(nèi)部派生軸向力以外的其余各軸向力的代數(shù)和

向心推力軸承所受軸向力Fa的計(jì)算方法也可以歸納為：Fa與Fd2同向取“+”Fa與Fd1同向取“+”即：就一個支點(diǎn)的軸承而言，對比其本身派生軸向力與外加軸向力（另一支點(diǎn)的派生軸向力與外加軸向力之合力），其較大者為該軸承的軸向力。軸承反力的徑向分力在軸心線上的作用點(diǎn)，叫軸承的壓力中心兩軸承反裝時支承跨距大，正裝時支承跨距小。6滾動軸承的靜載荷靜載荷計(jì)算主要針對轉(zhuǎn)速極低、擺動或基本上不旋轉(zhuǎn)且承受較大載荷的軸承（主要失效形式為接觸應(yīng)力過大引起的塑性變形）基本額定靜載荷：在內(nèi)外圈相對轉(zhuǎn)速為0時，受力最大的滾動體與內(nèi)外圈接觸處最大接觸應(yīng)力達(dá)到某規(guī)定值時軸承所受到的載荷，C0與動載荷計(jì)算相似，應(yīng)首先計(jì)算當(dāng)量靜載荷

P0=X0Fr

+Y0Fa校核或軸承選擇的公式為：

C0≥S0P0

S0——軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù)滾動軸承尺寸選擇的過程由力分析確定軸承所承受的Fr與Fa計(jì)算當(dāng)量動載荷P=fP(XFr+YFa)明確軸承的工作轉(zhuǎn)速n與預(yù)計(jì)壽命L10計(jì)算軸承應(yīng)滿足的基本額定動載荷由軸承樣本（手冊）查取合適的軸承1支承部分的剛性和同心度作用：避免軸承在角偏差較大情況下工作，縮短壽命。要求：軸的剛性及支承軸徑的同心度；支承座的剛性和同軸度。措施：①增大軸徑增加軸的剛度；②軸承座應(yīng)有足夠壁厚或加加強(qiáng)筋，③對輕合金或非金屬使用鋼或鑄鐵套杯；④對于一根軸上兩個支承的座孔，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；⑤軸承孔分為兩個外殼，則應(yīng)組合在一起進(jìn)行鏜孔。措施：①增大軸徑增加軸的剛度；②軸承座應(yīng)有足夠壁厚或加加強(qiáng)筋，③對輕合金或非金屬使用鋼或鑄鐵套杯；④對于一根軸上兩個支承的座孔，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；⑤軸承孔分為兩個外殼，則應(yīng)組合在一起進(jìn)行鏜孔。2軸承的配置

一般一根軸上兩個支點(diǎn)，每一支點(diǎn)可為一個軸承或幾個軸承組合使用。兩支點(diǎn)上軸承配置應(yīng)考慮因素有：軸的位置、防止軸向竄動、軸的受熱膨脹伸長等。⑴雙支點(diǎn)各單向固定⑵一支點(diǎn)雙向固定，另一端支點(diǎn)游動⑶兩端游動支承常見有三種：特點(diǎn)：兩個軸承各限制一個方向的軸向位移。使用于工作溫度變化不大的短軸，必要時可預(yù)留補(bǔ)償間隙。⑴雙支點(diǎn)各單向固定圓錐滾子軸承面對面安裝，軸承由軸的兩端裝上圓錐滾子軸承背靠背安裝，軸承由一端裝上錐齒輪軸特點(diǎn)：兩個支承中，一端雙向固定，一端游動。其中固定支承內(nèi)外圈都固定，可承受雙向軸向載荷。⑵一支點(diǎn)雙向固定，另一端支點(diǎn)游動主要用于跨距大、受熱較高的長軸。圖1①游動支承若使用內(nèi)外圈不可分離型軸承，只須固定內(nèi)圈，而外圈可在軸向雙向游動圖4軸向力較大時，固定支承由一對角接觸球軸承面對面安裝，既承受徑向力又承受軸向力，也可背靠背安裝⑶兩端游動支承特點(diǎn)：兩支承皆為游動支承。一般用于人字齒輪的軸的支承。3滾動軸承的軸向緊固內(nèi)圈的緊固軸用彈性擋圈主要用于深溝球軸承承受不大的軸向力的場合軸端擋圈用螺釘緊固在軸端，用于軸端切割螺紋不方便且承受較大軸向力場合圓螺母與止動墊圈配合用于高速且軸向力較大場合圓螺母、止動墊圈、開口外錐套筒配合用于內(nèi)徑為圓錐體的軸承轉(zhuǎn)速、軸向力都不大的場合外圈緊固孔用彈性擋圈用于向心軸承，軸向力不大且要求減小軸承裝置軸向尺寸的場合止動環(huán)用于有止動槽的深溝球軸承，外殼不便設(shè)凸肩或?yàn)槠史纸Y(jié)構(gòu)的場合軸承蓋用于各類高轉(zhuǎn)速或軸向力很大的向心、推力、向心推力軸承用螺紋環(huán)用于高速且載荷大而又不宜用軸承蓋的情況4軸承的游隙及軸上零件位置的調(diào)整軸承游隙調(diào)整主要針對角接觸球軸承和圓錐滾子軸承，調(diào)整游隙即調(diào)整滾動體與內(nèi)外圈滾道之間的間隙及壓緊程度，調(diào)整軸承受載滾動體的數(shù)目，提高軸承承載能力和軸承剛度。⑴游隙的調(diào)整⑵軸上零件位置的調(diào)整5滾動軸承的配合軸承配合是指內(nèi)圈與軸頸及外圈與座孔的配合。1.基準(zhǔn)制：因?yàn)闈L動體為標(biāo)準(zhǔn)件，因此：軸承內(nèi)孔—軸：基孔制軸承外徑—座孔：基軸制2.轉(zhuǎn)動圈應(yīng)比不動圈的配合緊些，且轉(zhuǎn)速越高、載荷越大、振動越強(qiáng)烈時，配合應(yīng)越緊。轉(zhuǎn)動圈與旋轉(zhuǎn)部分的配合：n6,m6,k6,js6不動圈與不動部分的配合：J7,J6,H7,G73.剖分式機(jī)殼、游動圈或經(jīng)常拆卸的軸承應(yīng)選取較松的配合。具體的配合公差、配合表面光潔度和幾何形狀偏差可按手冊確定裝拆滾動軸承時，不能通過滾動體來傳力，以免使?jié)L道或滾動體造成損傷。由于軸承的配合較緊，裝拆時以使用專門的工具為宜。錯誤的施力正確的施力6滾動軸承的裝拆滾動軸承的安裝：結(jié)構(gòu)不合理！滾動軸承的拆卸：7滾動軸承的潤滑潤滑的作用：降低摩擦阻力、散熱、減小接觸應(yīng)力、吸收振動、防止銹蝕脂潤滑特點(diǎn)：不易流失，密封簡單，只適用于dn值較低情況主要指標(biāo)：針入度、滴點(diǎn)(工作溫度低于滴點(diǎn)10～30°)油潤滑特點(diǎn)：脂潤滑不能滿足要求時使用主要指標(biāo)：粘度，轉(zhuǎn)速高、載荷大時選用粘度大的潤滑油潤滑方法：①油浴潤滑（注意油面高度）、②滴油潤滑（常用全損耗系統(tǒng)用油L-AN25）、③飛濺潤滑（閉式齒輪箱中常用）、④噴油潤滑（高速、重載場合使用，壓力油噴嘴對準(zhǔn)內(nèi)圈和保持架之間的間隙）、⑤油霧潤滑（用于dn值很大的場合）油浴潤滑固體潤滑特點(diǎn)：用于特殊條件下，如高溫、真空等潤滑方法：①用粘結(jié)劑將潤滑劑粘于滾道和保持架上；②潤滑劑加入軸承零件材料中，實(shí)現(xiàn)自潤滑；③用電鍍等方法使摩擦面形成潤滑劑薄膜常見潤滑劑材料：二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯8滾動軸承的密封裝置密封的目的：防止灰塵、水、酸氣及其他雜物進(jìn)入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇Б沤佑|式密封（在軸承蓋內(nèi)放置軟材料或耐磨材料，且與轉(zhuǎn)軸直接接觸實(shí)現(xiàn)密封）①氈圈密封：用于滑動速度小于4～8m/s的場合，最高不能超過8m/s，摩擦大

②唇形密封圈密封

v＜10～15m/s，軸徑處應(yīng)經(jīng)表面硬化；封油時封唇對著軸承，防灰塵時背對軸承③密封環(huán)密封含鉻鑄鐵密封環(huán)允許v＜100m/s，錫青銅密封環(huán)允許v＜60～80m/s⑵非接觸式密封避免產(chǎn)生摩擦①隙縫密封：半徑間隙常為0.1～0.3mm，并可填入潤滑脂②甩油密封徑向式曲路密封固定片旋轉(zhuǎn)片旋轉(zhuǎn)片固定片固定片軸向式曲路密封固定片應(yīng)為剖分式③曲路密封例題：13-2設(shè)根據(jù)工作條件決定在軸的兩端反裝兩個角接觸球軸承。已知軸上齒輪受切向力Ft=2200N，徑向力Fr=900N，軸向力Fa=400N，齒輪分度圓直徑d=314mm，齒輪轉(zhuǎn)速n=520r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，軸承預(yù)期計(jì)算壽命L’h=15000h。設(shè)初選兩個軸承型號均為7207C，試驗(yàn)算軸承是否可達(dá)到預(yù)期計(jì)算壽命的要求。1（S1）2（S2）FaFrFt2