《機械設(shè)計基礎(chǔ)》第五滾動軸承

第16章滾動軸承滾動軸承是支承轉(zhuǎn)軸的標(biāo)準(zhǔn)部件我國各地的軸承廠按國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)各種類型的軸承第16章滾動軸承教學(xué)基本要求1.了解滾動軸承的結(jié)構(gòu)、材料、特點和應(yīng)用；2.掌握滾動軸承的類型、代號和選擇；3.掌握滾動軸承的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則及校核計算方法；4.能正確進(jìn)行滾動軸承的組合設(shè)計。

重點與難點

1.滾動軸承的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則及滾動軸承的選擇；2.角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向載荷的計算以及滾動軸承基本額定壽命的計算；3.滾動軸承的組合設(shè)計。概述箱體齒輪軸軸承軸承孔作用：支持軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度減少轉(zhuǎn)軸與支持面間的摩擦磨損按摩擦性質(zhì)滑動軸承滾動軸承滾動軸承設(shè)計的內(nèi)容一般為：①根據(jù)工作條件合理選用滾動軸承的類型和尺寸，驗算軸承的承載能力；②綜合考慮滾動軸承的定位、裝拆、調(diào)整、潤滑和密封等問題，進(jìn)行軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計。

滾動軸承的構(gòu)造1、組成：內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架外圈：與軸承座或零件的孔接觸；保持架:內(nèi)圈：滾動體：滾動；2、滾動體形狀a)球b)圓柱滾子c)圓錐滾子d)滾針e)球面滾子e)非對稱球面滾子3、材料軸承內(nèi)、外圈和滾動體：軸承鋼如GCr15、GCr15SiMn等制造，熱處理后硬度一般不低于60HRC，工作表面要求磨削和拋光。由于一般軸承的這些元件都經(jīng)過150℃的回火處理，所以通常當(dāng)軸承的工作溫度不高于120℃時，零件的硬度不會下降。保持架沖壓結(jié)構(gòu)實體結(jié)構(gòu)低碳鋼銅合金，鋁合金，塑料，樹脂等1.摩擦力矩小且穩(wěn)定，易啟動。2.軸向?qū)挾刃?，結(jié)構(gòu)緊湊。3.能同時承受軸向力和徑向力。4.易潤滑。5.批量生產(chǎn)成本低。6.對軸的材料和熱處理要求低。7.承受沖擊載荷能力差。8.壽命短。9.振動、噪聲大。10.不宜作成剖分式。5、工程應(yīng)用4、滾動軸承特點16損-1肅滾動險軸承味的基弦本類旦型1、按滾走動體腎形狀疤分1)球軸刑承2)尿滾子纖軸承(1截)調(diào)心梢球軸動承(2脈)推力橫球軸蔬承(3體)深溝搬球軸滔承(4雕)角接咐觸球殃軸承(1躍)調(diào)心掉滾子扒軸承(2劍)推力僵圓柱凳滾子高軸承(3證)圓錐撓滾子洗軸承(4旋)圓柱穴滾子泰軸承3)滾針坦軸承2、褲按受細(xì)載方臺向和喘公稱們接觸垂角分暗：滾動癢體與險套圈耕接觸屠處的爽法線雜與軸歉承的社徑向骨平面晨之間訪的夾代角注意：公辭稱接召觸角曬越大窩，滾時動軸串承承忠受軸鼻向載峰荷的投能力盤越大邀。按軸把承所妹能承吊受的予載荷惰方向壇或公唇稱接被觸角α的不撒同分3、升滾動決軸承狡的性狹能（1蟻）承撒載能革力滾子那軸承≈(敬1.伴5~糾3)球軸責(zé)承（2娘）極限洗轉(zhuǎn)速當(dāng)d≤20源mm哥時，華兩者瘋承載冠能力漠接近依，宜綠采用睡球軸舉承。轉(zhuǎn)速煮過高→溫度山↑含→潤滑鐵失效→滾動賢體回柱火或趁膠合品破壞違。極限炮轉(zhuǎn)速羊--巧--赤滾動掠軸承蔽在一綿定載岔荷與啄潤滑粱條件噸下，糠允許坊的最行高轉(zhuǎn)畜速。大載荷采用滾子軸承（3艷）墊角偏耀差影響妨軸承榨正常召運轉(zhuǎn)瞧。角偏辟差別↑虎→可采妥用調(diào)揮心軸傅承。軸承財由于貓安裝蜻誤差浮或軸育的變浴形等壁都會桂引起叼內(nèi)外領(lǐng)圈中負(fù)心線兆發(fā)生凝相對覺傾斜擺。其改傾斜吐角稱論為角愛偏差征。調(diào)心軸承θ16淋-2奔滾動經(jīng)軸承黃的代勵號滾動夜軸承粒的類共型很終多，鞠而各犯類軸令承又腫有不誦同的回結(jié)構(gòu)匠、尺阻寸、義公差盾等級雖、技趴術(shù)要飾求等夸，為饅便于遵組織幅生產(chǎn)多和選學(xué)用，爐規(guī)定科了滾聯(lián)動軸避承的廈代號鬼。內(nèi)徑斃系列評代號尺寸系列代號直徑系列代號寬度系列代號類型代號例霜K素72探11棍/P使5例：6辯13牽08吸/P番50、缸1-涌--商特輕火系列2-黑--殿輕系閃列3-廊--閃中系吊列4-學(xué)--旦重系鉛列表示絕軸承勞分部紫件表示減軸承容公差磨、結(jié)版構(gòu)等0-窄系列（可省略）1—正常系列2—寬系列2、寇公差餓等級隨：/P熔2、助/P弱4、貝/P滑5、碎/P拐6x選、/杠P6葵、/P食0高山低/P緞0—漆普通括級(粒代號挪中不雅標(biāo)注妨)直徑系列的對比6410631062106110d表16-21、盼內(nèi)部背結(jié)構(gòu)位代號表1咱6-殃6C1領(lǐng)、贈C2么、患C0夾、勢C劈燕3迎、C江4壟、C技53、抹游隙兆代號16鵲-3限滾動仿軸承危的選要擇計降算1醬.向趕心軸局承的芳載荷石分布一、清受力粒分析受純騰徑向滔載荷Fr時，創(chuàng)上半改圈滾寬動體蝦不受練力；下半州圈各隱滾動恥體受歪力大份小方挺向均灶不同輪。受純羨軸向元載荷膜時，害各滾猜動體董受力政相同帥；如圖拜受力壘情況脆,根輸據(jù)力域的平櫻衡條析件可爪求出襯受載蘋最大建的滾具動體掘所受兩的載寫荷為桶:2洞.軸役承元歪件上鑰載荷頓及應(yīng)錘力的微變化在承蹲載區(qū)矮，載籌荷零偷逐漸虧增大紫到最碗大，克再逐柴漸減紗少到喂零——辣不穩(wěn)粉定脈逐動循塑環(huán)變蒼應(yīng)力滾動體動圈固定就圈：粉滾動執(zhí)體滾責(zé)過便復(fù)受力睛，大哄小不貪變→砍穩(wěn)定犁的脈功動循豪環(huán)變檔應(yīng)力二、帳滾動討軸承詢的失尖效形顧式滾動車軸承認(rèn)工作卵過程給中，肥滾動塔體和深內(nèi)、球外圈伏滾道們分別堅受到件脈動削循環(huán)殲交變揪應(yīng)力已的作造用。敵在載適荷的港反復(fù)濱作用刃下，招首先號在表懲面下打一定悲深度絞處產(chǎn)燙生疲固勞裂庫紋，朽繼而秩擴展瞧到接魚觸表四面，拆形成起疲勞漫點蝕饅，使姓軸承隸不能尼正常扎工作應(yīng)。通鮮常，磚疲勞袍點蝕餓是滾梨動軸鎖承的唉主要吃失效黑形式赤。1．劃疲勞存點蝕疲勞仔點蝕座的形很成2．糖塑性糧變形當(dāng)軸盈承轉(zhuǎn)跨速很戴低或麗間歇濤擺動逃時，槍一般寇不會妻產(chǎn)生句疲勞宮破壞飲。但傳在很耍大的郊靜載望荷或抬沖擊陵載荷陣作用鄭下，脾會使桿軸承件滾道復(fù)和滾慶動體騎接觸洲處產(chǎn)刃生永喚久變攜形（固滾道靠表面羅形成點塑性蘆變形概凹坑泳），爭而使服軸承超在運套轉(zhuǎn)中螺產(chǎn)生漿劇烈蜓振動盞和噪圈聲，舟運轉(zhuǎn)慮精度難的下補降，者以至烈軸承年不能投正常臟工作披。3.堤磨損潤滑評不良察、密讀封不動嚴(yán)、恥多塵階條件4.太膠合通常倆在滾核動體獎和套基圈之毛間，喉特別行是滾柴動體火和保瘡持架恭之間鵲有滑還動摩士擦，伯如果買潤滑猜不充漿分，卸發(fā)熱孩嚴(yán)重毒時，確可能時使?jié)L辣動體蹈回火攜，甚財至產(chǎn)舅生膠偏合現(xiàn)章象。夏轉(zhuǎn)速日越高抹，發(fā)亮熱越追大，罷發(fā)生換膠合差的可鐮能性然就越蒙高。注:其它宋還有湯銹蝕域、電廢腐蝕械和由歌于操證作、刮維護(hù)否不當(dāng)掀而引消起的藝元件擾破裂石等失建效形銅式。三、修滾動健軸承仿的壽部命計拉算1.侍基本栗額定醒壽命圓和基尿本額循定動脊載荷滾動疏軸承報的壽度命：軸承楚中任懲一元接件出包現(xiàn)疲及勞點戶蝕前棵所經(jīng)宗歷的額總轉(zhuǎn)齊數(shù)，作或在每一定嗓轉(zhuǎn)速泳下的允總工幸作小唐時數(shù)嗽。軸承驗壽命蠻相當(dāng)嘴離散富，應(yīng)左與一絮定的與可靠押度相放聯(lián)系槳。滾動示軸承捆的基豆本額車定壽選命：一批銳型號偉相同此的軸燥承在瞧相同佳條件瓦下運等轉(zhuǎn)，撥有1勺0％鞋的軸敲承岡產(chǎn)瘋生疲莖勞點松蝕前書的總屢轉(zhuǎn)數(shù)題或在頸一定項轉(zhuǎn)速平下的休總工滾作小證時數(shù)干。即可歲靠度賽為9趕0%注（失里效概獵率為糾10窩%）追時軸怕承的螞壽命曬。注意燥：額紛定壽庸命隨涌運轉(zhuǎn)扁條件裝而變禁化。比如臉：外倆載增幸大，斑額定常壽命浪降低溪。因此后，額祖定壽舌命并綿不能鳳直接長反映辛軸承毀的承梁載能鑄力?；鞠镱~定業(yè)動載懂荷實驗條件：對于向心絹軸承，是榨一個免方向瓜、大非小恒粱定的罩徑向領(lǐng)載荷層，稱夠徑向爬基本嗚額定渾動載辦荷，窗用Cr表示返。標(biāo)準(zhǔn)原中規(guī)輩定：互軸承垮的基陶本額扶定壽承命為106轉(zhuǎn)時菊，軸艱承所鼻能承酸受的川載荷鞠值，狹稱為軸承綁的基旋本額肥定動腹載荷，用C表示票。對于推力升軸承，是息一個舊恒定嫌的中襪心軸艦向載趙荷，景稱軸偉向基卷本額首定動漲載荷職，用Ca表示蟲。載荷

額定壽命C1062摟.滾胞動軸償承基規(guī)本額做定壽吐命計鋒算實驗壤表明匠：對冠于相膚同型宵號的盼軸承皂，在脆不同茶的載旬荷P1、P2、P3、……作用粉下，索若軸害承的斃額定遣壽命闖為L1、L2、L3、……，則共：滾動勞軸承險壽命喚計算談公式稼的推舍導(dǎo)當(dāng)L10=1快（1酬06轉(zhuǎn)）刮時，汗其對敬應(yīng)的霜載荷項為基本姑額定霧動載浴荷C（N）時譜，基本朋額定罩壽命軸承時轉(zhuǎn)速氣，r縣/m弄in當(dāng)量搬動載迫荷，史N基本及額定涌動載丸荷，父查《洽機械真零件霧設(shè)計功手冊蠻》e為靜壽命僅指數(shù)我，球堆軸承雨e煮=愈3，沒滾子帖軸承委e繼=1板0/為3預(yù)期木壽命哲，查餡表基本默額定緣瑞動載蝕荷計啟算值注:曉當(dāng)工太作溫沃度高理于1回25廚℃時匙，C值會叮下降搶，用溫度緊系數(shù)ft修正鏡，表庸7-樹7則可丹得壽俊命的擦修正肆公式把：如P和n已知，該軸承的預(yù)期壽命已定，則可得滾動軸承設(shè)計公式：四、羨滾動驗軸承甚的當(dāng)從量動請載荷P對于爬推力眉軸承喚，P為軸車向載守荷Fa對于儀向心男軸承真，P為徑掛向載駛荷Fr當(dāng)軸雄承既竄受徑愉向力Fr又受鞠軸向約力Fa時，億須將Fr、Fa與轉(zhuǎn)搖換為腥與確饅定基奸本額腿定動嶺載荷春的載檢荷條好件一魂致（選純徑轉(zhuǎn)向力逮或軸涼向力帆）的問等效抗力，驢即當(dāng)抹量動溫載荷勺，用P表示企。計算騾式：e——橡軸向鞏載荷它影響貝系數(shù)竭（判勢別系起數(shù)）蠶，表諷7-渡9。引入碼載荷伶性質(zhì)德系數(shù)尸，表清7-容10X、Y—徑炒向系候數(shù)、概軸向插系數(shù)途，與Fa/Fr及參攪數(shù)e有關(guān)嚷，表管7-堤9。校核絞軸承敵過程根據(jù)運已知益軸承嚼從手冶冊中親查取油有關(guān)戲數(shù)據(jù)深，比穗如C計算宇軸承傘所受書的載潑荷（Fa、Fr）計算竊軸承膛的當(dāng)么量動撲載荷蛋（P）確定X、Y比較稀軸承燭實際凝壽命膛與預(yù)促期壽劍命選擇掀軸承由過程根據(jù)C值從閉手冊喪中查死取合表適大畜小的伯軸承計算走軸承簡所受富的載吃荷（Fa、Fr）計算投軸承塘的當(dāng)足量動攔載荷樓（P）確定X、Y選擇姿軸承葛類型郊，估蠟計所響需軸予承的既預(yù)期涌壽命Lhˊ五、角接脾觸軸岸承軸默向載淚荷的挺計算16淘-4潮滾動擾軸承改的潤頁滑和芳密封1、久潤滑搶的目伸的降低肌摩擦筑阻力鋸、減燃輕磨鴉損；莖同時究，潤壤滑還競有降監(jiān)低滾杯動體章與座慣圈滾橡道的澆接觸影應(yīng)力砍、散輝熱、丘吸震錫、減兼低噪壇聲和黨防銹長等作懷用。2、鐵潤滑未油潤旗滑①油猴浴潤抹滑；攜②飛臘濺潤伶滑；魂③滴絞油潤權(quán)滑；著④油甚霧潤們滑；珍⑤循虹環(huán)冷歲卻油口潤滑溉。②飛濺潤滑④油霧潤滑①油浴潤滑需注意：油面不能超過軸承最低滾動體的中心。3、現(xiàn)潤滑本脂潤烘滑需注真意：潤滑忘脂在趨軸承菊中的筒填入階量一楊般應(yīng)米不超逢過軸論承空閱間的勵1/腫3夜～貨1/乞2。滾動碼軸承逮的密即封密封椅的目涌的：滾動習(xí)軸承參密封具的作珠用是樸防止躁外界遭灰塵瘡、水羅分等場進(jìn)入談軸承銹，并旨阻止稱軸承島內(nèi)潤傘滑劑授流失炒。密封飲的方若式：接觸童式密恢封非接姿觸式絞密封組合襖式密體封§1至6-生5榆滾動雁軸承籍的組述合設(shè)擦計一、站滾動盜軸承挎軸系俯支點螺固定1、雙支潔點單字向固徹定這是沖最常闊見的桌固定英方式兩端顧的軸典承各白限制景一個錘方向均的軸否向移站動適合漁于工腸作溫度樹變化觀不大的短衫軸（殊跨距寨L銜≤葉4玩00瞎m居m）考慮件到軸侵的受適熱伸跌長，秀應(yīng)留仙出熱拴補償?shù)g隙禾0雕.2甜~0測.3專mm16鵝-5耍滾動射軸承胸的組房誠合設(shè)冠計為保限證軸紡承能糊夠正黑常工淚作，姻除合估理選液擇軸猶承類辭型、紙尺寸窄外，纏還應(yīng)島正確恐進(jìn)行坑軸承泛的組私合結(jié)攪構(gòu)設(shè)兄計。幣也就殿是要黨解決旁軸系薄的軸余向位房誠置固獵定、蓋軸承唇與相退關(guān)零箏件的副配合爛、間臂隙的極調(diào)整銜、裝族拆等方面撕的問緒題。2、一端英固定掀、一女端游興動(單支檔點雙夸向固賞定)動畫固定支座游動支座內(nèi)外成圈不罷可分六離，壩游動苦端雙向剝固定庭內(nèi)圈內(nèi)外咬圈可耳分離馬，游零動端雙向持固定內(nèi)外圈固定遙端軸腦承限睛制軸類的雙剪向移惕動，秤而游跑動端栗軸承熔的外怠圈可午以在弟座孔漆內(nèi)沿猜軸向急移動恩，以小補償止軸的挪受熱惱伸長濃。適用委場合：常襲用于者軸較眼長或距溫差鉤較大豪時的紐奉情況啞。3.撥兩端孔游動兩端夢游動搶的軸梨系結(jié)霜構(gòu)兩六端均揀采用盡完全袋不具枯有軸咽承定秤位能冤力的爭軸承賭，整鬧個軸熄系的謠軸向叢位置座處于懶完全妹浮動份狀態(tài)盟。兩端派游動碼軸系敢的軸編向位摸置在憤工作暫中是竄依靠予傳動資零件把確定解的，部一般難這種相軸系齡結(jié)構(gòu)租應(yīng)用恒在雙龜斜齒標(biāo)輪軸禁系或快人字詞齒輪赤軸系皆中。4、弱滾動物軸承騎的軸互向定令位和暴固定a)賠軸端至擋奶b)筍圓螺肉母本c盡)軸軌用彈撞性擋叔圈賀d)超緊定蠢套軸承蘆內(nèi)圈浙的固宗定結(jié)察構(gòu)a)凸肩勿與孔避用彈泰性擋懷圈冒b身)止象動卡桂環(huán)零c)蠟凸肩純與軸仿承端膏蓋拉d)言螺斯紋環(huán)軸承肉外圈線的固零定結(jié)嗽構(gòu)二、青軸承茄游隙厭和軸墨上零挽件位給置的臘調(diào)整軸承銀游隙較的大元小對太軸承膏的壽議命、爆效率箱、旋押轉(zhuǎn)精沈度、眾溫升燦及噪匪聲等餓都有副很大逝的影碗響。通過盈改變桿軸承址蓋與奴箱體州之間遲的墊片陜厚度來實豬現(xiàn)的抓。裝茅配中夫首先枝在不偉裝墊狼片的叛情況定下測評量端攪蓋與易箱體捆之間依的間侮隙，剩將這扭個間哪隙與吹軸系振所需旱的工飼作游券隙相蘭加，絲式就是補所需挑的墊殺片總劉厚度堆。裝配潔時的謝調(diào)整1、盯軸承寧間隙瞞的調(diào)歲整圖示伏軸向駱間隙乞是靠帥軸上劑的圓克螺母飲來調(diào)洽整的膚，操闊作不仁甚方嘴便，劃且螺俱紋為感應(yīng)力憐集中喪源，劫削弱園了軸散的強遼度。圖示沫為嵌予入式婦軸承樸端蓋叉結(jié)構(gòu)扣，在掀端蓋凍與軸僵承之撤間有傻一墊嫌圈，蠅在裝似配中狐可以晴通過斤調(diào)整命（或刮選配外）這順一墊絨圈的現(xiàn)厚度爆實現(xiàn)蜂正確凱的軸鐮向間套隙。工作嘴中的貨調(diào)整利用戴螺釘通過可調(diào)脂壓蓋進(jìn)行歷調(diào)整慌，通餓過螺勉母實幅現(xiàn)防蕉松。軸系腫的軸避承間收隙通亭過改鳴變套紫杯與蝕端蓋慕之間噸的墊紅片1厚度膊來調(diào)蘋整，肯節(jié)錐登點位泰置通宰過改芒變套闖杯與優(yōu)箱體照之間倒的墊筍片2厚度條來調(diào)夫整。2、鼠滾動薄軸承共的預(yù)拋緊目的：提剃高軸騎承的途剛度黃和旋亦轉(zhuǎn)精鉛度，輩減小增機器葡工作呢時軸月的振釀動。定義:所編謂預(yù)袍緊，種就是也在安拾裝時釣給予伯一定鈴的軸程向預(yù)界緊力內(nèi)，以黑消除倉軸承清中的宗游隙耕，并撤在滾遇動體稀和內(nèi)銹、外掘圈接櫻觸處睜產(chǎn)生忘彈性仿預(yù)變脫形。常用示預(yù)緊慚方法潤：1）恨用墊況片和鋪長短決隔套鴿預(yù)緊2）倆夾緊旅一對屠磨窄逐了的妨外圈部（或儉內(nèi)圈黎）的暮角接煉觸軸木承3）舒夾緊瘦一對圓錐芹滾子染軸承的外稠圈三、戴滾動巡壽軸承峰的配苗合1、絨基準(zhǔn)茅制內(nèi)圈廢與軸→基孔制制外圈敬與軸桂承孔→基軸攝制2、滾動忍軸承配合辣選擇最的一帝般原絞則：①尺勇寸大耐、載柜荷大披、振驚動大薯、轉(zhuǎn)謹(jǐn)速高殖或工蛛作溫抽度高挽時→選緊廳一些通的配乞合；②經(jīng)獵常拆私卸或渡游動楊套圈→選松寧一些貨的配租合。四、尤軸系陣結(jié)構(gòu)浮設(shè)計咬的工古藝性宅問題1、數(shù)加工村的工馬藝性2、刺裝配繁與拆織卸的娛工藝摧性安裝厭：內(nèi)外電圈壓后裝軸承畜安裝升注意研事項軸承辭的拆睜卸軸承鄉(xiāng)豐外圈慎的拆袋卸用鉤汗爪