機(jī)械設(shè)計(jì)：第十三章滾動軸承

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1、機(jī) 械 設(shè)計(jì) 滾動軸承滾動軸承重點(diǎn)重點(diǎn)一主要設(shè)計(jì)內(nèi)容一主要設(shè)計(jì)內(nèi)容類型選擇類型選擇尺寸選擇尺寸選擇組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二基本結(jié)構(gòu)：內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架二基本結(jié)構(gòu)：內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架內(nèi)圈、外圈、滾動體：軸承鉻鋼內(nèi)圈、外圈、滾動體：軸承鉻鋼GCr15， 硬度硬度 6065 HRC保持架：低碳鋼；銅、鋁、工程塑料保持架：低碳鋼；銅、鋁、工程塑料13-1 概述概述 滾動軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的零件之一，它是依靠主要元件間的滾動軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的零件之一，它是依靠主要元件間的滾動滾動接觸接觸來支承轉(zhuǎn)動零件的（例如：轉(zhuǎn)動的齒輪與軸）。來支承轉(zhuǎn)動零件的（例如：轉(zhuǎn)動的齒輪與軸）。1

2、3-1 概述概述滾動軸承組成：內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架。滾動軸承組成：內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架。外圈外圈：與軸承座相配；：與軸承座相配；保持架保持架：防止?jié)L動體直接接觸。：防止?jié)L動體直接接觸。內(nèi)圈內(nèi)圈：與軸頸相配；：與軸頸相配；滾動體滾動體：將滑動摩擦轉(zhuǎn)化為滾動摩擦；：將滑動摩擦轉(zhuǎn)化為滾動摩擦；常見的滾動體有六種形狀：常見的滾動體有六種形狀：球球圓柱滾子圓柱滾子圓錐滾子圓錐滾子非對稱球面滾子非對稱球面滾子球面滾子球面滾子滾針滾針軸承軸承材料材料內(nèi)圈、外圈和滾動體內(nèi)圈、外圈和滾動體硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性和沖擊韌性。硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性和沖擊韌性。常用材料：常用材料：GCr15GCr

3、15、GCr15SiMnGCr15SiMn、GCr6GCr6、GCr9GCr9等等工作表面：經(jīng)磨削拋光工作表面：經(jīng)磨削拋光 保持架保持架較軟材料，易成形，減摩較軟材料，易成形，減摩常用：低碳鋼、銅合金、鋁合金、工程塑料等常用：低碳鋼、銅合金、鋁合金、工程塑料等 附加特殊元件或特殊結(jié)構(gòu)：無內(nèi)圈或外圈、防塵密封、止動環(huán)等。附加特殊元件或特殊結(jié)構(gòu)：無內(nèi)圈或外圈、防塵密封、止動環(huán)等。 滾動軸承的特點(diǎn)滾動軸承的特點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)精度高、啟動力矩小、是標(biāo)準(zhǔn)件，選用方便。：旋轉(zhuǎn)精度高、啟動力矩小、是標(biāo)準(zhǔn)件，選用方便?？紤]軸承的裝拆、固定、調(diào)試、潤滑、密封等。保持架：避免滾動體直接接觸，減少發(fā)熱和磨損。保持架：避免滾

4、動體直接接觸，減少發(fā)熱和磨損。超低溫液氫泵用混合式陶瓷軸承超低溫液氫泵用混合式陶瓷軸承滾動軸承的應(yīng)用滾動軸承的應(yīng)用1883年德國的年德國的Fischer先生發(fā)明了磨先生發(fā)明了磨制鋼球的球磨機(jī)并創(chuàng)建制鋼球的球磨機(jī)并創(chuàng)建FAG公司以公司以來，伴隨著滾動軸承工業(yè)的誕生和來，伴隨著滾動軸承工業(yè)的誕生和發(fā)展，發(fā)展，F(xiàn)AG的產(chǎn)品在幾乎所有可能的產(chǎn)品在幾乎所有可能的領(lǐng)域內(nèi)得到了充分的認(rèn)證并一直的領(lǐng)域內(nèi)得到了充分的認(rèn)證并一直扮演著十分重要的角色，扮演著十分重要的角色， 滾動軸承的應(yīng)用滾動軸承的應(yīng)用滾動軸承的應(yīng)用滾動軸承的應(yīng)用瑞典瑞典SKFSKF公司公司新一代新一代SKFSKF球面滾子軸承球面滾子軸承-Expl

5、orer-Explorer探索者探索者 系列的性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過系列的性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過ISOISO國國際標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法，而際標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法，而ISOISO亦無法恰亦無法恰當(dāng)?shù)仡A(yù)測其預(yù)期壽命當(dāng)?shù)仡A(yù)測其預(yù)期壽命 -軸承如此經(jīng)久耐用，它將改變軸承如此經(jīng)久耐用，它將改變工業(yè)設(shè)備的維修計(jì)劃工業(yè)設(shè)備的維修計(jì)劃 -軸承如此先進(jìn)卓越，它將為設(shè)軸承如此先進(jìn)卓越，它將為設(shè)計(jì)工程師，開拓一個(gè)充滿嶄新選擇的計(jì)工程師，開拓一個(gè)充滿嶄新選擇的世界，從而創(chuàng)造新一代的工業(yè)機(jī)械設(shè)世界，從而創(chuàng)造新一代的工業(yè)機(jī)械設(shè)備。備。滾動軸承的應(yīng)用滾動軸承的應(yīng)用 這類軸承適用於內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)。由于其特殊的設(shè)計(jì)，可以應(yīng)用這類軸承適用於內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)。

6、由于其特殊的設(shè)計(jì)，可以應(yīng)用於此種高轉(zhuǎn)於此種高轉(zhuǎn) 速、高溫、不利于潤滑且又具有特殊載荷和運(yùn)動狀態(tài)的支速、高溫、不利于潤滑且又具有特殊載荷和運(yùn)動狀態(tài)的支承。其中，承。其中，KZK曲曲 柄銷支承用的滾針和保持架組件，採用柄銷支承用的滾針和保持架組件，採用M型保持架，型保持架，可因應(yīng)客戶特殊要求，可因應(yīng)客戶特殊要求， 在保持架表面進(jìn)行鍍銀、鍍銅處理。在保持架表面進(jìn)行鍍銀、鍍銅處理。滾動軸承的應(yīng)用滾動軸承的應(yīng)用推力軸承由滾動體、推力保持架及推力墊圈組成。滾動體推力軸承由滾動體、推力保持架及推力墊圈組成。滾動體可以是滾針或圓柱可以是滾針或圓柱 滾子。滾針或圓柱滾子受到推力保持架滾子。滾針或圓柱滾子受到推力

7、保持架的保持和引導(dǎo)，並和不同的推力墊圈的保持和引導(dǎo)，並和不同的推力墊圈 、軸圈、座圈一起工、軸圈、座圈一起工作。作。 滾動軸承的應(yīng)用滾動軸承的應(yīng)用這種軸承由薄壁沖壓外圈、保持架和整組的滾針組成，其這種軸承由薄壁沖壓外圈、保持架和整組的滾針組成，其剖面高度極小，可節(jié)剖面高度極小，可節(jié) 約空間，尤其適用於殼體孔不宜作為約空間，尤其適用於殼體孔不宜作為滾道的場所。與穿孔型軸承相比，封口型滾道的場所。與穿孔型軸承相比，封口型 軸承的一端為密軸承的一端為密閉式，可保護(hù)軸承免於雜物侵入和防止?jié)櫥孤?。閉式，可保護(hù)軸承免於雜物侵入和防止?jié)櫥孤?滾動軸承的應(yīng)用滾動軸承的應(yīng)用鐵路車輛的行車速度不斷提高，就要

8、求配套的軸承也要達(dá)鐵路車輛的行車速度不斷提高，就要求配套的軸承也要達(dá)到行車安全的技術(shù)指標(biāo)，圖中為鐵路機(jī)車輪對準(zhǔn)高速軸承到行車安全的技術(shù)指標(biāo)，圖中為鐵路機(jī)車輪對準(zhǔn)高速軸承NV2232WB/YB2，速度為，速度為160-180km/h，壽命，壽命100萬公里。萬公里。 滾動軸承的應(yīng)用滾動軸承的應(yīng)用圖中為圖中為6317絕緣軸承，用于防靜電的技術(shù)領(lǐng)域。絕緣軸承，用于防靜電的技術(shù)領(lǐng)域。一主要類型一主要類型1按承載方向分按承載方向分向心向心軸承軸承：受徑向：受徑向載荷載荷 (及少量軸向及少量軸向載荷載荷)推力推力軸承軸承：受軸向：受軸向載荷載荷向心推力向心推力軸承軸承 ：同時(shí)受徑向軸向：同時(shí)受徑向軸向載荷

9、載荷 13-2 滾動軸承的主要類型和代號滾動軸承的主要類型和代號一、滾動軸承的分類一、滾動軸承的分類 按滾動體的不同分類：球軸承、滾子軸承；按滾動體的不同分類：球軸承、滾子軸承； 在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力和耐沖擊在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力和耐沖擊能力都好，但球軸承摩擦小、高速性能好。能力都好，但球軸承摩擦小、高速性能好。 13-2 滾動軸承的主要類型和代號滾動軸承的主要類型和代號 按軸承的結(jié)構(gòu)形式不同分類：按軸承的結(jié)構(gòu)形式不同分類：在實(shí)際應(yīng)用中，滾動軸承的結(jié)構(gòu)形式有很多。作為標(biāo)準(zhǔn)的滾動軸承，在在實(shí)際應(yīng)用中，滾動軸承的結(jié)構(gòu)形式有很多。作為標(biāo)準(zhǔn)的滾

10、動軸承，在國家標(biāo)準(zhǔn)中分為國家標(biāo)準(zhǔn)中分為1313類，其中，最為常用的軸承大約有下列類類，其中，最為常用的軸承大約有下列類: :深溝球軸承深溝球軸承圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承推力球軸承推力球軸承角接觸球軸承角接觸球軸承圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承更多的滾動軸承更多的滾動軸承調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承20000C圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承30000推力球軸承推力球軸承50000a)單向單向b)雙向雙向深溝球軸承深溝球軸承60000設(shè)計(jì)：潘存云角接觸球軸承角接觸球軸承70000推力圓柱推力圓柱滾子軸承滾子軸承80000圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承N0000滾針軸承滾針軸承a) NA0000b)

11、RNA0000調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承10000 按可承受的外載荷分類：按可承受的外載荷分類：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承向心軸承、推力軸承、向心推力軸承；夾角夾角：滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的平面之滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的平面之間的夾角間的夾角叫作軸承的接觸角；叫作軸承的接觸角；夾角夾角：即載荷角。：即載荷角。接觸角接觸角 軸向承載能力軸向承載能力 座圈座圈軸圈軸圈FaFrFrFaNN接觸角接觸角 ：向心推力軸承滾動體與外圈接向心推力軸承滾動體與外圈接觸處的法線與半徑方向的夾角。觸處的法線與半徑方向的夾角。載荷角載荷角 ：軸承實(shí)際承受的徑向載荷軸承實(shí)際承受

12、的徑向載荷R 與與軸向載荷軸向載荷A的合力與半徑方向的夾角的合力與半徑方向的夾角。滾動軸承的幾個(gè)基本特性滾動軸承的幾個(gè)基本特性1 1、 接觸角接觸角 ：滾動體與外圈的接觸法線和半徑方向之間所夾銳角。滾動體與外圈的接觸法線和半徑方向之間所夾銳角。 接觸角反映了軸承承受載荷方向的特性。接觸角是接觸角反映了軸承承受載荷方向的特性。接觸角是滾動軸承的一個(gè)主要參數(shù)，軸承的受力分析和承載能力滾動軸承的一個(gè)主要參數(shù)，軸承的受力分析和承載能力等都與接觸角有關(guān)。接觸角越大，軸承承受軸向載荷的等都與接觸角有關(guān)。接觸角越大，軸承承受軸向載荷的能力也越大。能力也越大。2 2、 游隙游隙 滾動體內(nèi)圈、外圈滾道之間的最大

13、間隙。滾動體內(nèi)圈、外圈滾道之間的最大間隙。徑向間隙徑向間隙軸軸向向間間隙隙 游隙是影響軸承運(yùn)轉(zhuǎn)精度、使用壽命、噪聲級別以游隙是影響軸承運(yùn)轉(zhuǎn)精度、使用壽命、噪聲級別以及溫升的重要數(shù)據(jù)，控制游隙是項(xiàng)重要的工作。及溫升的重要數(shù)據(jù)，控制游隙是項(xiàng)重要的工作。3 3、 偏斜角偏斜角( (量量) ) 一般指調(diào)心軸承內(nèi)、外圈軸線相對傾斜時(shí)所夾的銳角。一般指調(diào)心軸承內(nèi)、外圈軸線相對傾斜時(shí)所夾的銳角。 此類軸承通常具有偏此類軸承通常具有偏位角的自適應(yīng)性能，位角的自適應(yīng)性能，當(dāng)軸承座孔與軸發(fā)生軸當(dāng)軸承座孔與軸發(fā)生軸線偏離時(shí)，它可以自動線偏離時(shí)，它可以自動適應(yīng)軸心的偏斜。適應(yīng)軸心的偏斜。故這種軸承也稱作故這種軸承也稱

14、作調(diào)心軸承調(diào)心軸承。調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承（1）深溝球軸承深溝球軸承（6）角接觸球軸承角接觸球軸承（7）圓錐滾子軸承（3）設(shè)計(jì)：潘存云圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承（N、NU）導(dǎo)致磨損推力球軸承推力球軸承（5）座圈軸圈轉(zhuǎn)速太快則離心力大導(dǎo)致磨損（2 2）尺寸系列代號）尺寸系列代號寬度（高度）系列寬度（高度）系列-左起第左起第2 2位位內(nèi)、外徑相同而寬度（推力軸承稱為高度）不同的特征表示。內(nèi)、外徑相同而寬度（推力軸承稱為高度）不同的特征表示。向心軸承向心軸承常用代號：常用代號：0 0正常；正常；1 1寬；寬；2 2特寬特寬 * * 在代號中在代號中0 0可以可以 省略（省略（除除圓錐滾子圓錐滾子軸承軸承

15、(3類類)和調(diào)心滾和調(diào)心滾子軸承子軸承(2類類)外外）推力軸承推力軸承 常用代號：常用代號： 1，2向心軸承寬度增加向心軸承寬度增加推力軸承高度增加推力軸承高度增加直徑系列直徑系列-左起第左起第3 3位位內(nèi)徑相同而外徑不同的特征表示內(nèi)徑相同而外徑不同的特征表示 常用代號：常用代號： 1（特輕）；（特輕）；2（輕）；（輕）；3（中）；（中）； 4（重）（重）直徑增加直徑增加3 3、后置代號、后置代號 表示結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、公差等級、游隙組別、表示結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、公差等級、游隙組別、 材料及密封、技術(shù)要求等發(fā)生改變時(shí)材料及密封、技術(shù)要求等發(fā)生改變時(shí) 的補(bǔ)充代號。的補(bǔ)充代號。（1 1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變代號及含義）內(nèi)部

16、結(jié)構(gòu)改變代號及含義接觸角接觸角加大加大 32215BE E圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承（3000030000）接觸角接觸角=40=40o o 7210B B B接觸角接觸角=25=25o o 7210ACACAC接觸角接觸角=15=15o o 7210CC C角接觸球軸承角接觸球軸承（7000070000）含含 義義 示例示例代號代號軸承類型軸承類型（4 4）游隙組別代號及含義）游隙組別代號及含義小小大大游隙符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的游隙符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5 5組組/C5游隙符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的游隙符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的4 4組組/C4游隙符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的游隙符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的3 3組組/C3游隙符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的游隙符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0

17、0組組（基本組一般可省略不標(biāo)）（基本組一般可省略不標(biāo)）(/C0)游隙符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的游隙符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2 2組組/C2游隙符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的游隙符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1 1組組/C1含含 義義代號代號當(dāng)公差等級和游隙組別同時(shí)標(biāo)注時(shí)，當(dāng)公差等級和游隙組別同時(shí)標(biāo)注時(shí)，“/”號可省略。號可省略。（5 5） 配置代號配置代號有時(shí)軸承需成對安裝。有時(shí)軸承需成對安裝。 面對面（面對面（/DF/DF） 背對背背對背(/DB)(/DB) 串聯(lián)串聯(lián)(/DT)(/DT)例：例： 試說明以下軸承代號的意義。試說明以下軸承代號的意義。7 2 0 8 AC / P5 公差等級為公差等級為5級級內(nèi)徑為內(nèi)徑為d=40mm d=40mm

18、直徑系列為直徑系列為“輕輕”寬度系列為寬度系列為“正常正?！保? 代號省略）代號省略）軸承類型為：角接觸球軸承軸承類型為：角接觸球軸承游隙組別為：基本組（游隙組別為：基本組（/C0代號省略）代號省略）接觸角為接觸角為 =25o3 0 3 0 8軸承類型為：圓錐滾子軸承軸承類型為：圓錐滾子軸承直徑系列為直徑系列為“中中”內(nèi)徑為內(nèi)徑為d=40mm d=40mm 公差等級為：普通級（省略）公差等級為：普通級（省略）游隙組別為：基本組（省略）游隙組別為：基本組（省略）寬度系列為寬度系列為“正常正?！保?字頭不可省字頭不可省略）略）6 3 1 0軸承類型為：深溝球軸承軸承類型為：深溝球軸承寬度系列為寬度

19、系列為“正常正?！保? 代號省略）代號省略）直徑系列為直徑系列為“中中”內(nèi)徑為內(nèi)徑為d=50mm d=50mm 公差等級為：普通級（省略）公差等級為：普通級（省略）游隙組別為：基本組（省略）游隙組別為：基本組（省略）7.軸承代號的編制規(guī)則軸承代號的編制規(guī)則(1)軸承代號按表軸承代號按表11-2所列的順序從左至右所列的順序從左至右排列。排列。(2)當(dāng)軸承類型代號用字母表示時(shí)當(dāng)軸承類型代號用字母表示時(shí),字母與其字母與其后的數(shù)字之間應(yīng)空一個(gè)字符。后的數(shù)字之間應(yīng)空一個(gè)字符。(3)基本代號與后置代號之間應(yīng)空一個(gè)字符基本代號與后置代號之間應(yīng)空一個(gè)字符,但當(dāng)后置代號中有但當(dāng)后置代號中有“-”號或號或“/”號

20、時(shí)號時(shí),不再留不再留空?？?。(4)在尺寸系列代號中在尺寸系列代號中,位于括號中的數(shù)字省略位于括號中的數(shù)字省略不寫。不寫。(5)公差等級代號中的公差等級代號中的/P0省略不寫。省略不寫。例如例如:7 2 10C7210 C/P5/DF/P5 /DF軸承類型為角接觸球軸承軸承類型為角接觸球軸承尺寸類型代號尺寸類型代號, ,其中其中寬度類型代號為寬度類型代號為0,0,窄系列窄系列, ,省略不寫省略不寫, ,直徑系列代號為直徑系列代號為2,2,輕系列輕系列軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑5 1050dmm空一個(gè)字符空一個(gè)字符公稱接觸角公稱接觸角15軸承精度等級為軸承精度等級為5 5級級面對面配置面對面配置型號型號選用

21、原則：選用原則：1 1、球軸承比滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速高，應(yīng)優(yōu)先選用球軸承；、球軸承比滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速高，應(yīng)優(yōu)先選用球軸承；2 2、在高速時(shí)，以選用超輕、特輕及輕系列的軸承（內(nèi)徑相同、在高速時(shí)，以選用超輕、特輕及輕系列的軸承（內(nèi)徑相同 時(shí)，外徑越小，滾動體就越輕小，產(chǎn)生的離心慣性力也?。粫r(shí)，外徑越小，滾動體就越輕小，產(chǎn)生的離心慣性力也?。?；3 3、保持架的材料對軸承轉(zhuǎn)速影響極大，實(shí)體保持架比沖壓保、保持架的材料對軸承轉(zhuǎn)速影響極大，實(shí)體保持架比沖壓保持架允許有更高一些的轉(zhuǎn)速；持架允許有更高一些的轉(zhuǎn)速；4 4、推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低，當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，若軸向載荷、推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低，當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高

22、時(shí)，若軸向載荷不是十分大，可以采用角接觸球軸承來承受純軸向力；不是十分大，可以采用角接觸球軸承來承受純軸向力；5 5、若工作轉(zhuǎn)速超過了軸承樣本，可以用提高公差等級、適當(dāng)、若工作轉(zhuǎn)速超過了軸承樣本，可以用提高公差等級、適當(dāng)增大游隙、選用循環(huán)冷卻等方法。增大游隙、選用循環(huán)冷卻等方法。軸承選型軸承選型軸承軸承元件上的元件上的載荷載荷分布及變化分布及變化2外圈：脈動循環(huán)變應(yīng)力外圈：脈動循環(huán)變應(yīng)力1滾動體：周期性不穩(wěn)定變應(yīng)力滾動體：周期性不穩(wěn)定變應(yīng)力3內(nèi)圈：周期性不穩(wěn)定變應(yīng)力內(nèi)圈：周期性不穩(wěn)定變應(yīng)力軸承軸承元件上的應(yīng)力變化（內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，外圈不轉(zhuǎn)動為例）元件上的應(yīng)力變化（內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，外圈不轉(zhuǎn)動為例）Fmax一

23、、工作時(shí)軸承元件上的載荷及應(yīng)力的變化一、工作時(shí)軸承元件上的載荷及應(yīng)力的變化 向心軸承受徑向載荷向心軸承受徑向載荷F Fr r時(shí)，上半圈時(shí)，上半圈滾動體不受力；滾動體不受力；下半圈滾動體受力大小方向下半圈滾動體受力大小方向各各不相同。不相同。Fr滾動體、運(yùn)轉(zhuǎn)的外圈或內(nèi)圈上的某一點(diǎn)應(yīng)力變化情況。滾動體、運(yùn)轉(zhuǎn)的外圈或內(nèi)圈上的某一點(diǎn)應(yīng)力變化情況。固定的外圈或內(nèi)圈上在承載區(qū)內(nèi)某一點(diǎn)應(yīng)力變化情況。固定的外圈或內(nèi)圈上在承載區(qū)內(nèi)某一點(diǎn)應(yīng)力變化情況。OHFNit通過承載區(qū)的時(shí)間通過承載區(qū)的時(shí)間通過非承載區(qū)的時(shí)間通過非承載區(qū)的時(shí)間HOFNit向心推力滾動軸承工作時(shí)，并非所有滾動體都同時(shí)受載。滾動體同時(shí)受載的向心推

24、力滾動軸承工作時(shí)，并非所有滾動體都同時(shí)受載。滾動體同時(shí)受載的程度與軸承所受的徑向力和軸向力的大小有關(guān)，一般以控制約半圈滾動體同程度與軸承所受的徑向力和軸向力的大小有關(guān)，一般以控制約半圈滾動體同時(shí)受載為宜。時(shí)受載為宜。FrFrFrFrFaFaFaFaFa=0 =0=90Fr = 0滾動軸承的失效形式滾動軸承的失效形式滾動軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)各種類型的失效，下列為常見的失效形式：滾動軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)各種類型的失效，下列為常見的失效形式：更多的失效更多的失效滾動軸承的失效形式滾動軸承的失效形式滾動軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)各種類型的失效，下列為常見的失效形式：滾動軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)各種類型的失效，下

25、列為常見的失效形式：疲勞點(diǎn)蝕：疲勞點(diǎn)蝕：塑性變形：塑性變形：磨損：磨損：鋼球疲勞點(diǎn)蝕鋼球疲勞點(diǎn)蝕陶瓷球疲勞點(diǎn)蝕陶瓷球疲勞點(diǎn)蝕1.疲勞點(diǎn)蝕：疲勞點(diǎn)蝕：滾動軸承最常見的失效形式。滾動軸承最常見的失效形式。內(nèi)環(huán)上的疲勞點(diǎn)蝕內(nèi)環(huán)上的疲勞點(diǎn)蝕軸承膠合軸承膠合2.塑性變形：塑性變形：受較大靜載或沖擊載荷受較大靜載或沖擊載荷3.磨粒磨損：磨粒磨損：雜質(zhì)進(jìn)入雜質(zhì)進(jìn)入4.膠合：膠合：高速、重載、發(fā)熱高速、重載、發(fā)熱套圈和滾動體表面的套圈和滾動體表面的疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕是滾動軸承最基本和常見的失效形式，是滾動軸承最基本和常見的失效形式，是作為滾動軸承壽命計(jì)算的依據(jù)是作為滾動軸承壽命計(jì)算的依據(jù)滾動軸承壽命計(jì)算滾動軸承

26、壽命計(jì)算。u 轉(zhuǎn)速較高而潤滑油不足時(shí)引起轉(zhuǎn)速較高而潤滑油不足時(shí)引起軸承燒傷軸承燒傷；u 潤滑油不清潔而使?jié)L動體和滾道潤滑油不清潔而使?jié)L動體和滾道過度磨損過度磨損；u 裝配不當(dāng)而使軸承裝配不當(dāng)而使軸承卡死卡死、脹破內(nèi)圈脹破內(nèi)圈、擠碎內(nèi)外圈和保持架擠碎內(nèi)外圈和保持架等。等。除了點(diǎn)蝕以外，軸承還可能發(fā)生其它多種的失效形式。例如：除了點(diǎn)蝕以外，軸承還可能發(fā)生其它多種的失效形式。例如：這些失效形式可以通過加強(qiáng)裝配過程管理等措施來克服。這些失效形式可以通過加強(qiáng)裝配過程管理等措施來克服。 13-4 壽命計(jì)算壽命計(jì)算1.基本概念基本概念1）軸承軸承壽命壽命單個(gè)單個(gè)軸承軸承 2）基本額定壽命）基本額定壽命一批一

27、批軸承軸承 定義：一批相同的定義：一批相同的軸承軸承，在相同運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，其，在相同運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，其中中10%的的軸承軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，而發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，而90%的的軸承軸承不發(fā)不發(fā)生點(diǎn)蝕前的總轉(zhuǎn)數(shù)，或工作小時(shí)數(shù)。生點(diǎn)蝕前的總轉(zhuǎn)數(shù)，或工作小時(shí)數(shù)。2基本額定動基本額定動載荷載荷 定義：當(dāng)定義：當(dāng)軸承軸承的基本額定壽命恰好為的基本額定壽命恰好為106 轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)時(shí) 軸承軸承所受所受載荷載荷值值 C (N)對于向心軸承，基本額定動載荷指純徑向載荷，對于向心軸承，基本額定動載荷指純徑向載荷，稱為徑向基本額定動載荷用符號稱為徑向基本額定動載荷用符號Cr表示表示對推力軸承，指純軸向載荷，對推力軸承，指純軸向載荷，稱

28、為軸向基本額定動載荷，用符號稱為軸向基本額定動載荷，用符號Ca表示。表示。對角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，對角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，指使套圈間產(chǎn)生純徑向位移的載荷的徑向分量指使套圈間產(chǎn)生純徑向位移的載荷的徑向分量用符號用符號Cr表示。表示。推力推力軸承軸承 C=Ca向心向心軸承軸承 向心推力向心推力軸承軸承 C=Cr基本額定動負(fù)荷：基本額定動負(fù)荷：軸承工作溫度在軸承工作溫度在100 C以下以下,基本額定壽命基本額定壽命61 10Lr 時(shí)，軸承所能承受的最大載荷，時(shí)，軸承所能承受的最大載荷，用用C表示。表示?；绢~定動負(fù)荷基本額定動負(fù)荷的方向的方向:對于推力軸承為中心軸向載荷對于推力軸承為中心

29、軸向載荷對于角接觸向心軸承為載荷的徑向分量對于角接觸向心軸承為載荷的徑向分量基本額定壽命基本額定壽命 ： 一批相同軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，一批相同軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)， 90%軸軸承在疲勞點(diǎn)蝕前轉(zhuǎn)過的承在疲勞點(diǎn)蝕前轉(zhuǎn)過的 轉(zhuǎn)數(shù)，單位為轉(zhuǎn)數(shù)，單位為106 r。對于向心軸承為徑向載荷對于向心軸承為徑向載荷疲勞曲線疲勞曲線疲勞壽命威布爾分布疲勞壽命威布爾分布105106107108510203040506070809095510203040506070809095 失 效 概率，循環(huán) 次數(shù)，次10510610710851020304050607080909551020304050607080909

30、5 失 效 概率，循環(huán) 次數(shù)，次載荷P1載荷P2載荷P1載荷P2由實(shí)驗(yàn)得到的曲線載荷壽命曲線10LPC1C轉(zhuǎn)數(shù)載荷載荷壽命曲線73 .1335 .251325.5轉(zhuǎn)數(shù)載荷713.310LPC1u 基本額定壽命基本額定壽命：具有：具有90可靠可靠度時(shí)軸承的壽命，用度時(shí)軸承的壽命，用L10表示。表示。u 基本額定動載荷基本額定動載荷：使軸承的基：使軸承的基本額定壽命恰好為本額定壽命恰好為106轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷值，用字母承受的載荷值，用字母C C表示。表示。10P LC 常數(shù)3/103滾子球軸承壽命指數(shù)：610( )10CLrP1015L10L10(106轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))載荷壽命曲線載荷

31、壽命曲線(6208)152025PC30P(KN)1 2 3 4 5510小時(shí)（時(shí)間壽命）轉(zhuǎn)（圈數(shù)壽命）轉(zhuǎn)？nPCLPCLPCLhN601010)10(66610u 基本額定壽命計(jì)算式基本額定壽命計(jì)算式。軸承的工作轉(zhuǎn)速軸承的工作轉(zhuǎn)速載荷；載荷；軸承所承受的當(dāng)量動軸承所承受的當(dāng)量動（滾子軸承）；（滾子軸承）；（球軸承）；（球軸承）；其中：其中：min)/(3103rnP 61060( )hCLhnP或L10/(106r)P/kN1CL1L2P1P2610( )10CLrP當(dāng)當(dāng) t100 時(shí)，時(shí)， C 引進(jìn)溫度系數(shù)引進(jìn)溫度系數(shù) ft 進(jìn)行修正。進(jìn)行修正。軸承工作軸承工作 溫度溫度 溫度系數(shù)溫度系數(shù)

32、 ft 10025020015012530010.950.900.700.800.60fta1當(dāng)量動載荷當(dāng)量動載荷滾動軸承滾動軸承球軸承球軸承壽命系數(shù)壽命系數(shù)時(shí)時(shí)溫度系數(shù)溫度系數(shù)基本額定動載荷基本額定動載荷- - - - - - - - - -P31031f ,C120fCtot a1-考慮不同可靠度時(shí)的系數(shù)考慮不同可靠度時(shí)的系數(shù)滾動軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算滾動軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算基本額定靜負(fù)荷基本額定靜負(fù)荷C0：滾動軸承中受載最大的滾動體與最弱座滾動軸承中受載最大的滾動體與最弱座圈滾道的接觸處的塑性變形量之和為滾動體的圈滾道的接觸處的塑性變形量之和為滾動體的1/10 000時(shí)的載時(shí)的載荷。荷。滾動軸承的

33、靜強(qiáng)度校核公式：滾動軸承的靜強(qiáng)度校核公式：00000,CS PSPN-靜強(qiáng)度安全系數(shù)當(dāng)量靜載荷當(dāng)量靜載荷當(dāng)量靜載荷P0：是一個(gè)假想載荷，在當(dāng)量靜載荷作用下，軸承是一個(gè)假想載荷，在當(dāng)量靜載荷作用下，軸承的受載最大滾動體與滾道接觸處的塑性變形總量與實(shí)際載荷的受載最大滾動體與滾道接觸處的塑性變形總量與實(shí)際載荷作用下的塑性變形總量相同。作用下的塑性變形總量相同。 其作用方向與基本額定靜負(fù)荷相同。其作用方向與基本額定靜負(fù)荷相同。，由表11-14查取對于向心軸承、角接觸軸承，當(dāng)量靜載荷取下面兩式中對于向心軸承、角接觸軸承，當(dāng)量靜載荷取下面兩式中計(jì)算出的較大值計(jì)算出的較大值000raPX FY F00XY

34、-、分別為靜徑向系數(shù)和靜軸向系數(shù)0rPF滾動軸承的極限轉(zhuǎn)速滾動軸承的極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速 :軸承在一定載荷和潤滑條件下所允許的最高軸承在一定載荷和潤滑條件下所允許的最高轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速。limn載荷系數(shù)載荷系數(shù) ：當(dāng)軸承的當(dāng)量動負(fù)荷當(dāng)軸承的當(dāng)量動負(fù)荷P超過超過0.1C時(shí)時(shí),需將手冊需將手冊中的極限轉(zhuǎn)速乘以小于中的極限轉(zhuǎn)速乘以小于1的系數(shù)。的系數(shù)。1f載荷分布系數(shù)載荷分布系數(shù) ：當(dāng)向心軸承受軸向載荷時(shí)當(dāng)向心軸承受軸向載荷時(shí),需將手冊中需將手冊中查得的極限轉(zhuǎn)速乘以小于查得的極限轉(zhuǎn)速乘以小于1的系數(shù)。的系數(shù)。2f極限轉(zhuǎn)速為：極限轉(zhuǎn)速為：lim12limnf f n例題例題3(壽命計(jì)算壽命計(jì)算)一個(gè)球軸

35、承,要求可靠度為0.99(99),當(dāng)量動載荷P=11000N,應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為80106求此軸承應(yīng)有的額定動載荷C8010L21.01aa1NPaLC797443110作業(yè):一個(gè)球軸承,要求可靠度為0.95(95),當(dāng)量動載荷P=11000N,工作時(shí)間5年,每年按300天,每天16小時(shí)工作計(jì)算, 工作轉(zhuǎn)速每分鐘200轉(zhuǎn),求此軸承應(yīng)有的額定動載荷C.軸承軸向力的大小和方向軸承軸向力的大小和方向有些軸承例如深溝球軸承有些軸承例如深溝球軸承,角接觸球軸承等在受角接觸球軸承等在受到徑向力的時(shí)候會產(chǎn)生派生的軸向力到徑向力的時(shí)候會產(chǎn)生派生的軸向力(副作用副作用).方方向都是按接觸角從開口的小端指向大端向都是

36、按接觸角從開口的小端指向大端小端小端大端大端小端小端大端大端12FrFa小端指向大端小端指向大端當(dāng)約有半圈滾動體受載時(shí)，當(dāng)約有半圈滾動體受載時(shí)，F(xiàn)d計(jì)算如下：計(jì)算如下：圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承角接觸球軸承角接觸球軸承70000C( =15)70000AC( =25)70000B( =40)Fd=Fr(2Y)Fd=eFrFd=0.68FrFd=1.14Fr 角接觸軸承中的角接觸軸承中的派生軸向力派生軸向力F Fd dFrFNiFdiFriFdrirdidFFFF派生軸向力派生軸向力向心推力軸承在純徑向力向心推力軸承在純徑向力Fr的作用下會產(chǎn)生派生軸向力的作用下會產(chǎn)生派生軸向力向心推力軸承軸向載荷

37、向心推力軸承軸向載荷 F Fa a 的計(jì)算方法：的計(jì)算方法：總總 結(jié)結(jié)（2 2）畫出軸承的安裝簡圖，并正確標(biāo)出軸承的內(nèi)部軸向力；畫出軸承的安裝簡圖，并正確標(biāo)出軸承的內(nèi)部軸向力；（4 4）再按松緊端軸向載荷公式計(jì)算軸向載荷）再按松緊端軸向載荷公式計(jì)算軸向載荷F Fa a：（1 1）計(jì)算軸承的內(nèi)部軸向力計(jì)算軸承的內(nèi)部軸向力 Fd 及軸向外載荷及軸向外載荷 Fa；(壓緊端壓緊端) Fa = 除自身內(nèi)部軸向力以外，其余軸向力的代數(shù)和除自身內(nèi)部軸向力以外，其余軸向力的代數(shù)和(放松端放松端) Fa = 自身內(nèi)部軸向力自身內(nèi)部軸向力（3 3）判斷軸系的竄動方向，確定軸承的放松端和壓緊端；判斷軸系的竄動方向，

38、確定軸承的放松端和壓緊端；FA12Fd1Fd2),max(211addaFFFF),max(122addaFFFFFr2Fr1解解：（1 1）畫簡圖，求）畫簡圖，求Fr1、Fr2由材力求反力方法可知：由材力求反力方法可知：NFFrer3000311NFFrer6000322反對反對1法典法典S2（2 2）求）求Fd1、Fd2，并判明指向并判明指向21Fae1Fae22LLFre已知已知: Fre = 9000N， Fae1 =3000N，F(xiàn)ae2=5000N，求求 ： Fr1、Fr2 和和 Fa1 、Fa2 。NFFrd204068. 011NFFrd408068. 022rdFF68. 0（

39、4）求）求Fa1、Fa2Fr2Fr121Fae1Fae22LLFreFd1Fd2112222040 3000 500040max40804080aeaeaSFFNFSNN-212114080 3000 50006080max20406080aeaeaSFFNFSNN-2dF1dF2dF1dF例例1 1：試判斷軸承的松緊端及軸向載荷。試判斷軸承的松緊端及軸向載荷。（1 1） F Fd1d1=2500N=2500N，F(xiàn) Fd2d2=1800N=1800N， F FA A=500N=500NFA12FS1FS2松松緊緊（2 2） F Fd1d1=1700N=1700N，F(xiàn) Fd2d2=2200N=2

40、200N， F FA A=600N=600NFS2FS1FA12緊緊松松1dF2dF1dF2dF例例1 1：試判斷軸承的松緊端及軸向載荷。試判斷軸承的松緊端及軸向載荷。（1 1） F Fd1d1=2500N=2500N，F(xiàn) Fd2d2=1800N=1800N， F FA A=500N=500NFA12FS1FS2松松緊緊（2 2） F Fd1d1=1700N=1700N，F(xiàn) Fd2d2=2200N=2200N， F FA A=600N=600NFS2FS1FA12緊緊松松1dF2dF1dF2dFaeF1dF2dF作業(yè)作業(yè):NFae1250NFd14701NFd7 .7642?21aaFF000

41、000/SPCPSC或滾動軸承的靜承載能力滾動軸承的靜承載能力 擺動、轉(zhuǎn)速極低及短期受沖擊的軸承會產(chǎn)生擺動、轉(zhuǎn)速極低及短期受沖擊的軸承會產(chǎn)生塑性變形塑性變形。針對失效。針對失效形式應(yīng)進(jìn)行形式應(yīng)進(jìn)行靜載荷計(jì)算靜載荷計(jì)算?；绢~定靜載荷基本額定靜載荷C0：使受載最大的滾動體與滾道接觸中心處：使受載最大的滾動體與滾道接觸中心處引起的接觸應(yīng)力達(dá)到一定值的載荷。引起的接觸應(yīng)力達(dá)到一定值的載荷。 當(dāng)量靜載荷當(dāng)量靜載荷P0 ：P0=X0Fr+Y0Fa 靜載荷計(jì)算靜載荷計(jì)算:S0靜強(qiáng)度安全系數(shù)靜強(qiáng)度安全系數(shù)，可由設(shè)計(jì)手冊查取。，可由設(shè)計(jì)手冊查取。國標(biāo)規(guī)定，如向心球軸承為4200MPa在國家標(biāo)準(zhǔn)中，對每一種規(guī)格

42、的滾動軸承規(guī)定了一個(gè)不應(yīng)超在國家標(biāo)準(zhǔn)中，對每一種規(guī)格的滾動軸承規(guī)定了一個(gè)不應(yīng)超過得載荷界限過得載荷界限基本額定靜載荷，用基本額定靜載荷，用C0表示。表示。當(dāng)量動當(dāng)量動載荷載荷 P 的求?。旱那笕。篜 = fP(XFr+YFa)同時(shí)受同時(shí)受Fr 和和Fa（6，3，7）式中式中X徑向徑向載荷載荷系數(shù)系數(shù)Y軸向軸向載荷載荷系數(shù)系數(shù)Fr、Fa軸承軸承上的上的載荷載荷 fP載荷載荷系數(shù)系數(shù)13-6 滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承的當(dāng)量動載荷滾動軸承的當(dāng)量動載荷在進(jìn)行軸承壽命計(jì)算時(shí)，應(yīng)把作用在軸承上的實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為與確定軸承在進(jìn)行軸承壽命計(jì)算時(shí)，應(yīng)把作用在軸承上的實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為與確定軸承C值

43、的載荷條件相一致值的載荷條件相一致當(dāng)量動載荷當(dāng)量動載荷（用字母（用字母P表示）。表示）。arYFXFP式中：式中：Fr與與Fa軸承實(shí)際承受的徑向載荷與軸向載荷軸承實(shí)際承受的徑向載荷與軸向載荷 X、Y軸承的徑向動載荷系數(shù)與軸向動載荷系數(shù)軸承的徑向動載荷系數(shù)與軸向動載荷系數(shù)(查表查表） 為了計(jì)及實(shí)際載荷波動的影響，可對當(dāng)量動載荷乘上一個(gè)載荷系數(shù)為了計(jì)及實(shí)際載荷波動的影響，可對當(dāng)量動載荷乘上一個(gè)載荷系數(shù) f p 。()PraPfXFYF載荷性質(zhì)載荷性質(zhì)載荷系數(shù)載荷系數(shù) f p舉例舉例無沖擊或輕微沖擊無沖擊或輕微沖擊1.01.2電機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等電機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等中等沖擊或中等慣性

44、力中等沖擊或中等慣性力1.21.8機(jī)床、車輛、動力機(jī)械、起重機(jī)、造紙機(jī)、選礦機(jī)床、車輛、動力機(jī)械、起重機(jī)、造紙機(jī)、選礦機(jī)、冶金機(jī)械、卷揚(yáng)機(jī)械等機(jī)、冶金機(jī)械、卷揚(yáng)機(jī)械等強(qiáng)大沖擊強(qiáng)大沖擊1.83.0碎石機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、振動篩等碎石機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、振動篩等當(dāng)量動載荷當(dāng)量動載荷 P = fP (X Fr +Y F a)10LfPCt壽命計(jì)算壽命計(jì)算派生軸向力派生軸向力FdFaFa/FrX,Y 3000070000C70000AC70000B Fd Fr/2Y eFr0.68Fr 1.14Fr Y 值為值為Fa/Fr e 時(shí)的時(shí)的 Y 值值(查手冊查手冊) Y,e根據(jù)軸承具體型號查手冊根據(jù)軸承具

45、體型號查手冊 “70000C”系列的系列的e值先設(shè)定一個(gè)值值先設(shè)定一個(gè)值 計(jì)算后再復(fù)核比較調(diào)整計(jì)算后再復(fù)核比較調(diào)整.注意注意派生軸向力的大小計(jì)算派生軸向力的大小計(jì)算 型號型號類型類型圓錐滾子軸承角接觸球軸承0/CFa表示軸向載荷的相對大小表示軸向載荷的相對大小Fd=Fr/2YFaFa/FrX,YP = fP (X Fr +Y F a)軸承代號軸承代號基本尺寸基本尺寸mm基本額定載荷基本額定載荷/KN計(jì)算系數(shù)計(jì)算系數(shù)dDBCC0eY30205255215322370037163320525522247055803517313052562174054600831730206306216432505

46、037163220630622051863803716303063072195906300311930207357217542635037163220735722370589503716303073580217528250311930208408018630740037163220840802377897203716303084090239081080351730209458519678835040153220945852380810504015303094510025108130035173021050902073292004214322105090238281080421430310501

47、102713015803517單列圓錐滾子軸承單列圓錐滾子軸承0/CFa表示軸向載荷的相對大小表示軸向載荷的相對大小軸承代號軸承代號基本尺寸基本尺寸mm基本額定載荷基本額定載荷/KNdDBCC062021535117.653.72630215421311.55.4262031740129.584.78630317471413.56.58620420471412.86.65630420521515.87.88620525521514.07.88630525621722.211.5620630621619.511.5630630721927.015.2620735721725.515.263073

48、5802133.219.2620840801829.518.0630840902340.824.0620945851931.520.56309451002552.831.8621050902035.023.26310501102761.838.0深溝球軸承深溝球軸承70000C0/CFa表示軸向載荷的相對大小表示軸向載荷的相對大小軸承代軸承代號號基本尺寸基本尺寸mm基本額定載荷基本額定載荷/KNdDBCC07205C25521516.510.57205AC25571515.89.887205B25521515.89.457206C30621623.015.07206AC30621622.014

49、.27206B30621620.513.87207C35721730.520.07207B35721729.019.27207AC35721727.018.87208C40801836.825.87208AC40801835.224.57208B40801832.523.57209C45851938.528.57209AC45851936.827.27209B45851936.026.27210C50902042.832.07210AC50902040.830.57210B50902037.529.0單列角接觸球軸承單列角接觸球軸承例題例題1 某軸用兩個(gè)某軸用兩個(gè)30308軸承支撐軸承支撐,兩

50、軸承的徑向載荷兩軸承的徑向載荷)(12502600500021向左NFNFNFarr求當(dāng)量動載荷求當(dāng)量動載荷P(查手冊查手冊Y=1.7,e=0.35)aeF1dF2dFFrFd=Fr /2YFaFa/FrX,YP = fP (X Fr +Y F a)NYFFrd14702/11NYFFrd7 .7642/22NFNFaa7 .7647 .201421eFFra403. 0/11eFFra294. 0/22查手冊查手冊Y=1.7,e=0.3530000解題步驟解題步驟eFFra403. 0/11eFFra294. 0/227 . 14 . 011YX0122YXNFYFXPar542511111

51、NFYFXPar260022222取max2, 1PPP 例題例題: 已知軸上齒輪的切向力已知軸上齒輪的切向力Fte=2200N,徑向力徑向力Fre=900N,軸向力軸向力Fae=400N,齒輪分度圓直徑齒輪分度圓直徑d=314mm,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n=520r/min,如果選用如果選用 7207C軸軸承承,計(jì)算當(dāng)量動載荷計(jì)算當(dāng)量動載荷(中等沖擊中等沖擊)teFreFaeF200300teFreFaeF200300V:H:teFHrF2HrF1VrF2VrF1reFaeF1dF2dF1rF2rFaeF1dF2dF1rF2rF79.9501rF18.14262rFFd=eFr對于對于70000C軸承而言

52、軸承而言,e事先不知事先不知道道,初設(shè)初設(shè)0.4NeFFrd3 .38011NeFFrd79.57022aeF1dF2dF1rF2rF解出:5 .9701aF5 .5702aF0503. 0/01CFa0303. 0/02CFa插值得:422. 01e401. 02e4 . 144. 002. 111111YXeFFra014 . 022222YXeFFra中等沖擊查表:5 . 1pfNFYFXfParp57.2665)(11111NFYFXfParp27.2139)(22222max2, 1PPP 70000C查出C0; e=0.4rdeFF Fa0/CFa查表eFa/Fr查表得X,YP =

53、 fP (X Fr +Y F a)NFae4001rF2rF79.9501rF18.14262rF改用6307軸承(C0=7880N)?深溝深溝球軸球軸承沒承沒有附有附加軸加軸向力向力FdaeaaFFF2105. 07880/400/0CFa插值得e=0.25eFFeFFrara28. 0/42. 0/21)()(2222211111arparpFYFXfPFYFXfPaeaaFFF210/CFa查出C0eFa/Fr查表得X,YP = fP (X Fr +Y F a)60000作業(yè)：已知一對作業(yè)：已知一對3030430304軸承所受的載荷情況如圖示。軸承所受的載荷情況如圖示。 若若n=1500

54、 r/min，fp=1，試判斷哪個(gè)軸承危險(xiǎn)，試判斷哪個(gè)軸承危險(xiǎn)， 并求危險(xiǎn)軸承的壽命？并求危險(xiǎn)軸承的壽命？C=31.5 KN ，C0=20.8 KN，e=0.3，Y=2，S=Fr / 2YFa / Fre 時(shí)時(shí)，X=1，Y=0，F(xiàn)a / Fr e 時(shí)時(shí)，X=0.4，Y=230304軸承軸承注注:21Fae=1000NFre=3000N2LL21Fae=1000NFre=3000N2LLFr2Fr1 求兩軸承的徑向載荷求兩軸承的徑向載荷Fr1 、Fr2對對1 1點(diǎn)取矩：點(diǎn)取矩：Fre3L=Fr22LFr2=3/2 Fre=3/2 3000=4500N對對2 2點(diǎn)取矩點(diǎn)取矩：FreL+Fr12L

55、=0Fr1= - Fre2=-3000 2= - 1500 N (N (負(fù)號表示方向向下負(fù)號表示方向向下) )S2S1 求派生軸向力求派生軸向力S1、S2S1=Fr1 2Y = 1500/2 2 = 375 NS2=Fr2 2Y = 4500/2 2 = 1125 N（方向如圖示）（方向如圖示）21Fae=1000NFre=3000N2LLFr2Fr1S2S1 求兩軸承的軸向載荷求兩軸承的軸向載荷Fa1 、Fa2( (方法方法1 1）Fa1 = 2125 NFa2 = 1125 N1221125 1000125max11251125aeaSFNFSNN-2111125 10002125max3

56、752125aeaSFNFSNN2dF1dF1dF2dF 求兩軸承的軸向載荷求兩軸承的軸向載荷Fa1 、Fa2 ( (方法方法2 2）Fae +Fd2 = 1000 + 1125 = 2125 N Fd1= 375 NFa1 = Fae +Fd2 =1000 + 1125 = 2125 NFa2 = Fd2 = 1125 N21Fae=1000NFre=3000N2LLFr2Fr1S2S1 軸有左移趨勢，軸有左移趨勢，1 1被被“壓緊壓緊”，2 2被被“放松放松” 求軸承的壽命求軸承的壽命 Lh 求兩軸承的當(dāng)量動載荷求兩軸承的當(dāng)量動載荷 P1、P2eFFra42.11500212511 X1=

57、0.4，Y1=2eFFra25.04500112522 X2=1，Y2=0 P1 = fp ( X1Fr1+ Y1Fa1 ) = 0.4 1500 + 2 2125 = 4850 NP2= fp ( X2Fr2+ Y2Fa2 ) =1 4500 = 4500 N P1 P2 ， 軸承軸承1 1危險(xiǎn)危險(xiǎn))(6 .5679485031500150060106010310616hPCnLh13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)-沖壓-軟研磨（溝填） -強(qiáng)化 -研磨-檢查 滾動軸承制造-滾動體 外圈外徑磨削 -車削-強(qiáng)化-多重磨削工序-滾道研磨 外圈滾道磨床端面磨床 孔磨削內(nèi)圈滾道磨床 滾道研磨滾動軸承

58、制造-環(huán) 滾動軸承制造保持架制造裝配最后檢查1. 1. 軸向固定軸向固定一、軸承的固定形式一、軸承的固定形式注意：注意：軸肩的高度應(yīng)低軸肩的高度應(yīng)低于軸承內(nèi)圈的厚于軸承內(nèi)圈的厚度；度；軸頸處的圓角半軸頸處的圓角半徑要小于外圈的徑要小于外圈的倒角寬度；倒角寬度；具體尺寸可查課具體尺寸可查課程設(shè)計(jì)手冊程設(shè)計(jì)手冊P16。拉拔器應(yīng)卡住軸承內(nèi)拉拔器應(yīng)卡住軸承內(nèi)環(huán)均勻用力環(huán)均勻用力如果拉拔器不能卡在軸承內(nèi)如果拉拔器不能卡在軸承內(nèi)環(huán)，就很可能對軸承造成傷環(huán)，就很可能對軸承造成傷害，為了盡量小損壞軸承，害，為了盡量小損壞軸承，可以一邊拉拔軸承一邊旋轉(zhuǎn)可以一邊拉拔軸承一邊旋轉(zhuǎn)拉拔器拉拔器軸承拆卸軸承拆卸五、滾動

59、軸承的安裝與拆卸五、滾動軸承的安裝與拆卸裝拆滾動軸承時(shí)，要特別注意以下兩點(diǎn)：裝拆滾動軸承時(shí)，要特別注意以下兩點(diǎn)：1 1、不允許通過滾動體來傳力，以免使?jié)L道或滾動體、不允許通過滾動體來傳力，以免使?jié)L道或滾動體造成損傷。造成損傷。2 2、由于軸承的配合較緊，裝拆時(shí)應(yīng)使用專門的工具。、由于軸承的配合較緊，裝拆時(shí)應(yīng)使用專門的工具。軸承拆卸軸承拆卸軸承拆卸軸承拆卸2. 2. 周向固定：周向固定：配合配合滾動軸承的軸向緊固滾動軸承的軸向緊固滾動軸承的軸向緊固是指將軸承的內(nèi)圈或外圈相對于軸或軸承座實(shí)施緊固。滾動軸承的軸向緊固是指將軸承的內(nèi)圈或外圈相對于軸或軸承座實(shí)施緊固。墊片墊片圓螺母圓螺母圓螺母圓螺母調(diào)整

60、盤調(diào)整盤二、二、 滾動軸承與軸頸和座孔的配合滾動軸承與軸頸和座孔的配合 滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，其內(nèi)孔與外徑配合件，其內(nèi)孔與外徑配合不必標(biāo)注公差。內(nèi)圈與不必標(biāo)注公差。內(nèi)圈與軸頸的配合是基孔制，軸頸的配合是基孔制，外圈與座孔為基軸制。外圈與座孔為基軸制。 圓柱公差中基準(zhǔn)圓柱公差中基準(zhǔn)孔的公差帶在零線之上，孔的公差帶在零線之上，而軸承內(nèi)圈孔的公差帶而軸承內(nèi)圈孔的公差帶在零線之下，所以在零線之下，所以軸承軸承內(nèi)圈與軸的配合內(nèi)圈與軸的配合比圓柱比圓柱公差標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的基孔制同類公差標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的基孔制同類配合要緊配合要緊的多。的多。 軸承外圈與外殼軸承外圈與外殼孔的配合孔的配合與圓柱與圓柱公差標(biāo)準(zhǔn)

61、中規(guī)定公差標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的基軸制同類配的基軸制同類配合相比，配合性合相比，配合性質(zhì)基本一致，但質(zhì)基本一致，但由于軸承外經(jīng)的由于軸承外經(jīng)的公差值較小，因公差值較小，因而而配合也較緊配合也較緊。正確選擇軸承配合應(yīng)保證軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止內(nèi)圈正確選擇軸承配合應(yīng)保證軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止內(nèi)圈與軸、外圈與座孔在工作時(shí)發(fā)生相對轉(zhuǎn)動與軸、外圈與座孔在工作時(shí)發(fā)生相對轉(zhuǎn)動1 1）旋轉(zhuǎn)的套圈（一般指內(nèi)圈），應(yīng)選較緊的配合，要求回）旋轉(zhuǎn)的套圈（一般指內(nèi)圈），應(yīng)選較緊的配合，要求回轉(zhuǎn)精度越高，載荷和振動越大，應(yīng)采用的配合越緊。一般選轉(zhuǎn)精度越高，載荷和振動越大，應(yīng)采用的配合越緊。一般選用用n6n6、m6m6、k6k6、js6js

62、6。2 2）不旋轉(zhuǎn)的套圈（一般指外圈），選較松的配合，使外圈）不旋轉(zhuǎn)的套圈（一般指外圈），選較松的配合，使外圈有可能產(chǎn)生微小的周向位移，外圈的各部分能緩慢的輪換進(jìn)有可能產(chǎn)生微小的周向位移，外圈的各部分能緩慢的輪換進(jìn)入承載區(qū)，提高使用壽命。通常選用入承載區(qū)，提高使用壽命。通常選用J7J7、H7H7。3 3）游動端的軸承，當(dāng)要求外圈在運(yùn)轉(zhuǎn)中能沿軸向移動時(shí)，）游動端的軸承，當(dāng)要求外圈在運(yùn)轉(zhuǎn)中能沿軸向移動時(shí)，外圈與座孔的配合應(yīng)選較松的配合，一般用外圈與座孔的配合應(yīng)選較松的配合，一般用G7G7。4 4）工作溫度有較大變化時(shí)，內(nèi)圈與軸頸應(yīng)選較緊的配合，）工作溫度有較大變化時(shí)，內(nèi)圈與軸頸應(yīng)選較緊的配合，外圈

63、與座孔應(yīng)選松一點(diǎn)的配合。外圈與座孔應(yīng)選松一點(diǎn)的配合。在選擇軸承配合時(shí)，注意考慮：在選擇軸承配合時(shí)，注意考慮：滾動軸承的配合滾動軸承的配合內(nèi)圈與軸：內(nèi)圈與軸：基孔制基孔制(g(g，h h，jsjs，k k，mm，n n，p p，r) r)外圈與孔：外圈與孔：基軸制基軸制(H(H，J J，JSJS，K K，MM，N N，P)P)配合種類：配合種類：過盈配合：過盈配合：轉(zhuǎn)速高、載荷大、溫度高、有振動、轉(zhuǎn)速高、載荷大、溫度高、有振動、 內(nèi)圈與軸一起轉(zhuǎn)動內(nèi)圈與軸一起轉(zhuǎn)動過渡配合：過渡配合：經(jīng)常拆卸、經(jīng)常拆卸、 外圈靜止、半圈受載外圈靜止、半圈受載 一個(gè)軸承限制一個(gè)方向的軸向位移，適合于普通工作溫一個(gè)軸承

64、限制一個(gè)方向的軸向位移，適合于普通工作溫度下的短軸，預(yù)留間隙應(yīng)使穩(wěn)定工作時(shí)的徑向間隙合適。度下的短軸，預(yù)留間隙應(yīng)使穩(wěn)定工作時(shí)的徑向間隙合適。三、軸系的固定形式三、軸系的固定形式1. 1. 雙支點(diǎn)單向雙支點(diǎn)單向固定固定安裝方式：安裝方式： 正裝（面對面）正裝（面對面） 反裝（背靠背反裝（背靠背) )剛度好剛度好非懸臂非懸臂懸臂懸臂軸承的配置軸承的配置軸承的配置問題是指：對于一個(gè)軸系應(yīng)采用幾個(gè)軸承支承、如何支承、如軸承的配置問題是指：對于一個(gè)軸系應(yīng)采用幾個(gè)軸承支承、如何支承、如何配置等問題。常用的軸承配置方案有以下三類：何配置等問題。常用的軸承配置方案有以下三類：1.1.雙支點(diǎn)各單向固定雙支點(diǎn)各單

65、向固定C=0.20.3 mm預(yù)留補(bǔ)償間隙預(yù)留補(bǔ)償間隙1.1.雙支點(diǎn)各單向固定雙支點(diǎn)各單向固定2. 2. 單支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動：單支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動：適合跨距大的長軸或工作溫度較高的軸。適合跨距大的長軸或工作溫度較高的軸。一個(gè)支點(diǎn)雙向固定以承受軸向力、另一端游動。一個(gè)支點(diǎn)雙向固定以承受軸向力、另一端游動。適用于溫度變化較大的長軸。適用于溫度變化較大的長軸。固定支承固定支承游動支承游動支承L游動支承游動支承2.一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動2.2.一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動3. 兩端游動支承兩端游動支承四、軸承預(yù)緊四、軸承預(yù)緊

66、目的：目的：提高旋轉(zhuǎn)精度、剛度，減小振動。提高旋轉(zhuǎn)精度、剛度，減小振動。 即安裝時(shí)消除游隙，使軸承中保持一定軸向力。即安裝時(shí)消除游隙，使軸承中保持一定軸向力。 游隙：滾動軸承中滾動體與內(nèi)外圈滾道之間的間隙。游隙：滾動軸承中滾動體與內(nèi)外圈滾道之間的間隙。 徑向游隙：一個(gè)座圈不動，另一個(gè)座圈沿徑向從一極端位置移至另徑向游隙：一個(gè)座圈不動，另一個(gè)座圈沿徑向從一極端位置移至另一極限位置的移動量。一極限位置的移動量。 軸向游隙：一個(gè)座圈不動，另一個(gè)座圈沿軸向從一極端移至另一極軸向游隙：一個(gè)座圈不動，另一個(gè)座圈沿軸向從一極端移至另一極限位置的移動量。限位置的移動量。五、軸承游隙及軸上零件位置的調(diào)整五、軸承游隙及軸上零件位置的調(diào)整徑向游隙徑向游隙軸向游隙軸向游隙1. 軸承游隙的調(diào)整：軸承游隙的調(diào)整：調(diào)整墊片調(diào)整墊片加減墊片加減墊片加減墊片的厚度加減墊片的厚度螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整方法方法1. 軸承游隙的調(diào)整軸承游隙的調(diào)整加減墊片的厚度加減墊片的厚度螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整方法方法圓螺母調(diào)整圓螺母調(diào)整目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。例如：圓錐齒輪傳動，蝸桿