机械设计第十章滚动轴承.ppt

1、1、概述2、滚动轴承的代号3、滚动轴承的类型和选择4、滚动轴承的力分析、失效和计算准则5、滚动轴承的动载荷和寿命计算6、静载荷计算（自学）7、极限转速（自学）8、成对安装角接触轴承的计算特点9、滚动轴承组合设计第十章第十章 滚动轴承滚动轴承1 1、概述、概述、专门轴承厂生产，只需选型和组合设计。一、构造一、构造核心元件：滑动滚动使滚动体等距离分布，滚动体间的摩擦、磨损。滚子轴承：圆柱、圆锥、球面滚子、滚针线接触有时无球轴承：球点接触二、材料二、材料内外圈、滚动体：强度高、耐磨的铬锰高碳钢。保持架：软材料，低碳钢板冲压后铆接或焊接。三、特点：与滑动轴承比较三、特点：与滑动轴承比较1）起动力矩小，

2、可在负载下起动；2）径向游隙较小，运动精度高；3）轴向宽度较小；4）可同时承受径向、轴向载荷,轴承组合较简单;5）便于密封、易于维护；6）不需有色金属，标准件，成本低。1）承受冲击载荷能力差；2）振动、噪音较大；3）径向尺寸较大；4）有的场合无法使用；前置代号前置代号后置代号后置代号类型代号内径代号尺寸系列代号数字或字母表示不同类型的轴承表示结构、内径相同的轴承在外径和宽度（高度）方面的变化系列表示轴承公称直径的大小20480mm 代号5=内径mm有特殊要求时使用表示轴承结构、形状、材料、公差等级等2 2、滚动轴承的代号（、滚动轴承的代号（GB/T272GB/T2729393）代号：表示类型、

3、结构、尺寸、公差等级、技术性能等特征的产品代号。第五、六位第二、三位第一位但对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”。第三位 直径系列代号：特轻(0、1)、轻(2)、中(3)、重(4)。第二位宽度系列代号：一般正常宽度为“0”，通常不标注。公差等级代号：公差分2、4、5、6(6x)、0级，共五个级别。以/P2、/P4、/P5、/P6(/P6x)为代号，0级不标注。高级 低级 内径 d10121517代 号00010203内径代号特殊情况：后置代号后置代号 内部结构代号：具体见手册，主要掌握：1）圆锥滚子轴承：30000(=1018)30000B(=2730大锥角)2）角接触球

4、轴承：70000C（=15）、70000AC（=25）、70000B（=40）。3）E：加强型,N207E举例：7306AC/P4角接触球轴承，=25，d=30mm，精度为4级6 2 1 2N 2 2 0 8尺寸系列代号为2 2表示轴承内径 8 5=40mm 深沟球轴承圆柱滚子轴承表示轴承内径 12 5=60mm 尺寸系列代号为22223 3 3 1 5 E表示轴承内径 15 5=75mm 圆锥滚子轴承尺寸系列代号为3333加强型3 3、滚动轴承的类型和选择、滚动轴承的类型和选择一、滚动轴承的主要类型一、滚动轴承的主要类型主要掌握：5、50000型:推力球轴承单向：单向Fa双向：双向Fa1、6

5、0000型:2、70000型:70000AC：=2570000C：=1570000B：=404、N0000型:内外圈间可自由移动3、30000型:6、调心功能10000型：调心球20000型：调心滚子外圈滚道为内球面按载荷方向、的不用分为：=0 45，主要。：450，如3、7类；：=0，如6、N类；=4590，主要；：90：9045公称：套圈与滚动体接触处的法线和垂直于轴承轴心线间夹角。二、类型的选择二、类型的选择1、球轴承为点接触、滚子轴承为线接触。承载能力：球轴承滚子轴承耐冲击：球轴承滚子轴承nlim：球轴承滚子轴承时选时选2、载荷性质同时Fa、Fr：或；Fr大、Fa小：；Fa大、Fr 小

6、：推力角接触轴承；3、轴刚度差、挠曲变形大、座孔不平行、不同轴、多支点轴：。举例：4、轴承装拆、调整方便：内、外圈可分离型(如3、QJ类)。5、经济性：球轴承比滚子轴承便宜。精度价；1）直齿圆柱齿轮轴：2）斜齿轮、锥齿轮、蜗轮轴：3）悬臂圆锥齿轮轴：4）蜗杆轴：分别承受Fa、Fr5）滑轮轴：4类：双列深沟球轴承（轴较长）F2FrF1F1cosF2cos2F2F2cos2F1F1cos204 4、滚动轴承的力分析、失效和计算准则、滚动轴承的力分析、失效和计算准则一、向心轴承中作用力的分布一、向心轴承中作用力的分布 由于内部游隙，最多只有半圈滚动体受载，且受载大小不同。点接触轴承：rFzFF50m

7、ax0线接触轴承：rFzFF6.40max00Fr作用线下滚动体变形量。由于：i 0 F2F1Fs2Fa1=Fs1Fa2=Fs1+FA(=Fs2+Fs2)Fs2Fs1Fs1+FAFs2Fa1=Fs2-FA(=Fs1+Fs1)Fa2=Fs2四、角接触轴承的载荷计算四、角接触轴承的载荷计算1、作用于轴上的外载荷FR在、成对安装的轴承上产生径向载荷Fr1Fr2轴上有外载荷：FR和FABaB/2DpwaCBFr作用点为“载荷作用中心”：位置用a表示。a：载荷作用中心至轴承外侧端面距离（查手册）由前知：Fr1、Fr2Fs1、Fs2（轴向）产生Fs1、Fs2、FA如何作用到轴承上？2、轴向载荷计算 右端轴

8、承“压紧”左端轴承“放松”ASssaFFFFF122211saFF（1）若21sAsFFF合力右：轴有右移趋势Fs1Fs2FA阻止轴右移：Fs2Fs2左端“压紧”右端“放松”AsssaFFFFF211122saFF（2）21sASFFF合力左：轴有左移趋势Fs1Fs2FA阻止轴左移：Fs1Fs11）根据轴承和、指向，判定“”和“”。2）。3）。1、求支反力（力平衡、力矩平衡）Fr1、Fr2；2、求附加轴向力Fs1、Fs2(对3类：YFFrs2Y取eFFra时值)3、根据轴承安装方式及合力的指向判定“压紧”、“放松”端，求出Fa1、Fa2；4、根据eFFra11？：是 X、Y查表，否 X=1、Y

9、=0eFFra22？：是 X、Y查表，否 X=1、Y=0)(111arPYFXFfP)(222arPYFXFfP，取),max(21PPP 5、校核式：hhLPCnL1667010设计选择式：CLnPCh16670：无Fs，FA由承受，即：，球轴承：=3滚子轴承：=10/3FAFR6 6、静载荷计算（自学）、静载荷计算（自学）7 7、极限转速（自学）、极限转速（自学）8 8、成对安装角接触轴承的计算特点（自学）、成对安装角接触轴承的计算特点（自学）9 9、滚动轴承组合设计、滚动轴承组合设计 组合设计内容：组合设计内容：正确合理考虑轴承安装、固定、调整、密封、润滑、轴系刚度、精度问题。组合设计要

10、求：组合设计要求：固定可靠、运转灵活、保证精度、调整方便。轴承不是单一的个体，它是用来支承轴轴承不是单一的个体，它是用来支承轴的，而轴又要带动轴上零件工作。所以轴承的，而轴又要带动轴上零件工作。所以轴承的设计一定包含合理设计轴承的组合。的设计一定包含合理设计轴承的组合。6类一、滚动轴承轴系的固定一、滚动轴承轴系的固定在轴向载荷、附加轴向力作用下，滚动轴承轴系有“左移”、“右移”趋势，防止轴向窜动，三种固定结构：1、（双支点单向固定）3类和7类安装时，轴承外圈与端盖间隙：0.250.4mm很小，不必画出允许轴少量热膨胀，用或调整螺钉调节。用于mml400t不高不大的轴。组合后，限制轴双向移动，承

11、受双向轴向力FA。FA大:30000 70000型FA小:60000型轴承类型2、（单支点双向固定）：用于mml400t较高：（6；一对3、7类；向心推力组合）大的轴补偿（游动端自由伸缩）：N类：滚子与外圈间游动6类：外圈与座间游动内圈与轴固定6类6类N类6类N类一对7类一对3类6类向心推力组合3、与其相啮合的齿轮轴系：两端单向固定（保证两轴都得到轴向定位）用于需左、右双向游动的轴，如人字齿轮的小齿轮轴。二、轴承的轴向固定及装拆二、轴承的轴向固定及装拆1、轴承内、外圈的轴向固定 根据轴向载荷大小选用不同结构，如轴端挡圈、圆螺母、套筒、弹性挡圈、端盖等。2、装拆（大尺寸轴承）：热油8090加热轴

12、承或干冰冷却轴颈。（大批量）：中小型轴承用软锤敲入或用一段管子压住内圈敲入。装：拆：专用拆卸器。三、滚动轴承的安装方式及调整三、滚动轴承的安装方式及调整1、安装方式正、反安装将影响轴系刚度。：安装(“”),安装调整方便,用得较多。：安装(“”)L1b2、轴承（轴系）调整1）的调整2）的调整：要求两齿轮。：要求。四、滚动轴承的配合四、滚动轴承的配合游隙受载滚动体承载 游隙合适，其大、小受影响。影响运转精度寿命+-0+-0G7H7Js7J7js6j6k6m6n6?DH7?dk6内圈膨胀外圈收缩游隙标准件：内圈基孔制 外圈基轴制 （不标注）原则：1、尺寸大、载荷大、振动大、转速高，工作温度高：选紧一

13、点的配合。2、经常拆卸、游动套圈：采用较松的配合。3、与轴承相配合的轴与孔：较高的加工精度，形位 公差要求。P391、表18.15五、提高轴系刚度的措施五、提高轴系刚度的措施刚度 旋转精度、噪音、振动1、选用合理轴承类型滚子轴承刚度球轴承 选用双列轴承、滚子轴承、四点接触轴承。2、选择合理的轴承安装方式3、轴承预紧向心角接触轴承预变形预紧轴承带负游隙运行可以轴承刚度、旋转精度、轴承寿命。悬伸端：反安装时，刚度两轴承间：正安装时，刚度 加金属垫片 磨窄套圈 内外套筒宽度预紧方法4、机架上安装轴承处加筋或增加厚度。5、一根轴上，两个轴承尽量取同一型号；若型号不同，则在小外径轴承外加一套圈，保证相同

14、孔径，以便一次镗出，保证同心度。六、润滑与密封六、润滑与密封1、润滑目的：1.摩擦阻力、磨损；2.吸振、冷却、防锈、密封等。方式：高速 油润滑低速 脂润滑高温、真空 固体润滑由查表18.17脂润滑：装填量轴承空间得1/31/2,否则,摩擦发热润滑剂：取决于速度、载荷、温度等。载荷大、工作温度高时高粘度油，易形成油膜；dn大或喷雾润滑低粘度油，搅油损失小、冷却好。2、密封目的：1.防止润滑剂从轴承中流失；2.防止灰尘、水分浸入。分类：线速度较低时用注意结构图毡圈密封，脂润滑v5m/s密封圈密封，油润滑v412m/s不受速度限制总 结 1、重点掌握滚动轴承组成、各大类型性能特点、基本代号的位数意义及类型选择；2、重点掌握滚动轴承失效型式、寿命计算及有关概念、公式（额定动载荷、基本额定寿命、可靠度、当量动载荷等）；3、重点掌握角接触滚动轴承内部轴向力计算；4、一般掌握滚动轴承装拆、组合设计；了解滚动轴承润滑、密封。