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1、第十三章 滚动轴承,13-1 概述,13-2 滚动轴承的主要类型和代号,13-3 滚动轴承的类型选择,13-4 滚动轴承的工作情况,13-5 滚动轴承尺寸的选择,13-6 滚动轴承的组合设计,一、轴承的功用：,二、轴承的基本要求,三、轴承的分类,13-1 概 述,滚动轴承的选用；,滚动轴承的组合设计。,四、本章主要解决两个问题：,各零件的作用：,五、滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。,六、接触角：滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承 轴心线的平面之间的夹角称为公称接触角。,接触角 , 轴向承载能力 ,轴承类型,按载荷方向分,按滚动体形状分,向心轴承：主要承受径向力,推力轴承：主要承受
2、轴向力,一、分类,向心推力轴承：承受径向力和轴向力,13-2 滚动轴承的主要类型和代号,圆柱滚子,圆锥滚子,球面滚子,滚针,球轴承,滚子轴承,二、 滚动轴承的代号,宽(高)度 系列代号,直径系列 代号,类型代号,尺寸系列代号,成套轴承分部件代号,内径代号,推力球轴承 50000,滚针轴承 (a) NA0000 (b) RNA0000,13-3 滚动轴承的类型选择,滚动轴承是标准零件，要求设计者应能在机械设计过程中，根据使用的要求较合理地选择滚动轴承的类型与规格。,一、滚动轴承选择的一般过程,根据载荷性质选择轴承的类型和尺寸系列,有严格要求吗？,载荷方向,载荷大小,1、轴承的载荷,二、滚动轴承选
3、择应考虑的问题,2. 轴承的转速,3. 轴承的调心性能, 安装、调整性能：, 经济性：,13-4 滚动轴承的工作情况,一、滚动体的受力分析,二、滚动体的应力变化情况,当角接触球轴承或圆锥滚子轴承承受径向载荷Fr时，由于存在接触角,会产生派生轴向力。,三、派生轴向载荷的产生：,Fd将迫使内圈和轴径向右移动。可按下表来计算Fd, 30000，70000轴承必须在径向载荷Fr和轴向载荷Fa的联 合作用下工作，以保持较多的滚动体同时受载。因为Fa 适当大，可使内、外圈压紧，使更多的滚动体受载，提 高承载能力。,轴向分力的合力形成了轴承的派生轴向力(也称为内部轴向力、附加轴向力)，它迫使内、外圈自动分离
4、，结果可能只剩下最下面一个滚动体受载。,结论：,由于受Fr作用后会产生派生轴向力，故应成对使用。, 派生轴向力的方向是轴承外圈的宽边指向窄边，通过内 圈作用在轴上。,13-5 滚动轴承尺寸的选择,疲劳破坏,永久变形,早期磨损,胶合,轴承元件破裂,一、滚动轴承的失效形式,失效形式,定义：轴承在一定转速下工作，任何零件出现疲劳扩展 迹象之前的工作小时数称为,可靠度：一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分比。,轴承寿命,二、滚动轴承的寿命计算,基本额定寿命：一组同一型号轴承，在同一运转条件下工 作，其可靠度R为90%时，能达到或超过 的寿命 L(Lh)。,在到达额定寿命时，有90%的轴承没坏，只损坏
5、了10%。,当一组可靠度为90%的轴承运转达到一百万(106)转时，轴承所能承受的载荷C。.,基本额定动载荷,寿命计算公式,寿命指数,球轴承,滚子轴承,三、当量动载荷的计算,P=X Fr+Y Fa,轴承类型 相对轴向载荷 Fa/ Fr e Fa / Fr e,名 称 代 号 Fa / C0r X Y X Y 判断系数e,调心球轴承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e),调心滚子轴承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e),推力调心滚子轴承 29000 1 1.2 1 1.2,圆锥滚子轴承 30000 1 0 0.4 (Y) (e),深沟球轴承 60000,角接触球
6、轴承,0.172 2.30 0.19 0.345 1.99 0.22 0.689 1.71 0.26 1.030 1.55 0.28 1.380 1 0 0.56 1.45 0.30 2.070 1.31 0.34 3.450 1.15 0.38 5.170 1.04 0.42 6.890 1.00 0.44,0.015 1.47 0.38 0.029 1.40 0.40 0.058 1.30 0.43 0.087 1.23 0.46 0.120 1 0 0.44 1.19 0.47 0.170 1.12 0.50 0.290 1.02 0.55 0.440 1.00 0.56 0.580 1
7、.00 0.56, 1 0 0.41 0.87 0.68, 1 0 0.35 0.57 1.14,70000AC=25,70000B=40,70000C =15,表13-5 径向动载荷系数X与轴向动载系数Y,对60000、70000C轴承,查手册得基本额定静载荷C0r,计算,值,查表135得e值,判别,或,可查出X、Y,计算出P值。,求当量动载荷的主要步骤：,对其他轴承，如30000、70000B、70000AC等轴承,直接查表135或手册得e值,判别,或,查出X、Y,计算出P值。,X 径向动载荷系数,Y 轴向动载荷系数见下页,Fr 轴承上受到的径向力,Fa 轴承上受到的轴向力,Fae 轴上受
8、到的轴向力,Fre 轴上受到的径向力,四、向心推力轴承的轴向力计算,将轴、内圈及滚动体视为一体，并以它为脱离体 考虑轴系的轴向平衡，确定各轴承所承受的轴向载荷A。 假设：外圈不动。 轴承有两种安装方式：正装和反装,1.若 FaeFd2Fd1,压紧端 Fa1Fd2Fae,放松端 Fa2Fd2,2.若 FaeFd2Fd1,放松端 Fa1Fd1,压紧端 Fa2Fd1Fae,结论： 放松端轴承的轴向载荷本身派生轴向力,压紧端轴承的轴向载荷对方派生轴向力轴上轴向力,正装时,反装时,1. 若 FaeFd1Fd2 ：,压紧端 Fa2Fd1Fae,放松端 Fa1Fd1,2.若FaeFd1Fd2：,放松端 Fa
9、2Fd2,压紧端 Fa1Fd2Fae,结论与正装相同： 放松端轴承的轴向载荷本身派生轴向力,压紧端轴承的轴向载荷对方派生轴向力轴上轴向力 或：其余轴向力的代数和本身除外,其它轴承的轴向载荷的确定： 由轴承的具体结构定，如：深沟球轴承的安装方式有：,双支点各单向固定,若Fae方向为,1,2,则：Fa1=0,Fa2=Fae,若Fae方向为,则：Fa1=Fae,Fa2=0,固定支承,游动支承,无论Fae方向为或为,则：Fa1=Fae,Fa2=0,1,2,六、滚动轴承尺寸选择的过程,由力分析确定轴承所承受的Fr与Fa,计算当量动载荷P=XFr+YFa,结束,初定轴承型号,并查相关参数C、C0、e及Y,
10、开始,Y,N,13-6 滚动轴承的组合设计,设计内容,轴承的定位和固定,轴承的配置设计,轴系部件的调节,轴承的润滑与密封,轴承的配合,轴承的装拆,常用配制方案,双支点各单向固定,一个支点双向固定、另一端游动。,两端均游动,轴承间隙的调整,轴承的预紧,轴承组合位置的调整,四、 滚动轴承的润滑和密封,1、滚动轴承的润滑,2、滚动轴承的密封,分类,接触式,非接触式,组合式密封,毛毡圈密封,密封圈密封,间隙密封,迷宫式密封,毛毡迷宫式密封, 对于一根轴上两个支承的座孔，必须尽可能地保持 同心。最好的办法是采用整体结构的外壳，并把两 轴承孔一次镗出, 正确选择轴承的配合，保证轴承正常运转，防止内 圈与轴
11、、外圈与外壳孔在工作时发生相对转动, 在安装轴承的过程中，应确保实施安装轴承的力不 作用的滚动体上，否则将使轴承损坏, 对轴承适当地预紧，以此提高轴承的旋转精度，增 加轴承装置的刚度、减小机器工作时轴的振动,滚动轴承的组合设计注意事项：, 应尽量保证轴及轴承座有足够的刚度，以避免过大 的变形使滚动体受阻滞而使轴承提前损坏,斜齿圆柱齿轮减速器低速轴转速 n1960rpm，齿轮上所受的圆周力FT1890N，径向力FR700N，轴向力FA360N，齿轮分度圆直径 d188mm，轴颈直径d30mm，轴承预期寿命Lh20000h，载荷系数 fp1.1，温度系数 ft1，试选择轴承型号。 选用深沟球轴承(
12、双支点单向固定)； 选用圆锥滚子轴承(正装)； 选用角接触球轴承(反装)。,习题,求支反力： 水平方向：, 垂直方向：,解：, 支反力：, 初选6206型轴承，Cr19.5KN， C0r11.5KN,由图可知:,查表135，得：,，,，,，,深沟球轴承(双支点单向固定)：,选用6206型轴承合适。,初选30206型轴承，Cr43.2KN， C0r50.5KN，e0.37，Y1.6,圆锥滚子轴承(正装)：,轴承1被“压紧”：,轴承2被“放松”：,S1,S2,，,，,选用30206型轴承不合适，可重选较小型号轴承。（略）,角接触球轴承(反装)：, 初选7306AC，25型轴承， Cr25.2KN， C0r18.5KN，e0.68,轴承1被“放松”：,轴承2被“压紧”：,S1,S2,，,，,选用7306AC型轴承合适。,