第13章 滚动轴承.ppt
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，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,角接触球轴承,0.172 2.30 0.190.345 1.99 0.220.689 1.71 0.261.030 1.55 0.281.380 1 0 0.56 1.45 0.302.070 1.31 0.343.450 1.15 0.385.170 1.04 0.426.890 1.00 0.44,0.015 1.47 0.380.029 1.40 0.400.058 1.30 0.430.087 1.23 0.460.120 1 0 0.44 1.19 0.470.170 1.12 0.500.290 1.02 0.550.440 1.00 0.560.580 1.00 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 Fa2Fd2,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,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、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(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。,
