1、13-1 概述13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào)13-3 滾動(dòng)軸承類型的選擇第十三章 滾動(dòng)軸承13-4 滾動(dòng)軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則13-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算13-6 滾動(dòng)軸承靜載荷計(jì)算13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)本章學(xué)習(xí)的基本要求：本章學(xué)習(xí)的基本要求：熟練掌握的內(nèi)容熟練掌握的內(nèi)容1 1）各類滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)、代號(hào)（代號(hào)的主要內(nèi)容），正確選擇）各類滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)、代號(hào)（代號(hào)的主要內(nèi)容），正確選擇 滾動(dòng)軸承的原則和方法；滾動(dòng)軸承的原則和方法；2 2）滾動(dòng)軸承的失效形式，基本額定壽命、基本額定動(dòng)載荷）滾動(dòng)軸承的失效形式，基本額定壽命、基本額定動(dòng)載荷C C和和基本額定靜載荷基本額定靜載荷C C0

2、 0的概念，當(dāng)量動(dòng)載荷及軸承壽命的計(jì)算；的概念，當(dāng)量動(dòng)載荷及軸承壽命的計(jì)算；3 3）滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括安裝結(jié)構(gòu)形式，定位及固定，）滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括安裝結(jié)構(gòu)形式，定位及固定，內(nèi)外圈的配合、裝拆要求，預(yù)緊及間隙的調(diào)整；內(nèi)外圈的配合、裝拆要求，預(yù)緊及間隙的調(diào)整；本章的重點(diǎn)：本章的重點(diǎn)： 滾動(dòng)軸承的尺寸選擇計(jì)算和組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。難點(diǎn)是角接觸球滾動(dòng)軸承的尺寸選擇計(jì)算和組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。難點(diǎn)是角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向力和當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算。軸承和圓錐滾子軸承的軸向力和當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算。 滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等聯(lián)系起來考慮滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等聯(lián)系起

3、來考慮。第十三章 滾動(dòng)軸承13-1 概述（工程應(yīng)用）13-1 概述 工程應(yīng)用 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用廣泛的一種部件，它是依靠主滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用廣泛的一種部件，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支承旋轉(zhuǎn)的軸。要元件間的滾動(dòng)接觸來支承旋轉(zhuǎn)的軸。 13-1 概述（工程應(yīng)用）13-1 概述 13-1 概述（工程應(yīng)用） 13-1 概述13-1 概述（組成、材料）滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件。 內(nèi)圈外圈滾動(dòng)體保持架各類滾動(dòng)體13-1 概述（一）結(jié)構(gòu)13-1 概述（材料、特點(diǎn)）13-1 概述 滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)精度高；摩擦小，啟動(dòng)靈活；載旋轉(zhuǎn)精度高；摩擦小，啟動(dòng)靈活；載荷，轉(zhuǎn)速，工作溫度適用范圍廣；標(biāo)準(zhǔn)化程度高

4、，互換性好，荷，轉(zhuǎn)速，工作溫度適用范圍廣；標(biāo)準(zhǔn)化程度高，互換性好，成本較低。成本較低。（二）滾動(dòng)軸承的材料：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體滾動(dòng)軸承鋼（如：GCr15等），淬火后HRC6065，工作表面要求磨削或拋光。保持架較軟材料（低碳鋼、銅合金、鋁合金、塑料等）。缺點(diǎn)：抗沖擊能力差、高速時(shí)出現(xiàn)噪音?？箾_擊能力差、高速時(shí)出現(xiàn)噪音。設(shè)計(jì)人員的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)人員的主要任務(wù)是: : 熟悉標(biāo)準(zhǔn)，正確選用。熟悉標(biāo)準(zhǔn)，正確選用。 本章主要討論根據(jù)具體的工作條件選擇軸承的類型及尺寸本章主要討論根據(jù)具體的工作條件選擇軸承的類型及尺寸并計(jì)算其壽命，解決軸承的安裝、調(diào)整、潤滑和密封等問題。并計(jì)算其壽命，解決軸承的安裝、調(diào)整、

5、潤滑和密封等問題。13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào) 13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào)一.類型和特點(diǎn)按承載的方向按承載的方向向心軸承主要承受徑向載荷Fr推力軸承只能承受軸向載荷Fa向心推力軸承能同時(shí)承受Fr和Fa接觸角滾動(dòng)體與外圈滾道接觸區(qū)中點(diǎn)的法線與半徑方向的 夾角。=0=90013-2 （調(diào)心球軸承1類） 1.調(diào)心球軸承類型代號(hào)1,結(jié)構(gòu)代號(hào)10000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(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)形式有很多。作為標(biāo)準(zhǔn)的滾在實(shí)際應(yīng)用中，滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)形式有很多。作為標(biāo)準(zhǔn)的滾動(dòng)軸承，在國家標(biāo)準(zhǔn)中分為動(dòng)軸承，在國家標(biāo)準(zhǔn)中分為1515類。類。承載：Fr， Fa

6、（雙向，不大）轉(zhuǎn)速：中偏斜角：大（2030） 應(yīng)用：多支點(diǎn)，軸剛性差各類滾動(dòng)軸承13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào)因?yàn)橥鉂L道表面是以軸承中因?yàn)橥鉂L道表面是以軸承中點(diǎn)為中心的球面，故能調(diào)心。點(diǎn)為中心的球面，故能調(diào)心。調(diào)心軸承調(diào)心軸承13-2 （調(diào)心滾子軸承2類） 承載：Fr， Fa（雙向，不大）轉(zhuǎn)速：低偏斜角：大（0.502.00） 應(yīng)用：多支點(diǎn)，軸剛性差2. 調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承2類2000029000調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承承載：Fr， Fa（單向，很大）轉(zhuǎn)速：低偏斜角：大（1.502.50） 應(yīng)用：承受以軸向載荷為主的徑向、軸向聯(lián)合載荷。13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào)1

7、3-2 （3、5類） 3.圓錐滾子軸承3類承載：Fr， Fa（單向）轉(zhuǎn)速：中偏斜角：很?。?） 應(yīng)用：同時(shí)受較大的Fr和Fa外圈可分離，安裝時(shí)可調(diào)整游隙成對(duì)使用4. 推力球軸承雙向推力球軸承5類5100052000緊圈松圈承載：Fa轉(zhuǎn)速：低13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào)13-2 （6、7類） 5.深溝球軸承6類承載：Fr， Fa（不大，雙向），不耐沖擊轉(zhuǎn)速：高偏斜角：?。?16） 應(yīng)用：高速，載荷平穩(wěn)，軸剛性大承載：Fr， Fa（單向）轉(zhuǎn)速：高偏斜角：?。?10） 應(yīng)用：旋轉(zhuǎn)精度高，載荷大成對(duì)使用6.角接觸球軸承7類70000C：=15070000AC：=25070000B：=400 F

8、a13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào)13-2 （8、9、N類） 7.推力圓柱滾子軸承8類承載：Fa（大，單向）轉(zhuǎn)速：低偏斜角：不允許（0） 應(yīng)用：Fa大，低速承載：只能承受Fr（大），耐沖擊 轉(zhuǎn)速：高偏斜角：很?。?4） 應(yīng)用：Fr大，軸剛性大內(nèi)圈或外圈可分離8.圓柱滾子軸承N類13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào)13-2 （NA、U類）9.滾針軸承NA類承載：Fr（較大）轉(zhuǎn)速：低偏斜角：很小 應(yīng)用：Fr大，徑向尺寸受限制，低速13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào)13-2 （代號(hào)）二.代號(hào)13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào)13-2 （內(nèi)徑代號(hào)）前置代號(hào) 基本代號(hào) 后置代號(hào) 軸承的分部件代號(hào)

9、內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)密封與防塵結(jié)構(gòu)代號(hào)保持架及其材料代號(hào)特殊軸承材料代號(hào)公差等級(jí)代號(hào)游隙代號(hào)多軸承配置代號(hào)其它代號(hào)五四三二一類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)寬度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)GB/T272規(guī)定了滾動(dòng)軸承代號(hào)由三部分組成： 內(nèi)徑代號(hào)：0099代 號(hào)000102030496內(nèi)徑 d10121517代號(hào)5如：08表示軸承內(nèi)徑d=508=40mm。13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào) 尺寸系列代號(hào)：0、1特輕系列2輕系列3中系列4重系列u寬度系列代號(hào)：尺寸承載能力但對(duì)于2類（調(diào)心滾子軸承）和3類（圓錐滾子軸承）應(yīng)標(biāo)出“0”。13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào)7、8、9、0、1、2、3、4、5 表示：結(jié)構(gòu)、

10、內(nèi)、外徑都相同的軸承，在寬度方面的變化系列u直徑系列代號(hào)：表示相同內(nèi)徑但外徑和寬度不同的軸承。一般正常寬度為0，可不標(biāo)。13-2 （公差等級(jí)、游隙代號(hào)）13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào) 類型代號(hào) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)：表示同類軸承的不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)。70000C：=15070000AC：=25070000B：=400 公差等級(jí)代號(hào)：五級(jí)：/P2 、 /P4、 /P5、 /P6(/P6x)、 /P0（普通級(jí)，不標(biāo)） 游隙代號(hào)： 六組：/C1 、 /C2、 /C0（0組，不標(biāo)）、 /C3 、 /C4 、 /C5高級(jí) 低級(jí) 游隙值：小 大 13-2 （公差等級(jí)、游隙代號(hào)）例：6210 d=50mm輕系列正常

11、寬度深溝球軸承0級(jí)公差（普通級(jí)）,0組游隙7309C/P5d=45mm中系列正常寬度角接觸球軸承5級(jí)公差=15030212d=60mm輕系列正常寬度圓錐滾子軸承0級(jí)公差（普通級(jí)），0組游隙13-2 滾動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和代號(hào)13-3 滾動(dòng)軸承類型的選擇13-3 滾動(dòng)軸承類型的選擇滾動(dòng)軸承類型選擇應(yīng)考慮的問題一.載荷 方向 大小輕、中球軸承重滾子軸承受純Fr6、N、NA受純Fa5、8受Fr+不大的Fa6、70000C受Fr+較大的Fa3、70000AC、70000B、6+5、N+8 性質(zhì)平穩(wěn)球軸承沖擊滾子軸承13-3 滾動(dòng)軸承類型的選擇二.轉(zhuǎn)速三.剛度和調(diào)心性要求球軸承和輕系列的軸承能適應(yīng)較高的

12、轉(zhuǎn)速，滾子軸承和重系球軸承和輕系列的軸承能適應(yīng)較高的轉(zhuǎn)速，滾子軸承和重系列的軸承則反之；推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低。列的軸承則反之；推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低。13-3 滾動(dòng)軸承類型的選擇13-3 滾動(dòng)軸承類型的選擇 尺寸四.其它徑向受限制滾針軸承，特輕、輕系列軸向受限制窄系列 便于裝拆內(nèi)（外）圈可分離，3、N類； 經(jīng)濟(jì)內(nèi)圈為圓錐孔（安裝在緊定襯套上）13-3 滾動(dòng)軸承類型的選擇13-4 滾動(dòng)軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一.負(fù)荷分析13-4 滾動(dòng)軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則載荷傳遞路線載荷傳遞路線1.向心軸承主要承受Fr，不大的Fa 若僅受Fa各滾動(dòng)體平均受載 若僅受Fr承載區(qū)內(nèi)滾動(dòng)體受載FN

13、0FNi 各滾動(dòng)體從開始受力到受力終止所對(duì)應(yīng)各滾動(dòng)體從開始受力到受力終止所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的區(qū)域-承載區(qū)承載區(qū)徑向載荷的分布徑向載荷的分布最下方的滾動(dòng)體受載最大，兩旁逐漸減少。最下方的滾動(dòng)體受載最大，兩旁逐漸減少。NirFF受力最大滾動(dòng)體的載荷球軸承滾子軸承05rNFFZ04.6rNFFZ滾動(dòng)體數(shù)一般承載區(qū)小于半圈 受Fr+Fa隨Fa增大，承載區(qū)增大13-4 （負(fù)荷分析） 僅受外載荷FreFre軸作用于軸承的力FreFiFriFdireriFF Fi某一滾動(dòng)體對(duì)軸的反作用力Fdi由Fr派生的軸向力ddiFF Fd方向：小口指向大口迫使內(nèi)外圈分離軸承應(yīng)成對(duì)使用Fd的大小與承載區(qū)有關(guān)，承載區(qū) Fd13-

14、4 滾動(dòng)軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則Fdi = FNi tan2.向心推力軸承的派生軸向力13-4 （負(fù)荷分析）一般按半圈受載計(jì)算，見P322/表13-7圓錐滾子軸承角接觸球軸承70000C(=15) 70000AC(=25) 70000B( =40)Fd=Fr(2Y)Fd=eFrFd=0.68FrFd=1.14Fr13-4 滾動(dòng)軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2.向心推力軸承的派生軸向力 受外載荷Fre+FaereaeFF承載區(qū)FreFiFriFdiFae 派生軸向力派生軸向力Fd 應(yīng)在軸向力應(yīng)在軸向力Fae作用下達(dá)到平衡。作用下達(dá)到平衡。當(dāng)當(dāng)Fa 1.25 Fr tan時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)Fa

15、 1.7 Fr tan時(shí)，時(shí)，根據(jù)研究：根據(jù)研究：-約半圈滾動(dòng)體同時(shí)受載約半圈滾動(dòng)體同時(shí)受載-全部滾動(dòng)體同時(shí)受載全部滾動(dòng)體同時(shí)受載13-4 滾動(dòng)軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 當(dāng)受載滾動(dòng)體數(shù)目增多時(shí)，派生軸向力當(dāng)受載滾動(dòng)體數(shù)目增多時(shí)，派生軸向力F Fd d 將增大將增大 ， 這時(shí)平衡派生軸向力這時(shí)平衡派生軸向力F Fd d 所需施加的軸向力所需施加的軸向力F Fa a 也隨之增大：也隨之增大：Fa = Fd Fr tan2.向心推力軸承的派生軸向力 為了平衡為了平衡F Fd d 就必須在就必須在F Fd d 的反向增加軸向力的反向增加軸向力Fa。 當(dāng)當(dāng)Fa ，受載滾動(dòng)體數(shù)目受載滾動(dòng)體數(shù)目，套

16、圈滾道上徑向套圈滾道上徑向載荷的承載區(qū)載荷的承載區(qū)，軸承承受徑向載荷的能力軸承承受徑向載荷的能力。 為了保證軸承能可靠地工作，應(yīng)使它至少達(dá)到下半圈滾為了保證軸承能可靠地工作，應(yīng)使它至少達(dá)到下半圈滾動(dòng)體全部受載。動(dòng)體全部受載。以上分析說明：以上分析說明： （角）及（錐）軸承須在（角）及（錐）軸承須在Fr 和和Fa 的聯(lián)合作用下工作。的聯(lián)合作用下工作。一般都是成對(duì)使用。一般都是成對(duì)使用。13-4 滾動(dòng)軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2.向心推力軸承的派生軸向力3.軸承各元件應(yīng)力分析脈動(dòng)循環(huán)13-4 滾動(dòng)軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 滾動(dòng)軸承各元件承受滾動(dòng)軸承各元件承受的都是脈動(dòng)變化的接的都是脈

17、動(dòng)變化的接觸應(yīng)力。觸應(yīng)力。13-4 （失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則）三、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 失效形式點(diǎn)蝕接觸疲勞失效壽命計(jì)算塑變受靜載或沖擊靜強(qiáng)度計(jì)算磨粒磨損或膠合潤滑不良或高速 改善潤滑，校核極限轉(zhuǎn)速 13-4 滾動(dòng)軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則軸承的壽命 單個(gè)軸承在出現(xiàn)點(diǎn)蝕破壞前，一個(gè)套圈相對(duì)另一個(gè)套圈的轉(zhuǎn)單個(gè)軸承在出現(xiàn)點(diǎn)蝕破壞前，一個(gè)套圈相對(duì)另一個(gè)套圈的轉(zhuǎn)數(shù)。數(shù)。 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一般軸承額定壽命計(jì)算低速、重載軸承靜強(qiáng)度計(jì)算高速軸承額定壽命計(jì)算，校核極限轉(zhuǎn)速 一批相同的軸承在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下工作，一批相同的軸承在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下工作，其中其中10%10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而90%

18、90%的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（以的轉(zhuǎn)數(shù)（以10106 6為單位）或工作小時(shí)數(shù)。為單位）或工作小時(shí)數(shù)。13-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算（基本概念）一.實(shí)際壽命和平均壽命13-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算 實(shí)際壽命滾動(dòng)軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕時(shí)，轉(zhuǎn)過的滾動(dòng)軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕時(shí)，轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)?？傓D(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)。 平均壽命可靠度可靠度R1200C時(shí)，引入溫度系數(shù)ft，見P313/表13-4。) r (10PCfL6t10)h(PCfn6010Lt6h若已知軸承轉(zhuǎn)速若已知軸承轉(zhuǎn)速n n，則：，則：L Lh hLLh h （計(jì)算正確）（計(jì)算正確）（解決第一類問題）（解

19、決第一類問題）13-5 （壽命計(jì)算）三.壽命計(jì)算13-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算61010 ( )CLrP610( )60hCLhnPNnLPCh61060若軸承的預(yù)期計(jì)算壽命若軸承的預(yù)期計(jì)算壽命L Lh h已知，則：已知，則：查手冊(cè)，可選擇所需要的軸承的型號(hào)：查手冊(cè)，可選擇所需要的軸承的型號(hào)：CCCC手冊(cè)手冊(cè) （計(jì)算正確）（計(jì)算正確）（解決第二類問題）解決第二類問題） 手冊(cè)中C由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，其中加載條件：向心軸承C是純徑向載荷Cr推力軸承C是純軸向載荷Ca向心推力軸承半圈受載，C指載荷的徑向分量Cr13-5 （當(dāng)量動(dòng)載荷）四.當(dāng)量動(dòng)載荷P的計(jì)算13-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算 實(shí)際工作中，軸承常常同時(shí)承受

20、徑向載荷實(shí)際工作中，軸承常常同時(shí)承受徑向載荷F Fr r 和軸向載荷和軸向載荷F Fa a。 在計(jì)算軸承壽命時(shí)，必須將在計(jì)算軸承壽命時(shí)，必須將實(shí)際載荷換算成實(shí)際載荷換算成與確定基本額定動(dòng)與確定基本額定動(dòng)載荷載荷C C值的載荷條件相一致的值的載荷條件相一致的當(dāng)量動(dòng)載荷當(dāng)量動(dòng)載荷P P 。 是一個(gè)假想載荷，在這個(gè)載荷作用下，軸是一個(gè)假想載荷，在這個(gè)載荷作用下，軸承的壽命與實(shí)際載荷作用下的壽命相同。承的壽命與實(shí)際載荷作用下的壽命相同。向心軸承P是假想的徑向載荷Pr推力軸承P是假想的軸向載荷Pa向心推力軸承P是假想載荷的徑向分量Pr13-5 （當(dāng)量動(dòng)載荷）四.當(dāng)量動(dòng)載荷P的計(jì)算13-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)

21、算 當(dāng)量動(dòng)載荷P的計(jì)算公式：()PraPfXFYFX X-徑向動(dòng)載荷系數(shù)徑向動(dòng)載荷系數(shù) Y Y-軸向動(dòng)載荷系數(shù)軸向動(dòng)載荷系數(shù)式中：式中：見見表表13-513-5f fP P -載荷系數(shù)；見載荷系數(shù)；見表表13-613-6對(duì)只能承受純徑向載荷對(duì)只能承受純徑向載荷F Fr r 的軸承（如的軸承（如N N、NANA類軸承）：類軸承）：P = fP = fP P F Fr r對(duì)只能承受純軸向載荷對(duì)只能承受純軸向載荷F Fa a 的軸承（如的軸承（如5 5類軸承）：類軸承）：P = fP = fP P F Fa ae軸向載荷影響系數(shù)（或判別系數(shù)、臨界系數(shù)）表表13 -5 13 -5 徑向動(dòng)載荷系數(shù)徑向動(dòng)

22、載荷系數(shù)X X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y Y軸承類型軸承類型 深溝球軸承深溝球軸承0.025 0.22 2.0Fa C0r eFa / Fr eFa / Fr eXYXY0.040 0.24 1.80.070 0.27 1.60.130 0.31 1.40.250 0.37 0.56 1.2 1 0 0.015 0.38 1.470.029 0.40 1.400.058 0.43 1.30 0.087 0.46 1.23 = 15 0.120 0.47 0.44 1.19 1 0 角角接接觸觸球球軸軸承承= 25 - 0.68 0.41 0.87 1 0= 40 - 1.14 0.35

23、 0.57 1 0 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 - (e) 0.40 ( Y ) 1 0 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 - ( Y2 ) ( Y1 ) 0.65 - 1 表表 13-6 載荷系數(shù)載荷系數(shù) fP 載荷性質(zhì)載荷性質(zhì) 無沖擊或輕微沖擊無沖擊或輕微沖擊 中等沖擊中等沖擊 強(qiáng)烈沖擊強(qiáng)烈沖擊fP1.0 1.21.2 1.81.8 3.013-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算3 3、舉例：、舉例：解：解：由表由表13549. 055002700raFF052. 051800/27000CFae 在在0.24 0.27之間之間, eFFra由插入法求得由插入法求得: : Y=1.72NYFXFfParP8 .926

24、8)270072.1550056.0(2 .1)(有有一一60000型軸承型軸承6312，C=81800 N， C0=51800 N， 已知已知： Fr= 5500 N, Fa= 2700 N, fP=1.21.2，試求試求 P=?X = 0.56，Y=1.8 1.613-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算 特別提醒：特別提醒： F Fr r 與與F Fa a 是軸承自身所受的徑向和軸向載荷，不是軸是軸承自身所受的徑向和軸向載荷，不是軸上傳動(dòng)零件（如齒輪、蝸輪等）所受的徑向和軸向載上傳動(dòng)零件（如齒輪、蝸輪等）所受的徑向和軸向載荷。荷。 （在齒輪受力分析中的徑向和軸向載荷在本章中寫（在齒輪受力分析中的徑向和軸

25、向載荷在本章中寫為為F Fre re 和和 F Faeae ）公式公式 P = fP（X Fr+Y Fa ） 中中13-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算1、角接觸軸承的安裝方式-使軸的支點(diǎn)中心距離加大。使軸的支點(diǎn)中心距離加大。-使軸的支點(diǎn)中心（壓力中心）靠近使軸的支點(diǎn)中心（壓力中心）靠近(1)(1) 正裝（面對(duì)面安裝）正裝（面對(duì)面安裝）(2)(2) 反裝（背靠背安裝）反裝（背靠背安裝）軸承壓力中心軸承壓力中心（支反力作用點(diǎn)、支點(diǎn)中心）（支反力作用點(diǎn)、支點(diǎn)中心）- - 軸承反力的徑向分力在軸心線上的作用點(diǎn)。軸承反力的徑向分力在軸心線上的作用點(diǎn)。一般地取在軸承與軸頸配合寬度的中點(diǎn)，一般地取在軸承與軸頸配合寬度

26、的中點(diǎn)，角接角接觸軸承查手冊(cè)觸軸承查手冊(cè)a a的值。的值。五. F Fr r 和 F Fa a的計(jì)算13-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算Fd221Fd1FaeFd2Fd112Fae外圈窄邊相對(duì)安裝外圈窄邊相對(duì)安裝 ( (正裝正裝) )a2a121Fd1Fr1Fd2Fr2FreFaea1a221外圈寬邊相對(duì)安裝外圈寬邊相對(duì)安裝( (反裝反裝) )Fd2Fr2 Fd1Fr1FaeFre13-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算13-5 （Fr的計(jì)算）13-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算角接觸軸承支反力作用點(diǎn)位置的確定離軸承小口端面a處,a由軸承手冊(cè)查得a13-5 （Fr的計(jì)算）五. F Fr r 和 F Fa a的計(jì)算2.Fr的計(jì)算

27、注意：一般是空間力系，需分別求水平面Fr1H、Fr2H垂直面Fr1V、Fr2V2V2r2H2r2r2V1r2H1r1rFFF,FFFFreFte13-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算支點(diǎn)位置；13-5 （Fa的計(jì)算）3.Fa的計(jì)算 向心軸承Fae軸承1軸承2Fa1=FaeFa2=0 向心推力軸承FreFreFr1Fr2Fd1Fd2(P315)13-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算 F Fa a 的計(jì)算既要考慮所有作用在軸上的軸向外載荷的計(jì)算既要考慮所有作用在軸上的軸向外載荷F Faeae ，又要考又要考慮由慮由 F Fr r 所產(chǎn)生的派生軸向力所產(chǎn)生的派生軸向力 F Fd d 。13-5 （Fa的計(jì)算）軸有向左移的趨

28、勢(shì)軸承1被壓緊，軸承2被放松軸承1受的軸向力增大為Fd1+Fd1a. 當(dāng)Fae+Fd2Fd1時(shí)根據(jù)軸的靜力平衡條件：Fd1+Fd1=Fae+Fd2軸承1的軸向力：Fa1=Fae+Fd2Fd1軸承2的軸向力：Fa2=Fd213-5 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算 計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)畫出軸及軸計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)畫出軸及軸承的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fd1 = = Fae+ + Fd2 當(dāng)軸處于平衡時(shí)，應(yīng)滿足：當(dāng)軸處于平衡時(shí)，應(yīng)滿足：不滿足時(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩種情況：不滿足時(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩種情況：13-5 （Fa的計(jì)算）當(dāng)Fae+Fd2Fd1時(shí)Fd1結(jié)論結(jié)論被壓緊的軸承：Fa=除去本身派生的軸向力后，其它軸向力的代數(shù)和被放松的軸承：Fa

29、=本身派生的軸向力B、當(dāng)Fae+Fd2Fd2時(shí)2緊1松Fa2=Fae+Fd1若軸承反裝：若軸承反裝：Fa1=Fd1當(dāng)Fae+Fd1e 時(shí)時(shí)，X=0.4，Y=230304軸承軸承注：注：21Fae=1000NFre=3000N2LL 滾動(dòng)軸承典型例題分析Fr2Fr1 求兩軸承的徑求兩軸承的徑向載荷向載荷Fr1 、Fr2對(duì)對(duì)1 1點(diǎn)取矩：點(diǎn)取矩：Fre3L=Fr22LFr2=3/2 Fre =3/2 3000=4500N對(duì)對(duì)2 2點(diǎn)取矩點(diǎn)取矩：FreL+Fr12L =0Fr1= - Fre2=-3000 2= - 1500 N (N (負(fù)號(hào)表示方向向下負(fù)號(hào)表示方向向下) )Fd2Fd1 求派生軸向

30、力求派生軸向力Fd1、Fd221Fae=1000NFre=3000N2LLFd1=Fr1 2Y = 1500/2 2 = 375 NFd2=Fr2 2Y = 4500/2 2 = 1125 N（方向如圖示）（方向如圖示）13-7 滾動(dòng)軸承典型例題分析 求兩軸承的軸向載荷求兩軸承的軸向載荷F Fa1 a1 、F Fa2a2Fae +Fd2 = 1000 + 1125 = 2125 N Fd1= 375 N 軸有左移趨勢(shì)，軸有左移趨勢(shì)，1 1被被“壓緊壓緊”，2 2被被“放松放松” ” Fa1 = Fae +Fd2 =1000 + 1125 = 2125 NFa2 = Fd2 = 1125 NFr

31、2Fr1Fd2Fd121Fae=1000NFre=3000N2LL13-7 滾動(dòng)軸承典型例題分析 求軸承的壽命求軸承的壽命 Lh 求兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷求兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 P1、P2 X1=0.4，Y1=2 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)1066311010315005679.6( )6060 15004850hCLhnP1121251.421500arFeF2211250.254

32、500arFeF 滾動(dòng)軸承典型例題分析13-7 滾動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì) 軸承裝置設(shè)計(jì)的目的和內(nèi)容包括：解決軸承的配置、配合、軸承裝置設(shè)計(jì)的目的和內(nèi)容包括：解決軸承的配置、配合、裝拆、調(diào)整、預(yù)緊、潤滑和密封等問題。裝拆、調(diào)整、預(yù)緊、潤滑和密封等問題。一、支承部分的剛性和同心度 軸及軸承座須有足夠的剛性，避免變形使?jié)L動(dòng)體滾動(dòng)受阻滯；軸及軸承座須有足夠的剛性，避免變形使?jié)L動(dòng)體滾動(dòng)受阻滯； 軸承座孔壁應(yīng)有足夠的厚度；軸承座孔壁應(yīng)有足夠的厚度； 軸承座的懸臂應(yīng)盡可能地縮短，并增加肋板；軸承座的懸臂應(yīng)盡可能地縮短，并增加肋板； 采用套杯以防止座孔被壓壞。采用套杯以防止座孔被壓壞。 一根軸上

33、兩個(gè)支承的座孔，必須盡可能地保持同心，以免軸承一根軸上兩個(gè)支承的座孔，必須盡可能地保持同心，以免軸承內(nèi)外圈間產(chǎn)生過大的偏斜。內(nèi)外圈間產(chǎn)生過大的偏斜。采用整體結(jié)構(gòu)的外殼，并把兩個(gè)軸承孔一次鏜出；采用整體結(jié)構(gòu)的外殼，并把兩個(gè)軸承孔一次鏜出；在一根軸上的不同尺寸的軸承孔仍應(yīng)一次鏜出，這時(shí)可利在一根軸上的不同尺寸的軸承孔仍應(yīng)一次鏜出，這時(shí)可利用襯筒來安裝尺寸較小的軸承。用襯筒來安裝尺寸較小的軸承。提高機(jī)座的剛度13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)指一個(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。指一個(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。合理的軸承配置應(yīng)考慮：合理的軸承配置應(yīng)考慮： 軸在機(jī)器中有

34、正確的位置軸在機(jī)器中有正確的位置 防止軸向竄動(dòng)防止軸向竄動(dòng) 軸受熱膨脹后不致將軸承卡死軸受熱膨脹后不致將軸承卡死等因素等因素13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)二. 軸承的配置雙支點(diǎn)各單向固定雙支點(diǎn)各單向固定 一支點(diǎn)雙向固定、另一端支點(diǎn)游動(dòng)一支點(diǎn)雙向固定、另一端支點(diǎn)游動(dòng)兩端均游動(dòng)兩端均游動(dòng) 常用的軸承配置方法：常用的軸承配置方法：雙支點(diǎn)各單向固定雙支點(diǎn)各單向固定 C=0.20.3 mm預(yù)留補(bǔ)償間隙預(yù)留補(bǔ)償間隙雙支點(diǎn)各單向固定雙支點(diǎn)各單向固定 用于工作溫度不高的短軸用于工作溫度不高的短軸（L400mm）13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)二. 軸承的配置L1 b小錐齒輪軸支承小錐齒輪軸支承結(jié)構(gòu)之一結(jié)構(gòu)之一特點(diǎn)：特點(diǎn)：1

35、 1、面對(duì)面安裝、面對(duì)面安裝4 4、調(diào)節(jié)外圈可對(duì)軸承進(jìn)行預(yù)緊、調(diào)節(jié)外圈可對(duì)軸承進(jìn)行預(yù)緊2 2、軸支承剛性差、軸支承剛性差3 3、調(diào)整軸承游隙容易、調(diào)整軸承游隙容易5 5、受熱膨脹后易卡死、受熱膨脹后易卡死6 6、軸裝配較容易、軸裝配較容易7 7、軸上應(yīng)力集中小、軸上應(yīng)力集中小13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)b小錐齒輪軸支小錐齒輪軸支承結(jié)構(gòu)之二承結(jié)構(gòu)之二特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1、背靠背安裝、背靠背安裝4 4、調(diào)節(jié)內(nèi)圈可對(duì)軸承進(jìn)行預(yù)緊、調(diào)節(jié)內(nèi)圈可對(duì)軸承進(jìn)行預(yù)緊2 2、軸支承剛性好、軸支承剛性好3 3、調(diào)整軸承游隙不容易、調(diào)整軸承游隙不容易5 5、受熱膨脹后不易卡死、受熱膨脹后不易卡死6 6、軸裝配不容易、軸裝配

36、不容易7 7、軸上應(yīng)力集中大、軸上應(yīng)力集中大L213-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)13-7 （全固式）正裝（面對(duì)面）反裝（背靠背）13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)一個(gè)支點(diǎn)雙向固定、另一端支點(diǎn)游動(dòng)一個(gè)支點(diǎn)雙向固定、另一端支點(diǎn)游動(dòng)固定支承固定支承游動(dòng)支承游動(dòng)支承選用圓柱滾子軸選用圓柱滾子軸承時(shí)，承時(shí)， 外圈應(yīng)雙外圈應(yīng)雙向固定。向固定。 游動(dòng)支承游動(dòng)支承 L L 適用于工適用于工作溫度較作溫度較高的長(zhǎng)軸高的長(zhǎng)軸選用深溝球軸承時(shí)，選用深溝球軸承時(shí)，外圈與端蓋間應(yīng)留有外圈與端蓋間應(yīng)留有間隙。間隙。 13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)二. 軸承的配置13-7 （固游式）常見的固定端以及游動(dòng)端軸承類型常見的固定端以及游動(dòng)端軸承類型 固

37、定端 游動(dòng)端1 深溝球軸承 深溝球軸承2 深溝球軸承 圓柱滾子軸承3 成對(duì)角接觸球軸承 深溝球軸承4 成對(duì)圓錐滾子軸承 圓柱滾子軸承5深溝球軸承和推力球軸承 深溝球軸承 結(jié)構(gòu)，力的傳遞應(yīng)用于長(zhǎng)軸，溫升較高時(shí)支反力大的軸承作固定端角接觸軸承不能作游動(dòng)端 固定端成對(duì)使用13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)兩端均游動(dòng)兩端均游動(dòng) 人字齒輪由于本身人字齒輪由于本身的軸向限位作用，的軸向限位作用，其中一根軸設(shè)計(jì)成其中一根軸設(shè)計(jì)成兩端固定的形式，兩端固定的形式，另外一根軸必須游另外一根軸必須游動(dòng)，否則會(huì)卡死。動(dòng)，否則會(huì)卡死。兩端游動(dòng)兩端游動(dòng)13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)二. 軸承的配置13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)三.軸承的配合

38、滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸基孔制基孔制 j6 j6，k6k6，m6m6，n6n6 滾動(dòng)軸承外圈與外殼孔滾動(dòng)軸承外圈與外殼孔基軸制基軸制 G7G7，H7H7，J7J7 滾動(dòng)軸承作為一種通用的標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)定采用以下配合類型：滾動(dòng)軸承作為一種通用的標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)定采用以下配合類型： - -指內(nèi)圈與軸頸、外圈與軸承座孔的配合。指內(nèi)圈與軸頸、外圈與軸承座孔的配合。DH7dk6軸承座孔公差帶G7H7Js7J7n6m6k6j6js600軸承外徑公差帶軸外徑公差帶軸承內(nèi)徑公差帶DH7dk6軸承座孔公差帶G7H7Js7J7n6m6k6j6js600軸承外徑公差帶軸外徑公差帶軸承內(nèi)徑公差帶注意注意：配合的標(biāo)注方法

39、配合的標(biāo)注方法四、滾動(dòng)軸承的軸向緊固軸承的固定軸承的固定-將軸承內(nèi)圈或外圈相對(duì)于軸或軸承座實(shí)施緊固。將軸承內(nèi)圈或外圈相對(duì)于軸或軸承座實(shí)施緊固。13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)五、 軸承游隙及軸上零件位置的調(diào)整1. 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：調(diào)整墊片調(diào)整墊片加減墊片加減墊片螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整調(diào)整墊片調(diào)整墊片加減墊片加減墊片2. 軸上零件位置的調(diào)整目的：目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。例如：例如：圓錐齒輪傳動(dòng)，要求兩個(gè)節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。圓錐齒輪傳動(dòng)，要求兩個(gè)節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。對(duì)于蝸桿傳動(dòng)，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。對(duì)于蝸桿傳

40、動(dòng)，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。才能保證正確嚙合。方法：方法：套杯套杯+ +調(diào)整墊片調(diào)整墊片13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)13-7 （兩端游動(dòng)，軸承配合，裝拆，調(diào)整）六.軸承的裝拆13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)裝拆軸承時(shí)，要特別注意：1) 不允許通過滾動(dòng)體來傳力，以免使?jié)L道或滾動(dòng)體造成損傷。2) 由于軸承的配合較緊，裝拆時(shí)應(yīng)使用專門的工具。 軸承安裝尺寸 對(duì)某些可調(diào)游隙的軸承，在安裝時(shí)用某種方法在軸承中產(chǎn)生對(duì)某些可調(diào)游隙的軸承，在安裝時(shí)用某種方法在軸承中產(chǎn)生并保持一軸向力，使內(nèi)、外圈產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)以消除軸承中的軸并保持一軸向力，使內(nèi)、外圈產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)以消除軸承中的軸向游隙，并在滾動(dòng)體和內(nèi)、外圈接觸處產(chǎn)生

41、預(yù)壓變形。向游隙，并在滾動(dòng)體和內(nèi)、外圈接觸處產(chǎn)生預(yù)壓變形。七、 滾動(dòng)軸承的預(yù)緊目的：目的： 提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛性，減少提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛性，減少機(jī)器工作時(shí)軸的振動(dòng)。機(jī)器工作時(shí)軸的振動(dòng)。方法方法加金屬墊片加金屬墊片磨窄套圈磨窄套圈潘存云教授研制七、 滾動(dòng)軸承的預(yù)緊13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)八、 滾動(dòng)軸承的潤滑 軸承中潤滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還可以起散熱、減少軸承中潤滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還可以起散熱、減少接觸應(yīng)力、吸收振動(dòng)、防止銹蝕等作用。接觸應(yīng)力、吸收振動(dòng)、防止銹蝕等作用。潤滑方式潤滑方式脂潤滑脂潤滑油潤滑油潤滑按按dn 值查表值查表13-1013-7

42、 軸承裝置的設(shè)計(jì) 當(dāng)滾動(dòng)軸承的速度較低（當(dāng)滾動(dòng)軸承的速度較低（dn dn 2 210105 5 mm.r/min）時(shí)，常采用脂潤滑。）時(shí)，常采用脂潤滑。 在高溫、高速的條件下，通常采用油潤滑。在高溫、高速的條件下，通常采用油潤滑。飛濺潤滑飛濺潤滑- 是一般閉式齒輪傳動(dòng)裝置中的軸承常用潤滑方法。 即當(dāng)箱內(nèi)齒輪的圓周速度較大（即當(dāng)箱內(nèi)齒輪的圓周速度較大（v v 2 32 3 m/s m/s）時(shí)，利用齒）時(shí)，利用齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)飛濺帶起的油來潤滑軸承。輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)飛濺帶起的油來潤滑軸承。脂潤滑優(yōu)點(diǎn)脂潤滑優(yōu)點(diǎn)：油膜強(qiáng)度高，不易流失、便于密封，充填一次：油膜強(qiáng)度高，不易流失、便于密封，充填一次可運(yùn)轉(zhuǎn)較長(zhǎng)時(shí)間。可運(yùn)轉(zhuǎn)較長(zhǎng)時(shí)間。油潤滑優(yōu)點(diǎn)油潤滑優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、散熱，可在高速、高溫下使用。摩擦阻力小、散熱，可在高速、高溫下使用。 把多種密封形式組合在一起，可充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，把多種密封形式組合在一起，可充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，提高密封效果。提高密封效果。13-7 （密封）13-7 軸承裝置的設(shè)計(jì)目的：防止?jié)櫥托孤?，防止灰塵等雜物進(jìn)入。 密封方式的選擇與潤滑的種類、工作環(huán)境、溫度、密封表密封方式的選擇與潤滑的種類、工作環(huán)境、溫度、密封表面的圓