Monday,December19,2022機(jī)械原理及設(shè)計(jì)（Ⅱ）第十三章滾動(dòng)軸承第十三章滾動(dòng)軸承§13-1概述§13-2滾動(dòng)軸承的主要類型及代號(hào)§13-5軸承裝置的設(shè)計(jì)§13-4滾動(dòng)軸承的尺寸選擇計(jì)算重點(diǎn)§13-3滾動(dòng)軸承的受載情況和失效形式一．主要設(shè)計(jì)內(nèi)容類型選擇尺寸選擇組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二．基本結(jié)構(gòu)：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架§13-1概述內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體：軸承鉻鋼GCr15，硬度60~65HRC保持架：低碳鋼；銅、鋁、工程塑料保持架：避免滾動(dòng)體直接接觸，減少發(fā)熱和磨損。三．工作特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1．起動(dòng)靈敏，效率高2．軸向尺寸緊湊3．旋轉(zhuǎn)精度高4．成批生產(chǎn)缺點(diǎn)：1．振動(dòng)噪音大2．徑向尺寸大3．不能剖分一．主要類型1．按承載方向分向心軸承：受徑向載荷(及少量軸向載荷)推力軸承：受軸向載荷向心推力軸承：同時(shí)受徑向軸向載荷§13-2滾動(dòng)軸承的主要類型及代號(hào)向心軸承：主要承受徑向載荷R深溝球軸承（6）圓柱滾子軸承（N）向心推力軸承：R+A角接觸球軸承（7）圓錐滾子軸承（3）推力軸承：只能承受軸向載荷A推力球軸承（5）2．按結(jié)構(gòu)分（典型）（1）類型代號(hào)：3名稱

圓錐滾動(dòng)軸承特點(diǎn)

①同時(shí)受徑向、軸向載荷(單向軸向力)③成對(duì)使用④可分離型（2）類型代號(hào)：6名稱深溝球軸承特點(diǎn)①主要受徑向載荷及少量軸向載荷(雙向)高速時(shí)可代替推力球軸承（3）類型型代號(hào)：7特點(diǎn)與“3”類類型同，但不可分離離名稱角接觸球軸承二．型號(hào)×

××××34567218前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)——類型代號(hào)——寬度系列代號(hào)——直徑系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)——內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)——公差等級(jí)代號(hào)——游隙系列代號(hào)1．內(nèi)徑尺尺寸代號(hào)d1012151720～～480代號(hào)0001020304～～96(d/5)2．直徑系系列代號(hào)0、1、2、3、43．寬度系系列代號(hào)0表示正常常，可省略略，但對(duì)調(diào)心滾滾子軸承、圓錐錐滾子軸承承必須標(biāo)出出4．類型代代號(hào)5．內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)代號(hào)6．公差等等級(jí)代號(hào)等級(jí)245(6x)60精度高低代號(hào)/p2/p4/p5(/p6x)/p6/p07．游隙系系列代號(hào)組別120345游隙小大代號(hào)/C1/C2(不標(biāo))/C3/C4/C56308/P5；7211C/P53；30306；；N309舉例1（4）235NAN（29）67三．類型選選擇1．軸承載載荷大?。簼L子＞球方向：受純軸向力力A：推力力軸承(5)受純徑向力力R：向心心軸承(6、N、、NA)同時(shí)受R和和A：性質(zhì)：載荷沖擊大，多多選滾子類類軸承若R較大：深溝球軸承(6)

α小的圓錐滾子軸承(3)

α小的角接觸球軸承(7)若A較大：α大的圓錐滾子軸承(3)

α大的角接觸球軸承(7)組合結(jié)構(gòu)2．軸承轉(zhuǎn)速①球＞滾子子②優(yōu)先選特特輕、輕系系列③深溝球軸承代替推推力軸承3．軸承調(diào)心性性能：調(diào)心心軸承4．軸承裝拆：：可分離型型軸承當(dāng)轉(zhuǎn)速很高高時(shí)：一．軸承元件上上的載荷分分布§13-3滾動(dòng)軸承的受載載情況和失失效形式1．推力軸承2．向心軸承3．向心推推力軸承了解兩個(gè)概概念向心軸承，，在載荷Fr的作用下,根根據(jù)變形關(guān)關(guān)系，中間間滾動(dòng)體受受力最大大，向兩邊邊逐漸減小小?！锝佑|角：向心推力軸軸承滾動(dòng)體體與外圈接接觸處的法法線與半徑徑方向的夾夾角。★載荷角：軸承實(shí)際承承受的徑向向載荷R與與軸向載載荷A的合合力與半徑徑方向的夾夾角。NNRARA●向心推力軸承①向心推力力軸承必須同同時(shí)受R、A作作用，保保持較多的的滾動(dòng)體同同時(shí)受載。。（α≠0→β≠0→→S≠≠0→→A≠≠0）②R一定定時(shí)，A越越大→→受載滾滾動(dòng)體數(shù)越越多→S越大分析說明●當(dāng)多個(gè)滾動(dòng)體受載時(shí)●當(dāng)一個(gè)滾動(dòng)體受載時(shí)tgα=tgβtgα＜tgβ向心推力軸承的載荷情況況：軸向載載荷對(duì)載荷荷分布的影影響較大，，可能半圈圈、多半圈圈或整圈受受載。為保保證證半半圈圈滾滾動(dòng)動(dòng)體體受受力力，，則則球軸軸承承A/R1.22tg滾子子軸軸承承A/R1.26tg問題題：軸軸向向載載荷荷的的利利弊弊？二．．軸承承元元件件上上的的應(yīng)應(yīng)力力變變化化（內(nèi)內(nèi)圈圈轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，，外外圈圈不不轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)為為例例））2．．外外圈圈：：脈脈動(dòng)動(dòng)循循環(huán)環(huán)變變應(yīng)應(yīng)力力1．．滾滾動(dòng)動(dòng)體體：：周周期期性性不不穩(wěn)穩(wěn)定定變變應(yīng)應(yīng)力力3．．內(nèi)內(nèi)圈圈：：周周期期性性不不穩(wěn)穩(wěn)定定變變應(yīng)應(yīng)力力內(nèi)圈（滾動(dòng)體）固定套圈三．．失失效效形形式式接觸觸疲疲勞勞————一一般般運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸承承永久久變變形形————不不轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，，擺擺動(dòng)動(dòng)的的軸承承其它它：：磨磨損損、、燒燒傷傷、元件件破破裂裂1.點(diǎn)點(diǎn)蝕蝕：：壽命命計(jì)計(jì)算算2.塑塑性性變變形形：：靜靜載載荷荷計(jì)計(jì)算算四．．設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)準(zhǔn)準(zhǔn)則則3．．磨磨損損、、燒燒傷傷：：密密封封、、潤(rùn)潤(rùn)滑滑、、散散熱熱，，限限制制極極限限轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速4．．元元件件破破裂裂：正確確安安裝裝一．．壽壽命命計(jì)計(jì)算算（一一））基基本本概概念念1．．軸承承壽壽命命————單單個(gè)個(gè)軸軸承承2．．基基本本額額定定壽壽命命————一一批批軸承承定義義：：一一批批相相同同的的軸承承，，在在相相同同運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)條條件件下下，，其其中中10%的軸承承發(fā)發(fā)生生疲疲勞勞點(diǎn)點(diǎn)蝕蝕，，而而90%的軸承承不不發(fā)發(fā)生生點(diǎn)點(diǎn)蝕蝕前前的的總總轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)，，或或工工作作小小時(shí)時(shí)數(shù)數(shù)。?！?3-4滾滾動(dòng)動(dòng)軸承承的的尺尺寸寸選選擇擇計(jì)計(jì)算算重點(diǎn)點(diǎn)3．．基本本額額定定動(dòng)動(dòng)載荷荷定義義：：當(dāng)當(dāng)軸承承的的基基本本額額定定壽壽命命恰恰好好為為106轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)軸承承所所受受載載荷荷值值C(N)●對(duì)于于向向心心軸軸承承，，基基本本額額定定動(dòng)動(dòng)載載荷荷指指純純徑徑向向載載荷荷，，稱為徑徑向基基本額額定動(dòng)動(dòng)載荷荷用符符號(hào)Cr表示●對(duì)推力力軸承承，指指純軸軸向載載荷，，稱為軸軸向基基本額額定動(dòng)動(dòng)載荷荷，用用符號(hào)號(hào)Ca表示。?！駥?duì)角接接觸球球軸承承或圓圓錐滾滾子軸軸承，，指使套套圈間間產(chǎn)生生純徑徑向位位移的的載荷荷的徑徑向分分量用符號(hào)號(hào)Cr表示。。推力軸承C=Ca向心軸承向心推力軸承

C=Cr載荷——壽命命曲線線（二））壽命命計(jì)算算公式式考慮溫度的影響溫度系數(shù)ft式中若計(jì)算算得到到C＝＝24000N，應(yīng)應(yīng)如何何選規(guī)規(guī)格？？若d=30mm，又又如何何？例類型62066207620863066307C1520020100256002210026200630864046405640664073200024100292003720043500類型C（三））當(dāng)量量動(dòng)載荷PP的求取?。悍址秩N1．僅受徑向力R（6，N，NA，1）P=fPR2．僅受軸向力A（5）P=fPAP=fP(XR+YA)3．同時(shí)受R和A（6，3，7）式中X———徑徑向載荷系系數(shù)Y———軸向向載荷荷系數(shù)數(shù)R、A———軸承承上的載載荷★★fP載荷系數(shù)①R、A如何何求？？②X、、Y如如何取??？對(duì)于深深溝球球軸承承問題對(duì)于角角接觸觸球軸軸承（（α=15°)對(duì)于角角接觸觸球軸軸承（（α≠≠15°)、圓圓錐滾滾子軸軸承（四））向心心推力力軸承的的徑向向力R和和軸向向力A的的計(jì)算算1．徑徑向力力R的的計(jì)計(jì)算2．軸軸向力力的計(jì)計(jì)算（重點(diǎn)點(diǎn)）（1））兩種種安裝裝形式式正裝(面對(duì)對(duì)面)反裝(背靠靠背)●兩種安安裝形形式★正裝（（面對(duì)對(duì)面））★反裝（（背靠靠背）（2））S的方向向：滾滾動(dòng)體體所受受載荷荷的軸軸向分分力方方向☆正裝(面對(duì)對(duì)面)：S箭箭頭頭互相相指向向☆反裝(背靠靠背)：S箭箭頭頭互相相背離離（3））S的大小小計(jì)算算公式式類型3000070000C70000AC70000BSR/2YeR0.68R1.14R①Y值值為A/R>e時(shí)的Y值值②R1≠R2→S1≠S2注意（4））A的求取?。ㄒ砸悦鎸?duì)對(duì)面安安裝為為例））★分三種種情況況Q1被壓緊，2被放松Q1被放松，2被壓緊☆☆歸納為AA．．結(jié)論論：軸承的的軸向向力等等于其其本身身的內(nèi)內(nèi)部軸軸向力力，或或者者等于于除本本身內(nèi)內(nèi)部軸軸向力力外所所有軸軸向力力之之代數(shù)數(shù)和，，二者中中取大大的BB．．分析軸軸承的的壓緊緊或放放松狀狀態(tài)：：★★壓壓緊的的軸承承的軸向力力等于除除本身身內(nèi)部部軸向向力外外所有軸向力力之之代數(shù)數(shù)和★★放放松的的軸承的的軸向向力等于其其本身身的內(nèi)內(nèi)部軸軸向力力A1=max(S1，S2－Fa)=max(200，-300)=200注意：①S的的方向②S的的大?、跴=fP(XR+YA)，P≠fP(XA+YR)④取P1P2中大者代入入公式計(jì)算算求LhA2=max(S2，S1+Fa)=max(200，700)=700S1=200S2=200Fa=500⊙例題二．不同可可靠度尺寸寸的壽命計(jì)計(jì)算Ln=a1L10壽命修正系數(shù)失效率為n%時(shí)的壽命三．靜強(qiáng)度度計(jì)算防塑性變形形C0≥S0P0式中P0——當(dāng)量靜載荷P0=X0R+Y0AS0——靜強(qiáng)度安全系數(shù)S0>1要求平穩(wěn)S0≤1允許變形較大目的條件定義：使受載最最大的滾動(dòng)動(dòng)體與滾道道接觸中心心處引起的接接觸應(yīng)力達(dá)達(dá)到規(guī)定值值時(shí)的載荷向心球軸承σHmax=4200MPa滾動(dòng)軸承σHmax=4000MPa調(diào)心球軸承σHmax=4600MPaC0——基本額額定靜載荷一．軸承配置方方法：三種種1．雙支點(diǎn)點(diǎn)單向固定定（兩端固固定式）深溝球軸承（6））成對(duì)C=0.2~0.4角接觸軸承（3，7）成成對(duì)應(yīng)用工作溫度不不高的短軸軸§13-5軸承裝置的的設(shè)計(jì)具體見軸系系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)游動(dòng)端深溝球軸承（6）短圓柱滾子軸承應(yīng)用：工作溫度較較高或長(zhǎng)軸軸3．兩端游游動(dòng)支承應(yīng)用人字齒輪傳傳動(dòng)2．單支點(diǎn)點(diǎn)雙向固定定（一端固固定一端游游動(dòng)式）固定端深溝球軸承（6）角接觸軸承（3，7）成對(duì)組合軸承二．軸承的軸向向緊固內(nèi)圈：軸肩、套筒筒、圓螺母母及止動(dòng)墊墊圈、軸用用彈性擋圈圈外圈：軸承端蓋、、孔用彈性性擋圈、套套