1、第18章 滾動軸承,太原理工大學機械零件教研室,18.1 概述 標準件 18.1.1 構(gòu)造 內(nèi)圈：一般隨軸轉(zhuǎn)動，有滾道，限制滾動體的側(cè)向移動 外圈：一般不轉(zhuǎn)動，有滾道，限制滾動體的側(cè)向移動 滾動體：核心元件，在滾道中產(chǎn)生滾動摩擦有球、圓柱磙子、圓錐磙子等 保持架：將滾動體均勻分開，避免相互碰撞，減小磨損（如果滾動體接觸，速度方向相反，是兩倍），減少發(fā)熱,18.1.2 材料,內(nèi)圈、外圈、滾動體：軸承鉻鋼GCr15， 硬度 6065 HRC 保持架：低碳鋼；銅、鋁、工程塑料,18.1.3 優(yōu)缺點 摩擦小，效率高 徑向游隙小，運轉(zhuǎn)精度高 寬度小，結(jié)構(gòu)緊湊 大多可受軸向和徑向載荷，結(jié)構(gòu)簡單 易于維護，

2、易于更換 標準件，成本低 承受沖擊載荷能力差 壽命較低，徑向尺寸大 18.2 滾動軸承的類型和選擇 18.2.1 滾動軸承的類型 公稱接觸角：向心推力軸承滾動體與外圈接觸處的法線與半徑方向的夾角 滾針軸承：用于徑向尺寸受限的場合P365圖18.5 類型：見下頁，性能和特點P360表18.1,N,N,18.2.2 滾動軸承類型的選擇 轉(zhuǎn)速：高轉(zhuǎn)速選球軸承，低轉(zhuǎn)速大載荷選磙子軸承 載荷：同時受徑向和軸向載荷選角接觸軸承或磙子軸承，主要受徑向載荷則選深溝球，推力大選推力角接觸軸承 軸承內(nèi)、外圈間的傾斜角要控制在允許范圍 為便于裝拆可選用內(nèi)外圈分離型 經(jīng)濟上球軸承比磙子軸承便宜,球軸承,滾子軸承,高速

3、、輕載,低速、重載,后置代號 特殊材料 特殊結(jié)構(gòu) C15 AC25 B 40 公差/P2、4、5、6、6x、0 游隙/C1、2、0、3、4、50,例:7211C/P5,基本代號 五 四 三 二 一 類型 內(nèi)徑20480 直徑系列2輕3中4重 寬度系列多數(shù)正常系列可不標,前置代號 分部件： 內(nèi)圈L 外圈 保持架 K 滾動體,角接觸球軸承、正常寬度、輕系列、直徑55、接觸角15 5級精度；常用游隙。,18.3滾動軸承代號,尺寸系列見P367 軸承內(nèi)徑代號見P368表18.3及其中 的例子 前置代號見p369 后置代號見p369(注意配置代號) 背對背(寬邊對寬邊)、面對面、串聯(lián)（P369） 18.

4、4 滾動軸承的力分析、失效和計算準則 18.4.1 向心軸承中作用力的分布 推力軸承可以認為載荷平均分擔，徑向軸承則不然 推力軸承 F0 =Fa /z 向心軸承，在載荷Fr 的作用下, 根據(jù)變形關系，中間滾動體受力 最大，向兩邊逐漸減小,Fa,18.4.2 角接觸軸承中的附加軸向力 角接觸軸承受徑向力時會產(chǎn)生附加軸向力，計算方法見P371表18.4 由于會產(chǎn)生軸向力，方向由寬邊指向窄變，故應配對使用 18.4.3 滾動軸承的失效 點蝕、塑性變形、磨損、元件破裂,控制動載荷,控制靜載荷,控制動載荷,控制靜載荷,疲勞壽命計算,靜強度校核,計算準則：接觸疲勞壽命計算和靜強度計算，低速軸承可僅僅做靜強

5、度計算 18.5 滾動軸承的動載荷和壽命計算 18.5.1 基本額定動載荷和基本額定壽命 軸承壽命：軸承出現(xiàn)點蝕時運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速或小時數(shù)，單個軸承的壽命不能作為同型號的一批軸承的壽命 基本額定壽命 ：一批相同的軸承中90的軸承不發(fā)生疲勞點蝕前的總轉(zhuǎn)數(shù)（以106為單位）或小時數(shù)?；绢~額定壽命用 L10或L10h 來表示。（一批相同軸承在試驗條件下，10%的軸承發(fā)生 疲勞點蝕時所達到的壽命，對單個軸承而言，能達到此壽命的可靠度為 ） 基本額定動載荷：標準規(guī)定，基本額定壽命等于106轉(zhuǎn)時軸承所能承受的載荷稱為基本額定動載荷，用符號Co表示，也就是說在基本額定動載荷下，軸承可以工作106轉(zhuǎn)，而不點蝕,其

6、可靠度為。該值越大，承載能力越強。,基本額定動載荷 C,軸向,向心軸承 純徑向載荷,推力軸承 純軸向載荷,徑向,18.5.2 當量動載荷：將同時受徑向力和軸向力的軸承力轉(zhuǎn)化為一個計算載荷，在該載荷作用下的軸承壽命與實際相同 計算公式：P=XFr+YFa X、Y徑向和軸向動載荷系數(shù)見P374表18.7 18.5.3 基本額定壽命計算 PL10=常數(shù),載荷壽命曲線（6208）,一磙子軸承，=10/3 問：P變?yōu)?P，C變?yōu)?C及n變?yōu)?n時,L10有何變化，如果同時將P變?yōu)?P，n變?yōu)?n時L10有何變化？ 解： 1、P變?yōu)?P,2、C變?yōu)?C,3、n變?yōu)?n,例題18.1,18.5.4 角接觸軸

7、承的載荷計算 載荷作用中心（查手冊）,FR,FR,Fr1,Fr2,FS1,FS2,Fr2,Fr1,FS1,FS2,軸向載荷計算 根據(jù)外加軸向載荷FA及內(nèi)部軸向力FS1、FS2“判斷”： 壓緊端產(chǎn)生平衡反力F1故Fa1=Fs1+F1=Fs1+(Fs2+Fa-Fs1)=fs2+Fa 放松端相當于不受外部軸向力,軸承 被壓緊，軸承被放松則 Fa1= FA + FS2 （Fs2+FaFs1） Fa2= FS2,結(jié)論： 1. “放松”軸承的軸向力等于其內(nèi)部軸向力； 2. “壓緊”軸承的軸向力等于除本身附加軸向力外，其它外力的代數(shù)和。,軸承 被壓緊，軸承 被放松則 Fa1= FS1 (Fs2+FaFs1

8、) Fa2= FS1 -FA,FR,FA,Fr1,FS1,FS2,Fr2,例題18.2 圖示斜齒輪軸系，兩端正裝兩個圓錐滾子軸承，軸頸d0=3035mm； 齒輪分度圓直徑d=45mm，F(xiàn)t=3000N，F(xiàn)r=1200N， Fa=900N；n=385rpm，中等沖擊載荷；計算軸承壽命。,50,50,Rr1,Rr2,Ra1,Ra2,Rt1,Rt2,R1,R2,Fr,Fa,Ft,垂直平面 Rr1= Rr2 = 600 Ra1=Ra2=202.5 則 RVI=397.5， RV2=802.5,解：選取軸承型號“30206”（7206） C=24.8kN，e=0.36，Y=1.7,1.計算徑向力 水平平

9、面 Rt1= Rt2=1500,軸承放松：軸向力 A1= FS1 =456N 軸承壓緊：軸向力A2 = Fa + FS1 =1356N,3.計算當量動載荷,P1=fPR1=1.51552=2328N P2=fP (X R2 +Y A2 ) =1.5 (0.4 1701+1.7 1356)=4478N,2.計算軸向力 由手冊 C=24.8kN，e=0.36，Y=1.7,4.計算壽命,18.5.5 不穩(wěn)定載荷下的軸承壽命計算（P379） 18.5.6 修正額定壽命（如果要求可靠度非90%）,18.6 滾動軸承的靜載荷計算 18.6.1 基本額定靜載荷 基本額定靜載荷C0：使受載最大的滾動體與滾道接

10、觸中心處引起的接觸應力達到一定值的載荷 當量靜載荷P0： P0 =X0Fr+Y0Fa（有關系數(shù)見表18.12） 靜載荷計算：,S0 靜強度安全系數(shù)表18.14,S0 1？,18.7 極限轉(zhuǎn)速 每種軸承的極限轉(zhuǎn)速n0可從手冊中查出。其適用于： 潤滑、冷卻條件正常； 向心軸承僅受徑向載荷，推力軸承僅受軸向載荷； 0級公差； 不符上述條件時應進行修正：,例題 18.5,18.8 成對安裝角接觸軸承的計算特點,計算當量載荷時，徑向和軸向載荷系數(shù)X、Y按雙列軸承查??；e 值按單列軸承查取。,例題18.6,18.9 滾動軸承的組合設計 主要考慮因素：軸系的固定、軸承與相關零件的配合、軸承的潤滑與密封、提高

11、軸系的剛度 18.9.1 滾動軸承軸系支點固定的結(jié)構(gòu)型式 兩端單向固定：兩端的軸承各限制一個方向的軸向移動,一端雙向固定一端游動：軸系的一端限制兩個方向的軸向移動,兩端游動,軸承內(nèi)圈和外圈軸向固定結(jié)構(gòu)（P390圖18.29,18.30,18.31） 軸肩與套筒,圓螺母、軸端擋圈,軸承游隙及軸系的軸向位置調(diào)整方法,墊片,圓螺母,裝拆的方便性,18.9.2 滾動軸承的配合 內(nèi)圈與軸：基孔制，過盈配合n6,m6,k6,j6,js6，僅標軸 外圈與孔：基軸制，H7,G7等，僅標孔 經(jīng)常拆卸用松配合，尺寸大、載荷大、振動高速應選用緊配合 18.9.3 提高軸系剛度的措施 選擇合理的軸承類型（P391）

12、合理安排軸承的組合方式（圖18.33和表18.16） 軸承的予緊的作用及予緊方法（圖18.35） 18.10 滾動軸承的潤滑和密封 18.10.1 滾動軸承的潤滑 目的：降低阻力、散熱、吸振、防銹 方式：脂；浸油、滴油、噴油、油霧； 與速度有關，參見表18-17： 脂潤滑的dn（mm.r/min）值界限（23）105 裝填量不超過軸承 空間的1/32/1 浸油潤滑時，油面 不高于最下方滾動 體的中心;,18.10.2 滾動軸承的密封,目的：防塵、防漏油 方式（表18.18）：1.接觸式密封 氈圈 V57m/s O形密封圈V 3m/s 唇形密封圈 V1015m/s 機械密封（端面密封） 2.非接

13、觸式密封 溝槽密封 離心式密封（甩油密封） 迷宮密封 螺旋密封,氈圈密封,唇形密封圈,溝槽密封,甩油密封,曲路密封（迷宮密封）,軸系由一對相同的圓錐滾子軸承支承，兩軸承的當量動載荷分別為P14800N，P27344N，軸轉(zhuǎn)速n=960r/min，若要求軸承預期壽命，軸承的基本額定動載荷應為多少？,解：因為,，應按2軸承求C，,選一對相同的圓錐滾子軸承，基本額定動載荷應大于或等于64283N。,圓錐滾子軸承30206（舊7206）的基本額定動載荷C24800N，極限轉(zhuǎn)速nlim6000r/min，承受當量動載荷P5800N，要求預期壽命Lh=10000h，求這個軸承允許的最高轉(zhuǎn)速為多少。,考慮極限轉(zhuǎn)速,綜合考慮，軸承允許的最高工作轉(zhuǎn)速為211.5 r/min。,如圖所示，軸支承在一對7209AC角接觸球軸承上，F(xiàn)R3000N，內(nèi)部軸向力FS0.7Fr。求： 1）兩軸承各受多大徑向力和軸向力。 2）哪個軸承壽命低？為什么？,1）,2）,，,，兩軸承C、相同，L2L1，左軸承壽命低。,懸臂起重機用的圓錐齒輪減速器主動軸采用一對30207圓錐滾子軸承（如下圖），已知錐齒輪平均模數(shù)mm=3.6mm，齒數(shù)z2