第十四章滚动轴承

第十四章 滚动轴承讨论题1-解：滚动轴承类型选择的基本原则是:承载能力。轴承所受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要根据，同时也应考虑极限转速。如转速较高，载荷较小，要求旋转精度较高时，宜选用球轴承;转速较低，载荷较大或有冲击载荷时应选用滚子轴承.以径向载荷为主时,首选深沟球轴承，当径向载荷较大时,可用圆柱滚子轴承.而只受轴向力时可选用推力球轴承。同时受径向载荷与轴向载荷的作用，可选用角接触球轴承和圆锥滚子轴承等.在内径相同条件下，外径愈小，极限转速愈高,故轻型比重型要高。调心性。当两个轴承座孔不同轴线或轴承载后变形大等,轴承内、外圈会发生相对偏斜时，应选用调心轴承。安装与拆卸.装拆频繁的轴承选用分离型轴承为好。经济性。一般球轴承比滚子轴承价廉,选择高精度轴承须慎重,对旋转精度有严格要求的高速轴，才选用高精度，一般的机械传动中可用普通精度等级的轴承。（1)电动机转子轴n1450min，用深沟球轴承（）吊架装置中:滑轮轴用深沟球轴承 吊钩用单列推力球轴承(3）通过计算I轴上的轴向力为a1=25 II轴上的轴向力为Fa3Fa2=0842=62 III轴上的轴向力为F3=1088由于b=8°63较小，产生的轴向力不大,考虑到经济性以及使用维护的方便可均采用深沟球轴承。()蜗轮上的轴向力N,可采用单列圆锥滚子轴承，蜗杆轴须采用一端固定,一端游动的支承,轴向力Fa1=898 N,固定端用一对圆锥滚子轴承，游动端可用深沟球轴承。142 解:（1)查G/276-199得轴承型号内径d(m)外径D（mm）宽度B（mm）Cr（N)Cr（N)208630864084408001018232722.831.250.215。22378（2）查标准轴承手册得极限转速轴承型号内径d(mm）外径（m）宽度B(mm)(kN)C0（k)高较高高中低6206N267206C32051203030300306262662521616616156。2。841221.522.812829.53.2（1）滚动轴承的基本元件有内圈、外圈、滚动体、保持架。内外圈及滚动体一般采用轴承钢如GC15、GCr15SiMn等，淬火硬度不低于0HRC,并磨削抛光，因为保证轴承强度、韧性，刚度等方面的要求.材料须高的硬度，高的强度,良好的耐磨性和冲击韧性,保持架一般用较软的材料如低碳钢、铜合金、铝合金、工程塑料等，主要作用是隔开滚动体，使其均匀分布在座圈内，须为一些冲压件或焊接件,且减摩性要好。（2）第1组轴承是同一种类型（深沟球轴承)同一内径（公称尺寸均为0mm）同一宽度系列（窄系列）.但不同直径系列的轴承.其承载能力不同,轻系列承载能力最低,其次为中系列,重系列承载能力最高.第2组轴承表示同一公称尺寸(内径d=30m)同一直径系列（轻系列)同一宽度系列（窄系列，推力轴承为正常系列）但不同类型的轴承.它们的外形尺寸相同,但由于滚动体不同，承载能力不同。滚子轴承的承载能力大于球轴承的承载能力.深沟球轴承(6206）主要承受径向力,也可同时承受小的双向轴向力。圆柱滚子轴承（01)用于承受较大的径向力，不能承受轴向力。7206C和3206能同时承受径向力及单向的轴向力.106轴承只能承受轴向力.(）圆锥滚子轴承因滚动体为圆柱,与座圈为线接触，故摩擦因数大,摩擦阻力大发热量大，所以极限转速较低;推力轴承，高速时离心力大、钢球与保持架磨损发热严重、寿命低、故极限转速低。（4）角接触求轴承(7206C)及圆锥滚子轴承（32）常成对使用，反方安装.因这两类轴承在结构上存在接触角a，在承受径向载荷时要产生内部轴向力，内部轴向力将使内、外圈互相分离,为使内部轴向力平衡，避免轴向窜动,通常成对使用，反向安装。(5)圆锥滚子轴承为可调游隙的轴承,可通过调整轴承内外圈的相互位置得到所需的轴向游隙，它又是内外圈可分离的，安装时能通过调整垫片的厚度,便轴承端盖压紧轴承外圈，从而得到所需的游隙。13解:滚动轴承的寿命计算公式：式中：轴承的基本额定动载荷（N)P轴承的当量动载荷(N）e轴承的寿命指数。球轴承e=,滚子轴承e=10/3L10轴承的基本额定寿命(10 r）当轴承的工作转速为n （r/min)，则:，（)对于6207轴承转速一定时，P增大为2P，寿命将下降为Lh/8(）P一定，n增大为2n，寿命将下降为Lh/（）207轴承的极限转速高寿命低，N207轴承的Cr大寿命高，因为6207轴承的滚动体为球,而N207的滚动体为滚子，球轴承与座圈为点接触，摩擦因数小，摩擦阻力小，发热量小，旋转精度高，故极限转速高但承载能力低，抗冲击能力差，反之滚子与座圈为线接触，承载能力高，但极限转速低。思考题及习题1解：基本额定寿命L：一批同样型号的轴承在同样的条件下运转,其中0的轴承能达到的寿命。可用寿命公式（14-31）计算确定。基本额定动载荷C:当轴承的基本额定寿命为106转时,轴承所受的载荷值。当轴承型号一定时,查轴承标准可确定。基本额定静载荷C0:受载最大的滚动体和滚道接触中心处的接触应力达到一定值（如球轴承为420M调心球轴承为600MP，滚子轴承为4000MPa）的载荷.轴承型号已知时查标准可知。当量动载荷P：它为一假想载荷，在它作用下轴承的寿命与实际联合载荷作用（径向载荷与轴向载荷联合作用）下寿命相同，其一般计算公式为=R+YFA式中:X、Y-分别为径向、轴向载荷系数其值查表147;FR、FA-轴承所受的名义径向载荷，轴向载荷（N）。142解：滚动轴承的失效形式有：滚动体或座圈工作表面产生疲劳点蚀;轴承元件的工作表面发生塑性变形而出现凹坑;磨损。其设计准则是:一般工作条件的回转轴承,针对疲劳点蚀，进行疲劳强度（寿命）计算（按基本额定的动载荷计算）;低速轴承或受冲击载荷，重载的轴承,针对塑性变形，进行静强度计算（按基本额定静载荷计算)；高速轴承，针对磨损，烧伤等，须验算极限转速。14-3解:向心角接触轴承由于结构上存在公称接触角a，在承受径向载荷R时，要产生内部轴向力.可见机械设计教材图18,S为轴承承受载荷时各滚动体产生的轴向分力Fisina之和，可用近似公式S1.25Ftana计算。内部轴向力使两轴承受轴向载荷情况发生了变化,使一端轴承“压紧"，其轴向力增大（外部的轴向力和内部轴向力的代数和)，另一端轴承“放松”，其轴向力等于它本身的内部轴向力.为此在计算轴承的寿命时,轴承的轴向载荷应把内部轴向力考虑进去。由以上分析，可知计算轴承的轴向载荷时，首先判明外来轴向力和内部轴向力合力的指向，确定“压紧"端轴承,“压紧"端轴承的轴向力等于除其本身的内部轴向力外其它轴向力的代数和，另一端轴承的轴向力等于它本身的内部轴向力。144解:滚动轴承组合设计时应考虑以下问题:轴承支点的结构型式。既要保证轴系在机器中有正确的工作位置,在传递轴向力时不轴向窜动,又能在轴受热膨胀后,有热膨胀的余量，不致使轴承卡死。轴承的内圈与轴颈，外圈与座孔有适当的配合.提高轴系的刚度。轴承间隙及组合位置的调整。轴承的装卸.轴承的润滑和密封等。145解:滚动支承有三种基本结构形式:两端单向固定。其结构简单，调整方便，适用于工作温度不高的短轴(跨距400mm如齿轮轴；一端固定支承一端游动支承.用于较长的轴或工作温度较高的轴，如蜗杆轴；两端游动支承。此种形式用得较少,用于某些特殊的情况如人字齿轮减速器的高速轴。14-6解:滚动轴承是标准件，它是选择配合的基准件，故滚动轴承内圈与轴颈的配合采用基孔制,轴承外圈与座孔的配合则采用基轴制。147解：）计算小齿轮受力的大小圆周力t=920N，径向力Fr1110，轴向力80N,查标准3020轴承:C41.2N，e=0.7,=。6.比较方案-（小轮右旋，大轮左旋）及方案二（小轮左旋,大轮右旋） 方案一 方案二（1）方案一为例：轴承径向力FR220N，FR2=22N内部轴向力：轴承轴向力：当量动载荷：轴承寿命:，取t=1,fp=1.2，e=103则两方案计算结果比较如下：R（N）S(）FA（N）FA/FRXYP()h（)方案一轴承I轴承I22021068691561610710。31e0.11.6037822198244010方案二轴承I轴承9305036056031430。31<e0.76>e104019033173512067结论：方案一的两轴承寿命比较接近,应比方案二合理。方案二中的轴承I寿命比方案一中的轴承II寿命短，故应为方案一的轴承寿命较高.14解：1)求两轴承支反力1、R2R（200+10)=F1×0R1R1=040800N）初选轴承型号为06查标准可得：C=208×N,C0r=142×103N）计算当量动载荷P由题可知：FA2=F=000N，FA10计算f0FA2/0r=47×100012×103=。035，查表14。7得e=0。28因A/F2=100/025e，查表17得X2。6，Y2=。55由式(4-）得：2=2+2A2=0.56×80。55×10=198N轴承I受径向载荷故1=R1=40N4）计算轴承应具有的基本额动载荷C¢(N）由于受载最大的是轴承I，故将P2代入下式：计算所得的比06轴承的r稍小,故所选型号合适。1-9解：1)初选轴承型号为7308,查标准可得：r=0KN,Cr=3。3KN，a°2）计算两支承的轴向载荷对于700C型轴承，轴承内部轴向力S=eFR，其值查表14-7,须由0FA/Cr确定,现FA未知，故先初取e进行计算。对于轴承I2+a=800+480=120NSFA1=S2+Fa=2N对于轴承IAZ=S=48查表-7得0419查表14得e2=0。384两次计算的值相差不大，确定:3)计算两轴承的当量动载荷