滚动轴承机械行业及管理设计分析.ppt
Friday, September 6, 2019,机 械 原理及设计（）,第十三章 滚动轴承,第十三章 滚动轴承,§13-1 概 述,§13-2 滚动轴承的主要类型及代号,§13-5 轴承装置的设计,§13-4 滚动轴承的尺寸选择计算重点,§13-3 滚动轴承的受载情况和失效形式,一主要设计内容,类型选择 尺寸选择 组合结构设计,二基本结构：内圈、外圈、滚动体、保持架,§13-1 概 述,内圈、外圈、滚动体：轴承铬钢GCr15， 硬度 6065 HRC 保持架：低碳钢；铜、铝、工程塑料,保持架：避免滚动体直接接触，减少发热和磨损。,三工作特点,优点：1起动灵敏，效率高 2轴向尺寸紧凑 3旋转精度高 4成批生产,缺点：1振动噪音大 2径向尺寸大 3不能剖分,一主要类型,1按承载方向分,§13-2 滚动轴承的主要类型及代号,向心轴承：主要承受径向载荷R 深沟球轴承（6） 圆柱滚子轴承（N） 向心推力轴承：R + A 角接触球轴承（7） 圆锥滚子轴承（3） 推力轴承：只能承受轴向载荷A 推力球轴承（5）,2按结构分（典型）,（1）类型代号：3,名称 圆锥滚动轴承,特点 同时受径向、 轴向载荷(单向轴向力),成对使用,可分离型,（2）类型代号：6,名称 深沟球轴承,特点 主要受径向载荷 及少量轴向载荷(双向) 高速时可代替推力球轴承,（3）类型代号：7,特点 与“3”类型同， 但不可分离,名称 角接触球轴承,二型号,1内径尺寸代号,d 10 12 15 17 20 480 代号 00 01 02 03 04 96 (d/5),2直径系列代号,3宽度系列代号,0表示正常，可省略， 但对调心滚子轴承、圆锥滚子轴承必须标出,4类型代号,5内部结构代号,6公差等级代号,7游隙系列代号,6308 /P5；7211 C/P53；30306 ；N309,举例,三类型选择,1轴承载荷, 大小：滚子球, 方向：受纯轴向力A：推力轴承 (5) 受纯径向力R：向心轴承 (6、N、NA) 同时受R和A：, 性质 ：载荷冲击大，多选滚子类轴承,2轴承转速,球滚子 优先选特轻、轻系列 深沟球轴承代替推力轴承,3轴承调心性能：调心轴承,4轴承装拆：可分离型轴承,当转速很高时：,一轴承元件上的载荷分布,§13-3 滚动轴承的受载情况和失效形式,1推力轴承,2向心轴承,3向心推力轴承,了解两个概念,向心轴承，在载荷Fr 的作用下, 根据变形关系，中间滚动体受力 最大，向两边逐渐减小。,接触角：向心推力轴承滚动体与外圈接触处的法线与半径方向的夹角。 载荷角：轴承实际承受的径向载荷R 与轴向载荷A的合力与半径方向的夹角。,向心推力轴承,向心推力轴承必须同时受 R、A 作用 ，保持较多的滚动体同时受载。 （0 0 S 0 A 0） R一定时，A 越大 受载滚动体数越多 S 越大,分析,说明,向心推力轴承的载荷情况：轴向载荷对载荷分布的影响较大，可能半圈、多半圈或整圈受载。,为保证半圈滚动体受力，则,球轴承A/R1.22tg 滚子轴承A/R1.26tg,问题：轴向载荷的利弊？,二轴承元件上的应力变化（内圈转动，外圈不转动为例）,2外圈：脉动循环变应力,1滚动体：周期性不稳定变应力,3内圈：周期性不稳定变应力,三失效形式,接触疲劳一般运转轴承,永久变形不转，摆动的轴承,其它： 磨损 、烧伤、元件破裂,1. 点蚀 ： 寿命计算,2. 塑性变形 ： 静载荷计算,四设计准则,3磨损 、烧伤： 密封、润滑、散热，限制极限转速,4元件破裂 ： 正确安装,一寿命计算,（一）基本概念,1轴承寿命单个轴承,2基本额定寿命一批轴承,定义：一批相同的轴承，在相同运转条件下，其中10%的轴承发生疲劳点蚀，而90%的轴承不发生点蚀前的总转数，或工作小时数。,§13-4 滚动轴承的尺寸选择计算重点,3基本额定动载荷,定义：当轴承的基本额定寿命恰好为106 转时 轴承所受载荷值 C (N),对于向心轴承，基本额定动载荷指纯径向载荷， 称为径向基本额定动载荷用符号Cr表示,对推力轴承，指纯轴向载荷， 称为轴向基本额定动载荷，用符号Ca表示。,对角接触球轴承或圆锥滚子轴承， 指使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量 用符号Cr表示。,载荷寿命曲线,（二）寿命计算公式,考虑温度的影响温度系数ft,若计算得到C24000N，应如何选规格？ 若d=30mm，又如何？,例,（三）当量动载荷 P,P 的求取： 分三种,式中 X径向载荷系数 Y轴向载荷系数 R、A轴承上的载荷,fP载荷系数, R、A如何求？ X、Y如何取？,对于深沟球轴承,问题,对于角接触球轴承（=15°),对于角接触球轴承（15°)、圆锥滚子轴承,（四）向心推力轴承的径向力R 和轴向力A 的计算,1径向力R 的计算,2轴向力的计算（重点）,（1）两种安装形式,正装(面对面),反装(背靠背),两种安装形式,正装（面对面）,反装（背靠背）,（2）S 的方向：滚动体所受载荷的轴向分力方向,正装(面对面)： S 箭头互相指向,反装(背靠背)： S 箭头互相背离,（3） S 的大小计算公式,类型 30000 70000C 70000AC 70000B S R/2Y eR 0.68R 1.14R, Y 值为A/R e 时的 Y 值 R1R2 S1S2,注意,（4）A 的求取（以面对面安装为例）,分三种情况,归纳为,AA结论：轴承的轴向力等于其本身的内部轴向力， 或者等于除本身内部轴向力外所有轴向力 之代数和，二者中取大的,BB分析轴承的压紧或放松状态： 压紧的轴承的轴向力等于除本身内部轴向力外 所有轴向力 之代数和 放松的轴承的轴向力等于其本身的内部轴向力,A1 = max (S1，S2Fa) = max (200，-300) = 200,注意： S 的方向 S 的大小 P = fP (XR+YA)，P fP (XA+YR) 取P1 P2中大者代入公式计算求Lh,A2 = max (S2，S1+Fa) = max (200，700) = 700,例题,二不同可靠度尺寸的寿命计算,三静强度计算,防塑性变形,C0 S0 P0,目的,条件,定义：使受载最大的滚动体与滚道接触中心 处引起的接触应力达到规定值时的载荷,向心球轴承Hmax= 4200MPa 滚动轴承 Hmax= 4000MPa 调心球轴承Hmax= 4600MPa,C0基本额定静载荷,一轴承配置方法：三种,1双支点单向固定（两端固定式）,深沟球轴承（6） 成对 C=0.20.4,角接触轴承 （3，7） 成对,应用 工作温度不高的短轴,§13-5 轴承装置的设计,具体见轴系结构设计,游动端,应用：工作温度较高或长轴,3两端游动支承,应用 人字齿轮传动,2单支点双向固定（一端固定一端游动式）,固定端,二轴承的轴向紧固,内圈：轴肩、套筒、圆螺母及止动垫圈、轴用弹性挡圈,外圈：轴承端盖、孔用弹性挡圈、套筒（杯）、座孔凸台,三轴承组合调整,1间隙（游隙）调整：端盖上垫片、圆螺母,2轴系位置调整：套杯与外廓间垫片,四提高轴承刚度和同心度,五轴承的配合,内圈与轴颈：基孔制 如 k5，k6，m5，m6，n6,外圈与座孔：基轴制 如 J6，H7，G7,六轴承的预紧,目的：提高旋转精度；提高支承刚度 减低振动、噪音,方法：,预紧装置,七轴承的润滑与密封,1润滑：dn 值、载荷,脂润滑：dn（416）×104mm 时 1/31/2 最多不大于2/3,油润滑：dn值较大时,2密封,目的：防止润滑剂泄漏 防止灰尘、杂质进入,类型：两大类,接触式密封：毡圈油封、唇形密封圈、密封环,非接触式密封：隙缝密封、甩油密封、曲路密封,本章结束,
