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　　* * * * * * * * * * * * * 外圈与座孔： 1）孔用弹性挡圈 2）轴承外圈止动槽 内嵌入止动环固定 3）轴承端盖 4）轴承座孔凸肩 5）螺纹环 第61页，共79页，编辑于2022年，星期五 6）轴承套环 第62页，共79页，编辑于2022年，星期五 三、支承的刚度和座孔的同心度 提高支承刚度的措施： 1）增加轴承座孔的壁厚 2）减小轴承支点相对于箱体孔壁的悬臂 3）采用加强筋加强支承部位的刚性 第63页，共79页，编辑于2022年，星期五 保证轴上两个支承的座孔的同心度的方法 1）整体机座，两轴承座孔一次镗出 2）如轴上两轴承外径不同——采用套杯结构 第64页，共79页，编辑于2022年，星期五 四、滚动轴承游隙和轴系轴向位置的调整 通过带螺纹的零件或端盖下的垫片来调节 轴承的调整： 1）轴承游隙的调整 第65页，共79页，编辑于2022年，星期五 2）轴系轴向位置的调整 注意：圆锥齿轮和蜗杆必须调整轴系的轴向位置 方法：调整套杯端面与轴承座端面间垫片厚度 第66页，共79页，编辑于2022年，星期五 五、滚动轴孔的配合 轴承内圈与轴 松 ————→紧 js6，j6，k6，m6，n6 松 ————→紧 G7，H7，JS7，J7 轴承外圈与轴承座孔 基孔制： 基轴制： 第67页，共79页，编辑于2022年，星期五 5）与空心轴配合的轴承应取较紧的密合。 滚动轴承配合的选择原则： 1）转动圈比不动圈配合松一些 2）高速、重载、有冲击、振动时，配合应紧一些，载荷平稳时，配合应松一些 3）旋转精度要求高时，配合应紧一些 4）常拆卸的轴承或游动套圈应取较松的配合 第68页，共79页，编辑于2022年，星期五 六、滚动轴承的预紧 预紧的目的 常用预紧方法： 1）用垫片和长短隔套预紧 第69页，共79页，编辑于2022年，星期五 2）夹紧一对磨窄了的外圈（或内圈）的角接触轴承 3）夹紧一对圆锥滚子轴承 第70页，共79页，编辑于2022年，星期五 4）利用弹簧预紧 七、滚动轴承的装拆 要求： 1）压力应直接加于配合较紧的套圈上 2）不允许通过滚动体传递装拆力 3）要均匀施加装拆力 第71页，共79页，编辑于2022年，星期五 安装： 第72页，共79页，编辑于2022年，星期五 拆卸： 轴肩高度应低于轴承内圈高度 第73页，共79页，编辑于2022年，星期五 八、滚动轴承的润滑 润滑方式： 1、脂润滑 2、油润滑 油浴或飞溅润滑、滴油润滑、喷油润滑、油雾润滑 3、固体润滑 九、滚动轴承的密封 密封的作用 密封的类型： 1、接触式密封 毡圈密封 第74页，共79页，编辑于2022年，星期五 橡胶密封 第75页，共79页，编辑于2022年，星期五 2、非接触式密封 油沟密封 甩油密封 第76页，共79页，编辑于2022年，星期五 曲路密封 第77页，共79页，编辑于2022年，星期五 3、组合式密封 第78页，共79页，编辑于2022年，星期五 第79页，共79页，编辑于2022年，星期五 * * * * * * * * * * * * * §18—4 滚动轴承的受力分析、失效形式及计算准则 一、滚动轴承的载荷分布 1、受轴向载荷Fa 各滚动体平均分担 2、受径向载荷Fr 上半圈滚动体不受力 下半圈滚动体受力 F0≈5Fr/Z ——点接触 F0≈5Fr/Z ——线、角接触轴承同时受 Fr 和 Fa （1）角接触轴承的派生轴向力FS FS≈1.25Fr tanα FS方向——有使内、外圈分离的趋势。 ∴要成对使用、对称安装 第30页，共79页，编辑于2022年，星期五 三、轴承工作时轴承元件上载荷与应力的变化 滚动体——不稳定脉动循环变应力 固定套圈——稳定的脉动循环变应力 第31页，共79页，编辑于2022年，星期五 四、滚动轴承的失效形式和计算准则 １.主要失效形式： 1）疲劳点蚀 ＿＿安装润滑和维护良好 滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内外滚道上的点蚀破坏。这是在安装、润滑、维护良好的条件下，由于大量重复地承受变化应力所致。除了点蚀以外，轴承还可能发生其它多种的失效形式。例如，润滑油不足时轴承烧伤；润滑油不清洁而使滚动体和滚道过度磨损；装配不当而使轴承卡死、胀破内圈、挤碎内外圈和保持架等 第32页，共79页，编辑于2022年，星期五 2）塑性变形 ＿＿转速很低或作间歇摆动 第33页，共79页，编辑于2022年，星期五 3）磨损与胶合 润滑不良、 密封不严、 多尘条件 第34页，共79页，编辑于2022年，星期五 ２.计算准则： １）.一般轴承——疲劳寿命计算（针对点蚀）；静强度计算 ２）.低速或摆动轴承——只进行静强度计算 ３）.高速轴承——进行疲劳寿命计算、校验极限转速。 ３.基本性能参数 １）.基本额定动负荷Ｃ（Ｃｒ，Ｃａ） ２）.基本额定静负荷Ｃ（Ｃ０ｒ，Ｃ０ａ） ２）.极限转速（Ｎ０） 第35页，共79页，编辑于2022年，星期五 §18— 5 滚动轴承的寿命计算 滚动轴承的寿命 滚动轴承的寿命是指轴承的滚动体或套圈首次出现点蚀之前，轴承的转数或相应的运转小时数。 与一般结构的疲劳寿命一样，滚动轴承的疲劳寿命的离散性也是相当大 第36页，共79页，编辑于2022年，星期五 一、基本额定寿命L10和 基本额定动负荷C 1、基本额定寿命L10 ——同一批轴承在相同工作条件下工作，其中90%的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数L10（以106为单位）或一定转速下的工作时数 Lh 2、基本额定动载荷C 依实验与理论分析相结合而得 使轴承的基本额定寿命恰好为100万（106）转时，轴承所能承受的载荷值，用字母C表示。 滚动轴承的基本额定动载荷是在一定的运转条件下确定的，如载荷条件为：向心轴承仅受纯径向载荷Cr，推力轴承仅受纯轴向载荷Ca 第37页，共79页，编辑于2022年，星期五 二、滚动轴承的当量动载荷P（实际载荷） 1．对只能承受径向载荷Fr的轴承（N、NA轴承） P = Fr 3．同时受径向载荷Fr和轴向载荷Fa的轴承 2．对只能承受轴向载荷Fa的轴承（5和8） P = Fa P = X Fr +Y Fa 轴承在许多应用场合常常同时承受径向载荷Fr和轴向载荷Fa。因此，在进行滚动轴承的寿命计算时，应该把滚动轴承实际承受的载荷转换为与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致。按这一原则转换的载荷称为滚动轴承的当量动载荷 X——径向载荷系数 Y——轴向载荷系数 表18.7 第38页，共79页，编辑于2022年，星期五 引入载荷系数 fd——表18.8 P = fd Fr P = fd Fa P = fd ( X Fr + Y Fa ) 考虑在实际应用中会出现附加载荷，如冲击力、不平衡力的作用、惯性力以及轴挠曲或轴承座变形产生的附加力等原因 第39页，共79页，编辑于2022年，星期五 三、滚动轴承的寿命计算公式 载荷与寿命的关系 =3 球轴承 = 10/3 滚子轴承 ——寿命指数 代入一组数据求解 P=C L10=1（106r） 或 第40页，共79页，编辑于2022年，星期五 当工作t120℃时，因金属组织硬度和润滑条件等的变化，轴承的基本额定动载荷C有所下降 ∴引入温度系数 f t 轴承工作温度／℃ ≤1200 1250 1500 1750 2000 2250 2500 3000 3500 温度系数f t 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.60 0.50 当P、n已知，预期寿命为Lh` ， 则要求选取的轴承的额定动载荷为 ——选轴承型号和尺寸 第41页，共79页，编辑于2022年，星期五 例:一农用水泵，决定选用深沟球轴承，轴颈直径d=35mm，转速n=2900r/min，已知轴承承受的径向载荷Fr=1810N,外部轴向载荷Fa=740N，预期寿命为6000h，载荷系数 fd=1.2.试选择轴承的型号。 第42页，共79页，编辑于2022年，星期五 四、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷Fa的计算 1）派生轴向力大小方向 a)正装（面对面） 适合于传动零件 位于两支承之间 b)反装（背靠背） 适合于传动零件 处于外伸端 第43页，共79页，编辑于2022年，星期五 开始 第44页，共79页，编辑于2022年，星期五 开始 当轴承受径向载荷Frc时, 轴承各产生径向反力Fr1,Fr2 第45页，共79页，编辑于2022年，星期五 开始 当轴承受径向载荷Frc时, 轴承各产生径向反力Fr1,Fr2 同时产生派生轴向力FS1,FS2 第46页，共79页，编辑于2022年，星期五 开始 当轴承受径向载荷Frc时, 轴承各产生径向反力Fr1,Fr2 同时产生派生轴向力FS1,FS2 一般FS1≠ FS2, 若FS1FS2,轴向力在平均分配后达到平衡. 则: Fa1=Fa2 = FS2 第47页，共79页，编辑于2022年，星期五 开始 当轴承受径向载荷Frc时, 轴承各产生径向反力Fr1,Fr2 同时产生派生轴向力FS1,FS2 一般FS1≠ FS2, 若FS1FS2,轴向力在平均分配后达到平衡. 则: Fa1=Fa2 = FS2 轴上又受到轴向力FA时,以轴为平衡体 左上图 FA+FS2 ＞ FS1 Fa1=FA+FS2 Fa2=FS2 FA+FS2＜FS1 Fa1=FS1 Fa2=FS1-FA 第48页，共79页，编辑于2022年，星期五 开始 当轴承受径向载荷Frc时, 轴承各产生径向反力Fr1,Fr2 同时产生派生轴向力FS1,FS2 一般FS1≠ FS2, 若FS1FS2,轴向力在平均分配后达到平衡. 则: Fa1=Fa2 = FS2 轴上又受到轴向力FA时,以轴为平衡体 左下图 FA+FS1＞FS2 Fa1=FS1 Fa2=FA+FS1 FA+FS1＜FS2 Fa1=FS2-FA Fa2=FS2 第49页，共79页，编辑于2022年，星期五 结论：——实际轴向力Fa的计算方法 1）分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷，判定被“压紧”和“放松”的轴承。 2）“压紧”端轴承的轴向力等于除本身派生轴向力外，轴上其他所有轴向力代数和。 3）“放松”端轴承的轴向力等于本身的派生轴向力 例1:某减速器轴上装有一对30312轴承，已查出C=101000N，判断系数e=0.30，x=0.4，y=2，轴的转速n=10000rpm，受力如图，已求出两轴承的径向支反力Fr1=6000N，Fr2=8000N，齿轮的轴向力FA=1000N，载荷系数fd=1，试求轴承寿命为多少小时？ 第50页，共79页，编辑于2022年，星期五 例2.圆锥滚子轴承，受力情况如图，求其当量动载荷各为多少? 第51页，共79页，编辑于2022年，星期五 五、不稳定载荷和转速下的轴承寿命计算 载荷P和转速n变化时，根据疲劳累积假说求平均当量转速nm和平均当量动载荷Pm →求轴承寿命 Pi为当量动载荷, ni为相应的转速 , ai为每种工况下运转时间占总运转时间的百分比 i=1~k 第52页，共79页，编辑于2022年，星期五 六、修正额定寿命 α3____运转条件寿命修正系数 α2____特殊轴承性能寿命修正系数 α1____为计算不同可靠度时轴承的寿命，引入的寿命修正系数 第53页，共79页，编辑于2022年，星期五 §18—6 滚动轴承的静载荷与极限转速 一、滚动轴承的静载荷 1、基本额定静载荷C0: 指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心引起以下接触应力时所相当的假想径向载荷或中心轴向载荷 当轴承转速很低或作间歇摆动时，轴承的失效形式为塑性变形 ２、当量静载荷Ｐ０: 1）．α＝００的向心轴承 P０= Fr P０ = Fa P0 = MAX{（X ０Fr +Y０ Fa）， Fr} 4）．α＝９００的推力轴承 ２）．α≠００的向心轴承 3）．α≠００的推力轴承 P0 = 2.7 Fr +Fa 3、按静载选择轴承的条件 第54页，共79页，编辑于2022年，星期五 二、滚动轴承的极限转速N0 轴承实际许用转速为： 滚动轴承的极限转速N0：指轴承在一定工作条件下，达到所能承受最高热平衡温度时的转速 f1：载荷系数 f2：载荷分布系数 第55页，共79页，编辑于2022年，星期五 §18—9 滚动轴承的组合结构设计 一、滚动轴承支承的结构型式 1、两端固定支承 第56页，共79页，编辑于2022年，星期五 3、7类轴承在大端轴向固定 第57页，共79页，编辑于2022年，星期五 2、一端双向固定，一端游动 第58页，共79页，编辑于2022年，星期五 3、两端游动——人字齿轮高速主动轴 低速齿轮轴必须两端固定 第59页，共79页，编辑于2022年，星期五 二、滚动轴承的轴向固定 内圈与轴： 5）开口圆锥 紧定套+圆螺 母和止动垫圈 1）轴肩 2）轴用弹性挡圈 3）轴端档圈 +紧固螺钉 4）圆螺母 +止动垫圈 第60页，共79页，编辑于2022年，星期五 第1页，共79页，编辑于2022年，星期五 滚动轴承与滑动轴承的对照表 第2页，共79页，编辑于2022年，星期五 第3页，共79页，编辑于2022年，星期五 第十八章 滚动轴承 演示 第4页，共79页，编辑于2022年，星期五 §18—1 概 述 一、滚动轴承的构造 外圈、 内圈、 滚动体、 保持架 第5页，共79页，编辑于2022年，星期五 滚动体的形状 二、滚动轴承的材料 1、内圈、外圈和滚动体 强度高，耐磨性好的铬锰高碳刚，如GCr15，GCr15SiMn 2、保持架 较软的材料，如低碳钢、铜合金、铝合金、工程塑料等 第6页，共79页，编辑于2022年，星期五 三、滚动轴承的特点 1、优点： 1).摩擦小，效率高,启动力矩小 2).径向游隙小，运转精度高 3).宽度小，结构紧凑 4).大多可受轴向和径向载荷，结构简单 5).消耗的润滑剂少，便于密封，易于维护 6).不需要有色金属 7).标准件，成本低 2、缺点： 1).承受冲击载荷能力差 2).高速重载时寿命较低 3).振动噪音较大 4).径向尺寸大 滚动轴承与滑动轴承的对照表 第7页，共79页，编辑于2022年，星期五 §18—2 滚动轴承的类型与选择 一、滚动轴承的主要类型与特点 接触角 ：滚动轴承中套圈与滚动体接触处的法线和垂直于轴心线的平面间的夹角称为公称接触角 向心轴承 径向力 向心角接触轴承 推力角接触轴承 推力轴承 径向力（主要） 轴向力 径向力 轴向力 （主要） 轴向力 第8页，共79页，编辑于2022年，星期五 滚子轴承——承载能力高，极限转速低 按滚动体形状： 球 轴承 ——承载能力低，极限转速高 常用滚动轴承的类型 表13—1 第9页，共79页，编辑于2022年，星期五 二、常用的标准滚动轴承 深 沟 球 轴 承 圆 柱 滚 子 轴 承 角 接 触 球 轴 承 调 心 球 轴 承 滚 针 轴 承 圆 锥 滚 子 轴 承 推 力 球 轴 承 推 力 滚 子 轴 承 第10页，共79页，编辑于2022年，星期五 主要承受径向载荷，也可以同时承受不大的轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线，与其它类型的轴承相比，应用最普遍，价格也最低。 第11页，共79页，编辑于2022年，星期五 内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷。滚子由内圈（或外圈）的挡边轴向定位，工作时允许内、外圈有少量的轴向错动。圆柱滚子轴承有较大的径向承载能力，但内外圈轴线），因此，此类轴承不宜承受偏载。 第12页，共79页，编辑于2022年，星期五 可以同时承受径向载荷及轴向载荷，也可以单独承受轴向载荷。能在较高转速下正常工作。由于一个轴承只能承受单向的轴向力，因此,一般成对使用。承受轴向载荷的能力由接触角α决定。接触角大的，承受轴向载荷的能力也高，常用角接触轴承的接触角有：15°、25°和40°。 第13页，共79页，编辑于2022年，星期五 可以同时承受径向载荷及轴向载荷。外圈可分离，安装时可调整轴承的游隙。一般成对使用。对于接触角为10o～18o的圆锥滚子轴承(30000型),以承受径向载荷为主;对于大接触角(27o～30o)的圆锥滚子轴承（30000B型）,以承受轴向载荷为主。 第14页，共79页，编辑于2022年，星期五 外圈滚道表面是以轴承中点为中心，故能自动调心，允许内圈（轴）对外圈（外壳）轴线°)。有少量轴向限位能力，但一般不宜承受纯轴向载荷。 第15页，共79页，编辑于2022年，星期五 在同样内径的条件下，与其它类型轴承相比，滚针轴承外径最小。内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷，工作时允许内、外圈有少量的轴向错动。有较大的径向承载能力。 第16页，共79页，编辑于2022年，星期五 只能承受轴向载荷。为了防止钢球与滚道之间的滑动，工作时必须加一定的轴向载荷。高速时离心力大，钢球与保持架摩擦，发热严重，寿命降低，故极限转速很低。工作时必须保持轴线与轴承座底面垂直，载荷必须与轴线重合，以保证钢球载荷的均匀分配。该类轴承可分为单列推力球轴承和双列推力球轴承。单列推力球轴承只能承受单方向的推力，而双列推力球轴承可以承受双向推力。 第17页，共79页，编辑于2022年，星期五 ??????????????????????????????????????????????????????????????????? 推力圆柱滚子轴承可以用于承受单向的轴向载荷，它比推力球轴承的轴向承载能力大得多。并且刚性大，占用轴向空间小。推力圆柱滚子轴承适用于转速低的场合。推力圆柱滚子轴承与推力调心滚子轴承、推力圆锥滚子轴承和推力滚针轴承常统称为推力滚子轴承。 第18页，共79页，编辑于2022年，星期五 三、滚动轴承类型的选择 工作载荷、转速、支承刚性、安装精度 1） n高，载荷小，旋转精度高→ 球轴承 n低，载荷大，或冲击载荷→ 滚子轴承 1、考虑轴承的转速 一般来讲，球轴承比滚子轴承能适应更高的转速，轻系列的轴承比重系列的轴承能适应更高的转速；此外，各类推力轴承的极限转速很低，不易用于高转速的情况。 2） 要求nnlim——极限转速 6、7、N——nlim较高 5——nlim较低 第19页，共79页，编辑于2022年，星期五 ——角接触球轴承7类（n较高时） 2）同时受Fr和Fa均较大时 ——圆锥滚子轴承3类（n较低时） Fr较大，Fa较小时 Fa较大，Fr较小时 ——深沟球轴承 ——深沟球轴承+推力球轴承 推力角接触轴承 1）主要受Fr → 向心轴承 主要受Fa，n不高时→推力轴承 2、考虑轴承的承受载荷情况 3、考虑对轴承尺寸的限制 当对轴承的径向尺寸严格限制时，可选用滚针轴承； 第20页，共79页，编辑于2022年，星期五 5、便于装拆和间隙调整——内、外圈不分离的轴承 6、 3、7两类轴承应成对使用，对称安装 7、旋转精度较高时——较高的公差等级和较小的游隙 8、优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承 4、轴的刚性较差，轴承孔不同心——调心轴承 第21页，共79页，编辑于2022年，星期五 前置代号 （字母） 基本代号（数字、字母） 后置代号 (字母+数字) 五 四 三 二 一 ∣ 轴承分部件代号 ∣ 内径代号 ∣ 宽度系列代号 ∣ 直径系列代号 ∣ 类型代号 ∣ 其他代号 ∣ 公差等级代号 ∣ 特殊轴承材料代号 ∣ 保持架及材料代号 ∣ 密封与防尘代号 ∣ 内部结构代号 ∣ 游隙代号 §18—3 滚动轴承的代号 一、滚动轴承的代号 第22页，共79页，编辑于2022年，星期五 1、基本代号 （1）轴承类型 —深沟球轴承 —圆锥滚子轴承 —角接触球轴承 —调心球轴承 —圆柱滚子轴承 —推力球轴承 基本代号右起五位 （2）尺寸系列 基本代号右起三、四位 宽度系列——右起第四位 0系列（正常宽度）可省略 有时1系列也可省略 数字 0 ~ 9 1 3 5 6 7 N 尺寸系列 第23页，共79页，编辑于2022年，星期五 直径系列——右起第三位 数字 0 ~ 9 （3）轴承的内径——右起一二位数字 a) d=10, 12, 15, 17mm 时 代号 00 01 02 03 b) d= 20 ~ 480mm 时 d=代号×5(mm) c) d10mm，d≥500mm，d=22，28，32mm 时 代号 = 内径尺寸 直径代号 / 内径代号 2、前置代号 ——表示轴承的分部件，用字母表示 尺寸系列 第24页，共79页，编辑于2022年，星期五 2、前置代号 ——表示轴承的分部件，用字母表示 L、K、R、WS、GS L：可分离轴承的可分离内圈或外圈， LN 207 R：不带可分离内圈或外圈的轴承， RN U 207 K：滚子和保持架组件， K 81107 WS、GS：分别为推力圆柱滚子轴承的轴圈、座圈 WS 81107 GS81107 第25页，共79页，编辑于2022年，星期五 3、后置代号 ——轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等 （1）内部结构代号 C、AC、B——代表角接触球轴承的接触角 （2）密封、防尘与外部形状变化代号 （3）轴承的公差等级 精度高 ————————————→低 代号 /P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0 公差等级 2 4 5 6 6X 0 —普通级可省略 第26页，共79页，编辑于2022年，星期五 （4）轴承的径向游隙 （5）保持架代号 注： 滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有规律的部分。具体应用时,若遇到看不懂的代号时,应查阅GB/T272-93。 第27页，共79页，编辑于2022年，星期五 6308 6--深沟球轴承,3--中系列,08--内径d=40mm, 公差等级为“0”级,游隙组为“0”组; N105/P5 N--圆柱滚子轴承,1--特轻系列,05--内径d=20mm,公差等级为5级,游隙组为“0”组; 7214C/P4 7--角接触球轴承,2--轻系列,14--内径d=70mm,公差等级为4级,游隙组为“0”组,公称接触角α=15°; 30213 3--圆锥滚子轴承,2--轻系列,13--内径d=65mm,0--正常宽度(0不可省略),公差等级为0级,游隙组为“0”组; 6203 6--深沟球轴承,2--轻系列, 03--内径d=17mm,公差等级为“0”级,游隙组为“0”组; 滚动轴承代号举例说明： 第28页，共79页，编辑于2022年，星期五 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *