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1、第十四章 滚动轴承,教学目标和基本要求,1、了解各类滚动轴承的结构特点，能正确选择轴承的类型。2、熟悉滚动轴承代号，掌握常用滚动轴承的类型和代号。3、熟练掌握滚动轴承寿命计算方法（即：承载能力校核计算方法）。4、能正确进行滚动轴承部件的组合设计，会画滚动轴承部件装配图。本章重点：1、滚动轴承的结构特点、代号及类型选择。2、滚动轴承的寿命计算方法。3、滚动轴承部件的组合设计。本章难点:滚动轴承轴向力的计算方法。,目录,14-1 概述,14-2 滚动轴承的主要类型及代号,14-3 滚动轴承的类型选择,14-4 滚动轴承的尺寸选择计算,14-5 滚动轴承的组合设计,14-1 概述,一、滚动轴承的结构
2、特点,14-2 滚动轴承类型和代号 一、滚动轴承的类型,一、滚动轴承的类型,1.接触角：滚动体与外圈轨道接触点的法线 与轴承径向平面的夹角,14-2 滚动轴承类型和代号 一、滚动轴承的类型,径向接触轴承,向心角接触轴承,轴向接触轴承,轴向角接触轴承,各类滚动轴承的特点见表14-1,二、滚动轴承代号（GB272/T-93）,滚动轴承代号构成：32309/C2/P2,代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等,前置代号表示轴承的分部件。,基本代号表示轴承的类型与尺寸等主要特征。,后置代号表示轴承的精度与材料的特征。,14-2 滚动轴承类型代号与选择 二、滚动轴承的代号,14-2 滚动轴承类型代
3、号与选择 二、滚动轴承的代号,1.基本代号,(1)内径代号(右起一二位)内径尺寸,(2)尺寸代号(右起三四位)内径相同、外径宽度不同,a.直径系列(右起第三位)结构内径相同、外径宽度变化向心及向心推力轴承：0、1-特轻、2-轻、3-中、4-重系列；,b.宽度系列(右起第四位)结构内径外径相同、宽度变化 正常宽度0不标（对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”）,14-2 滚动轴承类型和代号 二、滚动轴承的代号,(3)类型代号(右起五位)轴承类型（表9-1）,常用：30209-圆锥滚子、63710-深沟球、71915-角接触球,14-2 滚动轴承类型和代号 二、滚动轴承的代号,
4、2.后置代号（字母或数字）-基本代号的补充：表示结构、尺寸、公差、材料特殊性,(1)内部结构代号-同类轴承，内部结构不同,例：7310C（AC、B）-接触角分别为15、25、40,(2)公差等级代号共5个级别,(3)径向游隙系列,径向游隙组:(游隙小)1、2、0、3、4、5（游隙大）标 注 方 法：/C1、/C2、（0组常用，不标注）、/C3、/C4、/C5,14-2 滚动轴承类型代号与选择 二、滚动轴承的代号,3.前置代号（字母）-表示轴承的分部件,(1)L-可分离轴承的内外圈,例：LNU207-内圈无档边圆柱滚子轴承的内圈,(2)K-滚动体与保持架组件,滚动轴承代号示例：,6305:表示内
5、径为25，中系列深沟球，正常宽度系列，正常结构，0级公差，0组游隙。,7210C/C3/P4:表示内径为50，轻系列角接触球，正常宽度，正常结构，接触角15，4级公差，3组游隙。,30310/P6:表示内径为50，中系列圆锥滚子轴承，正常宽度，正常结构，6级公差，0组游隙。,14-3 滚动轴承的类型选择,滚动轴承的选择-原则：轴承特性与工作条件匹配,类型选择考虑的主要因素：,(1)承载情况,方向：纯轴向载荷轴向接触轴承（推力轴承）纯径向载荷径向接触轴承（向心轴承）,径向+轴向载荷-角接触轴承,(2)转速要求（nnmax）,高速、要求旋转精度高，优先采用球轴承,低速可选滚子轴承。,(3)调心性,
6、长轴（刚度低）或多支点，要求轴承具有调心性调心轴承,大小：载荷大、有冲击滚子轴承；载荷小球轴承,内外圈可分离 圆锥滚子，圆柱滚子长轴上安装 内锥孔与紧定套轴承,(6)价格-球轴承低，滚子轴承高,(5)装拆方便,具体可参照P325的建议进行选择。,(4)空间限制径向尺寸受限，滚针轴承,滚针轴承,带内锥孔与紧定套轴承,圆锥滚子轴承,14-3 滚动轴承的类型选择,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 一、失效形式及计算准则,1、内部载荷分布纯轴向载荷：滚动体均匀受载受径向载荷：滚动体受载不均（承载与非承载区）,2、轴承元件上的应力-变应力,一、失效形式及计算准则,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 一、失
7、效形式及计算准则,3、滚动轴承的失效形式,4、滚动轴承设计准则,1)点蚀交变接触应力作用导致元件点蚀（轴承主要失效形式）,2)塑变过大静载或冲击载荷致局部塑变（低速轴承失效形式）,3)磨损、胶合、套圈或保持架断裂维护不当、润滑不良,1)转速n10r/min轴承：点蚀失效，验算寿命,2)转速n10r/min轴承：验算静强度,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算,二、滚动轴承的寿命计算,1、滚动轴承的寿命与基本额定寿命,一定条件下，滚动体、套圈任一个出现点蚀时，轴承的总转数。（注：影响轴承寿命因素复杂，单个轴承寿命离散性较大）,2）基本额定寿命（统计寿命）,(1）基本额定寿命为
8、轴承设计寿命(2）基本额定寿命与载荷有关,一批轴承，同工况运转，10%点蚀失效时的总转数L10（单位106转）或小时数L10h（单位小时）,1）单个轴承寿命,2、滚动轴承的基本额定动载荷,对应基本额定寿命为106 转时，轴承所能承受的载荷 C,(1）C:轴承承载能力的度量（查手册）,(2）对应于C,轴承基本额定寿命为106转,(3）C的性质：向心轴承-径向载荷 推力轴承-轴向载荷,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算,3、滚动轴承的寿命计算公式,(1）问题：载荷=C时，寿命L10C=1(106转)载荷=P时，寿命L10P=？,式中：C基本额定动载荷 N（查轴承参数表）n轴承
9、转速 r/min 寿命指数，球轴承3，滚子轴承10/3 P当量动载荷 N,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算,考虑载荷性质和温度的影响，引入载荷系数fp(见表14-5)和温度系数ft（见表14-4），则滚动轴承的寿命计算公式为：,4、滚动轴承的当量动载荷P,(1）基本额定动载荷C性质：向心轴承-径向载荷 推力轴承-轴向载荷,P:假想载荷，轴承在 P 的作用下与实际载荷作用下的寿命相当,(2）寿命计算公式中：P应与C同性质,可比计算,径向载荷、轴向载荷系数（查表14-7）轴承承受的径向和轴向载荷(支承反力),14-3
10、 滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算,5、轴承的轴向力A计算,(A由轴系结构固定方式和轴上外载荷方向决定),双支点单向定位,(1)深沟球轴承的轴向力A计算,A游动=0 A固定=FA,FA指向端轴承轴向力为FA；另一端为零,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算,(2)向心角接触轴承的轴向力R计算,1)内部轴向力S,由向心角接触轴承的结构决定，轴承受径向载荷R,就产生内部轴向力S（对轴的推力）。,外圈对滚动体的支反力Ni,a.S的数值:取决于轴承的结构和径向外载荷R，与轴向外载荷无关;,b.S的方向:由外圈的宽边指向窄边方向(对轴的推力方向),c.S计算式:对圆锥滚
11、子轴承：S=R/2Y;对角接触球轴承：S=eR(=15);S=0.68R(=25);S=1.14R(=40),14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算,2）“压紧、放松”判别法当S1FA+S2时，轴有右移的趋势，轴承2被压紧，轴承1被放松。轴承1（放松端）的轴向力：A1=S1由平衡条件得轴承2（压紧端）的轴向力：A2=S1-FA同理当S1FA+S2时，轴有向左移的趋势，轴承1被压紧，轴承2被放松。轴承1（压紧端）的轴向力:A1=FA+S2轴承2（放松端）的轴压力：A2=S2,(2)A的计算（公式归纳法和“压紧、放松”判别法）,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命
12、计算,结论：轴承轴向力的计算首先判断轴承的“压紧与放松”；压紧端轴承的轴向力等于除自身内部轴向力以外的其它所有轴向力的代数和；放松端轴承的轴向力等于自身的内部轴向力。,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算,2）公式归纳法,轴系承受的轴向和径向外载荷（已知）轴承承受的径向载荷（径向支反力可求）轴承承受的轴向载荷（轴向反力-待求）,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算,正安装向心角接触轴承轴向力分析：,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算,轴向力计算通式：,寿命计算：,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算,(一)静强度
13、计算原则,(二)基本额定静负荷C0,(三)当量静载荷P0,(四)静强度计算,1、低速轴承：n10r/min塑变失效2、冲击载荷过大，疲劳、静强度均验算,C0：受力最大滚动体与滚道接触处,永久变形量的总和达到滚动体直径的0.0001时,轴承上所加载荷。C0性质：向心轴承：径向负荷 推力轴承：轴向负荷,14-3 滚动轴承的尺寸选择计算 三、滚动轴承的静强度计算,14-5 滚动轴承组合设计 一、轴承的轴向固定,一、轴承的轴向固定,要求：保证轴系轴向定位和适当热膨胀空间,1.全固式（双支点单向固定）,(1)每个支点限定一个方向运动(2)温度补偿间隙0.20.4mm(3)适用小跨度、温升小轴,双支点单向
14、固定,3.轴承内圈、外圈定位方法,14-5 滚动轴承组合设计 一、轴承的轴向固定,14-5 滚动轴承组合设计 二.轴承的轴向固定,二、轴承的轴向位置及游隙调整,14-5 滚动轴承组合设计 三、轴承的配合与装拆,三、轴承的配合与装拆,1.配合要求:轴承标准件，内圈与轴基孔制；外圈与孔基轴制；（1）转动圈（内圈）配合紧，n6,k6（2）固定圈（外圈）配合松，H7,J7（3）游动端外圈与孔配合松-有利于轴向移动注：滚动轴承内圈与轴的配合较常规公差配合紧,14-5 滚动轴承组合设计 三、轴承的配合与装拆,内径与轴的配合,外径与孔的配合,14-5 滚动轴承组合设计 三、轴承的配合与装拆,2.装拆：温差法
15、与压入法装拆,（1）温差法：加热轴承或冷却轴,（2）压入法装拆：专用工具，正确施压,14-5 滚动轴承组合设计 四、轴承的预紧,四、预紧：保证旋转精度、刚度、降噪,14-5 滚动轴承组合设计 五、轴承的刚度,五、保证支撑刚度：避免支撑变形引起内外圈轴线偏斜，影响轴承寿命与旋转精度,（1）适当加大壁厚、加支撑筋（2）轴承座悬臂尽可能短（3）提高两轴承座孔同轴度（一次镗孔加工）,14-5 滚动轴承组合设计 六、轴承的润滑,六、润滑：减少摩擦磨损，冷却、吸振、防锈、降噪,七、密封：（1）接触式密封（2）非接触式密封,（1）脂润滑：轴承空间充填润滑脂,（2）油润滑：油浴润滑：轴承部分浸油，油面不超过滚动体中心飞溅润滑：利用传动零件溅油润滑轴承喷油润滑：高速重载轴承，利用压力喷油润滑,（3）固体润滑：二硫化钼等,14-5 滚动轴承组合设计 七、轴承的密封,（1）接触式密封,14-5 滚动轴承组合设计 七、轴承的密封,（2）非接触式密封,本章结束,
