滚动轴承

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滚动轴承的类型特点及应用

滚动轴承的类型特点及应用

滚动轴承的类型特点及应用滚动轴承是一种常见的机械传动元件,广泛应用于各种机械设备中。

它通过滚动元件(滚珠或滚柱)在内、外圈之间滚动来减少摩擦和提供力支撑。

根据滚动元件的不同,滚动轴承可以分为滚珠轴承和滚柱轴承。

下面将详细介绍它们的类型、特点及应用。

一、滚珠轴承1.径向滚珠轴承径向滚珠轴承是最常见的滚动轴承类型之一,它具有高转速、低摩擦和高精度等特点。

在很多机械设备中都能见到它们的身影,如汽车发动机、电动机、机床等。

径向滚珠轴承可承受径向载荷和轴向载荷,且具有一定的自对中性。

2.角接触滚珠轴承角接触滚珠轴承是一种能承受大径向和轴向载荷的滚动轴承。

它的摩擦小,因此适用于高速运转的机械设备,如汽车悬挂系统、风力发电机梁轴等。

3.自调心滚珠轴承自调心滚珠轴承具有自动对中功能,可以在偏转或轴向变形时保持正常运行。

它在重型机械设备中得到广泛应用,如冶金设备、矿山机械、铁路车辆等。

4.深沟球轴承深沟球轴承可以承受径向和轴向负载,且其轴向负载能力相对较高。

它具有低噪音、高精度和强刚性的特点,在电机、冷却设备、纺织机械等领域得到广泛应用。

二、滚柱轴承1.圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承可以承受大径向负载和轴向负载。

它的结构紧凑、强度高,适用于较重的机械设备,如轧机、振动筛、冶金机械等。

2.锥形滚子轴承锥形滚子轴承可以同时承受径向和轴向负载。

它们的内圈和外圈的锥形面使得承载能力更高且具有较高的刚性。

锥形滚子轴承广泛应用于汽车传动轴、火车轮对等场合。

1.低摩擦:滚动轴承与滑动轴承相比,具有较低的摩擦损失和能量损失。

2.高转速:滚动轴承由于滚动摩擦较小,因此适合高速运转。

3.高精度:滚动轴承具有较高的制造精度和装配精度,可满足精密机械设备的要求。

4.承载能力强:滚动轴承能够承受较大的径向和轴向负载。

1.汽车工业:滚动轴承在汽车发动机、悬挂系统、传动系统等方面得到广泛应用。

2.机床工业:滚动轴承在机床主轴、工作台、卡盘等部位承受负载,保证机床的高精度和高刚性。

滚动轴承的选择课件

滚动轴承的选择课件
滚动轴承的特点
滚动轴承具有摩擦阻力小、传动 效率高、使用寿命长、占用空间 小、维护简便等优点。
滚动轴承的分类与组成
滚动轴承的分类
根据结构特点和应用领域,滚动轴承可分为深沟球轴承、推 力球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承和 滚针轴承等。
滚动轴承的组成
滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈和外圈 是滚动轴承的主体,起支撑作用;滚动体是实现滚动摩擦的 元件;保持架则用来保持滚动体的位置并减少摩擦。
考虑轴承的寿命和可靠性要求,选择合适的性能等级。
考虑轴承的摩擦和温升要求,选择合适的性能等级。
轴承材质的选择
根据工作条件和要求选择轴承材 质,如钢、不锈钢、青铜等。
根据载荷类型和大小选择轴承材 质,如高强度、耐磨性等。
根据转速要求选择轴承材质,如 抗疲劳性、耐腐蚀性等。
03 滚动轴承的寿命 计算
滚动轴承的选择课件
目 录
• 滚动轴承概述 • 滚动轴承的规格选择 • 滚动轴承的寿命计算 • 滚动轴承的润滑方式与润滑剂选择 • 滚动轴承的安装与拆卸 • 滚动轴承的维护与保养 • 滚动轴承的常见故障与排除方法
01 滚动轴承概述
滚动轴承的定义与特点
滚动轴承定义
滚动轴承是一种将轴与轴座之间 的滑动摩擦转变为滚动摩擦的精 密机械元件,能够减少摩擦损失 并提高机械效率。
基本寿命公式
滚动轴承的基本寿命公式是根据其结构设计、材料选择、润滑条件等因素综合考 虑得出的,通常表示为轴承转速n与轴承内径d的函数。
基本寿命公式是滚动轴承寿命计算的基础,但由于轴承的实际工况复杂多变,有 时需要考虑其他因素对寿命的影响。
寿命计算参数
01
滚动轴承的寿命计算参数主要包 括:轴承类型、内径、外径、滚 动体直径、接触角、滚动体数量 、载荷等。

滚动轴承

滚动轴承
0.85
200
0.8
225
0.75
250
0.7
300
0.6
fT
滚动轴承的寿命计算
三、当量动载荷 当量动载荷:是由轴承实际所受载荷转换得到的与 基本额定动载荷 C 的确定条件及性质相同的假想载荷, 用 P表示。
当量动载荷 P f p ( XFR YFA )
式中:FR 、FA — 分别为轴承承受的径向载荷和轴向载荷;
3)被“压紧”轴承的 Fa 等于与除自身内部轴向力以外,其余各轴向力之和。
滚动轴承的寿命计算
五、同一支点成对安装同型号向心角接触轴承的计算
此种情况按双列轴承计算,双列轴承的基本额定动载荷 CΣ 和基本额定 静载荷 C0Σ 为根据单个轴承的 C 和 C0 计算: 角接触球轴承:
C 1 . 625 C C 0 2C 0
◆游隙代号: 游隙:指一个套圈相对于另一个套圈,沿径向或沿轴向,
从一个 极限位置到另一个极限位置的移动量。
游隙分为: /C1 、/C2、 0 、/C3 、/C4 、/C5 共六个组别。
游隙值:小 大
0组省略。
滚动轴承的代号
◆ 配置代号:
/DF:面对面安装(正装) /DB:背对背安装(反装) •举例: 6308: 深沟球轴承,尺寸系列03,内径d=40mm,
密 封 与 防 尘 结 构 代 号
保 持 架 及 其 材 料 代 号
特 殊 轴 承 材 料 代 号
公 差 等 级 代 号
游 隙 代 号
配 置 代 号
其 它 代 号
一、基本代号
◆ 内径代号:
代号 内径 d
00 10
01 12
02 15
03 17

第9章滚动轴承

第9章滚动轴承

第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择
角接触球轴承
类型代号:70000C/AC/B
尺寸系列代号: 19、(1)0、(0)2、 (0)3、(0)4、
特点:可承受径向载荷 和单向轴向载荷。
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择 推力圆柱滚子轴承
类型代号:80000 尺寸系列代号: 11、12 特点:只能承受单向轴向 载荷。要求轴刚度大。
转化原则 寿命相同
计算寿命时条件不 同,不方便比较
第四节 滚动轴承寿命计算
当量动载荷 1.仅能承受径向载荷的轴承 圆柱滚子轴承(N0000型) 和滚针轴承(NA0000型) 2.仅能承受轴向载荷的推力轴承 推力球轴承(51000、52000型) 推力圆柱滚子轴承(80000型) 径向载荷
PR
轴向载荷
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择 双列深沟球轴承
类型代号:40000 尺寸系列代号: 2(2) (2)3 特点:可同时承受径向载 荷和双向轴向载荷,比 深沟球轴承承载能力大。
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择 推力球轴承
类型代号:50000 尺寸系列代号:11、12、 13、14 特点:只能承受单方向的 轴向载荷,极限转速较低。
(3)调心性能
轴承座孔不平行 调心轴承
非调心轴承
非调心轴承
轴承座孔不同轴 调心轴承 轴挠曲变形 非调心轴承 调心轴承
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择
(4)轴承的安装和拆卸 无内圈
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择
2. 尺寸选择
类型——类型代号,根据载荷的大小、性质选取
内径——内径代号,根据轴径选取
第九章 滚动轴承
第一节 概述 第二节 常用滚动轴承的类型、代号及选择 第三节 滚动轴承内部载荷分布及失效分析

机械设计基础--滚动轴承

机械设计基础--滚动轴承

?
RV2 RH2 Fr
角 接 触 球 轴 承
RV1 RH1 1,角接触轴承的派生轴向力 Fs O -支反力作用点,即法线与轴线的交点. 向心角接触轴承(角接触球轴承,圆锥滚子 轴承)受纯径向载荷作用后,会产生派生轴 FS 向分力 FS . O F 派生轴向力: si ≈ 1.25 Fr tgα 注意 F 的
Fr1 ● 若 FS1 + FA > FS2
Fr2
轴向合力向右,轴有向右移动的趋势,
但外圈被固定, 右轴承被压紧,会产生反力FS2′, 即:Fa1=FS1 (放松端) 使轴向力平衡, 使得 FS 1 + FA = FS 2 + FS 2 ′ FS2 和 FS2′ 都是右轴承所受的力,故: Fa 2 = FS 2 + FS 2 ′ = FS 1 + FA 而左轴承被放松, 故:Fa1 = FS 1
(放松端)
1 FS2′
FS1
2
FA
FS2
● 若 FS2 + FA < FS1, 轴向合力向左,轴有向左移动的趋势, 右轴承被压紧,会产生反力FS 2′, 使轴向力平衡:
FS 1 = FS 2 + FA + FS 2 ′ Fa1 = FS 1
(放松端)

Fa 2 = FS 1 FA(压紧端)
归纳如下: 根据排列方式判明派生轴向力 FS 1,FS2 的方向; 判明轴向合力指向及轴可能移动的方向, 分析哪端轴承被"压紧",哪端轴承被"放松"; "放松"端的轴向载荷等于自身的内部轴向力, "压紧"端的轴向载荷等于除去自身派生轴向力 后其它轴向力的代数和. 对于能够承受少量轴向力而α=0 的向心轴承: (如深沟球轴承) 因为:α=0 , FS1=0 ,FS2= 0 所以:Fa=FA 图中: Fa1=0 Fr1 Fa2=FA FA

各类轴承特点和用途

各类轴承特点和用途

各类轴承特点和用途轴承是工程机械中常用的零件之一,用于减少机械设备中的摩擦阻力,提高设备的工作效率。

根据不同的结构和工作原理,轴承可以分为很多种类。

下面将介绍各类轴承的特点和用途。

1.滚动轴承滚动轴承是最常见的一种轴承。

它由内环、外环、滚动体(如球体、圆柱体等)和保持架组成。

滚动轴承具有承载能力强、摩擦系数低、工作稳定等优点,广泛应用于机床、汽车、摩托车等机械设备。

-深沟球轴承:它具有结构简单、承载能力大、转速高等特点,适用于高速运转设备,如电机、发电机组等。

-圆柱滚子轴承:它的滚动体为圆柱形,可以承受更大的径向负荷,适用于重载设备,如钢铁、矿山机械等。

-锥形滚子轴承:它能同时承受径向和轴向负荷,适用于液压机械、冲床等设备。

2.滑动轴承滑动轴承采用润滑油膜来减少摩擦和磨损,通过滑动的方式实现。

它具有高速运转、承载能力大、寿命长的特点,适用于高速机械设备。

-液体润滑滑动轴承:它是一种通过液体润滑来减少摩擦的轴承,适用于高速、高温的机械设备,如汽轮机、涡轮机等。

-干摩擦滑动轴承:它采用干摩擦材料来减少摩擦和磨损,适用于低速高负荷的机械设备,如重型农机、建筑机械等。

3.球面滚子轴承球面滚子轴承结合了滚动轴承和滑动轴承的优点,具有承载能力大、结构紧凑、使用寿命长等特点,广泛应用于重型机械设备。

-调心球面滚子轴承:它可以调整轴承的倾斜角度,适用于有偏心负荷和振动负荷的设备,如挖掘机、装载机等。

-推力球面滚子轴承:它主要承受轴向负荷,适用于离心泵、制冷设备等。

4.轴承单元轴承单元是一种将轴承、座和密封件组合在一起的集成装置,具有结构紧凑、安装简便等特点,广泛应用于农机、风电设备等。

-Y轴承单元:适用于车床、农用机械等。

-UC轴承单元:适用于冲孔机、风机等。

总之,轴承作为机械设备中重要的零件之一,不同种类的轴承具有不同的特点和用途。

通过选择合适的轴承类型,可以提高机械设备的工作效率、减少能源消耗、延长使用寿命。

滚动轴承分类及用途

滚动轴承分类及用途

滚动轴承分类及用途滚动轴承是现代机械工业最为常用的一种轴承类型,广泛应用于工程机械、汽车、航空航天、电力设备等领域。

滚动轴承的分类主要根据内、外圈之间的接触方式、以及滚动体形状等因素进行划分。

下面我将详细介绍一些常见的滚动轴承分类及其用途。

1. 深沟球轴承(Deep Groove Ball Bearing,简称DG):内圈与外圈之间的接触方式为点接触,适用于高速运转下要求较高的工作环境,如电机、汽车传动系统、家电等。

2. 角接触球轴承(Angular Contact Ball Bearing,简称AC):内圈、外圈之间的接触方式为线接触,最适用于需要同时承受径向和轴向载荷的场合,比如机床主轴、汽车传动轴等。

3. 圆锥滚子轴承(Tapered Roller Bearing,简称TRB):内、外圈之间的接触方式为线接触,适用于承受较大径向和轴向载荷的场合,如车轮轴承、重型机械设备等。

4. 调心滚子轴承(Spherical Roller Bearing,简称SRB):内、外圈的接触方式为线接触,适用于承受较大偏斜角度和轴向负荷的场合,比如振动筛、锅炉炉排、重型机械等。

5. 地轮轴承(Cylindrical Roller Bearing,简称CRB):内、外圈接触方式为线接触,主要用于承受大径向载荷、低速运转要求较高的场合,比如发电机、拖拉机等。

6. 组合轴承(Thrust Bearing):用于承受轴向力的场合,分为球面推力轴承和滚柱推力轴承两类,广泛应用于汽车变速箱、船舶推进装置等。

除了以上常见的滚动轴承,还有一些特殊用途的轴承- 径向滚针轴承(Needle Roller Bearing):由于其小径向尺寸和高刚性,适用于空间受限的场合,如汽车变速器、摩托车摇臂等。

- 节流滚子轴承(Hydrodynamic Roller Bearing):通过液体或气体的静压力来形成滑液膜,减小轴承的摩擦损失,适用于高速高温场合,如涡轮机、发电机组。

轴承

轴承

2.轴承材料
轴承材料是指在轴承结构中直接参与摩擦部分的材料,如轴瓦和轴承 衬的材料。轴承材料性能应满足以下要求: 减摩性:材料副具有较低的摩擦系数。 耐磨性:材料的抗磨性能,通常以磨损率表示。 抗咬粘性:材料的耐热性与抗粘附性。 摩擦顺应性:材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合不 良的能力。 嵌入性:材料容纳硬质颗粒嵌入,从而减轻轴承滑动表面发生刮伤或磨 粒磨损的性能。 磨合性:轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后,形成相互吻合的表面形状 和粗糙度的能力(或性质)。 此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。
②曲路密封
径向 轴向
七、滚动轴承的选择
滚动轴承选用时可考虑以下方面因素: (1)载荷和转速; (2)调心和安装要求; (3)经济性。
滚动轴承绝大多数都已标准化,故得到广泛的应用。但是在以下场合, 则主要使用滑动轴承: 1.工作转速很高,如汽轮发电机。 2.要求对轴的支承位置特别精确,如精密磨床。 3.承受巨大的冲击与振动载荷,如轧钢机。 4.特重型的载荷,如水轮发电机。 5.根据装配要求必须制成剖分式的轴承,如曲轴轴承。
b) d= 20 ~ 480mm 时 代号04~96 d=代号×5(mm)
2、前置代号(略) 3、后置代号
C、AC、B——角接触球轴承的接触角α有
15°、25°、40°。
15
40
例:7208AC
表内径40mm,轻系列角接触球轴承, 接触角为25o,宽度正常。
实例:说明滚动轴承 62203 和 7312AC/P6 的含义 6 2 2 03
(三)滚动轴承的密封
1、目的:防止灰尘、水分、杂质等侵入轴 承并阻止润滑剂的流失。良好的密封可保 证机器正常工作,降低噪声并延长轴承的 使用寿命。 2、分类:接触式密封、非接触式密封。

滚动轴承

滚动轴承

应力变化规律: 内圈或滚动体上某一点σH的变化规律。 σH
t 外圈上某一点σH的变化规律。 σH 均为脉动循环。 t
计算准则:
对于一般转速的轴承,即10r/min<n<nlim,如果 轴承的制造、保管、安装、使用等条件均良好时, 轴承的主要失效形式为疲劳点蚀,因此应以疲劳 强度计算为依据进行轴承的寿命计算。
根据轴承工作的摩擦性质,可分为滑动轴承和滚 动轴承。滑动轴承具有工作平稳、无噪音、径向尺寸 小、耐冲击和承载能力大等优点。而滚动轴承是标准 零件,成批量生产成本低,安装方便,广泛应用。
第十六章 滚动轴承
§16-1 滚动轴承的基本类型和特点 §16-2 滚动轴承的代号
§16-3 滚动轴承的选择计算 §16-4 滚动轴承的组合设计 重点内容
表16-9
6

h
当 t>100℃ 时, → C ↓
引进温度系数 ft 进行修正。
温度系数
150 0.90 200 0.80 250 0.70 300 0.60
轴承工作 温度℃ 温度系数 ft
100 1
125 0.95
工作中冲击振动 → C ↓
引进载荷系数 fP 进行修正。
表16-10 载荷系数 载荷性质 无冲击或轻微冲击 1.01.2
N
N0000
圆柱滚子轴承
高 2~4
NA
NA00 00
滚针轴承

0
二、滚动轴承的工作特性和类型选择
1、承载性能
(1)载荷大小
载荷较大使用滚子轴承,载荷中等以下使 用球轴承.相同外形尺寸时,滚子轴承的负荷能力较球轴承大 1.53倍。 当d ≤20 mm时,两者承载能力接近,宜采用球
轴承。

轴承知识点总结大全

轴承知识点总结大全

轴承知识点总结大全一、轴承的概念和分类1. 轴承的概念轴承是一种用于支撑和减少机械部件之间摩擦的装置,通常由内、外圈和滚动体组成。

它能在旋转或直线运动过程中传递载荷和支撑旋转轴。

2. 轴承的分类(1) 滚动轴承:分为滚动体轴承和滑块轴承,滚动体轴承由滚动体和轴承座两部分组成,常见的有球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和自调心轴承等。

(2) 滑动轴承:滑动轴承依靠滑块在轴承座内滑动以支承载荷,常见的有滑动胶片轴承、滑动材料轴承等。

二、轴承的工作原理1. 滚动轴承的工作原理滚动轴承通过滚动体在内外圈之间滚动,将滚动摩擦转化为滑动摩擦,从而减小摩擦损失,降低能量损耗,使轴承运转更加平稳。

2. 滑动轴承的工作原理滑动轴承依靠滑块在轴承座内滑动,通过表面间的滑动摩擦来支撑和传递载荷,从而减小摩擦损失,使轴承的运转更加平稳。

三、轴承的安装与维护1. 轴承的安装(1) 在安装轴承之前,应用洁净油布或棉纱把轴承座内外净,特别是在输送系统上,要特别注意;还需擦净附在轴承的深沟球和滚子上的油或其他污物。

要特别注意收放两端盖板时切勿损坏密封件。

这样都可以使轴承的密封性更好。

(2) 在安装轴承时,倘若黏涂润滑脂或油脂在安装前有所情况,应丢掉这部分脂或油,因此它们可能含有有害或渍染杂质。

调合油污,否则将导致轴承渐渐处于不适当的情况,并失真。

轴承上会润滑剂断层、化学裂化,或引起金属赛铬现象。

这样会大大降低轴承的寿命。

(3) 在选配轴承之前,最好先参考厂方以及翻译轴承各方面扉页拼装指南并应对这部分指南分明,特定型号的测量、胎造、圈化以及安装是比较重要的。

在特定型号的轴承课的脂必须究其有关文件,用热气被量切勿过量,而且前,在装有脂条轴承上加油必需由翻译接洽,切勿偷换;在特定型号的轴承中的充油必须严格按照这种种中指定散装油脂的量加入(4) 加油条轴承加油最好就地加油。

这将大大减少在输送系统上可供数据的信息引起的人为装错机。

加油时必需十分小心,引导表可供数要比规定数据小的地方,多加的油将排不尽,引起泡沫2. 轴承的维护(1) 使用时应确保轴承是在适当的温度和润滑条件下工作,以及防止外界污染物进入轴承内部。

滚动轴承设计

滚动轴承设计

2) 轴承旳转速
滚动体回火
转速过高 → 温度↑ → 润滑失效 → 或胶合破坏。
极限转速----滚动轴承在一定载荷与润滑条件下,允 许旳最高转速。详细可查阅设计手册或轴承样本。
选用原则: 1. 球轴承比滚子轴承旳极限转速高,应优先选用球轴承;
2. 在高速时,以选用超轻、特轻及轻系列旳轴承;内径相同
步,外径越小,滚动体就越轻小,产生旳离心惯性力也小,;
表13-6 轴承后置代号排列顺序
后置代号组 1
2
3 4567 8


内部 密封与防尘 保持架 轴承 公差 构造 套圈变形 及材料 材料 等级 游隙
配置 其他
青岛科技大学专用
潘存云教授研制
表13-7 轴承内部构造常用代号
轴承类型 角接触球轴承 圆锥滚子轴承
代号
B C AC B
E
含义
α=40˚ α=15˚ α=25˚ 接触角α加大
只能承受轴向载荷,且作用线
必需与轴线重叠。分为单、双

不允许
向两种。高速时,因滚动体离 心力大,球与保持架摩擦发烧
严重,寿命较低,可用于轴向
载荷大、转速不高之处。
潘存云教授研制
表13-2 滚动轴承旳主要类型和特征(续)
轴承名称、 类型及代号
构造简图 承载方向 极限转速 允许角偏差
主要特征和应用
推力球轴承 50000
潘存云教授研制
表13-3 滚动轴承代号旳排列顺序
前置代号
基本代号)

尺寸系列代号

宽(高)度 直径系列

系列代号 代号

注:
代表字母;
代表数字
尺寸系列代号----左起第二、三位。

滚动轴承

滚动轴承

第16章滚动轴承滚动轴承是现代机械中应用最广泛的零件,目前,滚动轴承已经形成标准化生产。

一、工程应用一、滚动轴承的构成及特点◆滚动轴承的构成:内圈外圈滚动体滚动体分为:球:圆柱滚子圆锥滚子球面滚子滚针保持架保持架作用:将滚动体均匀分开。

◆滚动轴承的特点:旋转精度高、启动力矩小、是标准件,选用方便;◆轴承材料:内圈、外圈、滚动体:GCr15;保持架:低碳钢;本章主要讲授:滚动轴承的类型和代号(认识轴承);滚动轴承的选用(包括类型选择、尺寸选择、承载能力验算);滚动轴承的装置设计。

二、滚动轴承的分类◆按滚动体的不同分类:球轴承、滚子轴承;◆按可承受的外载荷分类:向心轴承、推力轴承、向心推力轴承;接触角α:向心推力轴承的滚动体与外圈滚道接触点(线)处的法线与半径方向的夹称为接触角。

接触角↑→ 轴向承载能力↑α= 0˚表16-1 各类轴承的公称接触角轴承类型公称接触角向心轴承推力轴承径向接触角接触轴向接触角接触α= 90˚α45˚ <α<90˚α0˚ <α<45˚α三、常用滚子轴承类型类型代号简图类型名称结构代号性能和特点类型代号简图类型名称结构代号性能和特点1调心球轴承10000能自动调心。

一般不宜承受纯轴向载荷。

3圆锥滚子轴承α=10°-18°30000同时承受径向载和轴向载荷。

圆锥滚子轴承α=27°-30°30000B2调心滚子轴承20000性能特点与调心球轴承相同。

但滚子轴承能承受更大的轴向载荷。

5推力球轴承51000只能承受轴向载荷。

推力调心滚子轴承29000主要承受轴向载荷,且必须在轴向载荷和径向载荷联合作用下才能进行工作。

双向推力球轴承52000类型代号简图类型名称结构代号性能和特点类型代号简图类型名称结构代号性能和特点6深沟球轴承60000承受径向载荷。

也可承受较小的载荷。

高速时,可承受纯轴向载荷N外圈无挡边的圆锥滚子轴承N0000外圈(或内圈)可以分离,故不以承受轴向载荷。

滚动轴承

滚动轴承


与滑动轴承相比,滚动轴承具有摩擦阻力小、起动灵敏、 效率高、润滑简便和易于互换等优点,所以获得广泛应 用。它的缺点是抗冲击能力较差,高速时出现噪声,工 作寿命也不及液体摩擦的滑动轴承。

滚动轴承通常按其承受载荷的方向(或接触角)和滚动体的形状 分类。 滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的平面之间的 夹角称为公称接触角,简称接触角。接触角是滚动轴承的一个 主要参数,轴承的受力分析和承载能力等都与接触角有关。接 触角越大,轴承承受轴向载荷的能力也越大。
轴承在很大的静载荷或冲击载荷作用下,会使轴承滚道和滚动体接触 处产生永久变形(滚道表面形成变形凹坑),从而使轴承在运转中产生 剧烈振动和噪声,以致轴承不能正常工作。
(2)永久变形

(3) 磨损

在滚动轴承内部,滚动体与套圈之间,以及保持架与滚 动体或套间之间均存在着滑动,从而引起轴承磨损。在 多尘或密封不好及润滑不良条件下,滚动轴承中易侵入

•按照承受载荷的方向或公称接触角的不同,滚动轴承可分为: 1)向心轴承、主要用于承受径向载荷,其公称接触角α 从0° 到45°;2)推力轴承,主要用于承受轴向载荷,其公称接触角 α 从大于45°到90°(表16-1)。

按照滚动体形状,可分为球轴承和滚子轴承。滚子 又分为圆柱滚子(图16-2a),圆锥滚子(图b)、球面滚子 (图c)和滚针(图a)等。
(2) 前置代号

轴承的前置代号表示成套轴承的分部件,用字母表示。如: L表示可分离轴承的可分离内圈或外圈;K表示轴承的滚动 体与保持架组件等。
(3) 后置代号

轴承的后置代号表示轴承的内部结构、密封、材料、公差、 游隙、配置及其它特性要求,用数字和字母表示。后置代 号共分8组,排列顺序见表16-6。

滚动轴承知识介绍详解

滚动轴承知识介绍详解

滚动轴承知识介绍详解
滚动轴承是一种精密机械元件,主要用于支撑转动体或轴承座,以承
受轴向、径向或其他载荷,并使之以低摩擦率在轴承座上旋转。

滚动轴承
的结构一般包括外圈、内圈、滚动体和工作空间,它们的种类也极为多样,可分为圆柱滚子轴承、滚针轴承、球面滚子轴承、调心滚子轴承、四柱滚
针轴承等几大类。

滚动轴承的分类根据其结构及用途的不同,可分为单列圆柱滚子轴承、双列圆柱滚子轴承、滚针轴承、球面滚子轴承、调心滚子轴承、四柱滚针
轴承等几大类,根据各种滚动轴承的优点及特点,以适应各种轴承工作环
境的要求。

一、单列圆柱滚子轴承
单列圆柱滚子轴承是一种比较简单、结构比较紧凑的滚子轴承,由圆
柱滚子两个或多个排列在同一水平线上而成,当轴向载荷作用时,滚动体
之间的摩擦力使滚子轴承具备一定的支承能力,可承受较大的轴向载荷,
是结构紧凑,摩擦系数较小,抗轴向载荷能力较强的轴承。

单列圆柱滚子轴承又可按其滚动体的线性数目分为单列、双列、三列
和多列,各列间距不同,以满足各种工况条件。

机械设计-滚动轴承

机械设计-滚动轴承

机械设计-滚动轴承滚动轴承是一种常见的机械零件,用于支撑转动轴的工作。

它由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。

滚动轴承具有较高的承载能力、较好的刚性和较低的摩擦系数,因此在各种机械设备中广泛应用,例如汽车、飞机、机床等。

首先,滚动轴承的内圈和外圈都是直径略大于轴的圆环,内圈装配在轴上,外圈固定在轴承座上。

滚动体是在内圈和外圈之间滚动的零件,通常为钢球、钢柱或滚子等。

保持架位于滚动体和内外圈之间,用于保持滚动体的间距和相对位置。

通过滚动体在内外圈之间的滚动,轴承可以有效地承受轴传递的径向和轴向载荷。

滚动轴承的主要特点之一是承载能力强。

滚动体相比于滑动轴承的滑动面积小很多,因此承载时压力集中在局部范围内,可以承受更大的载荷。

此外,滚动轴承还具有较好的刚性,可以有效地防止轴变形和振动。

相比之下,滑动轴承通常具有较低的刚性和较大的摩擦系数,不能承受较大的载荷。

滚动轴承的另一个重要特点是较低的摩擦系数。

滚动体在内外圈之间滚动,相比于滑动轴承的滑动方式,摩擦系数更低。

这使得滚动轴承在高速旋转和节能要求较高的设备中具有较大的优势。

通过使用滚动轴承,机械设备可以实现更高的效率和更长的使用寿命。

滚动轴承还具有较好的自润滑性能。

通过在滚动体和内外圈之间涂上一层润滑脂或油脂,可以减少滚动时的摩擦和磨损。

这使得滚动轴承在长时间运转时不需要经常维护和加注润滑剂,节约了维修成本和人力。

滚动轴承的设计和制造是一项复杂的工程,需要考虑各种因素。

首先,需要确定合适的材料。

滚动轴承经常工作在高温、高速和较高的载荷下,因此材料必须具有足够的强度和耐磨性。

一般使用高碳铬钢或不锈钢制造滚动体,内外圈通常使用低碳钢或合金钢。

另外,滚动轴承的几何形状也非常重要。

内圈和外圈的外形决定了轴承的安装方式和使用条件。

滚动体的大小和数量直接影响轴承的承载能力和摩擦系数。

保持架的形状和材料决定了滚动体的间距和相对位置。

这些参数的选择必须与具体的使用情况相匹配,以确保滚动轴承的良好性能。

14种滚动轴承的特点、区别和用途

14种滚动轴承的特点、区别和用途

14种滚动轴承的特点、区别和用途轴承分为滑动轴承与滚动轴承,今天给大家介绍14种常用的滚动轴承。

滚动轴承是机械设备中举足轻重的零部件,它的主要功能是支撑旋转轴或旋转体。

按承载方向或公称接触角不同,分为:向心轴承、推力轴承。

按滚动体种类,分为:球轴承,滚子轴承。

按能否调心,分为:调心轴承,非调心轴承(刚性轴承)。

按滚动体的列数,分为:单列轴承,双列轴承,多列轴承。

按部件能否分离,分为:可分离轴承,不可分离轴承。

此外还有按结构形状和尺寸大小的分类。

本文主要分享14种常见轴承的特点、区别和对应的用途。

一、角接触球轴承套圈与球之间有接触角,标准的接触角为15°、30°和40°,接触角越大轴向负荷能力也越大,接触角越小则越有利于高速旋转,单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷。

结构上为背面组合的两个单列角接触球轴承共用内圈与外圈,可承受径向负荷与双向轴向负荷。

主要用途:单列:机床主轴、高频马达、燃汽轮机、离心分离机、小型汽车前轮、差速器小齿轮轴。

双列:油泵、罗茨鼓风机、空气压缩机、各类变速器、燃料喷射泵、印刷机械。

二、调心球轴承双排钢珠,外圈滚道为内球面型,因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正,圆锥孔轴承通过使用紧固件可方便地安装在轴上,主要承受径向载荷。

主要用途:木工机械、纺织机械传动轴、立式带座调心轴承。

三、调心滚子轴承该类轴承在球面滚道外圈与双滚道内圈之间装有球面滚子,按内部结构的不同,分为R、RH、RHA和SR四种型式,由于外圈滚道的圆弧中心与轴承中心一致,具有调心性能,因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正,可承受径向负荷与双向轴向负荷主要用途:造纸机械、减速装置、铁路车辆车轴、轧钢机齿轮箱座、轧钢机辊道子、破碎机、振动筛、印刷机械、木工机械、各类产业用减速机、立式带座调心轴承。

四、推力调心滚子轴承该类轴承中球面滚子倾斜排列,由于座圈滚道面呈球面,具有调心性能,因此可允许轴有若干倾斜,轴向负荷能力非常大,在承受轴向负荷的同时还可承受若干径向负荷,使用时一般采用油润滑。

机械制图--滚动轴承概述

机械制图--滚动轴承概述

机械制图–滚动轴承概述滚动轴承的定义滚动轴承是一种常见的机械零件,用于支撑和转动轴件。

它可以在高速和高负载下提供可靠的支持和运动。

滚动轴承通常由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。

其中,内圈和外圈是相对固定的零件,而滚动体和保持架则可以在两个圈之间滚动。

滚动轴承的分类滚动轴承可以根据不同的标准进行分类,以下是一些常见的分类方式:滚动体的形状•球形滚动轴承:滚动体为球形,适用于较高的转速和中小负荷。

•圆柱滚动轴承:滚动体为圆柱形,适用于较高的负荷和较低的转速。

•锥形滚动轴承:滚动体为圆锥形,适用于较高的负荷和较高的转速。

滚动体的数量•单列滚动轴承:只有一排滚动体,适用于轴向负载小的场合。

•双列滚动轴承:有两排滚动体,适用于轴向负载较大的场合。

•多列滚动轴承:有多排滚动体,可以承受更大的负荷。

其他分类方式除了上述方式,滚动轴承还可以按照精度、尺寸、封闭形式等进行分类。

滚动轴承的优点相比于其他类型的轴承,滚动轴承具有以下优点:1.低摩擦:滚动轴承通过滚动摩擦进行运动,与滑动轴承相比具有较低的摩擦损失。

2.高耐久性:滚动轴承可以在高速和高负荷下运行,具有较高的耐久性。

3.精度较高:滚动轴承的制造工艺较为复杂,可以制造出精密的轴承产品,满足不同应用的需求。

4.安装方便:滚动轴承的内圈和外圈可以相对独立地安装在轴上和座孔内,安装过程相对简单。

滚动轴承的应用滚动轴承被广泛应用于各个领域,包括机械、汽车、航空航天等。

以下是一些常见的应用场景:•机械设备:滚动轴承可以用于各种机械设备,例如机床、风力发电机、输送带等。

•汽车工业:滚动轴承在汽车发动机、变速器、转向系统等部件中得到广泛应用。

•航空航天:滚动轴承可以用于飞机的发动机、起落架、航空仪表等关键部件。

•家电:滚动轴承在洗衣机、冰箱等家电产品中起到重要作用。

滚动轴承的注意事项在使用滚动轴承时,需要注意以下事项:1.安装前清洁:安装滚动轴承之前,应该确保工作环境和轴承本身的清洁,避免尘埃和杂质进入轴承内部。

第13章滚动轴承

第13章滚动轴承
第十三章 滚动轴承
一、概述
1、组成 内圈( 内圈(inner race) ) 外圈(outer race) 外圈( ) 滚动体 (rolling element) ) 保持架( 保持架(retainer) )
杜永平 滚动轴承
2、工作原理 内圈与轴装配, 内圈与轴装配,随 轴转动; 轴转动;外圈固定 在轴承座上;保持 在轴承座上; 架保证避免滚动体 直接接触; 直接接触;滚动体 在内外圈的滚道内 滚动
杜永平 滚动轴承
D—两套轴承 两套轴承 轴承数目代号 B—背对背 T—三套轴承 三套轴承 背对背 排列代号 内径110mm 内径 面对面 Q—四套轴承 四套轴承 F—面对面 内径75mm P—五套轴承 T—串联 五套轴承 串联 ③ 前置代号内径 中系列深沟球轴承 内径50mm 正常宽内径 S—六套轴承 六套轴承 重系列圆锥滚子轴承 L—可分离轴承的内圈或外圈 可分离轴承的内圈或外圈 轻系列角接触球轴承 黄铜实体保持架 正常宽 R—不带可分离内圈或外圈的轴承 不带可分离内圈或外圈的轴承 0级公差 接触角α=27° 接触角级公差 ~30° = 正常宽 ° ° 标注举例: 标注举例: 接触角α= ° 2组游隙 组游隙 普通级公差 接触角 =25° 7210AC/P4 / 4级公差 级公差 0组游隙 组游隙 6322M/C2 / 0组游隙 组游隙 3415B
杜永平
滚动轴承
3、滚动体的类型 、 球(ball) ball)
圆柱滚子 (cylindrical roller) ) 圆锥滚子(taper roller) 圆锥滚子( ) 螺旋滚子( 螺旋滚子(helical roller) ) 球面滚子( 球面滚子(spherical roller) ) 滚针( 滚针(roller needle) )
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CHAPTER 27ROLLING-CONTACTBEARINGSCharles R. Mischke, Ph.D., P.E.Professor Emeritus of Mechanical EngineeringIowa State UniversityAmes, Iowa27.1 INTRODUCTION / 27.227.2 LOAD-LIFE RELATION FOR CONSTANT RELIABILITY / 27.727.3 SURVIV AL RELATION AT STEADY LOAD / 27.827.4 RELATING LOAD, LIFE, AND RELIABILITY GOAL / 27.927.5 COMBINED RADIAL AND THRUST LOADINGS / 27.1227.6 APPLICATION FACTORS / 27.1327.7 V ARIABLE LOADING / 27.1327.8 MISALIGNMENT / 27.16REFERENCES / 27.17GLOSSARY OF SYMBOLS10for roller bearings a Exponents ;a = 3 for ball bearings; a = 3AF Application factorb Weibull shape parameterStatic load ratingCsBasic load rating or basic dynamic load ratingC10f FractionF LoadFAxial loadaEquivalent radial loadFeqith equivalent radial loadFiRadial loadFrI IntegralL Life measure, r or hLDesired or design life measureDLRating life measureRLLife measure exceeded by 90 percent of bearings tested1027.1 STANDARD HANDBOOK OF MACHINE DESIGN27.2STANDARD HANDBOOK OF MACHINE DESIGNn Design factorDesired or design rotative speed, r/minnDApplication or design factor at ith levelninRating rotative speed, r/minRR ReliabilityV Rotation factor; inner ring rotations, V = 1; outer ring, V = 1.20χLife measure in Weibull survival equationχWeibull guaranteed life parameterX Radial factor for equivalent load predictionY Thrust factor for equivalent load predictionθWeibull characteristic life parameter, rotation angleφPeriod of cyclic variation, rad27.1 INTRODUCTIONFigures 27.1 to 27.12 illustrate something of the terminology and the wide variety of rolling-contact bearings available to the designer. Catalogs and engineering manuals can be obtained from bearing manufactures, and these are very comprehensive and of excellent quality. In addition, most manufacturers are anxious to advise designers on specific applications. For this reason the material in this chapter is concerned mostly with providing the designer an independent viewpoint.FIGURE 27.1Photograph of a deep=groove precision ball bearing with metal two-piece cage and dual seals to illustrate rolling-bearing terminology. (The Barden Corporation.)ROLLING-CONTACT BEARINGS 27.3applications to illustrate terminology. (Bearings Division, TRW Industrial Products Group.)FIGURE 27.3Rolling bearing with spherical rolling elements to permit misalignment up to±2.︒±3with an unsealed design. The sealed bearing, shown above, permits misalignment to︒(McGill Manufacturing Company, Inc)FIGURE 27.4 A heavy-duty cage-guided needle roller bearing with machined race. Note the absence of an inner ring, but standard inner rings can be obtained. (Mcgill Manufacturing Company, Inc.)27.4STANDARD HANDBOOK OF MACHINE DESIGNFigure 27.5 A spherical roller bearing with two rows of rollers running on a common sphered raceway. These bearings are self-aligning to permit misalignment resulting from either mounting or shaft deflection under load. (SKF Industries, Inc)FIGURE 27.6Shielded, flanged, deep-groove ball bearing. Shields serve as dirt barriers; flange facilitates mounting the bearing in a throughbored hole. (The Barden Corporation.)FIGURE 27.7Ball thrust bearing. (The Torrington Company.)FIGURE 27.8Spherical roller thrust bearing. (The Torrington Company.) ROLLING-CONTACT BEARINGS 27.5FIGURE 27.9Tapered-roller thrust bearing.(The Torrington Company.)FIGURE 27.10Tapered-roller bearing; for axial loads, thrust loads, or combined axial and thrust loads. (The Timken Company.)FIGURE 27.11Basic principle of a tapered-roller bearing with nomenclature. (The Timken Company.)FIGURE 27.12 Force analysis of a Timken bearing. (The Timken Company.)27.6STANDARD HANDBOOK OF MACHINE DESIGNTABLE 27.1Coefficients of FrictionBearing type Coefficient of friction uSelf-aligning ball 0.0010Cylindrical roller with flange-guided short rollers 0.0011Ball thrust 0.0013Single-row ball 0.0015Spherical roller 0.0018Tapered roller 0.0018 SOURCE: Ref. [27.1]Rolling-contact bearings use balls and rollers to exploit the small coefficients of friction when hard bodies roll on each other. The balls and rollers are kept separated and equally spaced by a separator (cage, or retainer). This device, which is essential to proper bearing functioning, is responsible for additional friction. Table 27.1 gives friction coefficients for estimating friction torque as a function of bearing mean diameter, load, basic load rating, and lubrication detail. See also Chap.25.Permissible speeds are influenced by bearing size, properties, lubrication detail, and operating temperatures. The speed varies inversely with mean bearing diameter. For additional details, consult any manufacturer’s catalog.Some of the guidelines for selecting bearing, which are valid more often than not, are as follows:· Ball bearings are the less expensive choice in the smaller sizes and under lighter loads, whereas roller bearings are less expensive for larger sizes and heavier loads.· Roller bearings are more satisfactory under shock or impact loading than ball bearings.·Ball-thrust bearings are for pure thrust loading only. At high speeds a deep-groove or angular-contact ball bearing usually will be a better choice, even for pure thrust loads.· Self-aligning ball bearings and cylindrical roller bearings have very low friction coefficients.· Deep-groove ball bearings are available with seals built into the bearing so that the bearing can be prelubricated to operate for long periods without attention.· Although rolling-c ontact bearings are ―standardized‖ and easily selected from vendor catalogs, there are instances of cooperative development by customer and vendor involving special materials, hollow elements, distorted raceways, and novel applications. Consult your bearing specialist.It is possible to obtain an estimate of the basic static load rating CS. For ball bearings,CS = Mnbd2b(27.1)For roller bearings,CS = Mnrled (27.2)ROLLING-CONTACT BEARINGS 27.7where CS= basic static loading rating, pounds (lb) [kilonewtons (kN)]nb= number of ballsnr= number of rollersdb= ball diameter, inches (in) [millimeters (mm)]d = roller diameter, in (mm)le= length of single-roller contact line, in (mm)Values of the constant M are listed in Table 27.2.TABLE 27.2Value of Constant M for Use in Eqs. (27.1) and (27.2)27.2 LOAD-LIFE RELATION FOR CONSTANT RELIABILITYWhen proper attention is paid to a rolling-contact bearing so that fatigue of the material is the only cause of failure, then nominally identical bearings exhibit a reliability-life-measure curve, as depicted in Fig. 27.13. The rating life is defined as the life measure (revolutions, hours, ect.)which 90 percent of the bearings will equal or exceed. This is also called the L10life or the B10life. When radial load is adjusted so that the l10 life is 1000000 revolutions (r), that load is called the basic load rating C (SKF Industries, Inc.). The Timken Company rates its bearings at 90000000. Whatever the rating basis, the life L can be normalized by dividing by the rating lifeL10. The median life is the life measure equaled or exceeded by half of the bearings. Median life is roughly 5 times rating life.For steady radial loading, the life at which the first tangible evidence of surface fatigue occurs can be predicted fromF a L = constant (27.3)Where a = 3 for ball bearings and a = 310for cylindrical and tapered-roller bearing. At constant reliability, the load and life at condition 1 can be related to the load and life at condition 2 bu Eq. (27.3). ThusF a 1L1= F a2L2(27.4)If F1is the basis load rating C10, then L1 is the rating life L10, and soC10=(10LL)a1(F) (27.5)27.8STANDARD HANDBOOK OF MACHINE DESIGNFIGURE 27.13Survival function representing endurance tests on rolling-contact bearings from data accumulated by SKF Industries, Inc. (From Ref.[27.2].)If lR is in hours and nRis in revolutions per minute, then L10= 60LRNR. It follows thatC10= FD(RRDDnLnL)a1(27.6)where the subscript D refers to desired (or design) and the subscript R refers to ratingconditions.27.3 SURVIVAL RELATION AT STEADY LOADFigure 27.14 shows how reliability varies as the loading is modified [27.2]. Equation (27.5) allows the ordinate to be expressed as either F/C 10or L/L 10. Figure 27.14 is based on more than 2500 SKF bearings. If Figs. 27.13 and 27.14 are scaled for recovery of coordinates, then the reliability can be tabulated together with L/L 10. Machinery applications use reliabilities exceeding 0.94. An excellent curve fit can be realized by using the three-parameter Weibull distribution (see Table 2.2 and Sec. 2.6). For this distribution the reliability can be expressed asR= exp[-(x x x --θ)] (27.7)where x = life measure, x= Weibull guaranteed life measure, θ = Weibullcharacteristic life measure, and b = Weibull shape factor. Using the 18 points in Table 27.3 with x 0 0.02, θ= 4.459, and b = 1.483, we see that Eq (27.7) can be particularized asR = exp[- (439.402.0/10-L L )] (27.8)ROLLING-CONTACT BEARINGS 27.9FIGURE 27.14 Survival function at higher reliabilities based on more than 2500 endurance tests by SKF Industries, Inc. (From Ref. [27.2].) The three-parameter Weibull constants are θ = 4.459, b = 1.483, and x 0 0.02 when x = L/L 10 = Ln/(L R n R ).For example, for L/L10= 0.1, Eq. (27.8) predicts R = 0.9974.27.4RELATING LOAD, LIFE, AND RELIABILITYGOALIf Eq. (27.3) is plotted on log-log coordinates, Fig. 27.15 results. The FL loci are rectified, while the parallel basic load rating. Point D represents the desired (or design) life and the correspondingload. A common problem is to select a bearing which will provide a life LDwhile carrying loadFD and exhibit a reliability RD. Along line BD, constant reliability prevails, and Eq.(27.4)applies:TABLE 27.3 Survival Equation Points at Higher ReliabilitiesScaled from Ref. [27.2], Fig.2.27.10STANDARD HANDBOOK OF MACHINE DESIGNFIGURE 27.15 Reliability contours on a load-life plot useful for relating catalog entry, point A, to design goal, point D.F B =F D (BDx x )a 1 (27.9)Along line A B the reliability changes, but the load is constant and Eq. (27.7) applies. ThusR = exp[- (0x x x --θ)]b(27.10)Now solve this equation for x and particularize it for point B, noting that R D = R B .x b = x 0+(0x -θ)(ln R1)b 1 (27.11)Substituting Eq. (27.11) into Eq. (27.9) yieldsF B = C 10=F D {a bD DR x x x 1100})]1)[ln((-+θ (27.12)For reliabilities greater than 0.90, which is the usual case, In (1/R) ≅1- R and Eq. (27.12)simplifies as follows:C 10 = FD [aDR x x x 100)1)((--+θ] (27.13)The desired life measure x D can be expressed most conveniently in millions of revolutions (for SKF).Example 1. If a ball bearing must carry a load of 800 lb for 50 ⨯106and exhibit a reliability of 0.99, then the basic load rating should equal or exceedROLLING-CONTACT BEARINGS 27.11C 10 = 800[483.1199.0-1439.402.050))((+]31This is the same as 21.80 kN, which corresponds to the capability of a 02 series 35-mm-bore ball bearing. Since selected bearing have different basic load ratings from those required, a solution to Eq. (27.13) for reliability extant after specification is useful:R = 1 – [aD a D D F C x F C x x )/)(()/(100100--θ]b(27.14)Example 2. If the bearing selected for Example 1, a 02 series 50-mm bore, has a basic load rating of 26.9 kN, what is the expected reliability? And C 10 = 26.9 ⨯103)/455=6045 lb SoR = 1 – [33)800/6045)(439.4()800/60450.02-50(]483.1=0.9966The previous equations can be adjusted to a two-parameter Weibull survival equation by setting x 0 to zero and using appropriate values of θ and b. For bearings rated at a particular speed and time, substitute L )/(R R D D n L n for x D .The survival relationship for Timken tapered-roller bearings is shown graphically in Fig. 27.16, and points scaled from this curve form the basis for Table 27.4. The survival equation turns out to be the two-parameter Weibull relation:R = exp [-(b x)θ]=exp[-(4335.110890.4/)L L ] (27.15)FIGURE 27.16 Survival function at higher reliabilities based on the Timken Company tapered-roller bearings. The curve fit is a two-parameter Weibull function with constants θ = 4.48 and b =23 (x 0=0) when x = L n /(L R R n ). (From Ref.[27.3]3)27.12 STANDARD HANDBOOK OF MACHINE DESIGNTABLE 27.4 Survival Equation Points for Tapered-Roller BearingsScaled from Fig. 4 of Engineering Journal, Sec.1, The Timken Company, Canton, Ohio, rev. 1978.The equation corresponding to Eq. (27.13) isC 10 = FD [bD R x 1)1(-θ]a1 = F D (θD x )a 1(1-R)-1 (27.16)And the equation corresponding to Eq. (27.14) isR = 1 – (θD x )b (DF C 10 )ab- (27.17)Example 3. A Timken tapered-roller bearing is to be selected to carry a radial load of 4 kN andhave a reliability of 0.99 at 1200 hours (h) and a speed of 600 revolutions per minute (r/min). Thusx D =RR D D n L n L =480.050030006001200=)()( andC 10 =4[5.11)99.01(48.448.0-]103 =5141NTimken bearings are rated in U.S. Customary System (USCS) units or in newtons; therefore, a basic load rating of 5141 N or higher is to be sought.For any bearings to be specifie d, check with the manufacturer’s engineering manual for survivalequation information. This is usually in the form of graphs, nomograms, or equations of available candidates. Check with the manufacturer on cost because production runs materially affect bearing cost.27.5COMBINED RADIAL AND THRUSTLOADINGSBall bearings can resist some thrust loading simultaneously with a radial load. The equivalent radial load is the constant pure radial load which inflicts the same damage on the bearing per revolution as the combination. A common form for weighting the radial load F, and the axial loadFaisFe =VXFr+YFawhere Fe= equivalent radial load. The weighting factors X and Y are given for each bearing type in the manufacturer's engineering manual. The parameter V distinguishes between inner-ring rotation, V=1, and outer-ring rotation, V= 1.20. A common form of Eq. (27.18) isFe =max(VFr, X1VFr+Y1Fa,X2VFr+Y2Fa,…(27.19)27.6APPLICATION FACTORSIn machinery applications the peak radial loads on a bearing are different from the nominal or average load owing to a variation in torque or other influences. For a number of situations in which there is a body of measurement and experience, bearing manufacturers tabulate application factors that are used to multiply the average load to properly account for the additional fatigue damage resulting from the fluctuations. Such factors perform the same function as a design factor.In previous equations, FD is replaced by nFDor AF(FD), where AF is the application factor.27.7 V ARIABLELOADINGAt constant reliability the current F aL product measures progress toward failure. The areaunder the F aversus L curve at failure is an index to total damage resulting in failure. The areaunder the F aL locus at any time prior to failure is an index to damage so far. If the radial load or equivalent radial load varies during a revolution or several revolutions in a periodic fashion, then the equivalent radial load is related to the instantaneous radial load by F eq = (φ1⎰φθ0d F a )a 1where φ = period of the variation —2π for repetition every revolution, 4π for repetition every second revolution, etc. (see Fig. 27.17).Example 4. A bearing load is given by F(θ) = 1000 sin θ in pounds force. Estimate the equivalent load by using Simpson's rule, F eq = [π1⎰π310)sin 1000(θθd ]103 = 762 lbWhen equivalent loads are applied in a stepwise fashion, the equivalent radial load is expressible byF eq = [∑=ki aii iF n f 1)(]a127.14STANDARD HANDBOOK OF MACHINE DESIGHFIGURE 27.17 Equivalent radial load when load varies periodicallywith angular position.where i f = fraction of revolution at load F ii n = application or design factori F = ith equivalent radial loada = applicable exponent —3 for ball bearings and 310 for roller bearingsExample 5. A four-step loading cycle is applied to a ball bearing. For one-tenth of the time, the speed is 1000 rpm, F r = 800 lb, and F a = 400 lb; for two-tenths of the time, the speed is 1200 rpm, F r = 1000 lb, and F a = 500 lb; for three-tenths of the time, the speed is 1500 rpm, F r = 1500 lb, and F a = 700 lb; for four-tenths of the time, the speed is 800 rpm, F r = 1100 lb, and F a = 500 Ib. For this shallow-angle, angular-contact ball bearing, X 1 = I9 Y 1 = 1.25, X 2 = 0.45, Y 2 = 1.2, and V=I. This loading cycle is also depicted in Fig. 27.18.FIGURE 27.18Loading cycle: one-tenth of time at 1000 rpm, Fr = 800, Fa= 400;two-tenths of time at 1200 rpm, Fr = 1000, Fa= 500; three-tenths of time at 1500 rpm, Fr=1500, Fa = 700; four-tenths of time at 800 rpm, Fr= 1100, Fa= 500; X1= 1, Y1= 1.25, X2= 0.45, Y2= 1.2, V= I.TABLE 27.5Tabulation for Example 527.16 STANDARD HANDBOOK OF MACHINE DESIGHThe first step in the solution is to create Table 27.5. The equivalent radial load isFeq= [0.090(143O)3+ 0.216(2031)3+ 0.405(2969)3+ 0.288(2588)3]1= 2604 lbWithout the use of design factors, the equivalent radial load is= [0.090(130O)3+ 0.216(1625)3+ 0.405(2375)3+ 0.288(1725)3]1= 2002 lbFeqThe overall design factor is 2604/2002, or 1.30. If this sequence were common in a machinery application, a bearing manufacturer might recommend an application factor of 1.30 for this particular application.27.8MISALIGNMENTThe inner ring of a rolling-contact bearing is tightly fitted to the shaft, and the axis of rotation is oriented, as is the shaft centerline. The outer ring is held by some form of housing, and its axis is oriented as demanded by the housing. As the shaft deflects under load, these two axes lie at an angle to each other. This misalignment for very small angles is accommodated in "slack," and no adverse life consequences are exhibited. As soon as the slack is exhausted, the intended deflection is resisted and the bearing experiences unintended loading. Life is reduced below prediction levels.A shaft design which is too limber does not fail, but bearings are replaced with much greater frequency. It is too easy to be critical of bearings when the problem lies in the shaft design.Figure 27.19 shows the dramatic fractional life reduction owing to misalignment in line-contact bearings [27.4].If there is misalignment, it should not exceed 0.001 radian (rad) in cylindrical and tapered-roller bearings, 0.0087 rad for spherical ball bearings, or about 0.004 rad for deep-groove ball bearings. Self-aligning ball or spherical roller bearings are more tolerant of misalignment. The bibliography of Ref. [27.4] is extensive on this subject.FIGURE 27.19Fractional bearing life to be expected as a function of misalignment in line-contact bearings. (From Ref. [27.4], Fig. 11.)REFERENCES27.1 SKF Engineering Data, SKF Industries, Inc., Philadelphia, 1979.27.2 T. A. Harris, "Predicting Bearing Reliability," Machine Design, vol. 35, no. 1, Jan. 3,1963, pp. 129-132.27.3 Bearing Selection Handbook, rev. ed.,The Timken Company, Canton, Ohio, 1986.27.4 E. N. Bamberger, T. A. Harris, W. M. Kacmarsky, C. A. Moyer, R. J. Parker, J. J. Sherlock, and E. V. Zaretsky, Life Adjustment Factors for Ball and Roller Bearings, ASME, New York,1971.。

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