滚动轴承

Fs 2 F s1 F x
取两者中大值
F A2
取两者中大值
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滚动轴承的寿命计算
例:下图为二级齿轮减速器中间轴的受 力简图。已知内部轴向力Fs1＝400N，Fs2＝650N，外部 轴向力Fx1＝300N，Fx2＝800N，试分析两个圆锥滚子轴 承的轴向载荷。 解:
1. 基本代号
• 类型代号 表示轴承的基本类型，用数字或字母表示。 • 尺寸系列代号 表示内径相同的轴承可具有不同的外径，而同样外径时 又可有不同的宽度（对推力轴承指高度）。由两位数 字表示。 • 内径代号 表示轴承的内径尺寸，用两位数字表示，
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滚动轴承的代号
轴承的内径代号
内径尺寸 d/mm 20～480（5进位） 22 28 32 10 12 15 17
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滚动轴承的静强度计算
• 当量静载荷P0 当轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，应将实际载荷 转化成假想的当量静载荷，在该载荷作用下，滚动体 与滚道上的接触应力与实际载荷作用相同。 P0＝X0 FR＋Y0 FA X0为径向载荷系数,Y0为轴向载荷系数 • 静强度条件
C0 P0
≥S0
S0为静强度安全因数
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滚动轴承的润滑与密封
37
滚动轴承的润滑与密封
38
例21-3
例21-3 某单级齿轮减速器输入轴由一对深沟球轴承支承。 已知齿轮上各力为：切向力 Ft ＝3000N，径向力 Fr ＝1200N， 轴向力Fx＝650N，方向如图21-19所示。齿轮分度圆直径d ＝40mm。设齿轮中点至两支点距离 l ＝50mm，轴与电机直 接相连， n ＝960r/min，载荷平稳，常温工作，轴颈直径 为30mm。要求轴承寿命不低于9000h，试选择轴承型号。
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滚动轴承的寿命计算
不同可靠度的轴承寿命计算
• 在轴承材料、运转条件不变的情况下，不同可靠度的 寿命计算公式为： LRh＝a1 L10h
L10h---基本额定寿命
a1 ---寿命修正因数
LRh---修正的额定寿命
可靠度R为100%的轴承寿命（即最小寿命） FR min≈0.05 L10h。
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§ 21.6 滚动轴承的静强度计算
表21-7
Y---轴承的轴向动载荷系数
) A FY R FX ( p f P
23
滚动轴承的寿命计算
基本额定寿命计算
•
L10
C P
6

L10 h
10 C 60 n P

引入温度因数ft对C值进行修正:
Ct = ftC
机械设计中常以机器的中修、大修年限作为轴承 的设计寿命。
推力轴承 ：中心轴向载荷
•当量动载荷
P f p ( XF R YF A )
假想载荷，在这个假想载荷作用下，轴承的寿命和实际 载荷下的寿命相同，用P表示。
22
滚动轴承的寿命计算
FR---轴承的实际径向载荷
FA ---轴承的实际轴向载荷
fp---冲击载荷因数，表21-8
X---轴承的径向动载荷系数
径 向 接 触 轴 承
向 心 角 接 触 轴 承
滚动轴承的类型和选择
推力轴承： 45°<α ≤90° ，主要承受轴向载荷；
推力角接触轴承—— 45°<α< 90°的推力轴承 轴向接触轴承——α＝90°的推力轴承
滚动轴承的类型和选择
2.常用滚动轴承类型
•向心轴承：主要承受径向载荷FR 深沟球轴承（6）
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滚动轴承的载荷、失效和计算准则
2．计算准则
• 转速很低（n<10r/min）或摆动的轴承，只需作静强度 计算；
•高速轴承，为防止发生粘着磨损，除进行接触疲劳寿 命计算外，还应校验极限转速。
20
§ 21.5 滚动轴承的寿命计算
基本额定寿命、基本额定动载荷和当量动载荷
•基本额定寿命 一批相同的轴承在相同的条件下运转，其中90%以上的轴 承在疲劳点蚀前能达到的总转数或一定转速下工作的小 时数，称为轴承的基本额定寿命，以L10（106转为单位） 或L10h（小时为单位）表示
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§ 21.7 滚动轴承的极限转速
• 极限转速nlim 是滚动轴承允许的最高转速，它与轴承类 型、尺寸等多种因素有关，有其适用条件。实际工作 条件与极限转速的适用条件不一致时，应对极限转速 进行修正。实际工作条件下轴承允许的最高转速nmax为 nmax＝f1 f2 nlim f1为载荷因数；f2为载荷分布因数
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滚动轴承的代号
7 角接触球轴承
2
10 AC /P5 公差等级为5级 公称接触角=25 内径d＝10×5＝50mm
尺寸系列(0)2，（宽度系列0，直径系列2）
16
§ 21.4 滚动轴承的载荷、失效和计算准则
滚动轴承的载荷分布
• 只受径向载荷的情况 由理论分析知，受载最大 的滚动体的载荷为：
F F 5 Z FR (球) FR (滚子 )
4 .6 Z
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滚动轴承的载荷、失效和计算准则
• 只受轴向载荷的情况 FA Fa z
Fr Fa cot FA z cot
•径向载荷、轴向载荷联合作用的情况
Fmax 5 z FR FA Z cot
这种情况下，滚动体的受力和轴承的载荷 分布不仅与径向载荷和轴向载荷的大小有 关，还与接触角的变化有关。
18
滚动轴承的载荷、失效和计算准则
滚动轴承的失效形式及计算准则
1．失效形式 • 疲劳点蚀 :脉动循环的接触应力 • 塑性变形: 过大的静载荷或冲击载荷
• 磨损 :磨粒磨损,粘着磨损、胶合。
2．计算准则 •正常工作条件下做回转运动的滚动轴承，主要发生点蚀， 故应进行接触疲劳寿命计算；当载荷变化较大或有较大冲 击载荷时，还应增加静强度校核；
• 额定静载荷 滚动轴承受载后，使受载最大的滚动体与滚道接触中心 处的接触应力达到一定值（调心球轴承为4600MPa，其 它球轴承为4200MPa，滚子轴承为4000MPa），这个载 荷称为额定静载荷，用C0表示。 对于径向接触和轴向接触轴承，C0分别是径向载荷和中心 轴向载荷，对于向心角接触轴承，C0是载荷的径向分 量。
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滚动轴承的寿命计算
• 寿命计算可按双列轴承进行，即计算当量动载荷时按 双列轴承选取系数X、Y的值 • 其基本额定动载荷C和额定静载荷C0按下式计算：
C 1.62 C r (滚子轴承 ) C 1.71C r (滚子轴承 )
C0=2C0
Cr、C0分别为单个轴承的基本额定动载荷和额定静载荷。
概
述
2．滚动轴承的组成 核心元件—滚动体的类型
3．滚动轴承的材料
§21.1滚动轴承的类型和选择
滚动轴承的主要类型、结构和特点
1．滚动轴承的分类 向心轴承：主要承 受径向载荷 按所能承受的载荷方向 推力轴承：主要承 受轴向载荷 滚子轴承 按滚动体的形状 球轴承
滚动轴承的类型和选择
按滚动体的列数
单列轴承 双列轴承 可分离型轴承 不可分离型轴承
F s1 400 N F s 2 F x1 F x 2 ( 650 300 800) N 150 N
则FA1＝max{400,150}=400N 同理可得:
FA2＝900N
点成对安装同型号向心角接触轴承的计算特点
• 两个同型号的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，作为一 个支承整体对称安装在同一支点上时，可以承受较大 的径向、轴向联合载荷。
13
滚动轴承的代号
DB
DF
DT
14
滚动轴承的代号
3.前置代号
表示轴承的分部件，以字母表示，如K代表滚子轴承的滚 子和保持架组件，L代表可分离轴承的可分离套圈等。 例21-1 说明轴承代号、7210AC/P5的含义。 6 0 深沟球轴承 24 公差等级为0级 内径尺寸d=24×5= 120mm 尺寸系列(1)0（宽度系列1，直径系列0）
第二十一章 滚动轴承
§21.1概 述 §21.2滚动轴承的类型和选择 §21.3滚动轴承的代号 §21.4滚动轴承的载荷、失效和计算准则 §21.5滚动轴承的寿命计算 §21.6滚动轴承的静强度计算 §21.7滚动轴承的极限转速 §21.8滚动轴承的润滑与密封 例 题
1
§21.1 概
述
轴承——用来支承心轴或转轴的部件。根据其工作时的 摩擦性质，可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。 1．滚动轴承的特点（与滑动轴承相比较） 1）摩擦阻力小、起动灵活、效率高； 2）由专业厂家批量生产，类型尺寸齐全，标准化程度高； 3）抗冲击能力较差，径向尺寸比较大，高速重载时寿命 较低且噪声较大。
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解题过程: 1. 求两轴承所受径向载荷 （1）轴垂直面支点反力FRV
FRV 1 Fr l Fx 2l d 2 1200 50 650 2 50 40 2 N
例21-3
FRV 2
Fr l F x 2l
d 2
1200 50 650 2 50
40 2 N
如果轴承的最高转速nmax不能满足使用要求， 可采取一些措施，提高极限转速，
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§ 21.8 滚动轴承的润滑与密封
滚动轴承的润滑
•润滑的目的 •润滑方式 脂润滑 油润滑 •润滑方式的选择 Dmn值作为选择润滑方式的依据
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滚动轴承的润滑与密封
滚动轴承的密封
• 密封的目的 防止灰尘、水分和其它杂物侵入轴承，并可阻止润滑剂 的流失。 • 类型 非接触式密封 间隙式 迷宫式 接触式密封 毡圈式 皮碗式
轴承类型
7000C （＝15)
7000AC (＝25)
7000B (＝40)
30000