第八章-滚动轴承
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 预期寿命L´h
——在对轴承进行寿命计算时时，必须先给出轴 承的使用时间，及预期寿命，按此选择轴承型号。 表11-11推荐出预期寿命
二、基本额定动载荷
1. 定义：使轴承的基本额定寿命恰好是106 转时，轴承所能承 受的载荷，用字母C表示，单位：kN
2. 大小：不同类型C的含义不同；不同型号C的大小不同。
公差代号，由高级到 低级：
径向游隙代号，由小 到大： 0组：常用，可不标 1组: /c1 2组: /c2 3组: /c3 4组: /c4
/p2:2级
/p4:4级 /p5:5级 /p6:6级 /p6x:6x级
/p0:普通级，可省略
5组: /c5
前 置 代 号
表示轴承的分部件，用字母表示。
例：7211c/p5
60 n L h C P 106
Lh
——预期寿命（h）
四、滚动轴承的当量动载荷P
1. 当量动载荷：由实际载荷转换为与基本额定动载荷C条件 一致的载荷形式，用P表示。 2. P的计算：P=fP (XFr +YFa ) 式中： fP ——载荷系数（表11-9） Fr ——径向载荷；X——径向载荷系数 Fa ——轴向载荷；Y——轴向载荷系数 表11-8
f p 1.1 (表11-9）
10 ft C Lh ( ) 60n P 6 10 25500 3 ( ) 60 2000 2200 12976.9h
6
ft 1.0 (表11-12）
五、角接触轴承轴向载荷的计算
30000型 70000型 轴承受径向载荷作用时会产生 内部轴向力
成对使用，有两种安装方式（正装、反装） 这是一对两外圈窄边 相对的正装，其支撑 点内移，有利于轴的 强度计算.内部轴向力 的方向向里.
这是一对两外圈宽 边相对的反装，其 支撑点外移，不利 于轴的强度计算.内 部轴向力方向向外.
正装：
F
' 2
FA
F1'
1．若 FA F2＞ F1 由于轴承1的右端已固定，轴不能向右移动，即轴承1被压紧, 由 力的平衡条件得
e 0.19
查得： C0r=15.2kN Cr=25.5kN 表11-8
表11-16
Fa 300 0.0197 3 C 0 r 15.2 10
0.22 0.19 (0.028 0.0197 ) 0.208 0.028 0.014
Fa Fr 300 2000 0.15 e 则： X 1, Y 0 故： P f p ( XFr YFa ) 1.1 (1 2000 0 300) 2200N
Fsi Fs 1.25Fr tg
角接触向心轴承内部轴向力F’Βιβλιοθήκη 轴 承 类 型F’
角 接 触 向 心 球 轴 承 圆锥滚子轴承 70000C 70000AC 70000B Fr/(2Y) (=150) （=250） （ =400） (Y是Fa/F>e时 的轴向系数) eFr 0.68Fr 1.14 Fr
向心轴承：为径向基本额定动载荷，用Cr 表示
推力轴承：为轴向基本额定动载荷，用Ca 表示 向心推力轴承：使套圈产生纯径向位移的载荷径向 分量，用Cr 表示
以上C值可查手册
三、寿命计算公式
1. 提出问题： • • 若作用在轴承上的载荷不为C值时,寿命为多少？ 若已知载荷P，转速n，预期寿命L´h该如何求C值？ 图示为6207轴承载荷——寿命曲线
轴承2（压紧端）承受的轴向载荷：Fa 2 F1 FA
8.5 滚动轴承的组合设计
一、轴承配置
1、双支点单向固定
深沟球
角接触球
2、单支点双向固定
固定端：
• 深沟球； • 角接触或圆锥滚子成对使用； • 向心和推力组合使用
游动端：
• 深沟球，内圈固定，外圈 游动；
• 圆柱滚子，内外圈均固定， 滚子游动
2. 实验解决问题：
当寿命为106 r时，载荷P(C)=25.5kN, 将曲线用解析式子表示：
C L10 ( ) P
C L10 ( ) P
式中： L10 ——寿命（106 r）
C P
——基本额定动载荷（kN）
——当量动载荷（kN）
——轴承指数（球：ε=3；滚子： ε=10/3 ）
轴承1（压紧端）承受的轴向载荷： Fa1 FA F2 轴承2（放松端）承受的轴向载荷： Fa 2 F2 2．若 FA F2＜ F1 则轴承2被压紧，由力的平衡条件得 轴承1（放松端）承受的轴向载荷： Fa1 F1 轴承2（压紧端）承受的轴向载荷：Fa 2 F1 FA
基本代号
直径系列代号：指 内径相同，外径与 宽度不同，例：
内径代号，其中：
00~d=10mm 01~d=12mm
02~d=15mm
03~d=17mm 04~96:d=5*代号(mm)
后 置 代 号
用字母和数字等表示轴承的结构、公差 及材料的特殊要求等，其中常用代号有：
内部结构代号： C:表示α=15° AC:表示α=25° B:表示α=40°
结论： • 被压紧轴承： Fa为FA与放松轴承的派生轴向力的 代数和 • 被放松轴承： Fa为自身的派生轴向力
FA
反装：
F1'
F2'
1．若 FA F2＞ F1 轴承1（压紧端）承受的轴向载荷： Fa1 FA F2 轴承2（放松端）承受的轴向载荷： Fa 2 F2 2．若 FA F2＜ F1 则轴承2被压紧，由力的平衡条件得 轴承1（放松端）承受的轴向载荷： Fa1 F1
配合标注： 内圈与轴：只标注轴
外圈与孔：只标注孔
五、轴承的预紧与装拆
• 预紧：使轴承在轴向被压紧，消除轴向游隙，轴承组件 之间产生预变形。 • 目的：提高转动精度，增加刚性，减小振动。 • 方法 加热 (80~900C) 利用 拆装 工具 轴肩高度低于内圈
设计时应注意:
为便于装拆→ 阶梯轴→轴肩→dmin在最外端、必有定位轴环 轴承定位轴肩(套筒)不能过高(以便拆卸) 非定位轴肩→便于装配 h=(0.5 ～ 1)mm 轴长应略短于 轮毂宽度 (保证零件固定) 定位轴肩→零件定位 安装标准件轴段直径， 应套其内径标准 h ＝3~5 mm
二、考虑转速高低
高速：宜选球，轻系列，实体保持架，提高轴承公差等级，适 当增大径向游隙
三、考虑装拆问题
若轴承座孔为整体结构，应考虑选内、或外圈可分离的轴承，如 30000型，N0000型，或NA0000
8.4 滚动轴承尺寸的选择
一、滚动轴承的失效形式及基本额定寿命
1. 失效形式
• 点蚀——接触应力引起——引起振动、噪声、发热 • 烧伤——润滑不足引起 • 过渡磨损——润滑油不洁引起 • 其它——卡死，涨破内圈，挤碎套圈或保持架——安装不 良引起
二、轴承的轴向紧固
1、内圈紧固方法
弹性挡圈与轴肩
2、外圈紧固方法
轴端挡圈与轴肩
圆螺母加止动垫圈
轴承端盖
挡肩与孔用弹 性挡圈
外圈带止动槽的轴承
三、轴承游隙及轴上零件位置的调整
垫 片
靠轴承端盖的垫片调整
靠圆螺母调整
靠套杯调整圆锥齿轮与蜗杆的轴向位置
四、轴承的配合
1、内圈与轴的配合：基孔制，紧配合，常采用k6 2、外圈与座孔的配合：基轴制，可采用较松的配合，但不能 在孔内转动，常采用H7。
• 特例：对于N,NA类轴承——因Fa =0，则： P=fP Fr 对于5类轴承——因Fr =0，则： P=fP Fa
实例分析1： 一水泵选用深沟球轴承，已知轴颈直径d=35mm，转速 n=2000r/min，Fr=2000N,Fa=300N,初选轴承6207 。试计算轴承 寿命。 1）初选轴承6207 计算p
点蚀
磨损
胶合 套圈破碎 保持架破碎
2. 寿命：套圈或滚动体在首次出现疲劳扩展前，一个套圈 相对于另一个套圈的转数
• 寿命分布曲线： 可以看出尽管材料、尺 寸、类型完全相同，但 寿命情况差别很大。 提出问题：如何定义寿 命
未失效轴承数量（%）
• 基本额定寿命
——按一组轴承中，10%发生破坏，90%不发生 破坏前的转数（单位：106）作为轴承的基本额定 寿命，用L10表示
3. 计算公式：实际计算时寿命用小时更为方便；另有考 虑温度的影响，引入温度系数：
106 f t C Lh ( ) 60n P
106 f t C Lh ( ) 60n P
ft n
——温度系数（表11-12） ——转速（r/min）
两类问题： • • 已知轴承转速、载荷、轴承型号，计算使用寿命； 已知轴承转速、载荷、预期寿命，选择轴承型号
表示角接触球轴承；直径2（轻）系列；内径为55mm；接 触角α=15°；5级公差；0组游隙
试说明滚轴承代号62203和7312AC/P6的含义。
8.3 滚动轴承类型的选择
一、考虑载荷特性
1. 载荷大小：大：滚子；小：球
2. 载荷方向：径向：圆柱滚子、滚针、深沟球； 轴向：推力 径向与不大的轴向：深沟球，α不大的角接触球与圆锥滚子； 径向与较大的轴向：α较大的角接触球与圆锥滚子，或深沟球 加推力。 3. 载荷特点：冲击载荷，或轴中心线与轴承座中心线不重合时 应选调心球或调心滚子，决不能选圆柱滚子或滚针。
8.2 滚动轴承的主要类型及代号
一、按承受外载荷类型分类：
• 向心轴承：承受径向力Fr ， 其中有几类可承受不大的轴 向力
• 推力轴承：承受轴向力Fa
• 向心推力轴承：同时承受径向力Fr ，轴向力Fa
接触角
载荷角
二、代号
前 置 代 号 类型代号： 宽度系 常用： 列代号 1：调心球 正常系 列为0， 2：调心滚子 除调心 3：圆锥滚子 滚子与 5：推力球 圆锥滚 6：深沟球 子，其 余可省 7：角接触球 略 N：圆柱滚子 后 置 代 号
第八章 滚动轴承
8.1 概述
一、本章的基本内容：
•轴承的选用（类型，尺寸） • 轴承承载能力的验算 • 轴承装置设计（安装、调试、润滑、密封）
二、滚动轴承的基本结构：
•套圈：内圈2（轴圈），外圈1（座圈）；材料为轴承钢 • 滚动体3：球，滚子（圆柱、圆锥、鼓形），滚针等，材料 轴承钢 • 保持架4：切制（铜、铝等合金，塑料），冲压（低碳钢）
(a)滚动轴承 (b)联轴器 (c)密封件 ＜ 轴肩圆角ｒ 轮毂孔圆角Ｒ(倒角Ｃ)
(为保证轴上零件与轴肩贴合)
——在对轴承进行寿命计算时时，必须先给出轴 承的使用时间，及预期寿命，按此选择轴承型号。 表11-11推荐出预期寿命
二、基本额定动载荷
1. 定义：使轴承的基本额定寿命恰好是106 转时，轴承所能承 受的载荷，用字母C表示，单位：kN
2. 大小：不同类型C的含义不同；不同型号C的大小不同。
公差代号，由高级到 低级：
径向游隙代号，由小 到大： 0组：常用，可不标 1组: /c1 2组: /c2 3组: /c3 4组: /c4
/p2:2级
/p4:4级 /p5:5级 /p6:6级 /p6x:6x级
/p0:普通级，可省略
5组: /c5
前 置 代 号
表示轴承的分部件，用字母表示。
例：7211c/p5
60 n L h C P 106
Lh
——预期寿命（h）
四、滚动轴承的当量动载荷P
1. 当量动载荷：由实际载荷转换为与基本额定动载荷C条件 一致的载荷形式，用P表示。 2. P的计算：P=fP (XFr +YFa ) 式中： fP ——载荷系数（表11-9） Fr ——径向载荷；X——径向载荷系数 Fa ——轴向载荷；Y——轴向载荷系数 表11-8
f p 1.1 (表11-9）
10 ft C Lh ( ) 60n P 6 10 25500 3 ( ) 60 2000 2200 12976.9h
6
ft 1.0 (表11-12）
五、角接触轴承轴向载荷的计算
30000型 70000型 轴承受径向载荷作用时会产生 内部轴向力
成对使用，有两种安装方式（正装、反装） 这是一对两外圈窄边 相对的正装，其支撑 点内移，有利于轴的 强度计算.内部轴向力 的方向向里.
这是一对两外圈宽 边相对的反装，其 支撑点外移，不利 于轴的强度计算.内 部轴向力方向向外.
正装：
F
' 2
FA
F1'
1．若 FA F2＞ F1 由于轴承1的右端已固定，轴不能向右移动，即轴承1被压紧, 由 力的平衡条件得
e 0.19
查得： C0r=15.2kN Cr=25.5kN 表11-8
表11-16
Fa 300 0.0197 3 C 0 r 15.2 10
0.22 0.19 (0.028 0.0197 ) 0.208 0.028 0.014
Fa Fr 300 2000 0.15 e 则： X 1, Y 0 故： P f p ( XFr YFa ) 1.1 (1 2000 0 300) 2200N
Fsi Fs 1.25Fr tg
角接触向心轴承内部轴向力F’Βιβλιοθήκη 轴 承 类 型F’
角 接 触 向 心 球 轴 承 圆锥滚子轴承 70000C 70000AC 70000B Fr/(2Y) (=150) （=250） （ =400） (Y是Fa/F>e时 的轴向系数) eFr 0.68Fr 1.14 Fr
向心轴承：为径向基本额定动载荷，用Cr 表示
推力轴承：为轴向基本额定动载荷，用Ca 表示 向心推力轴承：使套圈产生纯径向位移的载荷径向 分量，用Cr 表示
以上C值可查手册
三、寿命计算公式
1. 提出问题： • • 若作用在轴承上的载荷不为C值时,寿命为多少？ 若已知载荷P，转速n，预期寿命L´h该如何求C值？ 图示为6207轴承载荷——寿命曲线
轴承2（压紧端）承受的轴向载荷：Fa 2 F1 FA
8.5 滚动轴承的组合设计
一、轴承配置
1、双支点单向固定
深沟球
角接触球
2、单支点双向固定
固定端：
• 深沟球； • 角接触或圆锥滚子成对使用； • 向心和推力组合使用
游动端：
• 深沟球，内圈固定，外圈 游动；
• 圆柱滚子，内外圈均固定， 滚子游动
2. 实验解决问题：
当寿命为106 r时，载荷P(C)=25.5kN, 将曲线用解析式子表示：
C L10 ( ) P
C L10 ( ) P
式中： L10 ——寿命（106 r）
C P
——基本额定动载荷（kN）
——当量动载荷（kN）
——轴承指数（球：ε=3；滚子： ε=10/3 ）
轴承1（压紧端）承受的轴向载荷： Fa1 FA F2 轴承2（放松端）承受的轴向载荷： Fa 2 F2 2．若 FA F2＜ F1 则轴承2被压紧，由力的平衡条件得 轴承1（放松端）承受的轴向载荷： Fa1 F1 轴承2（压紧端）承受的轴向载荷：Fa 2 F1 FA
基本代号
直径系列代号：指 内径相同，外径与 宽度不同，例：
内径代号，其中：
00~d=10mm 01~d=12mm
02~d=15mm
03~d=17mm 04~96:d=5*代号(mm)
后 置 代 号
用字母和数字等表示轴承的结构、公差 及材料的特殊要求等，其中常用代号有：
内部结构代号： C:表示α=15° AC:表示α=25° B:表示α=40°
结论： • 被压紧轴承： Fa为FA与放松轴承的派生轴向力的 代数和 • 被放松轴承： Fa为自身的派生轴向力
FA
反装：
F1'
F2'
1．若 FA F2＞ F1 轴承1（压紧端）承受的轴向载荷： Fa1 FA F2 轴承2（放松端）承受的轴向载荷： Fa 2 F2 2．若 FA F2＜ F1 则轴承2被压紧，由力的平衡条件得 轴承1（放松端）承受的轴向载荷： Fa1 F1
配合标注： 内圈与轴：只标注轴
外圈与孔：只标注孔
五、轴承的预紧与装拆
• 预紧：使轴承在轴向被压紧，消除轴向游隙，轴承组件 之间产生预变形。 • 目的：提高转动精度，增加刚性，减小振动。 • 方法 加热 (80~900C) 利用 拆装 工具 轴肩高度低于内圈
设计时应注意:
为便于装拆→ 阶梯轴→轴肩→dmin在最外端、必有定位轴环 轴承定位轴肩(套筒)不能过高(以便拆卸) 非定位轴肩→便于装配 h=(0.5 ～ 1)mm 轴长应略短于 轮毂宽度 (保证零件固定) 定位轴肩→零件定位 安装标准件轴段直径， 应套其内径标准 h ＝3~5 mm
二、考虑转速高低
高速：宜选球，轻系列，实体保持架，提高轴承公差等级，适 当增大径向游隙
三、考虑装拆问题
若轴承座孔为整体结构，应考虑选内、或外圈可分离的轴承，如 30000型，N0000型，或NA0000
8.4 滚动轴承尺寸的选择
一、滚动轴承的失效形式及基本额定寿命
1. 失效形式
• 点蚀——接触应力引起——引起振动、噪声、发热 • 烧伤——润滑不足引起 • 过渡磨损——润滑油不洁引起 • 其它——卡死，涨破内圈，挤碎套圈或保持架——安装不 良引起
二、轴承的轴向紧固
1、内圈紧固方法
弹性挡圈与轴肩
2、外圈紧固方法
轴端挡圈与轴肩
圆螺母加止动垫圈
轴承端盖
挡肩与孔用弹 性挡圈
外圈带止动槽的轴承
三、轴承游隙及轴上零件位置的调整
垫 片
靠轴承端盖的垫片调整
靠圆螺母调整
靠套杯调整圆锥齿轮与蜗杆的轴向位置
四、轴承的配合
1、内圈与轴的配合：基孔制，紧配合，常采用k6 2、外圈与座孔的配合：基轴制，可采用较松的配合，但不能 在孔内转动，常采用H7。
• 特例：对于N,NA类轴承——因Fa =0，则： P=fP Fr 对于5类轴承——因Fr =0，则： P=fP Fa
实例分析1： 一水泵选用深沟球轴承，已知轴颈直径d=35mm，转速 n=2000r/min，Fr=2000N,Fa=300N,初选轴承6207 。试计算轴承 寿命。 1）初选轴承6207 计算p
点蚀
磨损
胶合 套圈破碎 保持架破碎
2. 寿命：套圈或滚动体在首次出现疲劳扩展前，一个套圈 相对于另一个套圈的转数
• 寿命分布曲线： 可以看出尽管材料、尺 寸、类型完全相同，但 寿命情况差别很大。 提出问题：如何定义寿 命
未失效轴承数量（%）
• 基本额定寿命
——按一组轴承中，10%发生破坏，90%不发生 破坏前的转数（单位：106）作为轴承的基本额定 寿命，用L10表示
3. 计算公式：实际计算时寿命用小时更为方便；另有考 虑温度的影响，引入温度系数：
106 f t C Lh ( ) 60n P
106 f t C Lh ( ) 60n P
ft n
——温度系数（表11-12） ——转速（r/min）
两类问题： • • 已知轴承转速、载荷、轴承型号，计算使用寿命； 已知轴承转速、载荷、预期寿命，选择轴承型号
表示角接触球轴承；直径2（轻）系列；内径为55mm；接 触角α=15°；5级公差；0组游隙
试说明滚轴承代号62203和7312AC/P6的含义。
8.3 滚动轴承类型的选择
一、考虑载荷特性
1. 载荷大小：大：滚子；小：球
2. 载荷方向：径向：圆柱滚子、滚针、深沟球； 轴向：推力 径向与不大的轴向：深沟球，α不大的角接触球与圆锥滚子； 径向与较大的轴向：α较大的角接触球与圆锥滚子，或深沟球 加推力。 3. 载荷特点：冲击载荷，或轴中心线与轴承座中心线不重合时 应选调心球或调心滚子，决不能选圆柱滚子或滚针。
8.2 滚动轴承的主要类型及代号
一、按承受外载荷类型分类：
• 向心轴承：承受径向力Fr ， 其中有几类可承受不大的轴 向力
• 推力轴承：承受轴向力Fa
• 向心推力轴承：同时承受径向力Fr ，轴向力Fa
接触角
载荷角
二、代号
前 置 代 号 类型代号： 宽度系 常用： 列代号 1：调心球 正常系 列为0， 2：调心滚子 除调心 3：圆锥滚子 滚子与 5：推力球 圆锥滚 6：深沟球 子，其 余可省 7：角接触球 略 N：圆柱滚子 后 置 代 号
第八章 滚动轴承
8.1 概述
一、本章的基本内容：
•轴承的选用（类型，尺寸） • 轴承承载能力的验算 • 轴承装置设计（安装、调试、润滑、密封）
二、滚动轴承的基本结构：
•套圈：内圈2（轴圈），外圈1（座圈）；材料为轴承钢 • 滚动体3：球，滚子（圆柱、圆锥、鼓形），滚针等，材料 轴承钢 • 保持架4：切制（铜、铝等合金，塑料），冲压（低碳钢）
(a)滚动轴承 (b)联轴器 (c)密封件 ＜ 轴肩圆角ｒ 轮毂孔圆角Ｒ(倒角Ｃ)
(为保证轴上零件与轴肩贴合)