第13章滾動軸承設(shè)計(上課)

1、各各 種種 滾滾 動動 軸軸 承承 產(chǎn)產(chǎn) 品品 軸軸 減減 速速 器器 軸承軸承 軸承的作用軸承的作用支承軸和軸上零件支承軸和軸上零件 軸承分類軸承分類 滑動軸承滑動軸承滑動摩擦滑動摩擦 滾動軸承滾動軸承滾動摩擦，滾動摩擦， 摩擦損失小。摩擦損失小。 滑動軸承滑動軸承 軸瓦軸瓦 軸頸軸頸 軸承座軸承座 滾動滾動軸承軸承齒齒 輪輪軸軸 齒齒 輪輪軸 滾動軸承滾動軸承 一、滾動軸承的組成一、滾動軸承的組成 滾動體滾動體 保持架保持架 內(nèi)圈內(nèi)圈 滾動體的滾動體的 種類：種類： 總成總成 外圈外圈 缺點缺點：抗沖擊能力較差，高速時噪聲大，工作壽命不及液：抗沖擊能力較差，高速時噪聲大，工作壽命不及液 體

2、摩擦的滑動軸承，徑向尺寸比滑動軸承大。體摩擦的滑動軸承，徑向尺寸比滑動軸承大。 二二. . 滾動軸承的特點滾動軸承的特點 摩擦系數(shù)小，啟動力矩小，效率高；摩擦系數(shù)小，啟動力矩小，效率高； 軸向尺寸（寬度）較小；軸向尺寸（寬度）較??； 某些滾動軸承能同時承受徑向和軸向載荷，因此某些滾動軸承能同時承受徑向和軸向載荷，因此 可使機器結(jié)構(gòu)簡化、緊湊；可使機器結(jié)構(gòu)簡化、緊湊； 徑向間隙小，還可預(yù)緊方法消除間隙，因此運轉(zhuǎn)徑向間隙小，還可預(yù)緊方法消除間隙，因此運轉(zhuǎn) 精度高；精度高； 潤滑簡單，耗油量少，維護保養(yǎng)簡便；潤滑簡單，耗油量少，維護保養(yǎng)簡便； 標準件，易于互換等優(yōu)點，所以獲得廣泛應(yīng)用。標準件，易于互

3、換等優(yōu)點，所以獲得廣泛應(yīng)用。 優(yōu)點：優(yōu)點： 3 3滾動軸承部件組合設(shè)計滾動軸承部件組合設(shè)計 型號（尺寸）選擇型號（尺寸）選擇軸承壽命計算軸承壽命計算 重點重點 類型選擇類型選擇 三三. . 本章的主要內(nèi)容：本章的主要內(nèi)容： 2 2滾動軸滾動軸 承選擇承選擇 難點：角接觸軸承軸向載荷難點：角接觸軸承軸向載荷FA的確定的確定 1 1滾動軸承的類型滾動軸承的類型及代號及代號重點重點 一滾動軸承的尺寸及性能參數(shù)一滾動軸承的尺寸及性能參數(shù) 14-1 14-1 滾動軸承的主要類型及代號滾動軸承的主要類型及代號 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d軸承內(nèi)圈孔軸承內(nèi)圈孔 徑，它與軸頸直徑相同，是徑，它與軸頸直徑相同，是 軸承公

4、稱直徑；軸承公稱直徑； DD d d 軸承寬度軸承寬度B 軸承兩端軸承兩端 面之間的軸向距離。面之間的軸向距離。 一）滾動軸承的主要尺寸一）滾動軸承的主要尺寸 軸承外徑軸承外徑D 軸承外圈軸承外圈 外徑，它與軸承座孔直徑相外徑，它與軸承座孔直徑相 同；同； B B 三）滾動軸承的主要性能參數(shù)三）滾動軸承的主要性能參數(shù) 軸承的公稱接觸角軸承的公稱接觸角 滾動體與套滾動體與套 圈接觸處的法線與軸承的徑向平面之間圈接觸處的法線與軸承的徑向平面之間 的夾角。的夾角。 反映軸承承受軸向載荷的能力，反映軸承承受軸向載荷的能力， 越大，越大， 軸承承受軸向載荷的能力越強。軸承承受軸向載荷的能力越強。 軸承的

5、極限轉(zhuǎn)速軸承的極限轉(zhuǎn)速nlim 軸承的工軸承的工 作轉(zhuǎn)速作轉(zhuǎn)速n 軸承內(nèi)外圈軸線相對偏斜角軸承內(nèi)外圈軸線相對偏斜角反映軸承自動調(diào)心的能力。反映軸承自動調(diào)心的能力。 調(diào)心軸承簡圖調(diào)心軸承簡圖 按軸承所能受的載荷方向或公稱接觸角的不同可分為以下幾種按軸承所能受的載荷方向或公稱接觸角的不同可分為以下幾種 二滾動軸承分類二滾動軸承分類 軸承類型軸承類型 公稱接觸角公稱接觸角 向心軸承向心軸承 ( (主要承受主要承受徑向負荷徑向負荷F FR R) ) 推力軸承推力軸承 ( (主要承受主要承受軸向負荷軸向負荷F FA A) ) 徑向接觸徑向接觸 向心角接觸向心角接觸 推力角接觸推力角接觸軸向接觸軸向接觸

6、= 0= 00 00 00 045450 045450 0 90 900 0= 90= 900 0 圖圖 例例 三三 滾動軸承的主要類型和特點滾動軸承的主要類型和特點 類型代號：類型代號：（1 100000000） 承承載類型載類型主承徑向負荷主承徑向負荷FR 也能承受少量的雙向軸向負荷也能承受少量的雙向軸向負荷FA， FR FA FA FR FA FA 1.1.調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 承承載類型載類型主承徑向負荷主承徑向負荷FR ， 也能承受少量的雙向軸向負荷也能承受少量的雙向軸向負荷FA 特點特點具有調(diào)心性能，具有調(diào)心性能， = 2 = 20 030 0 2.2.調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 特

7、點特點具有調(diào)心性能，具有調(diào)心性能，=0.5=0.50 02 20 0 類型代號：類型代號：（2 200000000） 承承載類型載類型能承受較大的徑向負荷能承受較大的徑向負荷FR 和單向的軸向負荷 和單向的軸向負荷FA。 FR FA 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：內(nèi)外圈可分離內(nèi)外圈可分離, ,公稱接觸角有公稱接觸角有 12120 0，26260, 0,越大，承受軸向載 越大，承受軸向載 荷的能力就越大。荷的能力就越大。 3.3.推力推力調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 類型代號：類型代號：（2929000000） 承承載類型載類型可可承承很大的很大的軸向負荷軸向負荷FA 和一定和一定徑向負荷徑向負荷FR 特點特

8、點具有調(diào)心性能，具有調(diào)心性能，=2=20 030 0 4.4.圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 使用要求：使用要求：成對使用成對使用 類型代號：類型代號：（3 30 0000000） FA FR FR 正裝（面對面安裝）正裝（面對面安裝） 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承安裝形式一：安裝形式一： 正裝簡圖正裝簡圖 反裝（背對背安裝）反裝（背對背安裝） 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承安裝形式二：安裝形式二： 反裝簡圖反裝簡圖 松圈松圈 松圈松圈 5.5.推力球軸承推力球軸承 000000單向單向推力球推力球 軸承，軸承，只能受只能受單向單向FA 類型代號：類型代號： （ 00000000） 000000雙雙向向推力球

9、推力球 軸承，軸承，能受能受雙雙向向FA FA 000000 000000 緊圈緊圈 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：由由緊圈緊圈（內(nèi)孔較小，裝在軸上）（內(nèi)孔較小，裝在軸上） 松圈松圈（內(nèi)孔較大，裝在機座上）（內(nèi)孔較大，裝在機座上）和和滾動體滾動體 組成，套圈與滾動體可分離。組成，套圈與滾動體可分離。 承承載類型載類型只能受軸向負荷只能受軸向負荷F FA 松圈松圈 緊圈緊圈滾動體滾動體 FA FA 極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速低低 6.6.深溝深溝球軸承球軸承 承承載類型載類型能同時承受徑向負能同時承受徑向負 荷荷F FR R與單向軸向負荷與單向軸向負荷F FA A FR FA FA FR FA 承承載類型載類型主要

10、承受徑向負主要承受徑向負 荷荷F FR R，也可同時承受少量雙向，也可同時承受少量雙向 軸向負荷軸向負荷F FA A 類型代號：類型代號： （6 600000000） 極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速高高 7.7.角接觸球軸承角接觸球軸承 類型代號：類型代號： （7 700000000） 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：公稱接觸角有公稱接觸角有15150 0，25250 0，40400 0 越大，承軸向載荷的能力就越大。越大，承軸向載荷的能力就越大。 使用要求：使用要求：成對使用成對使用 正裝（面對面安裝）正裝（面對面安裝）角接觸軸承安裝形式一：角接觸軸承安裝形式一： 正裝簡圖正裝簡圖 反裝（背對背安裝）反裝（背對背安裝

11、）角接觸軸承安裝形式二：角接觸軸承安裝形式二： 反裝簡圖反裝簡圖 8.8.圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承 FR （N N00000000） （NNNN00000000） 承承載類型載類型只能承受徑向負荷只能承受徑向負荷FR， 不能承受軸向負荷。不能承受軸向負荷。 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：內(nèi)外圈可分離內(nèi)外圈可分離 類型代號：類型代號： 外圈無擋邊外圈無擋邊圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承 雙列雙列圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承 FR N N00000000 NNNN00000000 FR NANA00000000 9. 9. 滾針軸承滾針軸承 類型代號：類型代號：（NANA00000000） 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：內(nèi)外圈

12、可分離，可以沒有內(nèi)外圈可分離，可以沒有 保持架保持架 承承載類型載類型只能承受徑向負荷只能承受徑向負荷FR， 不能承受軸向負荷。不能承受軸向負荷。 一）軸承代號組成一）軸承代號組成由基本代號、前置代號構(gòu)成。由基本代號、前置代號構(gòu)成。 三三. . 滾動軸承的代號滾動軸承的代號 軸承代號軸承代號 前置代號前置代號 后置代號后置代號 類型類型 代號代號 尺寸系列代號尺寸系列代號 內(nèi)徑內(nèi)徑 代號代號 向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承 直徑系直徑系 列代號列代號 寬度系寬度系 列代號列代號 高度系高度系 列代號列代號 結(jié)構(gòu)形結(jié)構(gòu)形 狀狀、尺尺 寸公差寸公差 技術(shù)要技術(shù)要 求求 成成 套套 分分 軸軸 承

13、承 部部 件件 基本代號基本代號 類型代號類型代號 尺寸系列代號尺寸系列代號 內(nèi)徑代號內(nèi)徑代號向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承 直徑系直徑系 列代號列代號 寬度系列代號寬度系列代號高度系列代號高度系列代號 二二. . 基本代號基本代號 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承: :3 3 推力球軸承推力球軸承 : :5 5 深溝深溝球軸承球軸承 : :6 6 角接觸球軸承角接觸球軸承: :7 7 圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承: :N N 窄窄: : 0 0 正常正常: : 1 1 寬寬: : 2 2 特低：特低：7 7 低：低：9 9 正常：正常：1 1 （單向）（單向） 正常：正常：2 2 （雙向）（雙向） 輕

14、：輕：2 中：中：3 重：重：4 特寬：特寬：3 3 特寬：特寬：4 4 特寬：特寬：5 5 特寬：特寬：6 6 d 20 mmd 500 mmd 500 mm以上軸承以上軸承 代號：代號：/ /內(nèi)徑毫米內(nèi)徑毫米 表示表示 特輕：特輕：0 0 特輕：特輕：1 1 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 : :1 1 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承: :2 2 推力推力調(diào)心滾子調(diào)心滾子 軸承軸承 : :2929 滾針軸承滾針軸承 : :NANA 尺寸系列代號表示方法尺寸系列代號表示方法 直徑直徑 系列系列 代號代號 尺尺 寸寸 系系 列列 代代 號號 向心軸承向心軸承 寬度系列代號寬度系列代號 推力軸承推力軸承 高度系

15、列代號高度系列代號 0 0 （窄）（窄） 1 1 （正常）（正常） 2 2 （寬）（寬） 7 7 （特低（特低） 9 9 （低）（低） 1 1 （正常）（正常） 2 2 （正常）（正常） 2 （輕）（輕） 3 （中）（中） 4 （重）（重） 0 02 21 12 22 22 2 0 03 31 13 32 23 3 0 04 41 14 42 24 4 7 729 921 122 22 7 73 39 93 31 13 32 23 3 7 749 941 142 24 向心軸承向心軸承 中直徑系列中直徑系列 正常寬度系列正常寬度系列 如 尺寸系列尺寸系列 代號為：代號為：13 雙向推力軸承雙向

16、推力軸承 輕直徑系列輕直徑系列 正常高度系列正常高度系列 如 尺寸系列尺寸系列 代號為：代號為：22 2 22 1313 d 02 0313 24 D D D BB B B 表示表示同一公稱內(nèi)徑同一公稱內(nèi)徑d d的軸承，其的軸承，其外徑外徑D D和寬度和寬度B B的變化情況的變化情況 軸承尺寸系列的軸承尺寸系列的含義含義 輕窄系列輕窄系列 中窄系列中窄系列中寬系列中寬系列 重寬系列重寬系列 三）后置代號三）后置代號 后后 置置 代代 號號 12345678 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 密封與密封與 防塵套防塵套 圈變型圈變型 保持架保持架 及材料及材料 軸承軸承 材料材料 公差等級公差等級 游游 隙隙

17、配配 置置 其其 他他 C： 角接觸球軸角接觸球軸 承，承，=15150 0 AC：角接觸球軸角接觸球軸 承，承，=25250 0 B： 角接觸球軸角接觸球軸 承，承，=40400 0 B： 圓錐滾子軸圓錐滾子軸 承，接觸角承，接觸角 加大加大 E： 加強型加強型 /P0：0級級 （省略不標）（省略不標） /P6： 6級級 /P6X：6X級級 /P5： 5級級 /P4： 4級級 /P2： 2級級 6 6（0 0）2 2 0606 （/P0/P0） 3 3 3232 1515 E E （/P0/P0） 公差等級為公差等級為0 0級級 加強型加強型 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d =75 mmd =75 mm

18、 尺寸系列尺寸系列32,32, 為特寬輕系列為特寬輕系列 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 解答：解答： 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=30mm d=30mm 尺寸系列（尺寸系列（0 0） 2,2,為窄輕系列為窄輕系列 深溝球軸承深溝球軸承 公差等級公差等級 為為0 0級級 例例14-114-1 試說明軸承代號試說明軸承代號62066206、33215E33215E、7312C7312C及及52412/P652412/P6的的 含義。含義。 7 7（0 0）3 3 1212 C C（/P0/P0） 5 5 1414 10 10 /P6/P6 公差等級公差等級 為為6 6級級 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d = 50 m

19、md = 50 mm 尺寸系列尺寸系列14,14, 為正常高度為正常高度、 重系列重系列 單向推力單向推力 求軸承求軸承 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=60mm d=60mm 尺寸系列（尺寸系列（0 0） 3,3,為窄中系列為窄中系列 角接觸球軸承角接觸球軸承 公差等級公差等級 為為0 0級級 =15150 0 14-2 滾動軸承類型的選滾動軸承類型的選 擇擇承輕、中及較小波動載荷的場合承輕、中及較小波動載荷的場合選球軸承選球軸承 承重及較大波動的載荷的場合承重及較大波動的載荷的場合選滾子軸承選滾子軸承 一）一）根據(jù)根據(jù) 軸承所受軸承所受 的載荷選的載荷選 載荷的大載荷的大 小、性質(zhì)小、性質(zhì) 載荷的載

20、荷的 方向方向 深溝軸承（深溝軸承（6 6類類） 圓柱滾子軸承（圓柱滾子軸承（N N類類）及滾針軸承（）及滾針軸承（NANA類類） 純徑向負純徑向負 荷可選用荷可選用 純軸向負荷純軸向負荷可選用推力軸承（可選用推力軸承（5 5類類） 同時受同時受 徑向負荷徑向負荷 和軸向負和軸向負 荷時荷時 徑向負荷為主徑向負荷為主可用深溝球軸承（可用深溝球軸承（6 6類類） 徑向負荷，軸徑向負荷，軸 向負荷都很大向負荷都很大 角接觸球軸承（角接觸球軸承（7 7類類） 圓錐滾子軸承（圓錐滾子軸承（3 3類類） 可用推力調(diào)心滾子軸承可用推力調(diào)心滾子軸承 （2929類類） 也可用圓柱滾子也可用圓柱滾子N N類類（

21、或（或 深溝球軸承深溝球軸承6 6類類）與推力）與推力 軸承（軸承（5 5類類）聯(lián)合使用。）聯(lián)合使用。 軸向負荷很大軸向負荷很大 徑向負荷較小徑向負荷較小 轉(zhuǎn)速較高、負荷較小或要求旋轉(zhuǎn)精度較高時轉(zhuǎn)速較高、負荷較小或要求旋轉(zhuǎn)精度較高時宜選用球軸承宜選用球軸承 轉(zhuǎn)速較低、負荷較大或有沖擊載荷時轉(zhuǎn)速較低、負荷較大或有沖擊載荷時宜選用滾子軸承宜選用滾子軸承 二）二）軸承軸承 的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速 當兩軸承座孔同心度難以保證，或軸受載后撓曲變形較大時，應(yīng)選用當兩軸承座孔同心度難以保證，或軸受載后撓曲變形較大時，應(yīng)選用 調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。 三）調(diào)心性能的要求三）調(diào)心性能的要求 四

22、）安裝和拆卸方便四）安裝和拆卸方便 一般，球軸承價格最低，滾子軸承比球軸承價格高。軸承精度愈高，則一般，球軸承價格最低，滾子軸承比球軸承價格高。軸承精度愈高，則 價格愈高，選擇軸承時，在滿足工作要求的前提下，應(yīng)使成本最低。價格愈高，選擇軸承時，在滿足工作要求的前提下，應(yīng)使成本最低。 當軸承座不是剖分式而必須沿軸向安裝和拆卸軸承時，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)當軸承座不是剖分式而必須沿軸向安裝和拆卸軸承時，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi) 外圈可分離的軸承外圈可分離的軸承 五）考慮經(jīng)濟性五）考慮經(jīng)濟性 14-3 1. 載荷分析載荷分析 一、一、滾動軸承的工作情況分析滾動軸承的工作情況分析 向心軸承載荷的分布向心軸承載荷的分布 當軸

23、承承受徑向載荷當軸承承受徑向載荷F Fr r時，各滾動體所受的載荷時，各滾動體所受的載荷 不相等，位于上半圈的滾動體不受載，位于下半圈不相等，位于上半圈的滾動體不受載，位于下半圈 的滾動體受載，其大小取決于滾動體與套圈接觸變的滾動體受載，其大小取決于滾動體與套圈接觸變 形量的大小。形量的大小。 2軸承工作時軸承元件的應(yīng)力分析軸承工作時軸承元件的應(yīng)力分析 各元件中應(yīng)力變化情況各元件中應(yīng)力變化情況 軸承工作時，由于滾動體受變載荷，所以軸承工作時，由于滾動體受變載荷，所以 軸承內(nèi)、外圈滾道與滾動體接觸表面接觸點受軸承內(nèi)、外圈滾道與滾動體接觸表面接觸點受 到的都是脈動循環(huán)變化的接觸應(yīng)力。到的都是脈動循

24、環(huán)變化的接觸應(yīng)力。 二、滾動軸承的失效形式與計算準則二、滾動軸承的失效形式與計算準則 滾動體表面、套圈滾道都可能發(fā)生點蝕。滾動體表面、套圈滾道都可能發(fā)生點蝕。 疲勞點蝕疲勞點蝕 最主要的失效形式最主要的失效形式 防止點蝕破壞，是計算滾動軸承的主要目的。防止點蝕破壞，是計算滾動軸承的主要目的。 接觸應(yīng)力過大，元件表面出現(xiàn)較大塑性變形。接觸應(yīng)力過大，元件表面出現(xiàn)較大塑性變形。 低速軸承的塑性變形低速軸承的塑性變形 主要失效形式主要失效形式 原因是載荷過大或沖擊載荷作用。原因是載荷過大或沖擊載荷作用。 磨損、膠合、保持架斷裂等磨損、膠合、保持架斷裂等 使用維護不當而引起的，屬于非正常失效。使用維護不

25、當而引起的，屬于非正常失效。 1失效形式失效形式 2計算準則計算準則 對一般轉(zhuǎn)速（對一般轉(zhuǎn)速（n 10 r/min）的軸承，疲勞點蝕是其）的軸承，疲勞點蝕是其 主要的失效形式，軸承應(yīng)進行壽命校核計算；主要的失效形式，軸承應(yīng)進行壽命校核計算； 對靜止或極慢轉(zhuǎn)速（對靜止或極慢轉(zhuǎn)速（n10 r/min）的軸承，軸承的）的軸承，軸承的 承載能力取決于所允許的塑性變形，應(yīng)進行靜強度計承載能力取決于所允許的塑性變形，應(yīng)進行靜強度計 算；算； 對高速軸承，為防止由發(fā)熱引起膠合，除進行壽命對高速軸承，為防止由發(fā)熱引起膠合，除進行壽命 計算外，還應(yīng)進行極限轉(zhuǎn)速校核計算。計算外，還應(yīng)進行極限轉(zhuǎn)速校核計算。 對于磨

26、粒磨損失效，目前尚無統(tǒng)一、有效的計算方對于磨粒磨損失效，目前尚無統(tǒng)一、有效的計算方 法。法。 14-4 14-4 滾動軸承的壽命計算滾動軸承的壽命計算 軸承的壽命軸承的壽命是指軸承中任一滾動是指軸承中任一滾動 體或內(nèi)、外圈滾道上出現(xiàn)疲勞點蝕前體或內(nèi)、外圈滾道上出現(xiàn)疲勞點蝕前 所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下工作的所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下工作的 小時數(shù)。小時數(shù)。 一一. . 軸承壽命的幾個軸承壽命的幾個概念概念 L /（ 106 r） 0 5 10 15 50 100 破壞卛/% 軸承的基本額定壽命軸承的基本額定壽命指一批同指一批同 型號的軸承，在相同的條件下運轉(zhuǎn)，型號的軸承，在相同的條件下運轉(zhuǎn)，

27、90%90%的軸承不發(fā)生疲勞點蝕時運轉(zhuǎn)的的軸承不發(fā)生疲勞點蝕時運轉(zhuǎn)的 總轉(zhuǎn)數(shù)定義為軸承的基本額定壽命，總轉(zhuǎn)數(shù)定義為軸承的基本額定壽命， 用用 L L 表示，單位為表示，單位為10106 6轉(zhuǎn)（或用一定轉(zhuǎn)（或用一定 轉(zhuǎn)速下所能運轉(zhuǎn)的總工作小時數(shù)轉(zhuǎn)速下所能運轉(zhuǎn)的總工作小時數(shù) L Lh h 表示，單位為小時）。表示，單位為小時）。 軸承的預(yù)期使用壽命軸承的預(yù)期使用壽命設(shè)計時，根據(jù)具體工作要求規(guī)定的軸承壽命，設(shè)計時，根據(jù)具體工作要求規(guī)定的軸承壽命，通常通常 取機器的中修或大修期限作為軸承的預(yù)期壽命，用取機器的中修或大修期限作為軸承的預(yù)期壽命，用L Lh h 表示。表示。 10 L L10 10 二二.

28、 . 軸承壽命計算的基本公式軸承壽命計算的基本公式 一一) ) 滾動軸承的疲勞曲線滾動軸承的疲勞曲線, , 即即: :載荷載荷壽命曲線（壽命曲線（P-LP-L 曲線）曲線） P/N L L /(/(10106 6r)r) L1L2 P1 P2 1 C 滾動軸承的疲勞曲線滾動軸承的疲勞曲線 曲線方程曲線方程: : P P L L10 10= = C C 10106 6 = = 常數(shù)常數(shù) 疲勞曲線是疲勞曲線是表征軸承負表征軸承負 荷荷 P P與基本額定壽命與基本額定壽命 L L之之 間關(guān)系的載荷間關(guān)系的載荷壽命曲線壽命曲線 （ P-LP-L曲線曲線 ）. . 二二) )滾動軸承壽命計算的基本公式滾

29、動軸承壽命計算的基本公式 由疲勞曲線方程可得由疲勞曲線方程可得壽命計算公式壽命計算公式: : C C 基本額定動負荷 基本額定動負荷 標準規(guī)定為：標準規(guī)定為：基本額定壽基本額定壽 命為命為10106 6轉(zhuǎn)轉(zhuǎn), ,可靠度為可靠度為90%90%時時 軸承能承受的載荷值軸承能承受的載荷值. . r P C L 6 10 以總轉(zhuǎn)數(shù)以總轉(zhuǎn)數(shù)( r )( r )為單位的壽命計算公式為單位的壽命計算公式: :r P C L 6 10 h小小時時 P Cf n L t h 60 10 6 實際計算時，用小時數(shù)表示軸承壽命實際計算時，用小時數(shù)表示軸承壽命: : n _ 軸承的工作轉(zhuǎn)速軸承的工作轉(zhuǎn)速, , r/m

30、in;r/min; 式中式中: : L Lh h _ _ 按 按小時數(shù)計算的軸承的基本額定壽命小時數(shù)計算的軸承的基本額定壽命,h;,h; P _ 軸承的當量動負荷軸承的當量動負荷,N;,N; 對向心軸承對向心軸承為基本為基本徑向徑向 額定動負荷，以額定動負荷，以C Cr r表示表示 對推力軸承對推力軸承為基本為基本軸向軸向 額定動負荷，以額定動負荷，以C Ca a表示表示 C _ 軸承的基本額軸承的基本額 定動負荷定動負荷,N,N C Cr r（或（或C Ca a）值根）值根 據(jù)軸承型號查機據(jù)軸承型號查機 械設(shè)計手冊械設(shè)計手冊 f ft t _ 溫度系數(shù) 溫度系數(shù), ,是對軸承工作溫度高于是對

31、軸承工作溫度高于120120時的基本額定動負荷時的基本額定動負荷 C C值進行修正的系數(shù)，值進行修正的系數(shù)，f ft t可查表可查表14-1014-10。 軸承工作溫度軸承工作溫度 溫度系數(shù)溫度系數(shù)f ft t 125150175300350200225250 12 0 10.950.800.900.850.750.500.700.60 預(yù)期計算壽命預(yù)期計算壽命L L1 1h h _ _通常取機器的中修或大修期限作為軸承的預(yù)期壽命。預(yù) 通常取機器的中修或大修期限作為軸承的預(yù)期壽命。預(yù) 期壽命一般約為期壽命一般約為5000500020000h20000h，間歇、短期工作時取小值，連續(xù)長期工作時，

32、間歇、短期工作時取小值，連續(xù)長期工作時 取大值，表取大值，表15-915-9的薦用值可供參考。的薦用值可供參考。 C nL f P C h t 6 10 60 軸承軸承正常工作的條件正常工作的條件: h t h L P Cf n L 60 10 6 或或 按按C CC C從機械設(shè)計從機械設(shè)計 手冊中選擇軸承型號手冊中選擇軸承型號 三三. . 滾動軸承的當量動載荷滾動軸承的當量動載荷P P 當量動載荷當量動載荷：是使軸承壽命與實際復(fù)合作用下等壽命的是使軸承壽命與實際復(fù)合作用下等壽命的假想載荷假想載荷 2.2. 對只能承受純徑向負荷對只能承受純徑向負荷F FR R的圓柱滾子軸承及滾針軸承，當量動負

33、荷為的圓柱滾子軸承及滾針軸承，當量動負荷為 一）當量動負荷計算公式一）當量動負荷計算公式 1.1.向心角接觸軸承向心角接觸軸承：在不變的徑向和軸向負荷作用下，其徑向當量動負荷為：在不變的徑向和軸向負荷作用下，其徑向當量動負荷為： P =fP (XFR + YFA) 式中式中: :F FR R軸承所承受的名義徑向負荷；軸承所承受的名義徑向負荷； F FA A軸承所承受的名義軸向負荷；軸承所承受的名義軸向負荷； X X徑向動負荷系數(shù)，其值見表徑向動負荷系數(shù)，其值見表14-1114-11； Y Y軸向動負荷系數(shù)，其值見表軸向動負荷系數(shù)，其值見表14-1114-11； P = fP FR P = fP

34、 FA 3.3.對只能承受純軸向負荷對只能承受純軸向負荷A A的推力軸承，當量動負荷為的推力軸承，當量動負荷為 fP 動載荷系數(shù)，動載荷系數(shù)，考慮機械在工作中有沖擊，振動等影響，使軸承壽考慮機械在工作中有沖擊，振動等影響，使軸承壽 命降低命降低而而引入引入的對當量動載的對當量動載荷荷進行修正的進行修正的系數(shù)，系數(shù)，見表見表14-1214-12 。 二）二） 徑向動負荷系數(shù)徑向動負荷系數(shù)X X和軸向動負荷系數(shù)和軸向動負荷系數(shù)Y Y的確定的確定其值見表其值見表14-1114-11； e 軸向負荷影響系數(shù)，其數(shù)值受接觸角軸向負荷影響系數(shù)，其數(shù)值受接觸角變化的影響變化的影響 F FA A/C/Cor

35、or反映軸向負荷的相對大小，它通過接觸角 反映軸向負荷的相對大小，它通過接觸角的的 變化而影響變化而影響e e值。值。 F FA A/F/FR R軸承實承軸向載荷與徑向載荷的比值軸承實承軸向載荷與徑向載荷的比值 1. 1. 表表14-1114-11中中 各符號的含義各符號的含義 X= 1 Y = 0 當當F FA A/F/FR R e e時，表示軸向負荷對時，表示軸向負荷對 軸承壽命的影響可以忽略不計軸承壽命的影響可以忽略不計 深溝球軸承和深溝球軸承和=15=15角接角接 觸球軸承觸球軸承的的e e值，值，X X和和Y Y根據(jù)根據(jù) F FA A / /C Cor or的值，查表 的值，查表14

36、-1114-11當當F FA A/F/FR R e e時，表示軸向負荷對時，表示軸向負荷對 軸承的壽命影響較大，計算當量軸承的壽命影響較大，計算當量 動負荷動負荷P P時必須考慮時必須考慮A A的影響的影響 =25=25，=40=40角接觸球角接觸球 軸承軸承的的e e值，值，X X和和Y Y值，直接值，直接 查表查表14-1114-11 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承的的e e值，值，X X和和Y Y 值，根據(jù)軸承型號查手冊值，根據(jù)軸承型號查手冊 2. X2. X和和Y Y值值 確定方法確定方法 表表14-11 當量動負荷的系數(shù)當量動負荷的系數(shù)X、Y 軸承類型軸承類型iA/Core FA/FR e

37、FA/FR e XYXY - - - 深溝球軸承深溝球軸承 0.025 0.04 0.07 0.13 0.25 0.50 0.22 0.24 0.27 0.31 0.37 0.44 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.00 0.5610 10 10 1.61 1.53 1.40 1.26 1.12 1.00 0.34 0.36 0.39 0.43 0.49 0.55 0.025 0.04 0.07 0.13 0.25 0.50 =150 角接觸角接觸 球軸承球軸承 0.45 圓錐滾子圓錐滾子 根據(jù)型號根據(jù)型號 查手冊查手冊 根據(jù)型號根據(jù)型號 查手冊查手冊 =2500. 70.410.8

38、5 1 10 0 =4000.990.36 0.64 0.4 三、角接觸球軸承與圓錐滾子軸承軸向力三、角接觸球軸承與圓錐滾子軸承軸向力F FA A的計算的計算 FR FS 一）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)特點：一）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)特點： 角接觸球軸承與圓錐滾子軸承由于在滾動體角接觸球軸承與圓錐滾子軸承由于在滾動體 滾道接觸處存在著滾道接觸處存在著接觸角接觸角 二）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的承載特點：二）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的承載特點： 當軸承當軸承只承徑向載荷只承徑向載荷F FR R時時，由于滾動體的，由于滾動體的 載荷方向與軸承徑向平面成一接觸角載荷方向與軸承徑向

39、平面成一接觸角，故會，故會 派生出內(nèi)部軸向力派生出內(nèi)部軸向力F FS S ，計算軸承軸向力 ，計算軸承軸向力F FA A時，時， 必須將其必須將其內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力F FS S 考慮進去?？紤]進去。 三）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承內(nèi)部軸向力三）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承內(nèi)部軸向力F FS S的大小和方向的大小和方向 角接觸球軸承與圓錐滾子軸承內(nèi)部軸向力角接觸球軸承與圓錐滾子軸承內(nèi)部軸向力F FS S的大小的大小 角角 接接 觸觸 球球 軸軸 承承 軸承類型軸承類型 = 25= 25= 15= 15= 40= 40 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 F FS S 0.5FR0.7FR1.1FRFR /

40、 2Y F FS S的方向的方向: : F FS S總是沿著內(nèi)圈和滾動體對外圈脫離的方向?？偸茄刂鴥?nèi)圈和滾動體對外圈脫離的方向。即：指向外圈的窄邊即：指向外圈的窄邊 四）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承軸向力四）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承軸向力F FA A的計算方法的計算方法 承受徑向負荷承受徑向負荷F FR1 R1、 、F FR R2 2時派生的時派生的 內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力F FS S1 1、F FS S2 2大小及方向大小及方向 所有作用在軸上的所有作用在軸上的軸向外負荷軸向外負荷 Fa 兩軸承軸承的兩軸承軸承的安裝形式安裝形式 同一軸上兩軸承軸承的軸同一軸上兩軸承軸承的軸 向負荷向負荷F F

41、A1 A1和 和F FA1 A1取決于 取決于 以以圓錐滾子圓錐滾子 軸承正裝為軸承正裝為 例例 Fa F FR1 R1 F FS S1 1 F FR2 R2 F FS S2 2 12 Fa F FR1 R1 F FR2 R2 F FS S1 1F FS S2 2 軸承軸向力軸承軸向力F FA A的計算的計算 12 F FS S2 2 F FS S1 1 Fa 12 F FS S2 2 F FS S1 1 Fa 12 （1）F S1 + Fa F S2 F 軸有向右移動的趨勢，使軸承軸有向右移動的趨勢，使軸承2“2“壓緊壓緊”，軸承，軸承1“1“放松放松”。 右右 端蓋的通過外圈，給分離體一個

42、附加軸向平衡力端蓋的通過外圈，給分離體一個附加軸向平衡力FF。 F S1 + Fa = F S2 + F 分離體軸向受力的平衡條件為分離體軸向受力的平衡條件為: : F S1 + Fa F S2 aSSA FFFFF 122 121 SaSA FFFFF F =F S1 + Fa - F S2 軸承被軸承被“放松放松”，其軸向力為：，其軸向力為： 軸承軸承2 2被被“壓緊壓緊”, ,其軸向力為：其軸向力為： F FS S2 2 F FS S1 1 Fa 12 （2）F S1 + Fa e = 0.7，X = 0.41 ，Y = 0.85 解（解（a a）圖）圖 F FR1 R1 F FR2 R

43、2 Fa F FS1 S1 FS2 F FA2 A2 F FS1 S1 F Fa a3450N3450N（壓緊端）（壓緊端） 因為：因為：F FS1 S1+F +Fa a24502450100010003450N3450NF F S S2 2 =1260 N=1260 N 所以，所以，F(xiàn) FA1 A1 F FS1 S1 2450N2450N（放松端）（放松端） FA1FR1 =2450N3500 = 0.7 = e ，X = 1 ，Y = 0 P1 = fP FR1 = 1.2 3500 = 4200 N P2 = fP (X FR2 + Y FA2) = 1.2 (0.411800 + 0.

44、853450) = 4404.6 N 3 3）求兩軸承的當量動載荷）求兩軸承的當量動載荷P P1 1，P P2 2 解解2 2：計算（：計算（b b）方案軸向力）方案軸向力F FA1 A1， ，F(xiàn) FA2 A2 F FS1 S1 0.7F0.7FR1 R1=0.7 =0.73500=2450N3500=2450N F FS2 S2=0.7F =0.7FR2 R2=0.7 =0.71800=1260N1800=1260N F FR1 R1 F FR2 R2 解（解（b b）圖）圖 Fa F FS2 S2 FS1 1 1）求兩軸承在徑向載荷作用下產(chǎn)生的）求兩軸承在徑向載荷作用下產(chǎn)生的 內(nèi)部軸向力內(nèi)

45、部軸向力 2 2）求兩軸承的軸向力）求兩軸承的軸向力F FA1 A1 F FA2A2 F FA2 A2=F =FS1 S1 F Fa a24502450100010001450N 1450N （壓緊端）（壓緊端） 所以，所以，F(xiàn) FA1 A1 F FS1 S1 2450N2450N（放松端）（放松端） 因為：因為：S SF2 F2 F Fa a12601260100010002260N2260NFsFs1 12450N2450N 3 3）求兩軸承的當量動載荷）求兩軸承的當量動載荷P P1 1，P P2 2 P P2 2 = f = fP P (X F (X FR2 R2 + Y F + Y F

46、A2 A2) = 1.2 ) = 1.2 (0.41 (0.411800 + 0.851800 + 0.851450) 1450) = 2364.6 N= 2364.6 N P P1 1 = f = fP P F FR1 R1 = 1.2 = 1.2 3500 = 4200 N 3500 = 4200 N F FA2 A2 F FR2 R2 = 1450 = 14501800 = 0.806 e 1800 = 0.806 e ，X = 0.41 X = 0.41 ，Y = 0.85Y = 0.85 F FA1 A1 F FR1 R1 =2450N =2450N3500 = 0.7 = e 35

47、00 = 0.7 = e ，X = 1 X = 1 ，Y = 0Y = 0 例例143 875NFF 1875NFFF N1563F1875N1000)N875(FF 875NN 1.62 2800 2Y F F N1563N 1.62 5000 2Y F F S2A2 aS2A1 S1aS2 R2 S2 R1 S1 N2800N)875028001 (1)( N5000N)18756 . 150004 . 0 (1)( 1 0Y 1 x37. 031. 0 2800 875 6 . 1Y 4 . 0 x37. 0375. 0 5000 1875 22222 11111 22 2 2 11 1

48、 1 ARp ARp p R A R A FYFXfP FYFXfP f e F F e F F 取載荷平穩(wěn)， ， ， h320449) 2800 5150095. 0 ( 72060 10 h46386) 5000 5150095. 0 ( 72060 10 10/3 8-15 1 95. 0 )( 60 10 3/10 6 2 3/10 6 1 6 h h t t h L L f P Cf n L ，）表（其中 例例144 內(nèi)圈內(nèi)圈裝在軸頸上，隨軸轉(zhuǎn)動裝在軸頸上，隨軸轉(zhuǎn)動 外外 圈圈 內(nèi)內(nèi) 圈圈 滾動體滾動體 保持架保持架 球球 圓柱滾子圓柱滾子 滾滾 針針 常用的滾動體形狀常用的滾動體形

49、狀 球面滾子球面滾子圓錐滾子圓錐滾子 一一. .滾動軸承的構(gòu)造滾動軸承的構(gòu)造 外圈外圈裝在軸承座孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動裝在軸承座孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動 滾動體滾動體滾動軸承的核心元件滾動軸承的核心元件 保持架保持架將將滾動體均勻隔開，避免摩擦滾動體均勻隔開，避免摩擦 由由 四種元四種元 件組成件組成 14-3 滾動軸承的主要失效形式及計算準則滾動軸承的主要失效形式及計算準則 一滾動軸承的受力及應(yīng)力分析（以深溝球軸承為例）一滾動軸承的受力及應(yīng)力分析（以深溝球軸承為例） FR 當深溝球軸承承受徑向力當深溝球軸承承受徑向力F FR R時，時， 由于各接觸點存在著彈性變形，使由于各接觸點存在著彈性變形，使 內(nèi)圈沿內(nèi)圈沿F FR R方向下移一距離方向下移一距離。 只有下半圈滾動體受載，上半圈只有下半圈滾動體受載，上半圈 動體不受載。沿動體不受載。沿F FR R作用線上滾動體受作用線上滾動體受 載最大（載最大（F FQ Q），而鄰近的滾動體受載），而鄰近的滾動體受載 逐漸