機(jī)械設(shè)計 滾動軸承章節(jié)

1、1、概述 2、滾動軸承的代號 3、滾動軸承的類型和選擇 4、滾動軸承的力分析、失效和計算準(zhǔn)則 5、滾動軸承的動載荷和壽命計算 6、靜載荷計算（自學(xué)） 7、極限轉(zhuǎn)速（自學(xué)） 8、成對安裝角接觸軸承的計算特點(diǎn)（自學(xué)） 9、滾動軸承組合設(shè)計 第十八章第十八章 滾動軸承滾動軸承 1 1、概述、概述 、專門軸承廠生產(chǎn)，只需選型和組合設(shè)計。 一、構(gòu)造一、構(gòu)造 核心元件：滑動滾動 使?jié)L動體等距離分布， 滾動體間的摩擦、磨損。 滾子軸承：圓柱、圓錐、 球面滾子、滾 針線接觸 有時無 球軸承：球點(diǎn)接觸 二、材料二、材料 內(nèi)外圈、滾動體：強(qiáng)度高、耐磨的鉻錳高碳鋼。 保持架：軟材料，低碳鋼板沖壓后鉚接或焊接。 三、

2、特點(diǎn)：與滑動軸承比較三、特點(diǎn)：與滑動軸承比較 1）起動力矩小，可在負(fù)載下起動； 2）徑向游隙較小，運(yùn)動精度高； 3）軸向?qū)挾容^??； 4）可同時承受徑向、軸向載荷,軸承組合較簡單; 5）便于密封、易于維護(hù)； 6）不需有色金屬，標(biāo)準(zhǔn)件，成本低。 1）承受沖擊載荷能力差； 2）振動、噪音較大； 3）徑向尺寸較大； 4）有的場合無法使用； 前置代號前置代號后置代號后置代號 類型代號內(nèi)徑代號尺寸系列代號 數(shù)字或字母表示 不同類型的軸承 表示結(jié)構(gòu)、內(nèi)徑 相同的軸承在外 徑和寬度（高度） 方面的變化系列 表示軸承公稱直徑 的大小20480mm 代號5=內(nèi)徑mm 有特殊要求時使用 表示軸承結(jié)構(gòu)、形狀、 材料、

3、公差等級等 2 2、滾動軸承的代號（、滾動軸承的代號（GB/T27293GB/T27293） 代號：表示類型、結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級、技術(shù)性能 等特征的產(chǎn)品代號。 但對圓錐滾子軸承(3類)和調(diào)心滾子軸承(2類)不能省略“0”。 外徑系列代號：特輕(0、1)、輕(2)、中(3)、重(4)。 寬度系列代號：一般正常寬度為“0”，通常不標(biāo)注。 公差等級代號：公差分2、4、5 、6(6x)、 0級，共五個級別。 以/P2 、/P4、 /P5、 /P6(/P6x)為代號，0級不標(biāo)注 。 高級 低級 內(nèi)徑 d10121517 代 號00010203 內(nèi)徑代號特殊情況： 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號：具體見手冊，主要掌握：

4、1）圓錐滾子軸承：30000(=1018) 30000B(=2730大錐角) 2）角接觸球軸承：70000C（ =15）、 70000AC（ =25）、 70000B（ =40）。 3）E：加強(qiáng)型, N207E 配置代號有時軸承需成對安裝。 舉例： 7306AC/P4 角接觸球軸承，=20， d=30mm，精度為4級 面對面（/DF） 背對背(/DB) 串聯(lián)(/DT) 6 2 1 2 N 2 2 0 8 尺寸系列代號為2 2 表示軸承內(nèi)徑 8 5=40mm 深溝球軸承 圓柱滾子軸承 表示軸承內(nèi)徑 12 5=60mm 尺寸系列代號為2222 3 3 3 1 5 E 表示軸承內(nèi)徑 15 5=75m

5、m 圓錐滾子軸承 尺寸系列代號為3333 加強(qiáng)型 3 3、滾動軸承的類型和選擇、滾動軸承的類型和選擇 一、滾動軸承的主要類型一、滾動軸承的主要類型 主要掌握： 5、50000型:推力球軸承 單向：單向Fa 雙向：雙向Fa 1、60000型: 2、70000型: 70000AC：=25 70000C：=15 70000B：=40 4、N0000型:內(nèi)外圈間可自由移動 3、30000型: 6、調(diào)心功能 10000型：調(diào)心球 20000型：調(diào)心滾子 外圈滾道為 內(nèi)球面 按載荷方向、的不用分為： = 0 45，主要。 ：450，如3、7類； ：=0，如6、N類； = 4590，主要； ： 90 ：90

6、45 公稱：套圈與滾動體接觸處的法線和垂直于軸 承軸心線間夾角。 二、類型的選擇二、類型的選擇 1、球軸承為點(diǎn)接觸、滾子軸承為線接觸。 承載能力：球軸承滾子軸承 耐沖擊： 球軸承滾子軸承 nlim： 球軸承滾子軸承 時選時選 2、載荷性質(zhì) 同時Fa、Fr：或； Fr大、Fa小：； Fa大、 Fr ?。和屏墙佑|軸承； 3、軸剛度差、撓曲變形大、座孔不平行、不同軸、 多支點(diǎn)軸：。 舉例： 4、軸承裝拆、調(diào)整方便：內(nèi)、外圈可分離型(如3、QJ類)。 5、經(jīng)濟(jì)性：球軸承比滾子軸承便宜。精度價； 1）直齒圓柱齒輪軸： 2）斜齒輪、錐齒輪、蝸輪軸： 3）懸臂圓錐齒輪軸： 4）蝸桿軸：分別承受Fa、Fr

7、5）滑輪軸： 4類：雙列深溝球軸承 （軸較長） F2 Fr F1 F1cos F2cos2 F2 F2cos2 F1 F1cos 2 0 4 4、滾動軸承的力分析、失效和計算準(zhǔn)則、滾動軸承的力分析、失效和計算準(zhǔn)則 一、向心軸承中作用力的分布一、向心軸承中作用力的分布 由于內(nèi)部游隙，最多只有 半圈滾動體受載，且受載大小 不同。 點(diǎn)接觸軸承： r F z FF 5 0max0 線接觸軸承：r F z FF 6 . 4 0max0 0Fr作用線下滾動體變形量。 由于： i 0 F2F1Fs2 Fa1=Fs1Fa2=Fs1+FA(=Fs2+Fs2) Fs2 Fs1 Fs1+FAFs2 Fa1=Fs2-

8、FA(=Fs1+Fs1)Fa2=Fs2 四、角接觸軸承的載荷計算四、角接觸軸承的載荷計算 1、作用于軸上的外載荷 FR在、成對安裝的軸承上產(chǎn)生徑向載荷 Fr1 Fr2 軸上有外載荷：FR和FA B a B/2 Dpw a C B Fr作用點(diǎn)為“載荷作用中心”：位置用a表示。 a ：載荷作用中心至軸承外側(cè)端面距離（查手冊） 由前知：Fr1、Fr2Fs1、Fs2（軸向） 產(chǎn)生 Fs1、Fs2、FA如何作用到軸承上？ 2、軸向載荷計算 右端軸承 “壓緊” 左端軸承 “放松” ASssa FFFFF 1222 11sa FF （1）若 21sAs FFF合力右：軸有右移趨勢 Fs1Fs2FA 阻止軸右

9、移：Fs2 Fs2 左端“壓緊” 右端“放松” Asssa FFFFF 2111 22sa FF （2） 21sAS FFF合力左：軸有左移趨勢 Fs1Fs2FA 阻止軸左移：Fs1 Fs1 1）根據(jù)軸承和 、指向，判 定“”和“”。 2）。 3）。 1、求支反力（力平衡、力矩平衡）Fr1、Fr2； 2、求附加軸向力Fs1、Fs2(對3類： Y F F r s 2 Y取 e F F r a 時值) 3、根據(jù)軸承安裝方式及合力的指向判定“壓緊”、 “放松”端，求出Fa1、Fa2； 4、根據(jù)e F F r a 1 1 ？：是 X、Y查表，否 X=1、Y=0 e F F r a 2 2 ？：是 X、

10、Y查表，否 X=1、Y=0 )( 111arP YFXFfP)( 222arP YFXFfP， 取),max( 21 PPP 5、校核式： hh L P C n L 16670 10 設(shè)計選擇式：CL n PC h 16670 ：無Fs，F(xiàn)A由承受， 即：， 球軸承：=3 滾子軸承：=10/3 FA FR 6 6、靜載荷計算（自學(xué)）、靜載荷計算（自學(xué)） 7 7、極限轉(zhuǎn)速（自學(xué)）、極限轉(zhuǎn)速（自學(xué)） 8 8、成對安裝角接觸軸承的計算特點(diǎn)（自學(xué)）、成對安裝角接觸軸承的計算特點(diǎn)（自學(xué)） 9 9、滾動軸承組合設(shè)計、滾動軸承組合設(shè)計 組合設(shè)計內(nèi)容：組合設(shè)計內(nèi)容： 正確合理考慮軸承安裝、固定、調(diào)整、密封、

11、潤滑、軸系剛度、精度問題。 組合設(shè)計要求：組合設(shè)計要求： 固定可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、保證精度、調(diào)整方便。 軸承不是單一的個體，它是用來支承軸軸承不是單一的個體，它是用來支承軸 的，而軸又要帶動軸上零件工作。所以軸承的，而軸又要帶動軸上零件工作。所以軸承 的設(shè)計一定包含合理設(shè)計軸承的組合。的設(shè)計一定包含合理設(shè)計軸承的組合。 6類 一、滾動軸承軸系的固定一、滾動軸承軸系的固定 在軸向載荷、附加軸向力作用下，滾動軸承軸系有 “左移”、“右移”趨勢，防止軸向竄動，三種固定結(jié) 構(gòu)： 1、（雙支點(diǎn)單向固定） 3類和7類 安裝時，軸承外圈與端蓋間隙：0.250.4mm 很小，不必畫出 允許軸少量熱膨脹，用或調(diào)整螺

12、釘調(diào)節(jié)。 用于mml400 t不高 不大的軸。 組合后，限制軸雙向移動，承受雙向軸向力FA。 FA大:30000 70000 型 FA小:60000型 軸承類型 2、（單支點(diǎn)雙向固定）： 用于mml400 t較高 ： （6；一對3、7類；向心推力組合） 大的軸 補(bǔ)償 （游動端自由伸縮） ： N類：滾子與外圈間游動 6類：外圈與座間游動 內(nèi)圈與軸固定 6類6類 N類 6類 N類 一對7類 一對3類 6類向心推力組合 3、 與其相嚙合的齒輪軸系：兩端單向固定（保證兩軸都得到 軸向定位） 用于需左、右雙向游動的軸，如人字齒輪的小齒輪軸。 二、軸承的軸向固定及裝拆二、軸承的軸向固定及裝拆 1、軸承內(nèi)、

13、外圈的軸向固定 根據(jù)軸向載荷大小選用不同結(jié)構(gòu)，如軸端擋圈、圓 螺母、套筒、彈性擋圈、端蓋等。 2、裝拆 （大尺寸軸承）：熱油8090加熱軸 承或干冰冷卻軸頸。 （大批量）：中小型軸承用軟錘敲入或用 一段管子壓住內(nèi)圈敲入。 裝： 拆：專用拆卸器。 三、滾動軸承的安裝方式及調(diào)整三、滾動軸承的安裝方式及調(diào)整 1、安裝方式 正、反安裝將影響軸系剛度。 ：安裝(“”),安裝調(diào)整方便,用得較多。 ：安裝(“”) L1 b 2、軸承（軸系）調(diào)整 1）的調(diào)整 2）的調(diào)整 ：要求兩齒輪。 ：要求。 四、滾動軸承的配合四、滾動軸承的配合 游隙受載滾動體承載 游隙合適，其大、小受影響。 影響 運(yùn)轉(zhuǎn)精度 壽命 + -

14、 0 + - 0 G7 H7 Js7 J7 js6 j6 k6 m6 n6 ?DH7 ?dk6 內(nèi)圈膨脹 外圈收縮 游隙 標(biāo)準(zhǔn)件：內(nèi)圈基孔制 外圈基軸制 （不標(biāo)注） 原則： 1、尺寸大、載荷大、振動大、轉(zhuǎn)速高，工作溫度高： 選緊一點(diǎn)的配合。 2、經(jīng)常拆卸、游動套圈：采用較松的配合。 3、與軸承相配合的軸與孔：較高的加工精度，形位 公差要求。P391、表18.15 五、提高軸系剛度的措施五、提高軸系剛度的措施 剛度 旋轉(zhuǎn)精度、噪音、振動 1、選用合理軸承類型 滾子軸承剛度球軸承 選用雙列軸承、滾子軸承、四點(diǎn)接觸軸承。 2、選擇合理的軸承安裝方式 3、軸承預(yù)緊 向心角接觸軸承預(yù)變形 預(yù)緊 軸承帶負(fù)游隙運(yùn)行 可以軸承剛度、 旋轉(zhuǎn)精度、 軸承壽命。 懸伸端：反安裝時，剛度 兩軸承間：正安裝時，剛度 加金屬墊片 磨窄套圈 內(nèi)外套筒寬度 預(yù)緊方法 4、機(jī)架上安裝軸承處加筋或增加厚度。 5、一根軸上，兩個軸承盡量取同一型號；若型號不同，則 在小外徑軸承外加一套圈，保證相同孔徑，以便一次鏜 出，保證同心度。 六、潤滑與密封六、潤滑與密封 1、潤滑 目的：1. 摩擦阻力、磨損； 2. 吸振、冷卻、