機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第5版-楊可楨等-第15章滑動(dòng)軸承

深溝球軸承推力軸承向心推力軸承向心軸承圓錐滾子軸承角接觸球軸承滾子球球球推力球軸承α=0FrFR0＜α≤450FAFAFaFSα=900α接觸角越大,派生Fs越大。FrNαFRNFSFRαFr保持架雙列球軸承調(diào)心軸承調(diào)心軸承按滾動(dòng)體列數(shù)分：1、單列2、雙列第六章

滾動(dòng)軸承§1.概述§2.滾動(dòng)軸承的受力分析、失效和計(jì)算準(zhǔn)則§3.滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算§4.滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、功能軸軸上零件解決運(yùn)動(dòng)和支承問(wèn)題2、以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，以減少運(yùn)動(dòng)副間的摩擦,使之運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，提高效率。1、支承轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的零件二、組成球短圓柱滾子錐形滾子鼓形滾子滾針不可缺少內(nèi)圈轉(zhuǎn)外圈不轉(zhuǎn)--支承轉(zhuǎn)軸；外圈轉(zhuǎn)，內(nèi)圈不轉(zhuǎn)--支承軸上零件.1、滾動(dòng)體2、內(nèi)圈3、外圈4、保持架低碳鋼；銅、鋁、工程塑料軸承鉻鋼GCr15，硬度

60~65HRC三、滾動(dòng)軸承的分類(lèi):③

按載荷分類(lèi):向心軸承、向心推力軸承、推力軸承①滾動(dòng)體分類(lèi)圓柱、滾針圓錐鼓形②滾動(dòng)體列數(shù)分類(lèi):單列、雙列承載能力：最大轉(zhuǎn)速：小大小大調(diào)心軸承球、滾子四、滾動(dòng)軸承的代號(hào):前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)五位數(shù)字表達(dá)部件代號(hào)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)前置代號(hào)、后置代號(hào)只有在對(duì)軸承有特殊要求時(shí)才使用。字母組成，表示軸承分部件代號(hào)8項(xiàng)內(nèi)容(一)滾動(dòng)軸承的基本代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)直徑系列寬度系列類(lèi)型代號(hào)特輕—0，1輕—2中—3重—4正常0尺寸系列（二）后置代號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封及防塵保持架及其材料特殊軸承材料公差等級(jí)游隙代號(hào)多軸承配置其它1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)：7類(lèi)軸承，接觸角有150、250、400三種，分別以C、AC和B表示。例：7000C（36000）、7000AC（46000）、7000B（66000）。2、公差等級(jí)：/P0、/P6X、/P6、/P5、/P4、/P2。/P0、普通級(jí)（G）不標(biāo)出。

/P2（B）、最高級(jí)。/P6X用于圓錐滾子軸承0、6、5、4、2=G、E、D、C、B例1：71224AC/P4----4級(jí)精度，內(nèi)徑為120mm，寬度系列為1的輕系列列角接觸球軸承，接觸角250

。內(nèi)徑代號(hào)直徑系列寬度系列類(lèi)型代號(hào)特輕—0，1輕—2中—3重—4d=□□×5正常0尺寸系列例2：滾動(dòng)軸承的基本代號(hào)6020662067311C角接觸球軸承α=15°—Cα=25°—ACα=40°—B30310不標(biāo)例3：下列軸承，哪個(gè)直徑最大？哪些是球軸承？哪個(gè)是可調(diào)心的軸承?302106218N206513061205例4、滾動(dòng)軸承30208型與7208比較承載能力—最大速度—例5、下列標(biāo)記代表的意義：

30310——7306AC——B—2240——08A—1x50——五、滾動(dòng)軸承的選擇（一）、常用軸承的主要特性球滾子承載能力：最大轉(zhuǎn)速：小大小大類(lèi)型選擇1（二）滾動(dòng)軸承的類(lèi)型選擇1、滾動(dòng)軸承選擇的一般過(guò)程如下：選擇軸承的類(lèi)型和直徑系列按軸徑確定軸承內(nèi)徑對(duì)沒(méi)有嚴(yán)格要求的軸承可不進(jìn)行承載能力驗(yàn)算END進(jìn)行承載能力驗(yàn)算合格不合格對(duì)有較嚴(yán)格要求的軸承2、滾動(dòng)軸承類(lèi)型選擇應(yīng)考慮的問(wèn)題1）承受載荷情況2）尺寸的限制方向：向心軸承用于受徑向力；推力軸承用于受軸向力；向心推力軸承用于承受徑向力和軸向力聯(lián)合作用。大?。簼L子軸承或尺寸系列較大的軸承能承受較大載荷；球軸承或尺寸系列較小的軸承則反之。當(dāng)對(duì)軸承的徑向尺寸有較嚴(yán)格的限制時(shí)，可選用滾針軸承。5）安裝要求3）轉(zhuǎn)速的限制4）調(diào)心性要求一般情況下球軸承和輕系列的軸承能適應(yīng)較高的轉(zhuǎn)速，滾子軸承和重系列的軸承則反之；推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低。調(diào)心球軸承和調(diào)心滾子軸承均能滿(mǎn)足一定的調(diào)心要求。是否需要內(nèi)或外圈可分離。6）經(jīng)濟(jì)性要求精度越高價(jià)格越高，另外球軸承便宜，滾子軸承價(jià)格貴，有特殊結(jié)構(gòu)的軸承價(jià)格高。7）游隙滾動(dòng)軸承中滾動(dòng)體與內(nèi)外圈滾道之間的間隙。

徑向游隙：一個(gè)座圈不動(dòng)，另一個(gè)座圈沿徑向從一極端位置移至另一極限位置的移動(dòng)量。

軸向游隙：一個(gè)座圈不動(dòng)，另一個(gè)座圈沿軸向從一極端移至另一極限位置的移動(dòng)量。3類(lèi)型選擇1、載荷大小、方向、性質(zhì)2、轉(zhuǎn)速要求3、尺寸限制4、安裝要求5、經(jīng)濟(jì)性另外球軸承便宜，滾子軸承價(jià)格高，有特殊結(jié)構(gòu)的軸承價(jià)格高。二、滾動(dòng)軸承的應(yīng)力分析

三、滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則一、滾動(dòng)軸承的載荷分析§2滾動(dòng)軸承的受力分析、失效和計(jì)算準(zhǔn)則1）向心軸承：FR0max在徑向力Fr的作用下深溝球60000圓柱滾子N0000半圈滾動(dòng)體受載各滾動(dòng)體受力不均受的最大力為FR0maxFr一、滾動(dòng)軸承的載荷分析—2）推力軸承：承受純軸向載荷Fa，各滾動(dòng)體受力均勻單個(gè)滾子受載荷FA0

=

Fa/Z推力球軸承—50000。FaFA0FA03)向心推力軸承在承受徑向載荷Fr

時(shí)產(chǎn)生派生軸向力FS。它會(huì)使軸承產(chǎn)生內(nèi)外圈分離，以致整個(gè)軸承只剩下一個(gè)滾子受載，此時(shí)FS=Frtanα。所以滾動(dòng)軸承可以加軸向載荷Fa以平衡FS。

FrFRiFSiαFRiFRi分析FS：1）FS是接觸角α的函數(shù)，當(dāng)α一定時(shí)，F(xiàn)S=eFr

。系數(shù)e因軸承結(jié)構(gòu)不同而不同。滾子軸承角接觸球軸承7000C7000AC7000BFs=FR/(2Y）FS=eFRFS=0.68FR

FS=1.14FRY和e查表2）FS使內(nèi)外圈分開(kāi)，減少承載滾子數(shù)目，使?jié)L子受載增加，壽命下降。3）外載荷Fa不同時(shí)，對(duì)軸承的影響不同。三、滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則點(diǎn)蝕、塑性變形、其它非正常失效計(jì)算準(zhǔn)則：1、n↑→點(diǎn)蝕失效為主→疲勞壽命計(jì)算→控制點(diǎn)蝕；

n↑↑→粘著磨損或燒傷為主→疲勞壽命計(jì)算→再進(jìn)行極限轉(zhuǎn)速校核；2、n↓↓、間歇運(yùn)動(dòng)、重載→塑性變形為主→靜強(qiáng)度計(jì)算3、其它非正常失效→軸承組合設(shè)計(jì)控制非….失效形式：§3.滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算:一、幾個(gè)概念：二、軸承的壽命計(jì)算：三、當(dāng)量動(dòng)載荷四、向心推力軸承的徑向力Fr和軸向力Fa:（h）X=？Y=？e—α，α’FA1=？

，F(xiàn)A2=？

1.軸承壽命—

一個(gè)軸承在載荷作用下，當(dāng)其中任一元件首先出現(xiàn)點(diǎn)蝕時(shí)，所轉(zhuǎn)過(guò)的總?cè)?shù)，稱(chēng)為該軸承的疲勞壽命。一批軸承（相同型號(hào)、尺寸、材料和相同的制造工藝）在相同的工作條件下，失效概率為10%時(shí)，所能運(yùn)轉(zhuǎn)的總?cè)?shù)，或在一定轉(zhuǎn)速條件下所能工作的小時(shí)數(shù)，稱(chēng)為基本額定壽命。可靠度為90%，用L10或Lh表示。2.基本額定壽命—一、幾個(gè)概念：壽命曲線(xiàn)可靠度壽命

99%L10=105r90%L10=106r50%L10=5×106r1%L10=40×106r50%90%轉(zhuǎn)數(shù)n載荷PL1L23.基本額定動(dòng)載荷

C—30%10%PLL=106CPL2L1壽命曲線(xiàn)方程C—實(shí)驗(yàn)條件·載荷平穩(wěn)···常溫＜100°c··可靠度90%····對(duì)向心、向心推力軸承是純徑向力；對(duì)推力軸承是純軸向力。基本額定壽命為106(百萬(wàn)轉(zhuǎn))時(shí),軸承所能夠承受的最大純徑向或純軸向載荷。二、軸承的壽命計(jì)算：（r）球軸承ε=3滾子軸承ε=10/3且：載荷平穩(wěn);常溫＜1000C可靠度90%;

對(duì)向心、向心推力軸承是純徑向力；對(duì)推力軸承是純軸向力。C—基本額定動(dòng)載荷P—軸承所受動(dòng)載荷指數(shù)ε：—當(dāng)量動(dòng)載荷工程上常用小時(shí)表示：（h）當(dāng)在高溫（＞1000C）下工作,載荷有沖擊時(shí)，引入—fT、fP

：n—軸承的轉(zhuǎn)速（h）通式三、當(dāng)量動(dòng)載荷1.當(dāng)量動(dòng)載荷2.徑向力影響系數(shù)X;軸向力影響系數(shù)Y3.判斷系數(shù)e值:1、當(dāng)量動(dòng)載荷（壽命）KN①純徑向力FR,軸向力FA=0—(60000,N0000)②純軸向力FA,徑向力FR=0—(50000)徑向力影響系數(shù)軸向力影響系數(shù)當(dāng)軸承受載是:Y=1X=1③軸向力FA≠0,徑向力FR≠0

（60000，70000，30000）X=？Y=？徑向力影響系數(shù)——軸向力影響系數(shù)——3.判斷系數(shù)e值:Fa≤

FSX=1,Y=0Fa＞

FS

e反映軸向載荷對(duì)軸承壽命的影響以與e值進(jìn)行比較。X＜1,Y＞0例8：某軸徑d=20mm，采用向心推力圓錐滾子支承，軸承上作用軸向載荷FA=3.55KN，徑載FR=4KN，工作壽命Lh=25000h，n=1250r/min，載荷平穩(wěn)，試選擇此軸承？解：試選30204，查手冊(cè)（p117）e=0.35C=28.2kN=3.55/4=0.88>e查手冊(cè)X=0.4，Y=1.7。載荷平穩(wěn)∴fP=1；常溫∴fT=1；

P=XFR+YFA=4×0.4+3.55×1.7=7.64kN∴30204不適用再選30304查手冊(cè)C=33kN>C/=31.5KN,可以嗎？不可以。∵此時(shí)e、x、Y、P值均發(fā)生了變化。選軸承30304查表：Cr=33kNX=0.4Y=2e=0.3P30304P=XFR+YFA

=0.4×4000+2×3550=8700NC/=35.87＞Cr30304仍不能用。（1）α角不變的軸承X＜1,Y＞0X=1,Y=0e值是定值30000型----每一個(gè)軸承有一個(gè)確定的接觸角70000AC型70000B型—接觸角α=40°；e=1.14—接觸角α=25°；e=0.68每一個(gè)軸承有一個(gè)相應(yīng)的e值。例9：已知，平穩(wěn)載荷FA=6700N，F(xiàn)R=2500N，分別求6210，6310軸承的P=？取fp=1C06210=23.2kN，C06310=38kN分析：e≤＞α’=2.68e=0.21e=0.19e＞Y=2.0Y=2.35X=0.56P=0.56×FR＋2×FA=14800P=0.56×FR

＋2.35×FA=17145=0.29=0.18查表2.對(duì)70000,30000軸承

軸系受力FS1,FS2、FaFS1+Fa＞FS2

軸系有向右移動(dòng)趨勢(shì)受壓軸承Ⅱ—FA2=FS1+Fa放松軸承Ⅰ—FS1FS2S’S’FS2FS1FaⅡFrFaⅠⅡ

假設(shè)：判斷承載軸承—方向與FS2

反向—方向與FS1

反向FA1=

FS1FA1,FA2=?

FR1FR2FA1FA2Fs1

Fs2S/Fa假設(shè)：FS1+Fa＜FS2S’FS2－Fa軸系向有左移動(dòng)趨勢(shì)受壓軸承Ⅰ—

FA1

=FS2

－Fa放松軸承Ⅱ—

FA2

=

FS2判斷承載軸承Ⅰ＋S’FS1FrFaⅠⅡFS1FS2FR1FR2FA1FA2Fs1S/FaⅡFs2小結(jié)1）用軸系的全部軸向力確定移動(dòng)趨勢(shì)。3）受壓軸承的軸向力=除自身軸向力外的全部軸向力的合力。放松軸承的軸向力=自身內(nèi)部軸向力。2）判斷受壓軸承和放松軸承。4）方向與自身內(nèi)部軸向力相反。例7：FS1FS2FR1FR2FrFaⅠⅡ反裝與正裝之分假設(shè)：FS2+Fa＞FS1軸系向有右移動(dòng)趨勢(shì)判斷承載軸承受壓軸承—FA1=FS2

＋Fa放松軸承Ⅱ—FA2

=FS2FA1FA2習(xí)題:1．圖示采用一對(duì)30208（7208）滾動(dòng)軸承,已知徑向力FR1=9600N,FR2=15600N,軸向力Fa1=3000N,Fa2=8000N。請(qǐng)求出兩軸承的軸向力FA1,FA2

。Fa1R2ⅠⅡFa2FS1FS2FR1FR22）計(jì)算FS1=?FS2=?并畫(huà)出受力圖解：

1）查表7-8FS=FR/2Y，查設(shè)計(jì)手冊(cè)：

Y＝1.6(手冊(cè)),e＝0.373）判斷緊端和松端4）計(jì)算FA1和FA25）計(jì)算FA/FR

并與e比較查設(shè)計(jì)手冊(cè)得X和Y6）計(jì)算P1和P27）計(jì)算LhFS1=4000NFS2=5600N習(xí)題:

2．圖示采用一對(duì)30208（7208）滾動(dòng)軸承,已知FR1=2400N,FR2=3200N,軸向力Fa=500N,請(qǐng)求出兩軸承的軸向力FA1,FA2

。（FS=FR/2Y，Y=1.6）

FS1FR1FR2FrFaⅠⅡFrFaⅠⅡFS2FS1FR1FS2FR2§3.滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算:靜強(qiáng)度條件:（kN）P0—當(dāng)量靜載荷C0—額定靜載荷S0—靜強(qiáng)度安全系數(shù)1.

當(dāng)n＜10r/min,以C0≥S0P選軸承。應(yīng)用條件:2.

當(dāng)n＞10r/min且Dmn＜10000時(shí)，選軸承要同時(shí)考慮C和C0

。疲勞壽命計(jì)算點(diǎn)蝕、磨粒磨損、塑性變形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)密封潤(rùn)滑靜強(qiáng)度計(jì)算P0=X0FR+Y0FAKN§4.滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):

1.兩端單向固定—一、軸系的固定方式:2.一端固定一端游動(dòng)—2.兩端游動(dòng)—軸系相對(duì)箱體或機(jī)架的固定方式。二、滾動(dòng)軸承和軸上零件固定方式:套筒緊定螺釘圓螺母與止推墊片細(xì)牙雙圓螺母軸端擋彈性擋圈1.軸上零件的軸向固定方法

軸上零件的固定方式周向固定方法:2.滾動(dòng)軸承與箱體的固定方法:§4.滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):三、軸上零件和滾動(dòng)軸承的調(diào)整:1.滾動(dòng)軸承游隙的調(diào)節(jié)—墊片2.錐頂距的調(diào)節(jié)—套杯3.蝸桿傳動(dòng)的調(diào)節(jié)四、密封與潤(rùn)滑:氈圈密封迷宮式密封軸向立軸綜合密封徑向密封圈密封油溝密封擋圈密封甩油密封

軸系結(jié)構(gòu)改錯(cuò)7305C7305C軸系結(jié)構(gòu)改錯(cuò)滾動(dòng)軸承的類(lèi)型滾動(dòng)軸承的組成：滾動(dòng)軸承參數(shù)2、內(nèi)徑尺寸代號(hào)00～99代號(hào)×5=內(nèi)徑尺寸（除00、01、02、03、之外）00---10mm、01---12mm、02---15mm、03---17mm例：6005d=05×5=25mm當(dāng)d<10mm及d=22、28、32mm時(shí)，直接用“/”分開(kāi)