機(jī)械設(shè)計(jì)10滾動(dòng)軸承

第十章滾動(dòng)軸承10.1滾動(dòng)軸承的構(gòu)造和特點(diǎn)12341、滾動(dòng)軸承的組成外圈1、內(nèi)圈2、滾動(dòng)體3、保持架4滾動(dòng)體的種類有2、特點(diǎn)（與滑動(dòng)軸承相比）

1)摩擦系數(shù)小，f=0.001~0.0042)啟動(dòng)靈活；

3)潤(rùn)滑容易

4)標(biāo)準(zhǔn)化、互換

5)但抗沖擊載荷能力差，很難做成剖分式滾動(dòng)軸承中的承載形式為點(diǎn)或線接觸，最大接觸應(yīng)力可以高達(dá)4000MPa；3、材料、熱處理及用途

套圈及滾動(dòng)體：GCr15—普通、9Cr18（4400C）--防銹、

GCr4Mo4V(M50)—高溫.G代表專用滾動(dòng)軸承鋼保持架：高聚物、低碳鋼、銅、夾布膠木各類軸承及滾動(dòng)體10.2滾動(dòng)軸承的類型和選擇一、滾動(dòng)軸承的類型按滾動(dòng)體的形狀分球軸承滾子軸承軸承公稱接觸角:滾動(dòng)體與外圈軌道接觸點(diǎn)的法線和軸承半徑方向的夾角1.向心軸承2.推力軸承按受力分：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T272-1993中，按載荷方向及結(jié)構(gòu)不同進(jìn)行分類單列雙列按滾動(dòng)體列數(shù)分：多列二、滾動(dòng)軸承類型的選擇選擇滾動(dòng)軸承類型時(shí)可參考以下幾點(diǎn)：（1）當(dāng)載荷加大后有沖擊載荷時(shí)，宜用滾子軸承；當(dāng)載荷較小時(shí)，宜用球軸承。（2）當(dāng)只受徑向載荷時(shí)，或雖同時(shí)受徑向和軸向載荷，但以徑向載荷為主時(shí)，應(yīng)用向心軸承。當(dāng)只受軸向載荷時(shí)，一般應(yīng)用推力軸承，而當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，可用角接觸球軸承或深溝球軸承。當(dāng)徑向和軸向載荷都較大時(shí)，應(yīng)采用角接觸軸承。（4）當(dāng)要求支承具有較大剛度時(shí)，應(yīng)用滾子軸承。（5）當(dāng)軸的撓曲變形大或軸承座孔不同、跨度大而對(duì)支承有調(diào)心要求時(shí)，應(yīng)選用調(diào)心軸承。（6）為便于軸承的裝拆，可選用內(nèi)、外圈分離的軸承。（7）從經(jīng)濟(jì)角度看，球軸承比滾子軸承便宜，精度低的軸承比精度高的軸承便宜，普通結(jié)構(gòu)軸承比特殊結(jié)構(gòu)的軸承便宜。（3）當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，宜用球軸承；當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，可用滾子軸承，也可用球軸承。10.3滾動(dòng)軸承代號(hào)下表表示滾動(dòng)軸承代號(hào)的構(gòu)成1.類型代號(hào)：2.尺寸系列代號(hào)：承載能力發(fā)生變化,更全見表10-4寬度系列與直徑系列（見表10-2）3.內(nèi)徑代號(hào)：內(nèi)徑大小4.內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)5.公差等級(jí)代號(hào)6.配置代號(hào)7.軸承代號(hào)的編制規(guī)則(1)軸承代號(hào)按順序從左至右排列。(2)當(dāng)軸承類型代號(hào)用字母表示時(shí),字母與其后的數(shù)字之間應(yīng)空一個(gè)字符。(3)基本代號(hào)與后置代號(hào)之間應(yīng)空一個(gè)字符,但當(dāng)后置代號(hào)中有“-”號(hào)或“/”號(hào)時(shí),不再留空。(4)公差等級(jí)代號(hào)中的/P0省略不寫。例如:7210C7210C/P5/DF/P5/DF軸承類型為角接觸球軸承尺寸類型代號(hào),其中寬度類型代號(hào)為0,窄系列,省略不寫,直徑系列代號(hào)為2,輕系列軸承內(nèi)徑空一個(gè)字符公稱接觸角軸承公差等級(jí)為5級(jí)面對(duì)面配置32210/P3/DB練習(xí)背對(duì)背安裝3級(jí)精度直徑50mm寬、輕系列圓錐滾子軸承10.4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則一、滾動(dòng)軸承的失效形式各接觸點(diǎn)受力：受交變載荷鋼球疲勞點(diǎn)蝕陶瓷球疲勞點(diǎn)蝕1.疲勞點(diǎn)蝕：滾動(dòng)軸承最常見的失效形式。內(nèi)環(huán)上的疲勞點(diǎn)蝕軸承膠合2.塑性變形：受較大靜載或沖擊載荷3.磨粒磨損：雜質(zhì)進(jìn)入4.膠合：高速、重載、發(fā)熱二、滾動(dòng)軸承的計(jì)算準(zhǔn)則壽命計(jì)算：對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)軸承，疲勞點(diǎn)蝕是其主要失效形式，因而主要是進(jìn)行壽命計(jì)算，必要時(shí)再作靜強(qiáng)度校核。靜強(qiáng)度計(jì)算：對(duì)于不轉(zhuǎn)動(dòng)、低速或擺動(dòng)的軸承，局部塑性變形是其主要失效形式，因而主要是進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。校核極限轉(zhuǎn)速：對(duì)于高速軸承，發(fā)熱以至膠合是其主要失效形式，因而除進(jìn)行壽命計(jì)算外還應(yīng)該校核極限轉(zhuǎn)速。10.5滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算一、基本公式基本額定動(dòng)負(fù)荷：軸承工作溫度在以下,基本額定壽命時(shí)，軸承所能承受的最大載荷，用C表示。基本額定動(dòng)負(fù)荷的方向:對(duì)于推力軸承為中心軸向載荷對(duì)于角接觸向心軸承為載荷的徑向分量基本額定壽命：一批相同軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，90%軸承在疲勞點(diǎn)蝕前轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為106

r。對(duì)于向心軸承為徑向載荷疲勞曲線疲勞壽命威布爾分布載荷P1載荷P2載荷P1>載荷P2由實(shí)驗(yàn)得到的曲線在當(dāng)量動(dòng)載荷P作用下的基本額定壽命為滾動(dòng)軸承的載荷與壽命之間的關(guān)系:常用小時(shí)數(shù)表示基本額定壽命Lh引入溫度系數(shù)fT二、當(dāng)量動(dòng)載荷把實(shí)際載荷折算為與基本額定動(dòng)負(fù)荷的方向相同的一假想載荷，在該假想載荷作用下軸承的壽命與實(shí)際載荷作用下的壽命相同，則稱該假想載荷為當(dāng)量動(dòng)載荷，用P表示。向心軸承P為徑向載荷,推力軸承P為軸向載荷當(dāng)量動(dòng)載荷P的計(jì)算式：三、角接觸軸承的內(nèi)部軸向力軸承類型角接觸球軸承圓錐滾子軸承7000C型(α=150)7000AC型(α=250)7000B型(α=400)S0.5Fr0.7Fr1.1FrFr/2Y內(nèi)部軸向力方向----內(nèi)、外圈脫離(看著外圈固定)表10-12內(nèi)部軸向力S由力的平衡條件得軸承Ⅱ壓緊,作用在軸承Ⅱ上的軸向載荷為軸承放松,作用在軸承上的軸向載荷只有自身的內(nèi)部軸向力,即取軸承內(nèi)圈和軸為分離體(1)若由力的平衡條件得,在軸承上,指向左

軸承壓緊,作用在軸承上的軸向載荷為軸承放松,作用在軸承上的軸向載荷只有自身的內(nèi)部軸向力,即(2)若(3)若軸向力判斷:1)判斷壓緊端,放松端

2)壓緊端軸向力為除自身內(nèi)部軸向力外其他軸向力的合成

3)放松端軸向力為自身內(nèi)部軸向力同一支點(diǎn)成對(duì)安裝同一型號(hào)角接觸軸承計(jì)算特點(diǎn)(自學(xué))10.6滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算基本額定靜負(fù)荷C0：滾動(dòng)軸承中受載最大的滾動(dòng)體與最弱座圈滾道的接觸處的塑性變形量之和為滾動(dòng)體的1/10000時(shí)的載荷。滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度校核公式：當(dāng)量靜載荷P0：是一個(gè)假想載荷，在當(dāng)量靜載荷作用下，軸承的受載最大滾動(dòng)體與滾道接觸處的塑性變形總量與實(shí)際載荷作用下的塑性變形總量相同。

，由表10-14查取對(duì)于向心軸承、角接觸軸承，當(dāng)量靜載荷取下面兩式中計(jì)算出的較大值,對(duì)于推力軸承,α=90,;α≠90,10.7滾動(dòng)軸承的極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速

:軸承在一定載荷和潤(rùn)滑條件下所允許的最高轉(zhuǎn)速。查手冊(cè)取值.載荷系數(shù)：當(dāng)軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P超過0.1C時(shí),需將手冊(cè)中的極限轉(zhuǎn)速乘以小于1的系數(shù)。載荷分布系數(shù)：當(dāng)向心軸承受軸向載荷時(shí),需將手冊(cè)中查得的極限轉(zhuǎn)速乘以小于1的系數(shù)。最高轉(zhuǎn)速10.8滾動(dòng)軸承部件組合設(shè)計(jì)軸承部件：在機(jī)器中,傳動(dòng)件、軸、滾動(dòng)軸承、機(jī)體、潤(rùn)滑及密封等組成為一個(gè)相互聯(lián)系的有機(jī)整體。在進(jìn)行軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題。一、軸承部件的軸向固定軸向固定：軸向力的承受方式1.兩端固定支承分析軸向力如何承受，即力如何傳到支承上為補(bǔ)嘗軸受熱變形,間隙C=0.25~0.35支點(diǎn)跨距l(xiāng)<300~5002.一端固定、一端游動(dòng)支承外圈與端蓋間隙：2~3mm固定端如何固定游動(dòng)端如何游動(dòng)3.兩端游動(dòng)支承由于人字齒輪存在誤差齒向載荷不均小齒輪軸做成兩端游動(dòng)大齒輪軸必須做成兩端固定見圖10-254.支承剛度反裝(背靠背)跨距大，受力情況不好軸的剛度小正裝(面對(duì)面)跨距小，受力情況好軸的剛度大二、軸承部件的調(diào)整1.軸承游隙的調(diào)整2.軸上傳動(dòng)件位置的調(diào)整(a)加減墊片(b)調(diào)整螺釘墊片1調(diào)整錐齒輪位置墊片2調(diào)整軸承間隙徑向位置由中心距保證軸向位置用墊片調(diào)整蝸輪位置調(diào)整二、軸承部件的調(diào)整3.軸承預(yù)緊

預(yù)先施加外力,使內(nèi)外圈產(chǎn)生變形,消除游隙,提高剛度與旋轉(zhuǎn)精度.

施加外力必須適當(dāng),可以通過試驗(yàn)確定.三、滾動(dòng)軸承的配合配合標(biāo)注：內(nèi)圈與軸：只標(biāo)注軸外圈與孔：只標(biāo)注孔配合種類：緊配合：轉(zhuǎn)速高、載荷大、溫度高、有振動(dòng)、內(nèi)圈與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)松配合：經(jīng)常拆卸、外圈靜止、半圈受載四、軸承的裝拆1.加熱(80~900C)2.利用拆裝工具注意：內(nèi)、外環(huán)用不同工具注意：h≥1/4外環(huán)厚度五、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封1.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑潤(rùn)滑的目的：減少摩擦磨損、吸收振動(dòng)、降低溫度潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑：可承受較大載荷，便于密封及維護(hù)，不宜填充過多

dn<（1.5~2）╳

105mmr/min油潤(rùn)滑：噴油或浸油、浸油高度不超過滾動(dòng)體中心

dn>（1.5~2）╳

105mmr/min具體方式見表10-17浸油潤(rùn)滑2.滾動(dòng)軸承的密封10.9減速器輸出軸部件設(shè)計(jì)一級(jí)圓柱齒輪減速器由輸入軸部件、輸出軸部件和機(jī)體組成輸出軸部件設(shè)計(jì)過程主要包括：（1）初定尺寸（2）畫結(jié)構(gòu)草圖（3）校核計(jì)算（4）完成部件圖設(shè)計(jì)（5）完成零件圖設(shè)計(jì)4.軸的受力分析5.校核軸的強(qiáng)度6.校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度7.校核軸承壽命1883年德國(guó)的Fischer先生發(fā)明了磨制鋼球的球磨機(jī)并創(chuàng)建FAG公司以來，伴隨著滾動(dòng)軸承工業(yè)的誕生和發(fā)展，F(xiàn)AG的產(chǎn)品在幾乎所有可能的領(lǐng)域內(nèi)得到了充分的認(rèn)證并一直扮演著十分重要的角色，滾動(dòng)軸承的應(yīng)用滾動(dòng)軸承的應(yīng)用瑞典SKF公司新一代SKF球面滾子軸承--Explorer"探索者"系列的性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法，而ISO亦無法恰當(dāng)?shù)仡A(yù)測(cè)其預(yù)期壽命……

--軸承如此經(jīng)久耐用，它將改變工業(yè)設(shè)備的維修計(jì)劃

--軸承如此先進(jìn)卓越，它將為設(shè)計(jì)工程師，開拓一個(gè)充滿嶄新選擇的世界，從而創(chuàng)造新一代的工業(yè)機(jī)械設(shè)備。滾動(dòng)軸承的應(yīng)用這類軸承適用於內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)。由于其特殊的設(shè)計(jì)，可以應(yīng)用於此種高轉(zhuǎn)

速、高溫、不利于潤(rùn)滑且又具有特殊載荷和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的支承。其中，KZK曲

柄銷支承用的滾針和保持架組件，採(cǎi)用M型保持架，可因應(yīng)客戶特殊要求，

在保持架表面進(jìn)行鍍銀、鍍銅處理。滾動(dòng)軸承的應(yīng)用推力軸承由滾動(dòng)體、推力保持架及推力墊圈組成。滾動(dòng)體可以是滾針或圓柱

滾子。滾針或圓柱滾子受到推力保持架的保持和引導(dǎo)，並和不同的推力墊圈

、軸圈、座圈一起工作。