《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》第五滾動軸承

第16章滾動軸承滾動軸承是支承轉(zhuǎn)軸的標(biāo)準(zhǔn)部件我國各地的軸承廠按國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)各種類型的軸承第16章滾動軸承教學(xué)基本要求1.了解滾動軸承的結(jié)構(gòu)、材料、特點(diǎn)和應(yīng)用；2.掌握滾動軸承的類型、代號和選擇；3.掌握滾動軸承的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則及校核計算方法；4.能正確進(jìn)行滾動軸承的組合設(shè)計。

重點(diǎn)與難點(diǎn)

1.滾動軸承的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則及滾動軸承的選擇；2.角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向載荷的計算以及滾動軸承基本額定壽命的計算；3.滾動軸承的組合設(shè)計。概述箱體齒輪軸軸承軸承孔作用：支持軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度減少轉(zhuǎn)軸與支持面間的摩擦磨損按摩擦性質(zhì)滑動軸承滾動軸承滾動軸承設(shè)計的內(nèi)容一般為：①根據(jù)工作條件合理選用滾動軸承的類型和尺寸，驗(yàn)算軸承的承載能力；②綜合考慮滾動軸承的定位、裝拆、調(diào)整、潤滑和密封等問題，進(jìn)行軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計。

滾動軸承的構(gòu)造1、組成：內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架外圈：與軸承座或零件的孔接觸；保持架:內(nèi)圈：滾動體：滾動；2、滾動體形狀a)球b)圓柱滾子c)圓錐滾子d)滾針e)球面滾子e)非對稱球面滾子3、材料軸承內(nèi)、外圈和滾動體：軸承鋼如GCr15、GCr15SiMn等制造，熱處理后硬度一般不低于60HRC，工作表面要求磨削和拋光。由于一般軸承的這些元件都經(jīng)過150℃的回火處理，所以通常當(dāng)軸承的工作溫度不高于120℃時，零件的硬度不會下降。保持架沖壓結(jié)構(gòu)實(shí)體結(jié)構(gòu)低碳鋼銅合金，鋁合金，塑料，樹脂等1.摩擦力矩小且穩(wěn)定，易啟動。2.軸向?qū)挾刃。Y(jié)構(gòu)緊湊。3.能同時承受軸向力和徑向力。4.易潤滑。5.批量生產(chǎn)成本低。6.對軸的材料和熱處理要求低。7.承受沖擊載荷能力差。8.壽命短。9.振動、噪聲大。10.不宜作成剖分式。5、工程應(yīng)用4、滾動軸承特點(diǎn)16-1滾動軸承的基本類型1、按滾動體形狀分1)球軸承2)滾子軸承(1)調(diào)心球軸承(2)推力球軸承(3)深溝球軸承(4)角接觸球軸承(1)調(diào)心滾子軸承(2)推力圓柱滾子軸承(3)圓錐滾子軸承(4)圓柱滾子軸承3)滾針軸承2、按受載方向和公稱接觸角分：滾動體與套圈接觸處的法線與軸承的徑向平面之間的夾角注意：公稱接觸角越大，滾動軸承承受軸向載荷的能力越大。按軸承所能承受的載荷方向或公稱接觸角α的不同分3、滾動軸承的性能（1）承載能力滾子軸承≈(1.5~3)球軸承（2）極限轉(zhuǎn)速當(dāng)d≤20mm時，兩者承載能力接近，宜采用球軸承。轉(zhuǎn)速過高→ 溫度↑→

潤滑失效→

滾動體回火或膠合破壞。極限轉(zhuǎn)速----滾動軸承在一定載荷與潤滑條件下，允許的最高轉(zhuǎn)速。大載荷采用滾子軸承（3）角偏差影響軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)。角偏差↑→可采用調(diào)心軸承。軸承由于安裝誤差或軸的變形等都會引起內(nèi)外圈中心線發(fā)生相對傾斜。其傾斜角稱為角偏差。調(diào)心軸承θ16-2滾動軸承的代號滾動軸承的類型很多，而各類軸承又有不同的結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級、技術(shù)要求等，為便于組織生產(chǎn)和選用，規(guī)定了滾動軸承的代號。內(nèi)徑系列代號尺寸系列代號直徑系列代號寬度系列代號類型代號例K7211/P5例：61308/P50、1---特輕系列2---輕系列3---中系列4---重系列表示軸承分部件表示軸承公差、結(jié)構(gòu)等0-窄系列（可省略）1—正常系列2—寬系列2、公差等級：/P2、/P4、/P5、/P6x、/P6、/P0高低/P0—普通級(代號中不標(biāo)注)直徑系列的對比6410631062106110d表16-21、內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號表16-6C1、C2、C0、C3、C4、C53、游隙代號16浙-3滾動床軸承宮的選撿擇計詞算1版.向心酬軸承牛的載后荷分狀布一、閑受力滋分析受純肥徑向啦載荷Fr時，上半敞圈滾項(xiàng)動體禁不受恩力；下半袋圈各斤滾動叛體受會力大搞小方浪向均節(jié)不同從。受純駐軸向襯載荷灣時，博各滾解動體讓受力疲相同牧；如圖解受力店情況,根據(jù)耐力的德平衡胃條件搜可求奮出受塘載最白大的煮滾動僅體所飲受的納載荷掙為:2腎.軸承詢元件紙上載椅荷及埋應(yīng)力蠻的變挪化在承患載區(qū)頑，載憤荷零廁逐漸攻增大蛾到最鳴大，以再逐遭漸減情少到護(hù)零——不穩(wěn)弄定脈額動循略環(huán)變淋應(yīng)力滾動體動圈固定古圈：尤滾動境體滾法過便畜受力岡，大此小不破變→穩(wěn)定志的脈驢動循融環(huán)變息應(yīng)力二、俘滾動窩軸承弟的失卷效形佳式滾動傅軸承立工作恭過程哈中，己滾動便體和蝴內(nèi)、幫外圈窮滾道及分別區(qū)受到非脈動腫循環(huán)旱交變唇應(yīng)力緣瑞的作融用。覽在載錘荷的摩反復(fù)惠作用毒下，膛首先披在表續(xù)面下司一定柿深度燒處產(chǎn)采生疲畜勞裂忠紋，萍繼而令擴(kuò)展宏到接背觸表遲面，暫形成搖疲勞卸點(diǎn)蝕呀，使蒸軸承橡不能鋪正常得工作植。通羨常，尾疲勞離點(diǎn)蝕書是滾稻動軸擺承的歲主要流失效垮形式斑。1．疲耳勞點(diǎn)音蝕疲勞筒點(diǎn)蝕親的形丹成2．塑問性變料形當(dāng)軸鄰承轉(zhuǎn)殿速很出低或銳間歇卷擺動凍時，這一般蹄不會叔產(chǎn)生魂疲勞萌破壞留。但嘉在很赴大的銜靜載被荷或名沖擊扁載荷蜜作用采下，額會使超軸承企滾道塵和滾牢動體狂接觸駐處產(chǎn)覺生永黨久變孔形（姥滾道扮表面聚形成瓣塑性偷變形嗽凹坑乓），看而使芬軸承照在運(yùn)械轉(zhuǎn)中家產(chǎn)生曾劇烈晴振動職和噪芒聲，攤運(yùn)轉(zhuǎn)吃精度巴的下苦降，漢以至爭軸承剝不能丹正常音工作俘。3.磨損潤滑顯不良藍(lán)、密把封不茶嚴(yán)、染多塵閥條件4.膠合通常遍在滾掌動體海和套乎圈之寒間，繞特別水是滾謠動體宅和保遲持架聰之間觀有滑蹄動摩豪擦，荷如果暴潤滑裝不充鼠分，供發(fā)熱愚嚴(yán)重東時，卸可能莖使?jié)L魚動體云回火夾，甚握至產(chǎn)案生膠美合現(xiàn)法象。決轉(zhuǎn)速忌越高巡壽，發(fā)坦熱越只大，絮發(fā)生富膠合秘的可敞能性凡就越烈高。注:其它秤還有慕銹蝕偏、電桃腐蝕嬸和由寶于操釘作、導(dǎo)維護(hù)偵不當(dāng)屢而引規(guī)起的馳元件挎破裂渴等失斯效形伙式。三、濟(jì)滾動愧軸承鑼的壽左命計例算1.基本勵額定痛壽命戒和基耽本額排定動娘載荷滾動咸軸承海的壽市命：軸承慈中任通一元塔件出受現(xiàn)疲肚勞點(diǎn)似蝕前姑所經(jīng)陽歷的鄭總轉(zhuǎn)耗數(shù)，怒或在漢一定錘轉(zhuǎn)速潔下的寬總工織作小有時數(shù)胃。軸承口壽命紛相當(dāng)氏離散江，應(yīng)辭與一岔定的雪可靠這度相尺聯(lián)系乖。滾動添軸承敏的基淚本額艘定壽疲命：一批累型號連相同櫻的軸嘗承在胸相同服條件申下運(yùn)賣轉(zhuǎn)，風(fēng)有10％的閑軸承巾產(chǎn)生蹲疲勞副點(diǎn)蝕籃前的唱總轉(zhuǎn)緩數(shù)或前在一雅定轉(zhuǎn)困速下散的總壺工作結(jié)小時扮數(shù)。即可滔靠度夜為90州%（失猴效概題率為10靈%）時寬軸承授的壽悟命。注意被：額市定壽蔽命隨剛運(yùn)轉(zhuǎn)石條件屢而變效化。比如挪：外洞載增屬大，襪額定歡壽命愛降低口。因此詳，額惑定壽醫(yī)命并艱不能燃直接醉反映笑軸承憐的承衰載能箭力?；舅]額定榴動載蜓荷實(shí)驗(yàn)條件：對于向心檔軸承，是老一個鉛方向坑、大脅小恒婚定的幣徑向奔載荷江，稱今徑向帆基本放額定推動載跑荷，張用Cr表示殲。標(biāo)準(zhǔn)互中規(guī)速定：稈軸承棍的基愛本額景定壽曬命為106轉(zhuǎn)時凈，軸摧承所委能承漠受的照載荷柄值，傘稱為軸承汽的基耀本額塊定動蜂載荷，用C表示排。對于推力氏軸承，是量一個孤恒定耀的中沾心軸煤向載貴荷，弟稱軸恢向基皂本額撇定動雹載荷覺，用Ca表示旺。載荷

額定壽命C1062我.滾動新軸承憂基本敞額定壺壽命族計算實(shí)驗(yàn)屠表明恩：對鉗于相炊同型悄號的父軸承詳，在究不同亡的載廁荷P1、P2、P3、……作用迎下，周若軸設(shè)承的疊額定裝壽命尊為L1、L2、L3、……，則：滾動此軸承迎壽命男計算皮公式箏的推盜導(dǎo)當(dāng)L10=1（106轉(zhuǎn)）物時，警其對錦應(yīng)的昂載荷篩為基本盒額定剃動載離荷C（N）時籮，基本孤額定字壽命軸承唇轉(zhuǎn)速烏，r/軟mi漆n當(dāng)量之動載岸荷，N基本半額定衣動載淺荷，寒查《機(jī)械抹零件蟲設(shè)計夕手冊》e為壽斷命指擴(kuò)數(shù)，溝球軸固承e舌=3，滾青子軸率承e墨=1貫0/決3預(yù)期敵壽命節(jié)，查債表基本發(fā)額定救動載下荷計網(wǎng)算值注:當(dāng)工決作溫便度高茄于12燃5℃時，C值會未下降子，用溫度速系數(shù)ft修正吸，表7-創(chuàng)7則可患得壽壤命的漆修正晝公式坡：如P和n已知，該軸承的預(yù)期壽命已定，則可得滾動軸承設(shè)計公式：四、莖滾動著軸承很的當(dāng)貿(mào)量動飾載荷P對于色推力第軸承焰，P為軸濱向載皺荷Fa對于蟲向心歐軸承礙，P為徑浩向載魂荷Fr當(dāng)軸誼承既驚受徑宗向力Fr又受婦軸向齡力Fa時，狗須將Fr、Fa與轉(zhuǎn)妹換為踩與確優(yōu)定基期本額慎定動到載荷卸的載承荷條跌件一障致（澤純徑從向力哨或軸烈向力襯）的住等效算力，現(xiàn)即當(dāng)盼量動縮慧載荷胞，用P表示有。計算散式：e——軸向葡載荷仁影響啞系數(shù)竹（判候別系籮數(shù)）躍，表7-珍9。引入顛載荷莖性質(zhì)聞系數(shù)麥，表7-村10X、Y—徑向蠟系數(shù)由、軸第向系皇數(shù)，紙與Fa/Fr及參器數(shù)e有關(guān)伍，表7-刮9。校核邊軸承尤過程根據(jù)撕已知捧軸承垂從手稠冊中魄查取肢有關(guān)港數(shù)據(jù)維，比窮如C計算果軸承急所受呆的載縫荷（Fa、Fr）計算帖軸承參的當(dāng)嗓量動縫載荷望（P）確定X、Y比較忙軸承昂實(shí)際兵壽命裳與預(yù)阿期壽桌命選擇克軸承亭過程根據(jù)C值從灘手冊河中查槳取合怪適大倒小的左軸承計算什軸承嗓所受簽的載命荷（Fa、Fr）計算腐軸承勵的當(dāng)擇量動扛載荷岔（P）確定X、Y選擇猶軸承柳類型翅，估掃計所譽(yù)需軸倡承的大預(yù)期而壽命Lhˊ五、角接雖觸軸焰承軸慨向載草荷的鏡計算16己-4滾動圣軸承擋的潤輪滑和栗密封1、潤餡滑的汁目的降低樸摩擦鞭阻力注、減須輕磨賄損；魄同時曲，潤勢滑還亭有降查低滾壤動體艦與座撥圈滾患道的呀接觸煌應(yīng)力握、散豪熱、矮吸震啄、減輔低噪引聲和塞防銹斷等作賴用。2、潤當(dāng)滑油棄潤滑①油浴五潤滑秘；②飛濺寺潤滑死；③滴油煙潤滑趴；④油霧戴潤滑果；⑤循環(huán)國冷卻好油潤搞滑。②飛濺潤滑④油霧潤滑①油浴潤滑需注意：油面不能超過軸承最低滾動體的中心。3、潤提滑脂奸潤滑需注珠意：潤滑允脂在肥軸承畝中的肉填入南量一稍般應(yīng)尊不超黨過軸躲承空窩間的1/挑3～1/偷2。7.賺5.竭7滾動暫軸承屆的密把封密封乖的目駕的：滾動智軸承昆密封緒的作吳用是楊防止蠅外界干灰塵制、水河分等眨進(jìn)入矩軸承閘，并令阻止冶軸承襲內(nèi)潤今滑劑訊流失載。密封偵的方灘式：接觸與式密壘封非接縮慧觸式脆密封組合執(zhí)式密統(tǒng)封§1陪6-藍(lán)5滾動關(guān)軸承插的組壘合設(shè)糾計一、峰滾動蘿軸承土軸系逼支點(diǎn)足固定1、雙支勉點(diǎn)單招向固簽定這是轟最常伯見的攻固定噸方式兩端之的軸君承各跨限制欠一個廳方向蘋的軸建向移辱動適合塑于工帝作溫度育變化磨不大的短虜軸（沉跨距L門≤肝40制0究mm）考慮格到軸陰的受研熱伸理長，芒應(yīng)留威出熱亮補(bǔ)償罵間隙0.女2~奏0.挽3m臨m16松-5滾動洽軸承焰的組達(dá)合設(shè)脈計為保輕證軸識承能杯夠正副常工況作，亞除合祥理選技擇軸獲承類暫型、漿尺寸甘外，冊還應(yīng)遮正確尖進(jìn)行居軸承修的組劈燕合結(jié)變構(gòu)設(shè)襲計。亡也就巨是要貴解決矛軸系淺的軸騾向位貨置固州定、蝕軸承市與相遲關(guān)零蔬件的值配合匆、間世隙的津調(diào)整蛛、裝毯拆等方面冬的問沖題。2、一端蓄固定披、一宏端游仙動(單支飯點(diǎn)雙求向固簽定)動畫固定支座游動支座內(nèi)外敲圈不檢可分化離，播游動殲端雙向濕固定徑內(nèi)圈內(nèi)外撞圈可卷分離很，游冷動端雙向枯固定內(nèi)外圈固定爛端軸靠承限勺制軸慈的雙白向移茄動，酷而游陽動端倡軸承倡的外傘圈可曲以在傘座孔料內(nèi)沿子軸向醉移動相，以判補(bǔ)償嚇軸的區(qū)受熱蓋伸長鎮(zhèn)。適用著場合：常泛用于段軸較簽長或咽溫差刪較大唐時的壟情況叢。3.兩端哈游動兩端術(shù)游動帥的軸蠅系結(jié)魯構(gòu)兩煮端均口采用啞完全郊不具婚有軸雕承定褲位能銳力的酸軸承打，整仁個軸碌系的狡軸向墨位置火處于銅完全汽浮動伏狀態(tài)圖。兩端嘉游動崇軸系洗的軸象向位難置在風(fēng)工作軋中是呆依靠摸傳動系零件勵確定陸的，猛一般買這種雷軸系全結(jié)構(gòu)黎應(yīng)用技在雙割斜齒何輪軸息系或澡人字螺齒輪慣軸系腿中。4、滾鬼動軸惠承的眠軸向山定位針和固潑定a)軸端毫擋b)圓螺羞母c)軸用里彈性兩擋圈d)緊定晚套軸承電內(nèi)圈畏的固竿定結(jié)香構(gòu)a)凸肩頭與孔饅用彈喉性擋挺圈b)止動椒卡環(huán)c)凸肩滔與軸淡承端蹄蓋d)螺紋絞環(huán)軸承胃外圈姜的固嚴(yán)定結(jié)孤構(gòu)二、念軸承廳游隙鎖和軸任上零殖件位隔置的豆調(diào)整軸承農(nóng)游隙輩的大燦小對溫軸承烏的壽核命、戒效率浮、旋及轉(zhuǎn)精后度、鬼溫升蝕及噪祥聲等殲都有跑很大掠的影預(yù)響。通過短改變層軸承絞蓋與廣箱體仗之間幅的墊片責(zé)厚度來實(shí)妖現(xiàn)的臭。裝駐配中產(chǎn)首先案在不鋒裝墊扛片的產(chǎn)情況因下測尤量端辰蓋與舌箱體頓之間集的間羊隙，宅將這亮個間階隙與琴軸系印所需腦的工必作游厚隙相倍加，陷就是槍所需僻的墊今片總屋厚度濤。裝配籠時的牌調(diào)整1、軸茫承間辰隙的狹調(diào)整圖示快軸向定間隙運(yùn)是靠蠟軸上禍的圓刊螺母冬來調(diào)撓整的陰，操御作不襲甚方狹便，左且螺棄紋為任應(yīng)力必集中熔源，某削弱既了軸側(cè)的強(qiáng)飲度。圖示探為嵌巾入式蕉軸承桌端蓋必結(jié)構(gòu)愉，在艷端蓋途與軸短承之質(zhì)間有裁一墊制圈，腫在裝山配中窄可以輝通過阻調(diào)整肅（或渴選配鄉(xiāng)豐）這思一墊完圈的蠟厚度育實(shí)現(xiàn)攀正確議的軸流向間帶隙。工作雜中的練調(diào)整利用尤螺釘通過可調(diào)著壓蓋進(jìn)行伐調(diào)整邁，通吼過螺伴母實(shí)半現(xiàn)防養(yǎng)松。軸系荷的軸猶承間嬌隙通掛過改所變套嘆杯與累端蓋騎之間暑的墊影片1厚度群來調(diào)鉤整，羞節(jié)錐龜點(diǎn)位翠置通匪過改陷變套丙杯與桿箱體閉之間煉的墊稅片2厚度丹來調(diào)快整。2、滾酬動軸暈承的譯預(yù)緊目的：提妖高軸容承的嚷剛度穩(wěn)和旋葉轉(zhuǎn)精紅度，堆減小表機(jī)器統(tǒng)工作周時軸傍的振添動。定義:所謂止預(yù)緊秧，就占是在彎安裝弟時給轎予一城定的填軸向充預(yù)緊末力，臭以消巡壽除軸背承中場的游貧隙，襲并在羞滾動傅體和肅內(nèi)、膛外圈旗接觸牽處產(chǎn)暑生彈唱性預(yù)流變形緞。常用榨預(yù)緊誦方法布：1）用光墊片際和長漿短隔烈套預(yù)俱緊2）夾硬緊一任對磨攝窄了盾的外粥圈（謙或內(nèi)壁圈）扔的角井接觸巧軸承3）夾賭緊一樹對圓錐晌滾子未軸承的外聯(lián)圈三、居滾動監(jiān)軸承說的配歲合1、基近準(zhǔn)制內(nèi)圈破與軸→基孔狼制外圈林與軸唐承孔→基軸跨制2、滾動暗軸承配合翼選擇廉的一沉般原編則：①尺寸鍬大、嚴(yán)載荷攏大、飄振動期大、虧轉(zhuǎn)速除高或今工作禽溫度克高時→選緊制一些貴的配素合；②經(jīng)常它拆卸餐或游僻動套杰圈→選松搬一些緣瑞的配殘合。四、軸系結(jié)構(gòu)脖設(shè)計申的工邀藝性慣問題1、加州工的朵工藝督性2、裝欺配與倦拆卸兩的工潛藝性安裝伍：內(nèi)外婆圈壓塞裝軸承滾安裝艇注意弓事項(xiàng)軸承勺的拆扒卸軸承督外圈風(fēng)的拆黑卸用鉤貸爪器柔拆卸純軸承外圈雨應(yīng)留售拆卸具高度稱