《滚动轴承》PPT课件.ppt

机械设计 （12）,滚动轴承的组合设计,滚动轴承的寿命计算,第十二章 滚动轴承,滚动轴承的代号及类型选择,滚动轴承概述,思考与练习,12.1 滚动轴承概述,1. 滚动轴承的特点：旋转精度高、启动力矩小、是标准件，选用方便。,2. 滚动轴承的构成：内圈、外圈、滚动体、保持架等,一、滚动轴承的结构,二、滚动轴承的分类,夹角轴承的接触角, 按滚动体的不同分为：球轴承、滚子轴承；, 按可承受的外载荷分为：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承；,12.1 滚动轴承概述, 按轴承的结构形式不同分类：,在实际应用中，滚动轴承的结构形式有很多。作为标准的滚动轴承，在国家标准中分为13类，其中，最为常用的轴承大约有下列类:,深沟球轴承（6）,圆柱滚子轴承（N）,推力球轴承（5）,角接触球轴承（7）,圆锥滚子轴承（3）,调心球轴承（1）,12.1 滚动轴承概述,一、滚动轴承的代号,12.2 滚动轴承的代号及类型选择, 类型代号：常用轴承代号为3、5、6、7、N五类，见表12-1。,宽（高）度系列代号：内、外径相同，宽/高度不同。 宽度系列代号（向心轴承）：8(特窄)、0(窄)、1(正常)、2(宽)、3或4或5或6(特宽)。多数轴承在代号中不标出代号0，但对于调心滚子轴承(2类)和圆锥滚子轴承(3类) ，宽度系列代号0必须标出。 高度系列代号（推力轴承）：7(特低)、9(低)、1或2(正常)。不能省略。, 尺寸系列代号：通常由两位数字组成，宽（高）度系列代号+直径系列代号。,直径系列代号：8或9(超轻)、0或1(特轻)、2(轻)、3(中)、4(重) 。,12.2 滚动轴承的代号及类型选择,12.2 滚动轴承的代号及类型选择, 内径代号：2位数。,12.2 滚动轴承的代号及类型选择, 轴承内部结构代号,公差等级代号和游隙组别代号可同时表示，如：/P53表示轴承的公差等级为5级，游隙组别为3组。,公差等级代号： /P0 、/P6、 /P6x、 /P5、/P4、/P2。 0级不标注 。,游隙组别代号： /C1 、/C2、/C0、 /C3、 /C4、/C5。 0组不标注 。,轴承代号示例,6308：,6深沟球轴承，3中系列，08 内径d=40mm， 公差等级为0级，游隙组为0组；,N105/P5：,N圆柱滚子轴承，1特轻系列，05内径d=25mm，公差等级为5级，游隙组为0组；,7214AC/P4：,7角接触球轴承，2轻系列，14内径d=70mm，公差等级为4级，游隙组为0组，公称接触角=25；,30213：,3圆锥滚子轴承，2轻系列，13内径d=65mm，0宽度代号(0不可省略)，公差等级为0级，游隙组为0组；,6103：,6深沟球轴承，1特轻系列，03内径d=17mm，公差等级为0级，游隙组为0组；,12.2 滚动轴承的代号及类型选择,12.2 滚动轴承的代号及类型选择,二、滚动轴承类型的选择,依据：承载能力、转速、载荷性质、支承刚性、安装精度。,3. 支撑刚性：轴的刚性较差，轴承孔不同心调心轴承,4. 轴承装拆、调整方便：内、外圈可分离型圆锥滚子轴承,5. 经济性：球轴承比滚子轴承便宜。精度价格,12.3 滚动轴承的寿命计算,一、滚动轴承的失效形式和设计准则,1、滚动轴承的失效形式,疲劳点蚀：脉动循环接触应力 内外圈滚道或滚动体产生疲劳点蚀 振动和噪音（最常见） 塑性变形：静载荷或冲击变形凹坑 磨损：润滑不良 胶合：转速过高、发热量大,2、滚动轴承的计算准则,(1) 正常运转的轴承，主要失效形式为“点蚀”，需进行寿命计算。重点,(2) 转速很低或摆动的轴承，主要失效形式为塑性变形，需计算静强度。,(3) 高速轴承，主要失效形式为胶合，需验算极限转速。,二、滚动轴承的寿命计算,寿命：指轴承的滚动体或套圈首次出现点蚀之前，轴承的转数/小时数。,基本额定寿命：同一批同型号轴承在相同条件下运转， 其中90%的轴承不 发生点蚀破坏时的转数或工作小时数。用L10表示。,基本额定动载荷：使轴承的基本额定寿命L10=106r时，轴承所能承受的载荷。 用字母C表示。 衡量轴承抵抗点蚀破坏的重要指标。,12.3 滚动轴承的寿命计算,1、基本额定寿命和基本额定动载荷,12.3 滚动轴承的寿命计算,式中： n 轴承的转速 ， r/min。 C 轴承的基本额定动载荷，N。由型号查手册。 P 轴承的当量动载荷，N。 fT 温度系数，查表12-6。 寿命指数。球轴承 = 3 , 滚子轴承 =10/3,轴承的载荷/寿命曲线,2、滚动轴承的寿命计算,设计时应满足：设计寿命Lh 预期寿命Lh,基本额定动载荷：,基本额定寿命：,当量动载荷P：在进行轴承寿命计算时，应把作用在轴承上的实际载荷转换为 当量动载荷。,12.3 滚动轴承的寿命计算,式中： fF 载荷系数，查表12-9； FR 轴承所受径向载荷，N； FA 轴承所受轴向载荷，N； X 径向载荷系数，查表12-8； Y 轴向载荷系数，查表12-8。,3、滚动轴承的当量动载荷,4、向心角接触轴承轴向载荷FA的计算,当FaFS2FS1时，相当于轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”，,轴承1的轴向力为FA1FaFS2 轴承2的轴向力为FA2FS2,当FaFS2FS1时，相当于轴承1被“放松”，轴承2被“压紧”，,轴承1的轴向力为FA1FS1 轴承2的轴向力为FA2FS1Fa,12.3 滚动轴承的寿命计算,反装,正装,由派生轴向力及外加轴向力的计算与分析，判断被“放松”或被“压紧”的轴承； 判断方法：“小紧大松”,被“放松”轴承的轴向力仅为其本身的派生轴向力；,被“压紧”轴承的轴向力可根据“轴向力平衡”法则得到。,12.3 滚动轴承的寿命计算,向心推力轴承所受轴向力FA的计算方法可以归纳为：,12.3 滚动轴承的寿命计算,例: 计算下列一对7207AC轴承在下列两种情况下的轴向力FA1和FA2。 已知：FR1=1000N，FR2=1500N，Fa=900N，派生轴向力FS = 0.68FR。,解：,(a)为反装,(b)为正装,FS1=0.68FR1=0.681000=680N,FS2=0.68FR2=0.681500=1020N,Fa+FS2=900+1020=1920NFS1=680N,故轴承1被压紧，轴承2被放松,FA2=FS2=1020N,FA1=Fa+FS2=900+1020=1920N,FS1=680N,FS2=1020N,Fa+FS1=900+680=1580NFS2=1020N,故轴承2被压紧，轴承1被放松,FA1=FS1=680N,FA2=Fa+FS1=900+680=1580N,三、滚动轴承的静承载能力,适用于承受较大静载荷和冲击载荷的轴承，其失效形式是塑性变形。,式中：X0、Y0分别为当量静载荷的径向载荷系数和轴向载荷系数，查表12-12。,按轴承静承载能力选择轴承的公式为：,式中：S0静载荷安全系数，表12-11。,12.3 滚动轴承的寿命计算,书上例题,轴承的组合设计主要包括：轴承的装拆、紧固、配合、调整、润滑与密封等问题。,12.4 滚动轴承的组合设计,一、保证支撑的刚度和同轴度,提高轴承支承刚度的措施：,1）增加轴承座孔的壁厚；,2）减小轴承支点相对于箱体孔壁的悬臂；,3）采用加强筋加强支承部位的刚性。,提高两轴承座孔同轴度的措施：,1）尽可能采用整体铸造的机壳；,2）尽可能使轴承孔直径相同；,3）若孔径不同，将较小的轴承安装衬套。,二、轴承内、外圈的轴向紧固,滚动轴承的轴向紧固是指将轴承的内圈或外圈相对于轴或轴承座实施紧固。具体的紧固方法有很多，下面列举常用的方法。,12.4 滚动轴承的组合设计,12.4 滚动轴承的组合设计,三、滚动轴承轴系支撑结构设计,目的：通过轴承与轴和轴承座之间的连接固定，使轴系在机器中有确定的位置。,要求：1）使轴上的载荷能可靠地传到机架上去，防止轴沿轴向窜动。,2）受热膨胀时，轴能自由伸缩。,用于轴的跨距较大、工作温度较高的场合。,固定端：承受双向轴向力 游动端：补偿轴的热伸长，防止卡死,一端固定，一端游动支撑,两端固定支撑限制轴双向移动,通过调整垫片调节 轴承外圈与端盖间隙：0.250.4mm,用于跨距较小、温升不高的轴,12.4 滚动轴承的组合设计,四、滚动轴承的安装和调整,正装轴承支反力作用点距离小，锥齿轮悬臂大；用调整垫片来调整游隙,反装轴承支反力作用点距离大，锥齿轮悬臂小；用圆螺母+止动垫片来 调整游隙,套杯套杯与机座间用调整垫片调整套杯的轴向位置。,五、滚动轴承的配合与预紧,滚动轴承的配合是指内圈与轴颈、外圈与外壳孔的配合。,1滚动轴承的配合,轴承内圈与轴颈基孔制,松 紧 js6，j6，k6，m6，n6,松 紧 G7，H7，JS7，J7,轴承外圈与轴承座孔基轴制,12.4 滚动轴承的组合设计,转动套圈的配合应紧一些，不动套圈的配合应松一些。,转速高、载荷大、振动强烈时，配合应紧；游动套圈配合应松。,2滚动轴承的预紧,预紧：用某种方法使轴承中产生并保持一定的轴向力，以消除轴承的游隙。,目的：提高轴承的旋转精度，提高轴承装置的刚度、减小振动和噪声。,12.4 滚动轴承的组合设计,六、滚动轴承的润滑与密封,1滚动轴承的润滑,2滚动轴承的密封,作用：阻止灰尘、水分、杂质等进入轴承，同时防止润滑剂流失。,12.4 滚动轴承的组合设计,目的：降低摩擦阻力、减小磨损，并兼有吸振、冷却和防锈的作用。,常用润滑剂：润滑油转速较高 润滑脂转速较低、载荷较大,思考与练习,1滚动轴承相对滑动轴承有哪些特点？ 2下列轴承代号表示的内容，说明该轴承适用的场合。 6208，7208，32314，6310/P5，7210B，N222 3滚动轴承的主要失效形式是什么？针对这些失效形式应采用哪