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滚动轴承 1 轴承是机器中广泛使用的一种支承部件 它通过与轴颈的接触来支承轴及轴上零件 并能保持轴的旋转精度 减少转轴与支承之间的摩擦和磨损 根据轴承中摩擦的性质 可分为滑动轴承和滚动轴承 滑动轴承 2 滚动轴承 本章内容 滚动轴承的构造 类型和特点滚动轴承的代号及类型选择滚动轴承的工作情况分析滚动轴承的寿命计算滚动轴承的极限转速滚动轴承的组合设计滚动轴承的维护和使用 3 滚动轴承 滚动轴承的构造内圈外圈滚动体保持架 4 滚动轴承 滚动轴承的构造内圈外圈滚动体保持架 5 滚动轴承 外圈 内圈 滚动体 保持架 轴承的功用 支承轴及轴上零件 保持轴的旋转精度 减少轴与支承之间的摩擦和磨损 滚动轴承的特点 摩擦阻力小 启动灵敏 效率高 旋转精度高 润滑简便 装拆方便 6 滚动轴承 7 滚动轴承 滚动体的形状 8 滚动轴承 滚动体保持架 外圈 内圈 滚动体 保持架 保持架型式 实体式 冲压式 9 10 滚动轴承的类型和代号 按其所能承受的负荷方向或公称接触角分类 公称接触角 为滚动体与套圈接触处的公法线与轴承垂直垂直于轴承轴线的径向平面之间的夹角 向心轴承0 45 推力轴承45 90 按滚动体的形状分类 球轴承 滚子轴承 向心角接触轴承0 45 11 滚动轴承的类型和代号 深沟球轴承60000型 0000 主要承受径向载荷 也能承受一定的双向轴向载荷 极限转速较高 结构紧凑 重量轻 价格便宜 供货方便 12 滚动轴承的类型和代号 13 滚动轴承的类型和代号 调心球轴承10000型 1000 当内外圈轴线有较大偏移角时能自动调心而使轴承保持正常工作 主要承受径向载荷 也能承受一定的双向轴向载荷 14 滚动轴承的类型和代号 15 滚动轴承的类型和代号 圆柱滚子轴承N0000型 2000 径向承载能力是相同内径深沟球轴承的1 5 3倍 内外圈轴线的允许偏转角很小 只宜用于轴的刚度较高 轴和孔对中良好的地方 16 滚动轴承的类型和代号 17 滚动轴承的类型和代号 调心滚子轴承20000型 3000 具有自动调心作用 有较大的径向承载能力 能承受少量双向轴向载荷 价格贵 极限转速低 18 滚动轴承的类型和代号 19 滚动轴承的类型和代号 滚针轴承NA0000型 544000 在内径相同的情况下和其它轴承相比 其外径最小 特别适用在径向尺寸受限制的场合 不能承受轴向载荷 不允许有轴线偏移角 极限转速低 20 滚动轴承的类型和代号 接触角 21 滚动轴承的类型和代号 角接触球轴承70000型 6000 能承受径向载荷 也能承受较大的单向轴向载荷 越大 轴向承载能力越大 极限转速较高 能通过预紧提高轴承刚度 通常成对使用 接触角 22 滚动轴承的类型和代号 接触角 23 滚动轴承的类型和代号 圆锥滚子轴承30000型 7000 能承受径向载荷 也能承受较大的单向轴向载荷 承载能力较高 极限转速较低 能通过预紧提高轴承刚度 外圈可分离 便于调整轴承游隙 通常成对使用 越大 轴向承载能力越大 接触角 24 滚动轴承的类型和代号 25 滚动轴承的类型和代号 推力球轴承51000型 8000 只能承受轴向载荷 不能承受径向载荷 极限转速较低 26 滚动轴承的代号和类型选择 由于滚动轴承已标准化 为了便于生产和使用 国家有关标准规定了滚动轴承的代号 滚动轴承的代号由前置代号 基本代号和后置代号三部分组成 基本代号 27 滚动轴承的代号和类型选择 由于滚动轴承已标准化 为了便于生产和使用 国家有关标准规定了滚动轴承的代号 滚动轴承的代号由前置代号 基本代号和后置代号三部分组成 类型代号表11 5 尺寸系列代号 28 滚动轴承的代号和类型选择 由于滚动轴承已标准化 为了便于生产和使用 国家有关标准规定了滚动轴承的代号 滚动轴承的代号由前置代号 基本代号和后置代号三部分组成 内径代号 轴承内径代号 29 公差等级代号 公差等级中0级最低 向右依次增高 2级最高 6x级只用于圆锥滚子轴承 注 30 游隙的概念 内 外圈滚道与滚动体之间的间隙称为游隙 即内圈相对于外圈或外圈相对于内圈沿径向或轴向可移动的最大距离 游隙可影响轴承的运动精度 寿命 噪声 承载能力等 31 游隙组别代号 注 游隙值 小 大 32 滚动轴承的代号和类型选择 由于滚动轴承已标准化 为了便于生产和使用 国家有关标准规定了滚动轴承的代号 滚动轴承的代号由前置代号 基本代号和后置代号三部分组成 前置代号前置代号用字母表示轴承分部件代号 后置代号后置代号用字母和数字表示轴承的结构 公差及材料的特殊要求等内容 与左边的基本代号空半个汉字 33 滚动轴承的代号和类型选择 由于滚动轴承已标准化 为了便于生产和使用 国家有关标准规定了滚动轴承的代号 滚动轴承的代号由前置代号 基本代号和后置代号三部分组成 内部结构代号同一类型轴承有不同的内部结构时 用规定的字母表示其差别 公差等级代号不同的尺寸精度和旋转精度的特定组合 1级为普通级 在轴承代号中不标出 34 滚动轴承的代号和类型选择 7 0 208AC 0 公称接触角 25 内径d 40mm 直径系列为2 宽度系列为0 角接触球轴承 0级 普通级 精度 35 滚动轴承的代号和类型选择 6 0 308 P6 P 3 公差等级6级 内径d 40mm 直径系列为3 宽度系列为0 深沟球轴承 径向游隙3组 36 滚动轴承的代号和类型选择 32315E 0 加强型 内径d 75mm 直径系列为3 宽度系列为2 圆锥滚子轴承 公差等级0级 37 滚动轴承类型的选择 影响轴承承载能力的参数 1 游隙内 外圈滚道与滚动体之间的间隙称为游隙 即内圈相对于外圈或外圈相对于内圈沿径向或轴向可移动的最大距离 游隙可影响轴承的运动精度 寿命 噪声 承载能力等 38 滚动轴承类型的选择 影响轴承承载能力的参数 2 极限转速滚动轴承在一定载荷和润滑条件下 允许的最高转速称为极限转速 滚动轴承转速过高会使摩擦面间产生高温 导致滚动体回火或胶合而产生破坏 39 滚动轴承类型的选择 影响轴承承载能力的参数 3 偏位角安装误差或轴的变形等都会引起轴承内外圈中心线发生相对倾斜 其倾斜角称为偏位角 各类轴承的偏位角都有相应的允许值 40 滚动轴承类型的选择 影响轴承承载能力的参数 4 接触角由轴承结构类型所决定的接触角称为公称接触角 深沟球轴承 0 只承受径向力时其内外圈不会作轴向移动 实际接触角保持不变 如果作用有轴向力 其实际接触角不再与公称接触角相同 增大至 1 角接触轴承的 越大则承受轴向载荷的能力也越大 41 滚动轴承类型的选择 滚动轴承类型选择的原则 1 轴承工作载荷的大小 方向及性质 2 安装轴承的空间尺寸范围 3 对轴承性能的特殊要求或限制 如调心要求 游隙调整要求 轴向游动要求 支承刚度要求等 4 高速轴承要考虑轴承的极限转速限制 5 经济性在类型比较时 经济性往往是一个重要考虑方面 42 滚动轴承类型的选择 滚动轴承类型选择时的一些习惯考虑 1 轴承工作载荷的大小 方向及性质是选择轴承类型的主要依据 载荷较大时 选用线接触的滚子轴承 受纯轴向载荷时通常选用推力轴承 主要承受径向载荷时应选用深沟球轴承 同时承受径向和轴向载荷时应选用角接触轴承 轴向载荷比径向载荷大很多时 常用推力轴承和深沟球轴承的组合结构 承受冲击载荷时宜选用滚子轴承 注意 推力轴承不能承受径向载荷 圆柱滚子轴承不能承受轴向载荷 43 滚动轴承类型的选择 滚动轴承类型选择时的一些习惯考虑 2 选择轴承时应注意其允许的极限转速 当转速较高且旋转精度要求较高时 应选用球轴承 当工作转速较高 而轴向载荷不大时 可采用角接触轴承或深沟球轴承 对高速回转的轴承 为减小滚动体施加于外圈滚道的离心力 宜选用外径和滚动体直径较小的轴承 若工作转速超过轴承的极限转速 可通过提高轴承的公差等级 适当加大其径向游隙等措施来满足要求 44 滚动轴承类型的选择 滚动轴承类型选择时的一些习惯考虑 3 装调性能圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承的内外圈可分离 便于装拆 为方便在长轴上轴承的装拆和紧固 可选用带内锥孔和紧定套的轴承 4 调心性能轴承内外圈间的偏位角应控制在极限值之内 否则会增加轴承的附加载荷而降低其寿命 对于刚度差或安装精度较差的轴系 宜选用调心球轴承 调心滚子轴承 5 经济性在满足使用要求的前提下优先选用价格低廉的轴承 一般球轴承的价格低于滚子轴承 轴承的精度越高价格越高 在同精度的轴承中深沟球轴承的价格最低 45 小结 滚动轴承的类型选择 1 载荷条件 载荷的大小 方向和性质 纯径向载荷 径向接触向心轴承 6 N NA 纯轴向载荷 轴向接触推力轴承 5 8 载荷大小性质 载荷大 有冲击 滚子轴承载荷小 平稳 球轴承 径向载荷 轴向载荷 以径向载荷为主 深沟球轴承 60000 接触角不大的角接触轴承7C圆锥滚子轴承 30000 径向 轴向相当 接触角较大的角接触轴承7B圆锥滚子轴承 30000B 以轴向载荷为主 推力轴承向心轴承 组合 载荷方向 5 8 N 6 46 小结 滚动轴承的类型选择 高转速 优先选用球轴承 球轴承的极限转速比滚子轴承的极限转速高 转速高 轴向载荷不太大 深沟球轴承或角接触球轴承 高转速 超轻 特轻或轻系列 注意 推力轴承允许的极限转速较低 2 转速条件 47 小结 滚动轴承的类型选择 3 装调性能 径向尺寸受限制 轻系列 特轻系列轴承或滚针轴承 轴向尺寸受限制 窄系列轴承 便于安装 拆卸和调整轴承间隙 内外圈可分离的轴承 如圆锥滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承等 48 小结 滚动轴承的类型选择 4 调心性能 刚度较差或安装时难以精确对中 调心球轴承或调心滚子轴承 5 经济性 一般球轴承的价格低于滚子轴承 在同精度的轴承中深沟球轴承的价格最低 优先选用球轴承公差等级越高价格越昂贵 选用高精度轴承时应进行性能价格比的分析 低精度能满足要求时 不选高精度 49 滚动轴承的工作情况分析 一 滚动轴承元件上的受力情况 50 滚动轴承的工作情况分析 一 滚动轴承元件上的受力情况 51 滚动轴承的工作情况分析 一 滚动轴承元件上的受力情况 在受载半圈内 各接触点处的受力大致呈余弦分布状态 并引起相应规律的应力变化 滚动轴承各元件在工作时承受变动的接触应力 52 滚动轴承的工作情况分析 二 滚动轴承的主要失效形式和计算准则滚动轴承的主要失效形式 1 接触疲劳点蚀滚动体和套圈滚道在交变接触应力作用下会发生表面接触疲劳点蚀 这是滚动轴承的主要失效形式 点蚀使轴承在运转中产生振动和噪声 回转精度降低且工作温度升高 使轴承丧失正常的工作能力 为防止点蚀需要进行疲劳寿命计算 2 塑性变形在静载荷或冲击载荷作用下 滚动体和套圈滚道可能产生塑性变形 出现凹坑 由此导致摩擦增大 运动精度降低 使轴承产生剧烈的振动和噪声 不能正常工作 为防止塑性变形 需对轴承进行静强度计算 3 磨损轴承在多尘或密封不可靠 润滑不良的条件下工作时 滚动体或套圈滚道易产生磨粒磨损 轴承在高速运转时还会产生滚动体回火 为防止和减轻磨损 应限制轴承的工作转速 采取良好的润滑和密封措施 此外 高速轴承可能由于离心力引起保持架破坏 由于配合不当 装拆不合理等非正常原因 轴承的内 外圈可能发生破裂 应在装拆轴承时充分注意 53 滚动轴承的工作情况分析 二 滚动轴承的主要失效形式和计算准则滚动轴承的主要失效形式 1 疲劳点蚀滚动体和套圈滚道在交变接触应力作用下会发生表面接触疲劳点蚀 这是滚动轴承的主要失效形式 点蚀使轴承在运转中产生振动和噪声 回转精度降低且工作温度升高 使轴承丧失正常的工作能力 为防止点蚀需要进行疲劳寿命计算 2 塑性变形在静载荷或冲击载荷作用下 滚动体和套圈滚道可能产生塑性变形 出现凹坑 由此导致摩擦增大 运动精度降低 使轴承产生剧烈的振动和噪声 不能正常工作 为防止塑性变形 需对轴承进行静强度计算 3 磨损轴承在多尘或密封不可靠 润滑不良的条件下工作时 滚动体或套圈滚道易产生磨粒磨损 轴承在高速运转时还会产生滚动体回火 为防止和减轻磨损 应限制轴承的工作转速 采取良好的润滑和密封措施 此外 由于配合不当 装拆不合理等非正常原因 轴承的内 外圈可能发生破裂 应在装拆轴承时充分注意 54 滚动轴承的工作情况分析 二 滚动轴承的主要失效形式和计算准则计算准则在选择滚动轴承类型后要确定其型号和尺寸 需要针对轴承的主要失效形式进行计算 其计算准则为 对于一般转速的轴承 即10r min n nlim 如果轴承的制造 保管 安装 使用等条件均良好时 轴承的主要失效形式是疲劳点蚀 因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算 对于高速轴承 除疲劳点蚀外 其工作表面的过热也是重要的失效形式 因此除了进行寿命计算以外 还应校验其极限转速 对于低速轴承 即n 1r min 可近似地认为轴承各元件是在静应力作用下工作的 其失效形式是塑性变形 应进行以不发生塑性变形为准则的静强度计算 55 滚动轴承的工作情况分析 二 滚动轴承的主要失效形式和计算准则计算准则在选择滚动轴承类型后要确定其型号和尺寸 需要针对轴承的主要失效形式进行计算 其计算准则为 对于一般转速的轴承 即10r min n nlim 如果轴承的制造 保管 安装 使用等条件均良好时 轴承的主要失效形式是疲劳点蚀 因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算 对于高速轴承 除疲劳点蚀外 其工作表面的过热也是重要的失效形式 因此除了进行寿命计算以外 还应校验其极限转速 对于低速轴承 即n 1r min 可近似地认为轴承各元件是在静应力作用下工作的 其失效形式是塑性变形 应进行以不发生塑性变形为准则的静强度计算 56 小结 滚动轴承的失效形式和计算准则 失效形式 胶合 高速 疲劳点蚀 滚动体和内 外滚道 正常工作条件 塑性变形 很大静载荷或冲击载荷 低速 间歇摆动 过度磨损 内外圈和保持架破损 润滑不良 密封效果差 装配不当 57 小结 滚动轴承的失效形式和计算准则 一般转速的轴承 疲劳点蚀 轴承的寿命计算 高速轴承疲劳点蚀 过度磨损 胶合 轴承的寿命计算 极限转速校核计算 低速 重载 冲击的轴承塑性变形 静强度计算 计算准则 58 滚动轴承的寿命计算 一 滚动轴承的寿命和额定寿命1 轴承寿命轴承中任一元件首次出现疲劳点蚀前轴承所经历的总转数 2 可靠度在同一条件下运转的一组相同的轴承能达到或超过某一规定寿命的百分率 称为轴承寿命的可靠度 59 滚动轴承的寿命计算 一 滚动轴承的寿命和额定寿命3 基本额定寿命一批同型号的轴承在相同条件下运转时 90 的轴承未发生疲劳点蚀前运转的总转数 二 基本额定动载荷轴承抵抗点蚀破坏的承载能力可由基本额定动载荷表征 基本额定寿命为转 即时轴承能承受的最大载荷称为基本额定动载荷 用符号C表示 即轴承在基本额定动载荷C作用下 可以工作1000000转而不发生点蚀失效的轴承寿命可靠度为90 基本额定动载荷对于向心轴承而言是指径向载荷 称为径向基本额定动载荷Cr 对于推力轴承而言是指轴向载荷 称为轴向基本额定动载荷Ca 60 三 滚动轴承的寿命计算 轴承的基本额定动载荷大 其抵抗疲劳点蚀的能力强 实验表明 滚动轴承的极限载荷P与基本额定寿命之间有图示曲线关系 61 三 滚动轴承的寿命计算 62 三 滚动轴承的寿命计算 当已知轴承型号及其所具有的基本额定动载荷C和工作载荷时 可计算该轴承可能达到的工作基本额定寿命L10 63 三 滚动轴承的寿命计算 或 64 三 滚动轴承的寿命计算 L10为基本额定寿命 是相应于轴承可靠度90 使用现代常用材料和加工质量以及常规运转条件下的寿命 当这三方面有特殊要求时 要引进修正基本额定寿命 由上式计算的轴承寿命应大于轴承的预期寿命 当计算的轴承寿命达不到预期寿命时 应重选轴承型号 重新计算 考虑可靠度不等于90 的寿命修正系数 表11 2 考虑采用特殊种类 质量的材料的特殊的制造以及专门的设计以达到轴承特殊性能的修正系数 考虑运转条件的修正系数 查国标 65 四 滚动轴承的当量动载荷 当轴承受到径向载荷Fr和轴向载荷Fa的复合作用时 为了计算轴承寿命时能与基本额定动载荷作等价比较 需将实际工作载荷转化为等效的当量动载荷P P的含义是轴承在当量动载荷P作用下的寿命与在实际工作载荷条件下的寿命相等 当量动载荷 冲击载荷系数 径向系数 径向载荷 轴向系数 轴向载荷 66 四 滚动轴承的当量动载荷 径向接触的圆柱滚子轴承和滚针轴承 推力球轴承 67 例一水泵选用深沟球轴承 已知轴的直径d 35mm 转速n 2900r min 轴承所受径向载荷FR 2300N 轴向载荷FA 540N 工作温度正常 要求轴承预期寿命L h10 8000h 选择轴承型号 解 1 求当量动载荷P 68 69 例一水泵选用深沟球轴承 已知轴的直径d 35mm 转速n 2900r min 轴承所受径向载荷FR 2300N 轴向载荷FA 540N 工作温度正常 要求轴承预期寿命L h10 8000h 选择轴承型号 解 1 求当量动载荷P 70 71 五 向心角接触轴承的轴向载荷的确定 计算向心角接触轴承的当量动载荷时 其轴向载荷应根据整个轴上所有轴向载荷之间的平衡条件来分析确定 a 1 支反力的确定 a查手册 当两轴间距较大时 a近似等于轴承宽度 2 72 五 向心角接触轴承的轴向载荷的确定 2 内部轴向力FS a 方向由外圈宽边指向窄边 73 五 向心角接触轴承的轴向载荷的确定 2 内部轴向力FS a 方向由外圈宽边指向窄边 对于半圈滚动体受载的向心角接触轴承 内部轴向力按表18 8中的公式计算 注意 向心角接触轴承即使是受纯径向载荷也会引起内部轴向力 内部轴向力将使滚动体和内圈一起发生轴向移动趋势 导致承载滚动体数目减少 使轴承实际寿命降低 应在同一轴上成对反向安装轴承并使其轴向游隙在允许范围内尽量取小些 在计算轴上支承处的的轴向载荷时 要将内部轴向力的影响一起考虑进去 74 3 向心角接触轴承轴向载荷的计算 1 2 75 3 向心角接触轴承轴向载荷的计算 1 2 76 向心角接触轴承的轴向载荷Fa的计算方法 1 判定轴上全部轴向力的合力 FS1 FS2 Fa 计算时各带正负号 的指向 确定哪一个轴承被 压紧 哪一个轴承被 放松 2 被 放松 端轴承的轴向载荷FA是自身的内部轴向力Fs 被 压紧 的轴承的轴向载荷FA等于除自身内部轴向力以外的其它所有轴向力的代数和 77 一个支点上安装成对同型号向心角接触轴承时的计算 简化计算方法 近似认为支反力是作用在这一对轴承中间 并按双列轴承进行寿命计算 计算时 其基本额定动载荷应按双列轴承选取 其当量动载荷P的计算公式的系数X和Y也应按双列轴承选取 如果从手册中查得的是单列轴承的基本额定动载荷 可将角接触球轴承的基本额定动载荷取为单列轴承的1 625倍 圆锥滚子轴承则取1 7倍 78 例某工程机械的传动装置中 根据工作条件决定采用一对角接触球轴承支承 如图所示 并暂定型号为7208AC 已知轴承载荷Fr1 2000N Fr2 1200N 轴向外载荷FX 850N 轴的转速n 5000r min 工作中有中等冲击 求该轴承的寿命 79 1 画轴承轴向力分析图 解 2 计算内部轴向力 Fs1 0 68Fr1 0 68 2000 1360N Fs2 0 68Fr2 0 68 1200 816N 3 计算轴承的轴向载荷Fa1 Fa2 因FX Fs1 850 1360 2210N Fs2 816N 故轴承1为 放松 端 轴承2为 压紧 端 Fa1 Fs1 1360N Fa2 FX Fs1 2210N 80 由表查得70000AC型轴承的e 0 68 4 计算当量动载荷P X2 0 41 Y2 0 87 X1 1 Y1 0 轴承的当量动载荷 P1 X1Fr1 Y1Fa1 1 2000 0 1360 2000N P2 X2Fr2 Y2Fa2 0 41 1200 0 87 2210 2415N P2 P1 故以轴承2作为计算依据 81 查表ft 1 工作温度正常 查表fP 1 5 中等冲击 5 计算轴承的寿命 轴承寿命Lh 3058h 查手册得7208AC型轴承的Cr 35200N 故 82 滚动轴承的静强度计算 对于转速很低 或者是缓慢转动的轴承 其主要失效形式是滚动体和套圈产生永久塑性变形 为了限制滚动轴承在静载荷或冲击载荷作用下产生过大的塑性变形 需进行静强度计算 尤其对于低转速 n 10r min 或摆动轴承 应以静强度计算为准 83 滚动轴承的静强度计算 基本额定静载荷C0轴承套圈间相对转速为零 在受载最大的滚动体与套圈滚道接触处产生的总塑性变形量达到滚动体直径的万分之一时对应的接触应力 引起这一应力的载荷就称为滚动轴承的额定静载荷C0 对向心轴承为径向基本额定静载荷C0r 对推力轴承为轴向基本额定静载荷C0a 用轴承的额定静载荷选择滚动轴承的公式为C0 S0P0当量静载荷P0对于同时承受径向载荷和轴向载荷的轴承 应按当量静载荷P0进行计算 当量静载荷为一假定载荷 在此载荷作用下 受载最大的滚动体和滚道接触中心处的接触应力与实际载荷作用下的接触应力值相同 84 滚动轴承的静强度计算 当量静载荷P0对于同时承受径向载荷和轴向载荷的轴承 应按当量静载荷P0进行计算 当量静载荷为一假定载荷 在此载荷作用下 受载最大的滚动体和滚道接触中心处的接触应力与实际载荷作用下的接触应力值相同 对于 0 且仅受径向载荷的圆柱滚子轴承 当量静载荷P0r Fr对于 90 且只受中心轴向载荷的推力轴承 当量静载荷P0a Fa对于向心轴承和角接触轴承 径向当量静载荷按下两式计算后取其大值P0r X0Fr Y0FaP0r Fr式中X0和Y0分别为静径向系数和静轴向系数 查表11 9 两式中取较大值 85 滚动轴承的静强度计算 限制轴承产生过大塑性变形的静强度计算公式为C0 S0P0S0为安全系数 查表11 8 一般来说 对于转速较高的轴承 在进行寿命计算选取轴承后也应校核静强度 对于低速轴承 当Dm n 10000mm r min Dm为滚动体中心圆直径 时按静强度选取轴承 然后进行寿命校核 86 滚动轴承的极限转速 滚动轴承的转速过高会引起以下后果 温升过高而使润滑剂失效和轴承元件退火 过度磨损而引起轴承间隙过大 旋转精度降低 保持架强度不够 单位时间内载荷变化频率过高而导致轴承元件过早疲劳损坏 因此 对于较高转速的轴承 要校核其极限转速 87 滚动轴承的极限转速 校核其极限转速的方法 1 直接用手册中查得的极限转速进行校核 n nlin直接校核的条件 1 当量动载荷P 0 1C 2 润滑与冷却条件正常 3 向心轴承只受径向力 推力轴承只受轴向力 4 0级公差 88 滚动轴承的极限转速 校核其极限转速的方法 2 当轴承工作条件不同于上述条件时 对极限转速进行修正后进行校核 当当量动载荷P 0 1C时 接触应力增大 使轴承温度升高 润滑恶化 以致极限转速降低 要引进小于1的载荷系数f1 当向心轴承受有轴向力时 受载滚动体数目增加 摩擦发热提高 润滑恶化 引进修正系数 载荷分布系数 f2 校核公式为 n f1f2nlin 89 滚动轴承的组合设计 为了保证轴承的正常工作 除合理选择轴承类型 型号外 还要解决轴承的轴向定位 轴承与其它零件的配合 装拆和润滑密封等一系列问题 也就是还要合理地进行轴承的组合设计 一 轴承套圈的周向固定和配合轴承套圈的周向固定 靠外圈和轴承座孔 或回转零件 内圈与轴颈之间的配合来保证 与旋转套圈的配合应保证有过盈量 不转的套圈应保证间隙配合或过渡配合 国家标准规定轴承内孔与轴的配合采用基孔制 轴承外圈与座孔的配合为基轴制 90 滚动轴承的组合设计 配合选择取决于 轴承套圈相对于载荷的状况 旋转 摆动 固定 载荷的类型和大小 轻载荷Pr Cr 0 07 正常载荷Pr Cr 0 07 0 15 重载荷Pr Cr 0 15 轴承类型 轴承尺寸大小 轴承游隙以及其它因素等 一般轴承内圈旋转 内圈与轴选有过盈的配合 常用k5 m5 m6 n6 p6 r6等 不旋转的套圈一般为外圈 外圈与座孔选用有间隙的配合 常用H7 G7 J7等 91 二 轴承套圈的轴向固定轴承套圈轴向固定的作用是 当受到轴向力后 使轴和套圈具有所要求的轴向约束 1 轴承内圈固定的常用方法 滚动轴承的组合设计 轴用弹性挡圈 轴端挡圈 圆螺母和止动垫圈 开口圆锥紧定套 止动垫圈和圆螺母 92 2 轴承外圈固定的常用方法 滚动轴承的组合设计 轴承座孔的台肩 轴承盖 轴承盖 止动环 孔用弹性挡圈 93 2 轴承外圈固定的常用方法 滚动轴承的组合设计 轴承盖与调节杯 螺纹环 套杯套肩 座孔台肩与轴承盖 94 三 轴系的轴向定位滚动轴承组成的支承结构必须满足轴系轴向定位可靠 准确的要求 并要考虑轴在工作中有热伸长时其伸长量能够得到补偿 常用轴系轴向固定的方法有以下三种 两端固定式一端固定 一端游动式两端游动式 滚动轴承的组合设计 95 滚动轴承的组合设计 96 三 轴系的轴向定位1 两端固定式在两个支承处各采用一个深沟球轴承 分别靠轴承端盖内侧窄端面顶住轴承外圈端面而起轴向固定作用 结构简单 安装调整方便 适用于支承跨距不大和温差不大的场合 滚动轴承的组合设计 97 1 两端固定式在两个支承处各采用一个深沟球轴承 分别靠轴承端盖内侧窄端面顶住轴承外圈端面而起轴向固定作用 结构简单 安装调整方便 适用于支承跨距不大和温差不大的场合 98 滚动轴承的组合设计 2 一端固定 一端游动式适用于轴的跨距较长或工作温度较高 轴的伸缩量大的场合 99 滚动轴承的组合设计 2 一端固定 一端游动式适用于轴的跨距较长或工作温度较高 轴的伸缩量大的场合 100 滚动轴承的组合设计 2 一端固定 一端游动式适用于轴的跨距较长或工作温度较高 轴的伸缩量大的场合 101 滚动轴承的组合设计 2 一端固定 一端游动式适用于轴的跨距较长或工作温度较高 轴的伸缩量大的场合 102 滚动轴承的组合设计 3 两端游动式适用于轴可能发生设计时无法预期的左右移动情况 103 滚动轴承的组合设计 3 两端游动式适用于轴可能发生设计时无法预期的左右移动情况 与其啮合的齿轮轴必须双向固定以保证两轴的轴向定位 104 滚动轴承的组合设计 3 两端游动式适用于轴可能发生设计时无法预期的左右移动情况 105 轴承间隙的调整 滚动轴承的组合设计 106 轴承间隙的调整 滚动轴承的组合设计 107 轴承间隙的调整 滚动轴承的组合设计 108 四 轴系的轴向调整 滚动轴承的组合设计 调整蜗轮轴的轴向位置 调整锥齿轮轴的轴向位置 109 四 轴系的轴向调整 滚动轴承的组合设计 小圆锥齿轮轴的调整结构 110 五 提高轴承系统的刚度和同轴度轴承不仅要求轴具有一定的刚性 而且也要求轴承孔座具有足够的刚性 这是因为轴或轴承孔座的变形都会使滚动体滚动受阻 降低轴承使用寿命 滚动轴承的组合设计 用加强筋增强轴承座孔刚性 111 滚动轴承的组合设计 五 提高轴承系统的刚度和同轴度轴承不仅要求轴具有一定的刚性 而且也要求轴承孔座具有足够的刚性 这是因为轴或轴承孔座的变形都会使滚动体滚动受阻 降低轴承使用寿命 112 滚动轴承的组合设计 五 提高轴承系统的刚度和同轴度轴承不仅要求轴具有一定的刚性 而且也要求轴承孔座具有足够的刚性 这是因为轴或轴承孔座的变形都会使滚动体滚动受阻 降低轴承使用寿命 角接触轴承反安装时 圆锥齿轮轴的悬臂较短 支承刚性较好 113 滚动轴承的组合设计 五 提高轴承系统的刚度和同轴度轴承不仅要求轴具有一定的刚性 而且也要求轴承孔座具有足够的刚性 这是因为轴或轴承孔座的变形都会使滚动体滚动受阻 降低轴承使用寿命 角接触轴承反安装时 圆锥齿轮轴的悬臂较短 支承刚性较好 114 滚动轴承的组合设计 五 提高轴承系统的刚度和同轴度轴承不仅要求轴具有一定的刚性 而且也要求轴承孔座具有足够的刚性 这是因为轴或轴承孔座的变形都会使滚动体滚动受阻 降低轴承使用寿命 安装在轴两端的角接触轴承 采用正安装时 压力中心的距离小 支承刚性较好 115 五 提高轴承系统的刚度和同轴度同一根轴上的轴承座孔 应尽可能保持同心 以免轴承内外圈间产生过大偏斜而影响轴承寿命 应力求两轴承座孔尺寸相同 以便一次镗孔保证同轴度 如在一根轴上装有不同尺寸的轴承时 外径小的轴承可安装衬套 衬套外径与较大尺寸的轴承外径相等 滚动轴承的组合设计 116 六 滚动轴承的预紧滚动轴承的预紧 在安装轴承时使其受到一定的轴向力 以消除轴承的游隙 并使滚动体和内 外圈接触处产生弹性预变形 预紧的目的 提高轴承的刚度和旋转精度 成对并列使用的角接触轴承 圆锥滚子轴承 对旋转精度和刚度有较高要求的轴系通常都采用预紧方法 滚动轴承的组合设计 117 六 滚动轴承的预紧角接触轴承的预紧 滚动轴承的组合设计 加金属垫片 磨窄套圈 118 六 滚动轴承的预紧角接触轴承的预紧 滚动轴承的组合设计 内外套筒 利用弹簧压紧力实现运转过程中的定压预紧 119 七 轴承的安装和拆卸安装 冷压法用专用压套压装内外圈 热套法将轴承放入油池中加热至80 100 C 然后套装在轴上 滚动轴承的组合设计 120 121 拆卸采用专用拆卸工具或压力机拆卸轴承 轴上定位轴肩的高度应小于轴承内圈的高度 轴承外圈在套筒内应留出足够的空间和必要的拆卸空间 在壳体上制出能放置拆卸螺钉的螺纹孔 122 滚动轴承的润滑滚动轴承润滑的作用 降低摩擦阻力 减少磨损 防止锈蚀 散热 降低接触应力 吸振 减小噪声等 当轴颈圆周速度v 4 5m s时 可采用润滑脂润滑 其优点是 油膜强度高 能承受较大的载荷 润滑脂不易流失 便于密封和维护 一次充填可运转较长时间 缺点是摩擦较大 散热效果差 装填润滑脂时一般不超过轴承内空隙的1 3 1 2 以免因润滑脂过多而引起轴承发热 影响轴承正常工作 滚动轴承的维护和使用 123 滚动轴承的润滑当轴颈圆周速度较高时 应采用润滑油润滑 优点