滚动轴承71420

第十三章滚动轴承 13 1概述 13 2滚动轴承的主要类型和代号 13 3滚动轴承的类型选择 13 4滚动轴承的工作情况 13 5滚动轴承尺寸的选择 13 6轴承装置的设计 概述 滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件之一 它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的 例如 转动的齿轮与轴 13 1概述 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 滚动轴承的构成 内圈 外圈 滚动体 保持架等 滚动轴承的装置设计 滚动轴承的类型和代号 认识轴承 滚动轴承的选用 包括类型选择 尺寸选择 承载能力验算 类型和代号1 13 2滚动轴承的主要类型和代号 一 滚动轴承的分类 按滚动体的不同分类 球轴承 滚子轴承 按可承受的外载荷分类 向心轴承 推力轴承 向心推力轴承 接触角 载荷角 按轴承的结构形式不同分类 类型和代号2 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 圆柱滚子轴承 推力球轴承 角接触球轴承 圆锥滚子轴承 调心球轴承 二 滚动轴承的代号方法 滚动轴承代号构成 前置代号 表示轴承的分部件 基本代号 表示轴承的类型与尺寸等主要特征 后置代号 表示轴承的精度与材料的特征 类型和代号4 内径代号 内径代号 5 内径 如 08表示轴承内径d 5 08 40mm 特殊情况 尺寸系列代号 表达相同内径但外径和宽度不同的轴承 但对圆锥滚子轴承 3类 和调心滚子轴承 2类 不能省略 0 直径系列代号 特轻 0 1 轻 2 中 3 重 4 宽度系列代号 一般正常宽度为 0 通常不标注 类型代号 常用轴承代号为3 5 6 7 N五类 详细代号查阅类型代号表 公差等级代号 公差分2 4 5 6 6x 0级 共五个级别 以 P2 P4 P5 P6 P6x 为代号 0级不标注 游隙代号 游隙分1 2 0 3 4 5共六个组别 以 C1 C2 C3 C4 C5为代号 0组不标注 类型和代号5 三 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 20mm 公差等级为5级 游隙组为0组 7214C 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 15 30213 3 圆锥滚子轴承 2 轻系列 13 内径d 65mm 0 正常宽度 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 注 滚动轴承代号比较复杂 上述代号仅为最常用的 最有规律的部分 具体应用时 若遇到看不懂的代号时 应查阅GB T272 93 类型代号表 滚动轴承主要类型代号表 类型选择1 13 3滚动轴承的类型选择 选择轴承的类型和直径系列 滚动轴承是标准零件 同学们应能在机械设计过程中 根据使用的要求较合理地选择滚动轴承的类型与规格 一 滚动轴承选择的一般过程如下 类型选择2 二 滚动轴承类型选择应考虑的问题 1 承受载荷情况 2 尺寸的限制 拆装工艺 方向 向心轴承用于受径向力 推力轴承用于受轴向力 向心推力轴承用于承受径向力和周向力联合作用 大小 滚子轴承或尺寸系列较大的轴承能承受较大载荷 球轴承或尺寸系列较小的轴承则反之 当对轴承的径向尺寸有较的严格限制时 可选用滚针轴承 便于拆装 3 转速的限制 4 调心性要求 球轴承和轻系列的轴承能适应较高的转速 滚子轴承和重系列的轴承则反之 推力轴承的极限转速很低 调心球轴承和调心滚子轴承均能满足一定的调心要求 工作情况1 13 4滚动轴承的工作情况 滚动轴承工作时 并非所有滚动体都同时受载 滚动体同时受载的程度与轴承所受的径向力和轴向力的大小有关 一般以控制约半圈滚动体同时受载为宜 如右图所示 工作时 轴承各个元件上载荷及产生的应力是时时变化的 而固定套圈受载最大处的工作状态最为恶劣 向心推力轴承在纯径向力Fr的作用下会产生派生轴向力Fd 当约有半圈滚动体受载时 Fd计算如下 详细分析 详细分析 向心推力轴承实际承受的轴向力Fa取决于产生派生轴向力Fd和外加于轴承的轴向力Fae 其关系式为 Fa max Fd Fae 滚动轴承尺寸的选择1 13 5滚动轴承尺寸的选择 滚动轴承尺寸的选择取决于轴承承受的载荷 对轴承寿命要求以及可靠性的要求等 滚动轴承的载荷有动载荷与静载荷之分 不同的载荷对应着不同的失效形式 载荷及失效形式的分析是本节的重要内容 本节从以下方面讲述滚动轴承尺寸的选择 滚动轴承的失效形式 滚动轴承的寿命计算 滚动轴承的当量动载荷 向心推力轴承的轴向力计算 滚动轴承尺寸的选择2 一 滚动轴承的失效形式 套圈和滚动体表面的疲劳点蚀是滚动轴承最基本和常见的失效形式 是作为滚动轴承寿命计算的依据 点蚀 胶合 断裂 转速较高而润滑油不足时引起轴承烧伤 润滑油不清洁而使滚动体和滚道过度磨损 装配不当而使轴承卡死 胀破内圈 挤碎内外圈和保持架等 滚动轴承在运转时可能出现各种类型的失效 常见形式 磨损 除了点蚀以外 轴承还可能发生其它多种的失效形式 例如 这些失效形式可以通过加强装配过程管理等措施来克服 更多的失效 滚动轴承尺寸的选择3 二 滚动轴承的寿命计算 滚动轴承的寿命 指轴承的滚动体或套圈首次出现点蚀之前 轴承的转数或相应的运转小时数 显然 通常谈的滚动轴承寿命是指滚动轴承的疲劳寿命 与一般结构件的疲劳寿命一样 滚动轴承的疲劳寿命的离散性也是相当大的 见右图 基本额定寿命 具有90 可靠度时轴承的寿命 用L10表示 基本额定动载荷 使轴承的基本额定寿命恰好为106转时 轴承所能承受的载荷值 用字母C表示 轴承的寿命 106r 未失效轴承数量 基本额定寿命计算式 滚动轴承尺寸的选择4 三 滚动轴承的当量动载荷 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与确定轴承C值的载荷条件相一致当量动载荷 用字母P表示 各类轴承的当量动载荷可按下式计算 式中 Fr与Fa分别为轴承实际承受的径向载荷与轴向载荷 X Y分别为轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数 查表 为了计及实际载荷波动的影响 可对当量动载荷乘上一个载荷系数fp 1 当Fae Fd2 Fd1时 相当于轴承1被 压紧 轴承2被 放松 轴承1 Fa1 Fae Fd2轴承2 Fa2 Fd2 2 当Fae Fd2 Fd1时 相当于轴承1被 放松 轴承2被 压紧 轴承1 Fa1 Fd1轴承2 Fa2 Fd1 Fae 四 向心推力轴承的轴向力计算 角接触球轴承轴向载荷的分析 向心推力轴承所受轴向力Fa的计算方法可以归纳为 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 确定被 放松 轴承的轴向力仅为其本身派生的轴向力 被 压紧 轴承的轴向力则为除去本身派生的轴向力后其余各轴向力之合力 滚动轴承尺寸的选择8 六 滚动轴承尺寸选择的过程 由力分析确定轴承所承受的Fr与Fa 轴承装置的设计1 13 5轴承装置的设计 轴承的装置设计的内容包括 轴承安装 轴承的配置 轴承的紧固与定位 轴承的调节 轴承的润滑与密封 轴承的配合 轴承装拆等问题 一 支撑部分的刚性和同轴度 一 轴承安装设计注意事项 三 滚动轴承的装拆 二 滚动轴承的配合 四 滚动轴承的预紧 二 轴承的配置 轴承的配置问题是指 对于一个轴系应采用几个轴承支承 如何支承 如何配置等问题 常用的轴承配置方案有以下三类 每一类又有若干具体方案 1 双支点各单向固定 两圆锥滚子轴承正装 两圆锥滚子轴承反装 2 一支点双向固定 另一端支点游动 3 两端游动支承 各种配置形式 详细说明 三 滚动轴承的轴向紧固和定位 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 四 轴承游隙及轴上零件位置的调整 锥齿轮或蜗杆在装配时 通常需要进行轴向位置的调整 为了便于调整 可将确定其轴向位置的轴承装在一个套杯中 改变套杯在外壳孔中的位置即可方便地对轴系部件进行整体调整 滚动轴承的配合是指内圈与轴颈 外圈与外壳孔的配合 滚动轴承内孔与轴的配合采用基孔制 外径与外壳孔的配合采用基轴制 轴承的内 外圈属于薄壁零件 容易变形 当它装入外壳孔或装在轴上后 其内外圈的不圆度将受到外壳孔及轴颈形状的影响 五 滚动轴承的配合 轴承装置的设计2 六 滚动轴承的润滑和密封 1 润滑的目的 润滑可以降低滚动轴承内部的摩擦 减少磨损和发热量 轴承的摩擦发热使轴承升温 油润滑可以到起冷却作用 从而降低轴承的工作温度 延长使用寿命 良好的润滑状态 可在滚动体与滚道间形成一层使两者隔开的油膜 可以使接触压力减小 轴承零件表面覆盖一层润滑剂 可以防止表面氧化生锈 轴承装置的设计3 选哪一类润滑方式 这与轴承的速度有关 选择润滑方式时