滚动轴承和装置设计

轴承,根据摩擦状态的不同，轴承分为：滚动轴承和滑动轴承,支承轴及轴上的零件,13.1滚动轴承的类型、结构和特点13.2滚动轴承类型代号和类型选择13.3滚动轴承的寿命计算13.4滚动轴承的组合设计,第十三章滚动轴承,13.1滚动轴承的结构、类型及特点,14.2.1滚动轴承的组成,内圈、外圈、滚动体：轴承铬钢，硬度60HRC保持架：低碳钢、铜、铝、塑料。,13.1滚动轴承的结构、类型及特点,13.1滚动轴承的结构、类型及特点,13.1滚动轴承的结构、类型及特点,向心轴承,推力轴承,接触角：滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向平面之间的夹角,13.1滚动轴承的结构、类型及特点,调心球轴承“1”类轴承,调心滚子轴承“2”类轴承,圆锥滚子轴承“3”类轴承,接触角,角接触球轴承“7”类轴承,成对使用，对称安装,“正安装”,“反安装”,圆柱滚子轴承“N”类轴承,只能承受径向力,推力球轴承“5”类轴承,只能承受轴向力,前置代号基本代号后置代号,轴承分部件代号,对轴承技术性能的特殊要求代号,公差等级代号,内部结构代号（字母）,游隙代号,内径代号,宽度系列代号,类型代号23,轴承代号分三段，基本代号在中间，前段表示分部件，结构、精度在后边。,直径系列代号,/P,/C,基本代号怎么看：抓两头，留中间。,13.2滚动轴承的代号和类型选择,13.2.1滚动轴承的代号,滚动轴承代号举例,62312,-深沟球轴承,-无特殊结构,-公差等级代号略,-游隙代号略,/P0,/C0,7208AC/P5,-角接触球轴承,内径代号:04,05,96,内径mm:20,25,480,内径代号:00,01,02,03,内径mm:10,12,15,17,返回,返回,d,返回,d,D,内部结构代号:表示同一类型轴承的不同内部结构，用字母表示。如公称接触角为15O、25O和40O的角接触球轴承，分别用C、AC和B表示内部结构的不同。,返回,轴承的公差等级代号:用字母和数字表示:公差等级分为2、4、5、6和0，共5个公差等级，公差等级依次由高到低，6x级仅适用于圆锥滚子轴承，0级为普通级，在轴承代号中省略不标，其余公差等级分别用/P2、/P4、/P5、/P6和/P6x表示。,返回,返回,轴承游隙,游隙代号表示常用轴承径向游隙系列，分为1、2、0、3、4和5组，共6个游隙组，径向游隙依次由小到大。0组游隙是常用的游隙组别，在轴承代号中省略不标，其余的游隙组别在轴承代号中分别用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。,返回,1.轴承的载荷,重载选滚子轴承；,轻载选球轴承。,载荷的方向,13.2滚动轴承的代号和类型选择,13.3.2滚动轴承类型的选择,4.安装和拆卸（选可分离轴承）,2.轴承的转速,球轴承极限转速高于滚子轴承。,当工作转速高时应选球轴承或轻系列轴承。,3.调心性能要求,轴承有极限转速nlim，应使nnlim。,（用球面调心轴承）,13.2滚动轴承的代号和类型选择,第十四章滚动轴承及装置设计,13.1滚动轴承的类型、结构和特点13.2滚动轴承类型代号和类型选择13.3滚动轴承的寿命计算13.4滚动轴承的组合设计,13.3滚动轴承的寿命计算,13.3.1滚动轴承的失效形式和设计准则,13.3滚动轴承的寿命计算,2.设计准则,对于一般转速的轴承，即10r/minnnlim,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为疲劳点蚀，因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算。,对于低速轴承，即n10r/min，可近似地认为轴承各元件是在静应力作用下工作的，其失效形式为塑性变形，应进行以下不发生塑性变形为准则的强度计算。,13.3滚动轴承的寿命计算,出现点蚀前的转数或工作小时数。,寿命：,基本额定寿命：,一个轴承达到基本额定寿命的概率是。,90%,一组轴承中，90%的轴承出现点蚀前工作的转数或工作小时数。（或）,当轴承基本额定寿命达到转时，轴承所能承受的载荷值称基本额定动载荷，CkN。,基本额定动载荷,13.3滚动轴承的寿命计算,13.3.2滚动轴承的承载能力计算,寿命计算式,球轴承=3滚子轴承=10/3,13.3滚动轴承的寿命计算,例轴承基本额定动载荷Cr=51.5kN，FR=12000N求L10=?,=128.4,P=?,13.3滚动轴承的寿命计算,当量动载荷是与实际载荷等效的假想载荷。,对于只承受径向力的向心轴承,对于只能承受轴向力的推力轴承,对于同时承受径向和轴向力的轴承,四.滚动轴承当量动载荷P,表示轴向力较大，计算P时应考虑Fa。,表示轴向力较小，计算P时可忽略FA。,e判断系数,e值大的轴承，承受轴向载荷的能力高。,对单列3、6、7类轴承：X、Y=?,当时，X=1,Y=0P=fFFR,当时，,表13-8系数X和Y,内部轴向力,计算时FS=FR式给出,角接触轴承（3、7类）轴向载荷FA的计算,正装（面对面）,轴承1被压紧，有，,轴承2被放松，无，,轴承2被压紧，有，,轴承1被放松，无，,角接触轴承Fa的求法：,1.根据轴向合力方向判定“压紧”和“放松”轴承；,2.松轴承的轴向力FA=自身的内部轴向力FS；,3.紧轴承的轴向力FA=除去自身的内部轴向力，其它轴向力的代数和。,综上所述：,轴承被压紧，,轴承被压紧，,轴承被放松;,轴承被放松，,1,2,1,2,已知轴系用一对圆锥滚子轴承支承，载荷如图，轴承的内部轴向力FS=FR/(2Y)，Y=1.5，求FA1、FA2=?,1、求FS,2、求FA,画出Fd方向,1轴承，2轴承。,压紧,放松,图示轴系采用一对7312AC轴承支承，正安装，基本额定动载荷Cr=77.8kN,n=3000r/min。已知：FR1=1800N，FR2=4200N,Fa=1000N，轴承内部轴向力FS=0.68FR，e=0.68,当时，X=0.41,Y=0.87；取载荷系数fF=1.2，试计算轴承的寿命L10h。,1、求内部轴向力FS,画出方向,2、求FA,轴承2放松，,轴承1压紧，,3、求P,4、求,一对轴承，选P值大的计算额定寿命。,3,轴承达到额定寿命的概率是%。,90,当P增大一倍时，轴承的额定寿命降低,如果Fa反向，大小不变，求FA1、FA2=？,轴承2放松，,轴承1压紧，,第十四章滚动轴承及装置设计,13.1滚动轴承的类型、结构和特点13.2滚动轴承类型代号和类型选择13.3滚动轴承的寿命计算13.4滚动轴承的组合设计,13.4.1支承部分的刚度和同轴度,轴承座孔壁应有足够的厚度，并用加强肋增强其刚性。,支撑结构中同一根轴上的轴承座孔尽可能同心。,角接触轴承安装方式不同时轴承组合的刚性也不同。,13.4滚动轴承的组合设计,为了保证轴与轴上旋转零件正常运行，还应解决轴承组合的结构问题，其中包括，轴承组合的轴向固定，轴承与相关零件的配合，间隙调整、装拆、润滑等一系列问题。,13.4.2轴承的轴向固定,13.4滚动轴承的组合设计,1.两端固定支承,13.4滚动轴承的组合设计,13.4.3轴系支撑结构设计,一对角接触球轴承（正装）,应用场合：温升较低的短轴,2.一支点固定、一支点游动,支承方式2,13.4.4轴承的调整,13.4滚动轴承的组合设计,13.4滚动轴承的组合设计,13.4滚动轴承的组合设计,13.4滚动轴承的组合设计,13.4.5滚动轴承的配合与装拆,1滚动轴承的配合,滚动轴承是标准件，轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。,在设计时，应根据及其的工作条件、载荷的大小及性质、转速的高低、工作温度及内外圈中哪一个套圈跳动等因素选择轴承的配合。,当外载荷方向不变时，转动套圈应比固定套圈的配合紧一些。,高速、重载情况下应采用较紧配合。,作游动支撑的轴承外圈与座孔间应采用间隙配合，但又不能过松而发生相对转动,轴承与空心轴的配合应选用较紧配合，部分式轴承座座孔与轴承外圈的配合应较松。,充分考虑温升对配合的影响。,13.4滚动轴承的组合设计,2滚动轴承的装拆,（1）轴承的安装,冷压法,热套法,（2）轴承的拆卸,采用中用工具或压力机拆卸轴承,为方便拆卸，轴上定位轴肩的高度应小于轴承内圈的高度。,13.4滚动轴承的组合设计,13.4.6轴承的预紧,轴承的预紧就是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。,预紧的目的在于提高轴承的刚度和旋转精度。,13.4滚动轴承的组合设计,13.4.7滚动轴承的润滑,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