第九章 滚动轴承

1、第九章第九章 滚动轴承滚动轴承本章目录本章目录第一节第一节 概述概述第二节第二节 常用滚动轴承的类型代号及选择常用滚动轴承的类型代号及选择第三节第三节 滚动轴承内部载荷分布及失效分析滚动轴承内部载荷分布及失效分析第四节第四节 滚动轴承寿命计算滚动轴承寿命计算第五节第五节 滚动轴承的静强度计算滚动轴承的静强度计算第六节第六节 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计下一页下一页上一页上一页退出退出总目录总目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录一、滚动轴承的特点滚动轴承的特点优点：优点：1 1 摩擦阻力矩小，起动力矩小，摩擦阻力矩小，起动力矩小，效率高效率高2 2 轴向结构紧凑轴向结构紧凑3

2、 3 易于润滑、维护和保养易于润滑、维护和保养4 4 标准化程度高，成本低标准化程度高，成本低第一节 概述下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录缺点：缺点：1抗冲击能力差抗冲击能力差2高速重载下寿命低高速重载下寿命低3噪声大噪声大4径向尺寸大径向尺寸大滚动轴承的特点滚动轴承的特点下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录二、滚动轴承的结构滚动轴承的结构1 滚动轴承滚动轴承的的组成组成单击下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录2 滚动体的形状滚动体的形状下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录按滚动体的形状分按滚动体的形状分三、滚动轴承的分类滚动轴承的分类按按滚动体的列数分滚动

3、体的列数分按公称接触角按公称接触角分分球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承单列单列双列双列多列多列向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录公称接触角公称接触角：滚动轴承的滚动体与外圈：滚动轴承的滚动体与外圈滚道接触点的法线与径向平面间的夹角。滚道接触点的法线与径向平面间的夹角。下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录向心轴承：045主要承受径向载荷,根据的不同,又分为:下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录推力轴承推力轴承:45径向载荷 选向心轴承+推力轴承组合下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录2）转速1 类型选择滚动轴承应在极限转速下工作，球轴

4、承的极限转速大于滚子轴承的极限转速。下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3）调心性轴承座孔不平行轴承座孔不同轴轴挠曲变形非调心轴承调心轴承非调心轴承调心轴承非调心轴承调心轴承1 类型选择下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录4）空间限制无内圈下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录5）装拆方便便于装拆6）经济性下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录2 尺寸选择类型类型代号，根据载荷的大小、性质选取内径内径代号，根据轴径选取外径宽度尺寸系列代号，根据载荷的大小、性质选取确定轴承的具体型号确定轴承的具体型号下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录第三节第三节 滚动轴承内

5、部载荷分布滚动轴承内部载荷分布及失效分析及失效分析一、滚动轴承内部的载荷分布滚动轴承内部的载荷分布下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录受不偏心轴向载荷受不偏心轴向载荷各各滚动体受力相等滚动体受力相等下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录受径向载荷各滚动体受力不等受轴向、径向联合载荷各滚动体受力不等下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录二、轴承工作时，套圈与滚动体的应力变化情况下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录三、滚动轴承的失效形式点蚀下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录点蚀机理下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录塑性变形滚动轴承的失效形式下一页下一

6、页上一页上一页退出退出分目录分目录塑性变形机理下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录滚动轴承的失效形式磨损下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录滚动轴承的失效形式套圈断裂下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录第四节第四节 滚动轴承寿命计算滚动轴承寿命计算一 基本概念1 轴承的寿命在一定载荷作用下，轴承运转到任一滚动体或内外圈滚道上出现疲劳点蚀前所经历的转数下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录2 基本额定寿命基本额定寿命 一批同型号的轴承，在同一条件下运转，当有10%的轴承产生疲劳点蚀时，轴承所经历的总转数L10（单位106转）或工作小时数L10h （单位小时），称为滚

7、动轴承的基本额定寿命。 下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3 基本额定动载荷基本额定动载荷0 151015L10,106rCP(N)滚动轴承的基本额定寿命是其承受载荷的大小有关基本额定寿命 L1 0 = 1（ 106转）时轴承能够承受极限载荷称为基本额定动载荷，用C表示 下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3 基本额定动载荷基本额定动载荷不同型号的轴承基本额定动载荷的值不同，它反映了轴承，承载能力的大小。表9-5表9-7。径向接触轴承大小和方向恒定径向载荷推力轴承大小和方向恒定的中心轴向载荷下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录2 2 轴承的寿命计算公式轴承的寿命计算公

8、式 rPCLCLPCPLLP61010101010, 1时当常数当量动当量动载荷载荷基本额定基本额定动载荷动载荷轴承的寿命寿命指数寿命指数球轴承球轴承=3滚子轴承滚子轴承=10/3下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录hPCnLh6010610hnLL6010轴承的寿命计算公式轴承的寿命计算公式温度系数表9-8hPCfnLrPCfLtht601010610610下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录CnLfPfChtP6/1060轴承的寿命计算公式轴承的寿命计算公式C C为所选轴承型号的基本额定动载荷，查表得。为所选轴承型号的基本额定动载荷，查表得。可参考表9-9 当轴承的当轴承的

9、预期寿命预期寿命 取定时取定时，可求出轴承应，可求出轴承应具有的基本额定动载荷具有的基本额定动载荷/hL下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录三三 滚动轴承的当量动载荷滚动轴承的当量动载荷径向接触轴承大小和方向恒定径向载荷推力轴承大小和方向恒定的中心轴向载荷基本额定动载荷实际复合载荷径向载荷+轴向载荷当量动载荷假想的径向载荷假想的轴向载荷寿命相同转转化化转化原则转化原则计算寿命时条件不同，不方便比较下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录三三 滚动轴承的当量动载荷滚动轴承的当量动载荷1 仅能承受径向载荷的轴承：圆柱滚子轴承（N0000型）和滚针轴承（NA0000型）当量动载荷径向载荷

10、2 仅能承受轴向载荷的推力轴承推力球轴承（51000型和52000型）和推力圆柱滚子轴承（80000型），轴向载荷RP AP 下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3 能同时承受径向载荷和轴向载荷深沟球轴承（60000型）、调心球轴承与调心滚子轴承（10000型和20000型）、向心角接触轴承（70000型）和圆锥滚子轴承（30000型），三三 滚动轴承的当量动载荷滚动轴承的当量动载荷当量动载荷YAXRPXY表9-10轴向系数径向系数下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录表表9-10径向系数X轴向系数Y轴承类型单个轴承或串联配置面对面或背靠背配置深沟球轴承0.0140.0280.0

11、560.190.220.261.000.562.301.991.710CAeeRAeRAeRAeRAXYYYYXXX轴向载荷影响的判断系数是轴承的基本额定静载荷，具体数值可由轴承手册查取 0C下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录当承受冲击载荷时，当量动载荷为：)(YAXRfPd当承受力矩载荷时，当量动载荷为：)(YAXRfPmdf冲击载荷系数mf力矩载荷系数下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录四四 向心角接触轴承轴向力的计算向心角接触轴承轴向力的计算1 派生轴向力RS0P0N0下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录1 派生轴向力下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录

12、向心角接触轴承的派生轴向力向心角接触轴承的派生轴向力P0P1P2P1P2RSSRPii派生轴向力S的大小由其内部结构和承受的径向载荷所决定，与轴向外载荷无关下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录向心角接触轴承的派生轴向力向心角接触轴承的派生轴向力圆锥滚子轴承角接触球轴承C型（=15)AC型（=25)B型（=40)S=R/(2Y)S=eRS=0.68RS=1.14R下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录2 轴向力A的计算正安装反安装下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录R1R22 轴向力A的计算下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录S1R1R2S22 轴向力A的计算假设F

13、a+S1S2,2被压紧1被放松A1=S1A2=S1+Fa下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录在轴向外载荷的作用下,轴有运动的趋势, 有的被压紧，有的被放松，压紧的轴承轴向力为除本身派生轴向力以外其他所有轴向力的代数和，放松轴承轴向力为本身派生轴向力。2 轴向力A的计算aaFSSAFSSA122211,max,max下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录五五 不同可靠度时的滚动轴承寿命计算不同可靠度时的滚动轴承寿命计算101LLn可靠度为可靠度为R时修时修正额定寿命正额定寿命可靠度R(%)90959697989910.620.530.440330.21下一页下一页上一页上一页退出退

14、出分目录分目录第五节第五节 滚动轴承的静强度计算滚动轴承的静强度计算静止、缓慢旋转（n10r/min)或短期过载的轴承 失效形式滚动体、内外圈塑性变形 引起与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，所对应接触应力的载荷称为滚动轴承的基本额定静载荷 。 OC下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录滚动轴承的静强度计算滚动轴承的静强度计算1 仅能承受径向载荷的轴承：圆柱滚子轴承（N0000型）和滚针轴承（NA0000型）径向载荷2 仅能承受轴向载荷的推力轴承推力球轴承（51000型和52000型）和推力圆柱滚子轴承（80000型），轴向载荷RP 0AP 0

15、当量静载荷下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3 能同时承受径向载荷和轴向载荷深沟球轴承（60000型）、调心球轴承与调心滚子轴承（10000型和20000型）、向心角接触轴承（70000型）和圆锥滚子轴承（30000型）当量静载荷),max(000AYRXRP0X0Y表9-14静轴向系数静径向系数滚动轴承的静强度计算滚动轴承的静强度计算000SPC下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录一 轴承的内圈固定第六节第六节 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计1 轴肩定位可承受较大的单向轴向载荷rra下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录2 轴环定位一 轴承的内圈固定可承受较大的

16、单向轴向载荷下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3 套筒定位可承受较大的轴向载荷，注意套筒本身也应固定下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录4 弹性挡圈为保证定位可靠，应使轴径长度小于轴承宽度可承受不大的双向轴向载荷，转速不宜高下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录5 圆螺母可承受较大的双向轴向载荷，对轴的削弱大下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录二、轴承外圈的固定端盖固定1 轴承端盖定位可承受较大的轴向载荷下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录2 套杯台肩固定轴承外圈的固定适用于轴向载荷大、转速高场合下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3孔用弹性挡圈

17、适用于轴向载荷不大的场合下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录三、轴承的固定方法三、轴承的固定方法1 全固式每个轴承都是单向固定下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录两端单向固定: 受径向载荷由两个轴承共同承担 1 全固式下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录受向右的轴向载荷由右侧轴承承担 下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录受向左的轴向载荷由左侧轴承承担 下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录2 固游式一端是双向固定另一端是游动固定端下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录一对角接触球轴承可实现双向固定2 固游式下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录

18、一对圆锥滚子轴承可实现双向固定2 固游式下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录向心轴承与推力轴承的组合可实现双向固定2 固游式下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录游动端下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录圆柱滚子轴承内外圈可移动下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录固游式受向右的轴向载荷由右侧轴承承担 下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录受向左的轴向载荷仍由右侧轴承承担 固游式下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录固游式下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录固游式下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录固游式下一页下一页上一页上一页退出退出分

19、目录分目录固游式下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录固游式下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录固游式下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录固游式下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录两端游动式两端游动式下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录二、轴承的轴向位置及游隙调整下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录垫片可调间隙下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录三、轴承的配合、装拆与预紧n1 滚动轴承的配合载荷类型、载荷大小、工作温度、旋转精度、结构载荷类型、载荷大小、工作温度、旋转精度、结构要素、轴向位移。要素、轴向位移。下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录滚动轴承的基本配合方式滚动轴承的基本配合方式定向载荷：定向载荷：承受回转载荷的内圈与轴应承受回转载荷的内圈与轴应选用过渡或过盈配合。选用过渡或过盈配合。摆动载荷：摆动载荷：承受摆动载荷时，特别是在承受摆动载荷时，特别是在承受重负荷时，内外圈