燕山大学机械设计11(滚动轴承)

1、机械设计第十一章 滚动轴承第十一章 滚动轴承11-1 概述11-2 滚动轴承的选用11-3 滚动轴承的设计计算11-4 滚动轴承的组合设计11-1 概述一、构造、材料和特点 11-1 概述二、任务：1.熟悉标准，正确选用； 2.轴承部件组合设计。三、应用11-2 滚动轴承的选用 分类轴承代号类型选择11-2 滚动轴承的选用一、分类11-2 滚动轴承的选用按轴承结构形式的不同，最为常用的滚动轴承类型有： 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滚针轴承11-2 滚动轴承的选用二、轴承代号前置代号 基本代号 后置代号 轴承的分部件代号内部结构代号密封与防尘结构代号保持架及

2、其材料代号特殊轴承材料代号公差等级代号游隙代号多轴承配置代号其它代号五四三二一类型代号尺寸系列代号内径代号宽度系列代号直径系列代号11-2 滚动轴承的选用三、类型选择应考虑的问题： 四、尺寸系列、内径等的选择1.轴承所受载荷的大小、方向和性质 2.轴承的转速 3.轴承的调心性能 4.轴承的安装和拆卸 5.经济性要求 11-2 滚动轴承的选用滚动轴承选择一般过程为： 11-3 滚动轴承的设计计算一、载荷分析1.载荷分布： zFFrmax5zFFrmax6 . 4点接触轴承： 线接触轴承： 推力轴承 90：载荷由各滚动体平均分担 向心轴承 0：最多半圈滚动体受载 角接触轴承 900：所承受径向力分

3、布与向心轴承相同， 且存在内部轴向力 ir1.25tanSSF11-3 滚动轴承的设计计算2.应力变化 周期性非稳定脉动循环变应力 滚动体、转动套圈： 稳定脉动循环变应力 固定套圈：11-3 滚动轴承的设计计算二、失效形式与计算准则 1.失效形式 疲劳点蚀 塑性变形 磨损（磨粒磨损、粘着磨损） 元件破裂 11-3 滚动轴承的设计计算2.计算准则 一般回转轴承： 疲劳寿命计算防止发生疲劳点蚀 低速轴承或摆动轴承： 静强度计算防止发生塑性变形 高速轴承疲劳寿命计算防点蚀极限转速校核防胶合11-3 滚动轴承的设计计算三、轴承寿命及其计算 1.基本概念 轴承寿命：轴承中任一元件首次出现疲劳 点蚀前，两

4、套圈间相对 运转的总转数，或 在一定转速下的工作小时数。 可靠度：一组相同轴承能达到或 超过规定寿命的百分率。R基本额定寿命：一批相同的轴承，在相同条件下运转，其中90% 的轴承在发生疲劳点蚀以前所能运转的总转数， 或在一定转速下的所能运转的总工作小时数。 10Lh10L， 11-3 滚动轴承的设计计算当量动载荷：为进行寿命计算，将实际载荷换算为一假想载荷， 在其作用下，轴承寿命与实际载荷作用下的寿命 相同，则称该假想载荷为当量动载荷。 P基本额定动载荷：基本额定寿命为一百万转时， 轴承所能承受的最大载荷。 CraPXFYFpraPfXFYF2.寿命计算 61010 =constP LC610

5、10 rCLP6h1010(h)60CLnP11-3 滚动轴承的设计计算四、角接触轴承轴向载荷的计算 正装 （外圈窄边相对） 反装 （外圈宽边相对） 派生的内部轴向力 S接触角 径向载荷 rF由轴承宽度中点指向载荷中心方向11-3 滚动轴承的设计计算A12FSS1. 轴承2（压紧端）： 轴承1（放松端）： a222A1FSSFSa11FS2. A12FSS轴承1（压紧端）： a1112AFSSSF轴承2（放松端）： a22FS11-3 滚动轴承的设计计算角接触轴承轴向载荷的计算方法： 根据轴承的安装方式及轴承类型，确定轴承派生轴向 力的方向和大小；确定作用于轴上的轴向外载荷的方向和大小；判明轴

6、上全部轴向载荷合力的指向，确定被“压紧” 的轴承和被“放松”的轴承；“压紧”端轴承所受轴向载荷等于除其自身派生的 内部轴向力之外其余所有轴向力的代数和；“放松”端轴承所受轴向载荷等于其自身派生的内 部轴向力。 11-3 滚动轴承的设计计算五、静载荷计算 1.基本概念 当量静载荷：为一假想载荷，在其作用下，轴承中受载最 大的滚动体与滚道处所产生的塑性变形量与 实际载荷作用下相同。00r0aPX FY F基本额定静载荷：在轴承受力最大的滚动体与滚道接触处， 滚动体与滚道所产生的塑性变形量之和 为滚动体直径万分之一时的载荷。 0C向心轴承 ；推力轴承 0r0r0a0rrPX FY FPF0ara0a

7、a2.3tanPFFPF90902.静载荷计算 000SPC11-3 滚动轴承的设计计算六、极限转速计算 maxlimnn约束条件： max12limnf f n载荷分布系数 2f载荷系数 1f试验条件： 、润滑和冷却条件正常、 向心轴承仅受径向载荷、推力轴承 仅受轴向载荷、 P0级精度 0.1PC11-4 滚动轴承的组合设计一、支承结构的基本型式 1.两端固定支承： 适用于工作温度变化不大的短轴 2. 固定游动支承 ：适用于工作温度变化较大的长轴 3.两端游动支承： 可用于人字齿轮轴定位 4.关于固定端 单向固定端 双向固定端 游动端 11-4 滚动轴承的组合设计二、轴承的定位 11-4 滚

8、动轴承的组合设计三、轴承的配合与装拆 1.轴承的配合 11-4 滚动轴承的组合设计2.轴承的装拆 11-4 滚动轴承的组合设计2.轴承的装拆 11-4 滚动轴承的组合设计四、轴承的预紧与调整 1.轴承的预紧 2.轴承间隙的调整 安装时给予轴承一定的初始轴向压力，使其套圈和滚动体接触处产生弹性预变形，以减小工作载荷下轴承的实际变形量，借此改善支承刚度并提高旋转精度的措施。 负面作用：摩擦力矩，轴承寿命预紧装置：金属垫片；磨窄套圈；弹簧在两轴承的内、外圈之间分别安装不同长度的套筒；控制轴承端盖与机座间垫片的厚度 11-4 滚动轴承的组合设计3.轴承组合位置的调整 11-4 滚动轴承的组合设计五、轴

9、承的润滑与密封 11-4 滚动轴承的组合设计 实例111-4 滚动轴承的组合设计 实例2轴和轴承设计实例已知：装配简图；轴输入功率P2=2.22kW，轴转速n2=89.2rpm；齿宽b2=55mm，分度圆直径d2=225.58mm，螺旋角 ；链轮宽b=52mm，链轮压轴力Q=3699N。 15 21 32轴设计实例轴设计实例轴设计实例受力简图： Ft2 Fa2 C Q T A B Fr2 D轴设计实例轴设计实例 RVA MV铅垂面 RVBNmm Ft2轴设计实例NmmNmmNmm T MNmm MH MV轴设计实例 A危险剖面： 轴承设计实例轴承设计实例圆锥滚子轴承角接触轴承轴向载荷计算实例FAFr1Fr212轴系结构改错思 考 题思 考 题思 考 题内径代号前、后置代号Back基本代号类型代号Back基本代号尺寸系列代号Back类型选择-1Ba