滚动轴承设计上课学习教案

1、会计学1滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)设计上课设计上课第一页，共79页。轴轴减减 速速 器器轴承轴承轴承的作用轴承的作用(zuyng)支承轴和轴上支承轴和轴上零件零件第1页/共78页第二页，共79页。轴承分类轴承分类滑动轴承滑动轴承(hu dn zhu chn)滑动摩擦滑动摩擦滚动轴承滚动轴承滚动摩擦滚动摩擦(mc)，摩擦，摩擦(mc)损损失小。失小。滑动轴承滑动轴承(hu dn zhu chn)轴瓦轴瓦轴颈轴颈轴承座轴承座滚动滚动轴承轴承齿齿 轮轮轴轴齿齿 轮轮轴滚动轴承滚动轴承第2页/共78页第三页，共79页。一、滚动轴承一、滚动轴承(gndngzhuchng)(gndngz

2、huchng)的组成的组成滚动滚动(gndng)体体保持架保持架内圈内圈滚动滚动(gndng)体的种体的种类：类：总成总成外圈外圈第3页/共78页第四页，共79页。缺点：抗冲击能力较差，高速时噪声大，工作寿命缺点：抗冲击能力较差，高速时噪声大，工作寿命(shumng)(shumng)不及液不及液 体摩擦的滑动轴承，径向尺寸比滑动轴承大。体摩擦的滑动轴承，径向尺寸比滑动轴承大。二二 . . 滚 动 轴 承滚 动 轴 承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的特点的特点 摩擦系数小，启动摩擦系数小，启动(qdng)(qdng)力矩小，效率高；力矩小，效率高； 轴向尺寸（宽度）较小

3、；轴向尺寸（宽度）较小； 某些滚动轴承能同时承受径向和轴向载荷，因此某些滚动轴承能同时承受径向和轴向载荷，因此 可使机器结构简化、紧凑；可使机器结构简化、紧凑； 径向间隙小，还可预紧方法消除间隙，因此运转径向间隙小，还可预紧方法消除间隙，因此运转 精度高；精度高； 润滑简单，耗油量少，维护保养简便；润滑简单，耗油量少，维护保养简便； 标准件，易于互换等优点，所以获得广泛应用。标准件，易于互换等优点，所以获得广泛应用。优点优点：第4页/共78页第五页，共79页。3 3滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)部件组合设计部件组合设计 型号（尺寸型号（尺寸(ch cu

4、n)(ch cun)）选择）选择轴承寿命计算轴承寿命计算 重点重点类型类型(lixng)(lixng)选选择择三三. . 本章的主要内容：本章的主要内容：2 2滚动轴滚动轴 承选择承选择难点：角接触轴承轴向载荷难点：角接触轴承轴向载荷FA的确定的确定1 1滚动轴承的类型滚动轴承的类型及代号及代号重点重点第5页/共78页第六页，共79页。一滚动轴承一滚动轴承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的尺寸及的尺寸及性能参数性能参数14-1 14-1 滚动轴承的主要滚动轴承的主要(zhyo)(zhyo)类型及类型及代号代号 轴承内径轴承内径dd轴承内圈孔轴承内圈孔径，它与轴颈直径相同

5、径，它与轴颈直径相同(xin (xin tn)tn)，是，是轴承公称直径；轴承公称直径； DDd d轴承宽度轴承宽度B 轴承两端面轴承两端面之间的轴向距离。之间的轴向距离。 一）滚动轴承的主要尺寸一）滚动轴承的主要尺寸轴承外径轴承外径D 轴承外圈外轴承外圈外径，它与轴承座孔直径相同；径，它与轴承座孔直径相同；B B第6页/共78页第七页，共79页。三）滚动轴承三）滚动轴承(gndngzhuchng)的的主要性能参数主要性能参数 轴承的公称接触角轴承的公称接触角 滚动体与套滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向圈接触处的法线与轴承的径向(jn xin)平面之间平面之间的夹角。的夹角。反映轴承承受轴

6、向载荷反映轴承承受轴向载荷(zi h)的能力，的能力， 越越大，大，轴承承受轴向载荷轴承承受轴向载荷(zi h)的能力越强。的能力越强。轴承的极限转速轴承的极限转速nlim 轴承的工轴承的工 作转速作转速n 第7页/共78页第八页，共79页。轴承内外圈轴线相对轴承内外圈轴线相对(xingdu)偏斜角偏斜角反映轴承自动调心反映轴承自动调心的能力。的能力。调心轴承调心轴承(zhuchng)简图简图第8页/共78页第九页，共79页。按轴承按轴承(zhuchng)(zhuchng)所能受的载荷方向或公称接触角的不同可所能受的载荷方向或公称接触角的不同可分为以下几种分为以下几种 二滚动轴承二滚动轴承(g

7、ndngzhuchng)(gndngzhuchng)分类分类轴承轴承(zhuchn(zhuchng)g)类型类型公称接触角公称接触角向心轴承向心轴承( (主要承受主要承受径向负荷径向负荷F FR R) )推力轴承推力轴承( (主要承受主要承受轴向负荷轴向负荷F FA A) )径向接触径向接触向心角接触向心角接触推力角接触推力角接触轴向接触轴向接触= 0= 00 00 00 045450 045450 0 90 900 0= 90= 900 0图图例例第9页/共78页第十页，共79页。三三 滚动轴承的主要滚动轴承的主要(zhyo)(zhyo)类型和特点类型和特点类型类型(lixng)(lixng

8、)代号：（代号：（1000010000）承载类型承载类型主承径向主承径向(jn xin)(jn xin)负荷负荷FRFR也能承受少量的双向轴向负荷也能承受少量的双向轴向负荷FAFA，FRFAFAFRFAFA1.1.调心球轴承调心球轴承承承载类型载类型主承径向负荷主承径向负荷FR ，也能承受少量的双向轴向负荷也能承受少量的双向轴向负荷FA特点特点具有调心性能，具有调心性能， = 2 = 20 030 02.2.调心滚子轴承调心滚子轴承特点特点具有调心性能，具有调心性能，=0.5=0.50 02 20 0 类型代号：类型代号：（2 200000000）第10页/共78页第十一页，共79页。承载承载

9、(chngzi)(chngzi)类型类型能承受较大的径向负能承受较大的径向负荷荷FRFR 和和单向的轴向负荷单向的轴向负荷FAFA。FRFA结构特点结构特点(tdin)(tdin)：内外圈可分离：内外圈可分离, ,公称接触公称接触角有角有 120 120，260,260,越大，承受轴向载越大，承受轴向载 荷的能力就越大。荷的能力就越大。3.3.推力调心滚子推力调心滚子(n z)(n z)轴轴承承类型代号：类型代号：（2929000000）承承载类型载类型可可承承很大的很大的轴向负荷轴向负荷FA 和一定和一定径向负荷径向负荷FR特点特点具有调心性能，具有调心性能，=2=20 030 04.4.圆

10、锥滚子轴承圆锥滚子轴承使用要求：使用要求：成对使用成对使用类型代号：类型代号：（3 30 0000000）FAFRFR 第11页/共78页第十二页，共79页。正装（面对面安装正装（面对面安装(nzhung)）圆锥圆锥(yunzhu)(yunzhu)滚子轴承滚子轴承安装形式一：安装形式一：正装简图正装简图第12页/共78页第十三页，共79页。反装（背对背安装反装（背对背安装(nzhung)）圆锥滚子圆锥滚子(n z)(n z)轴承安轴承安装形式二：装形式二：反装简图反装简图第13页/共78页第十四页，共79页。松圈松圈松圈松圈5.5.推力球轴承推力球轴承类型代号：类型代号： （ 00000000

11、）FA000000000000紧圈紧圈结构特点结构特点(tdin)(tdin)：由紧圈（内孔较小，：由紧圈（内孔较小，装在轴上）装在轴上）松圈（内孔较大，装在机座上）和滚动体松圈（内孔较大，装在机座上）和滚动体组成，套圈与滚动体可分离。组成，套圈与滚动体可分离。承承载类型载类型只能受轴向负荷只能受轴向负荷F FA松圈松圈紧圈紧圈滚动体滚动体FAFA极限转速极限转速低低第14页/共78页第十五页，共79页。6.6.深沟深沟球轴承球轴承 承载类型承载类型(lixng)(lixng)能同时承能同时承受径向负受径向负 荷荷FRFR与单向轴向负荷与单向轴向负荷FAFAFRFAFAFRFA承载类型承载类型

12、主要承受径向负主要承受径向负荷荷FRFR，也可同时，也可同时(tngsh)(tngsh)承受少量双承受少量双向向轴向负荷轴向负荷FAFA类型类型(lixng)(lixng)代号：代号： （6000060000）极限转速极限转速高高7.7.角接触球轴承角接触球轴承类型代号：类型代号： （7 700000000）结构特点：结构特点：公称接触角有公称接触角有15150 0，25250 0，40400 0 越大，承轴向载荷的能力就越大。越大，承轴向载荷的能力就越大。使用要求：使用要求：成对使用成对使用 第15页/共78页第十六页，共79页。正装（面对面安装正装（面对面安装(nzhung)）角接触轴承角

13、接触轴承(zhuchng)安装安装形式一：形式一：正装简图正装简图第16页/共78页第十七页，共79页。反装（背对背安装反装（背对背安装(nzhung)）角接触角接触(jich)轴承安装形式轴承安装形式二：二：反装简图反装简图第17页/共78页第十八页，共79页。8.8.圆柱圆柱(yunzh)(yunzh)滚子轴承滚子轴承FR（N N00000000）（NNNN00000000）承载类型承载类型只能承受只能承受(chngshu)(chngshu)径向负荷径向负荷FRFR， 不能承受不能承受(chngshu)(chngshu)轴向负荷。轴向负荷。结构特点：内外结构特点：内外(niwi)(niwi

14、)圈可分离圈可分离类型代号：类型代号：外圈无挡边外圈无挡边圆柱滚圆柱滚子子轴承轴承双列双列圆柱滚圆柱滚子子轴承轴承FRN N00000000NNNN00000000FRNANA000000009. 9. 滚针轴承滚针轴承类型代号：类型代号：（NANA00000000）结构特点：结构特点：内外圈可分离，可以没有内外圈可分离，可以没有 保持架保持架承承载类型载类型只能承受径向负荷只能承受径向负荷FR， 不能承受轴向负荷。不能承受轴向负荷。第18页/共78页第十九页，共79页。一）轴承代号一）轴承代号(diho)(diho)组成组成由基本代号由基本代号(diho)(diho)、前置代号前置代号(di

15、ho)(diho)构成。构成。三三. . 滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的代的代号号轴承代号轴承代号前置代号前置代号 后置代号后置代号 类型类型代号代号尺寸系列代号尺寸系列代号内径内径代号代号向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承直径系直径系列代号列代号宽度系宽度系列代号列代号高度系高度系列代号列代号结构形结构形状状、尺尺寸公差寸公差技术要技术要求求 成成套套分分轴轴承承部部件件基本代号基本代号 第19页/共78页第二十页，共79页。 类型代号类型代号尺寸系列代号尺寸系列代号内径代号内径代号向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承直径系直径系列代号列代号宽度系列代号

16、宽度系列代号高度系列代号高度系列代号二二. . 基本基本(jbn)(jbn)代代号号 圆锥滚子圆锥滚子(n (n z)z)轴承轴承:3:3推力球轴承推力球轴承 :5 :5深沟球轴承深沟球轴承 :6 :6角接触球轴承角接触球轴承:7:7圆柱滚子圆柱滚子(n (n z)z)轴承轴承:N:N窄窄: : 0 0正常正常(zhngchn(zhngchng): 1g): 1宽宽: : 2 2特低：特低：7 7低：低：9 9正常：正常：1 1（单向）（单向）正常：正常：2 2（双向）（双向）轻：轻：2中：中：3重：重：4特宽：特宽：3 3特宽：特宽：4 4特宽：特宽：5 5特宽：特宽：6 6d 20 mmd

17、 500 mmd 500 mm以上轴承以上轴承代号：代号：/ /内径毫米内径毫米 表示表示特轻：特轻：0 0特轻：特轻：1 1调心球轴承调心球轴承 : :1 1调心滚子轴承调心滚子轴承: :2 2推力调心滚子推力调心滚子轴承轴承 : :2929滚针轴承滚针轴承 : :NANA第20页/共78页第二十一页，共79页。尺 寸 系 列 代 号 表 示尺 寸 系 列 代 号 表 示(biosh)(biosh)方法方法 直径直径(zhjng)系系列代列代号号尺尺 寸寸 系系 列列 代代 号号向心向心(xin xn)轴承轴承宽度系列代号宽度系列代号推力轴承推力轴承高度系列代号高度系列代号0 0（窄）（窄）

18、1 1（正常）（正常）2 2（宽）（宽）7 7（特低（特低）9 9（低）（低）1 1（正常）（正常）2 2（正常）（正常）2（轻）（轻）3（中）（中）4（重）（重）0 02 21 12 22 22 20 03 31 13 32 23 30 04 41 14 42 24 47 729 921 122 227 73 39 93 31 13 32 23 37 749 941 142 24向心轴承向心轴承中直径系列中直径系列正常宽度系列正常宽度系列如尺寸系列尺寸系列代号为：代号为：13双向推力轴承双向推力轴承轻直径系列轻直径系列正常高度系列正常高度系列如尺寸系列尺寸系列代号为：代号为：222 2213

19、13第21页/共78页第二十二页，共79页。d02031324DDDBBBB表示同一公称表示同一公称(gngchng)(gngchng)内径内径d d的轴承，其外径的轴承，其外径D D和宽度和宽度B B的变的变化情况化情况轴承尺寸轴承尺寸(ch cun)(ch cun)系列的系列的含义含义轻窄系列轻窄系列(xli)中窄系列中窄系列中宽系列中宽系列重宽系列重宽系列第22页/共78页第二十三页，共79页。三）后置三）后置(hu (hu zh)zh)代号代号后后 置置 代代 号号12345678内部结构内部结构 密封与密封与防尘套防尘套圈变型圈变型 保持架保持架及材料及材料 轴承轴承材料材料 公差等

20、级公差等级 游游隙隙 配配置置其其他他C： 角接触球轴角接触球轴 承，承，=15150 0 AC：角接触球轴角接触球轴 承，承，=25250 0 B： 角接触球轴角接触球轴 承，承，=40400 0 B： 圆锥滚子轴圆锥滚子轴 承，接触角承，接触角 加大加大E： 加强型加强型/P0：0级级（省略不标）（省略不标）/P6： 6级级/P6X：6X级级/P5： 5级级/P4： 4级级/P2： 2级级第23页/共78页第二十四页，共79页。6 6（0 0）2 2 0606 （/P0/P0）3 3 3232 1515 E E （/P0/P0）公差等级为公差等级为0 0级级加强型加强型轴承内径轴承内径d

21、=75 mmd =75 mm尺寸系列尺寸系列32,32,为特宽轻系列为特宽轻系列圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承解答解答(jid(jid)：轴承内径轴承内径d=30mm d=30mm 尺寸系列（尺寸系列（0 0）2,2,为窄轻系列为窄轻系列深沟球轴承深沟球轴承公差等级公差等级为为0 0级级例例14-1 14-1 试说明轴承试说明轴承(zhuchng)(zhuchng)代号代号62066206、33215E33215E、7312C7312C及及52412/P652412/P6的的 含义。含义。第24页/共78页第二十五页，共79页。7 7（0 0）3 3 1212 C C（/P0/P0）5 5 1414

22、 10 10 /P6/P6公差等级公差等级为为6 6级级轴承内径轴承内径d = 50 mmd = 50 mm尺寸系列尺寸系列14,14,为正常高度为正常高度、重系列重系列单向推力单向推力求轴承求轴承轴承内径轴承内径d=60mm d=60mm 尺寸系列（尺寸系列（0 0）3,3,为窄中系列为窄中系列角接触球轴承角接触球轴承公差等级公差等级为为0 0级级=15150 0第25页/共78页第二十六页，共79页。 14-2 滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)类型的选择类型的选择承轻、中及较小波动承轻、中及较小波动(bdng)(bdng)载荷的场合载荷的场合选球选球轴承轴承承重及较大波动的载荷

23、的场合承重及较大波动的载荷的场合(chng h)(chng h)选滚子轴选滚子轴承承一）根据一）根据轴承所受轴承所受的载荷选的载荷选载荷的大载荷的大小、性质小、性质载荷的载荷的方向方向深沟轴承（深沟轴承（6 6类类）圆柱滚子轴承（圆柱滚子轴承（N N类类）及滚针轴承（）及滚针轴承（NANA类类）纯径向负纯径向负荷可选用荷可选用纯轴向负荷纯轴向负荷可选用推力轴承（可选用推力轴承（5 5类类）同时受同时受径向负荷径向负荷和轴向负和轴向负荷时荷时径向负荷为主径向负荷为主可用深沟球轴承（可用深沟球轴承（6 6类类）径向负荷，轴径向负荷，轴向负荷都很大向负荷都很大角接触球轴承（角接触球轴承（7 7类类）

24、圆锥滚子轴承（圆锥滚子轴承（3 3类类）可用推力调心滚子轴承可用推力调心滚子轴承（2929类类）也可用圆柱滚子也可用圆柱滚子N N类类（或深（或深沟球轴承沟球轴承6 6类类）与推力轴承）与推力轴承（5 5类类）联合使用。）联合使用。轴向负荷很大轴向负荷很大径向负荷较小径向负荷较小第26页/共78页第二十七页，共79页。转速转速(zhun s)(zhun s)较高、负荷较小或要求旋转精度较高时较高、负荷较小或要求旋转精度较高时宜选用球轴承宜选用球轴承转速较低、负荷较大或有冲击载荷时转速较低、负荷较大或有冲击载荷时宜选用滚子宜选用滚子(n z)(n z)轴承轴承二）轴承二）轴承 的转速的转速 当两

25、轴承座孔同心度难以保证，或轴受载后挠曲变形较大时，应选当两轴承座孔同心度难以保证，或轴受载后挠曲变形较大时，应选(yn (yn xun)xun)用用调心球轴承或调心滚子轴承。调心球轴承或调心滚子轴承。三）调心性能的要求三）调心性能的要求四）安装和拆卸方便四）安装和拆卸方便 一般，球轴承价格最低，滚子轴承比球轴承价格高。轴承精度愈高，则一般，球轴承价格最低，滚子轴承比球轴承价格高。轴承精度愈高，则价格愈高，选择轴承时，在满足工作要求的前提下，应使成本最低。价格愈高，选择轴承时，在满足工作要求的前提下，应使成本最低。 当轴承座不是剖分式而必须沿轴向安装和拆卸轴承时，应优先选用内当轴承座不是剖分式而

26、必须沿轴向安装和拆卸轴承时，应优先选用内外圈可分离的轴承外圈可分离的轴承五）考虑经济性五）考虑经济性第27页/共78页第二十八页，共79页。 1. 1. 载荷载荷(zi h)(zi h)分分析析一、滚动轴承的工作情况一、滚动轴承的工作情况(qngkung)(qngkung)分析分析向心轴承载荷的分布向心轴承载荷的分布 当轴承承受径向载荷当轴承承受径向载荷F Fr r时，各滚动体所受的载荷不相时，各滚动体所受的载荷不相等，位于上半圈的滚动体不受载，位于下半圈的滚动体受等，位于上半圈的滚动体不受载，位于下半圈的滚动体受载，其大小取决于滚动体与套圈接触变形量的大小。载，其大小取决于滚动体与套圈接触变

27、形量的大小。 第28页/共78页第二十九页，共79页。2轴承工作时轴承元件轴承工作时轴承元件(yunjin)的应力分析的应力分析各元件中应力各元件中应力(yngl)变化情况变化情况 轴承工作时，由于滚动体受变载荷，所以轴承内轴承工作时，由于滚动体受变载荷，所以轴承内、外圈滚道与滚动体接触表面接触点受到的都是脉动、外圈滚道与滚动体接触表面接触点受到的都是脉动循环循环(xnhun)变化的接触应力。变化的接触应力。 第29页/共78页第三十页，共79页。二、滚动轴承的失效二、滚动轴承的失效(sh xio)形式与计算准则形式与计算准则滚动体表面滚动体表面(biomin)、套圈滚道都可能发、套圈滚道都可

28、能发生点蚀。生点蚀。疲劳疲劳(plo)(plo)点蚀点蚀 最主要的失效形式最主要的失效形式防止点蚀破坏，是计算滚动轴承的主要目的。防止点蚀破坏，是计算滚动轴承的主要目的。接触应力过大，元件表面出现较大塑性变形。接触应力过大，元件表面出现较大塑性变形。低速轴承的塑性变形低速轴承的塑性变形 主要失效形式主要失效形式原因是载荷过大或冲击载荷作用。原因是载荷过大或冲击载荷作用。磨损、胶合、保持架断裂等磨损、胶合、保持架断裂等使用维护不当而引起的，属于非正常失效。使用维护不当而引起的，属于非正常失效。1失效形式失效形式第30页/共78页第三十一页，共79页。2计算计算(j sun)准则准则对一般转速（对

29、一般转速（n 10 r/min）的轴承，疲劳点蚀是其主）的轴承，疲劳点蚀是其主要的失效形式，轴承应进行寿命校核计算；要的失效形式，轴承应进行寿命校核计算；对静止或极慢转速（对静止或极慢转速（n10 r/min）的轴承，轴承的承载）的轴承，轴承的承载能力取决于所允许的塑性变形，应进行静强度计算；能力取决于所允许的塑性变形，应进行静强度计算；对高速对高速(o s)轴承，为防止由发热引起胶合，除进行轴承，为防止由发热引起胶合，除进行寿命计算外，还应进行极限转速校核计算。寿命计算外，还应进行极限转速校核计算。 对于磨粒磨损失效，目前尚无统一、有效的计算方法对于磨粒磨损失效，目前尚无统一、有效的计算方法

30、。 第31页/共78页第三十二页，共79页。 14-4 14-4 滚动轴承的寿命滚动轴承的寿命(shumng)(shumng)计计算算轴承的寿命轴承的寿命是指轴承中任一滚动是指轴承中任一滚动体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀前体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀前所经历的总转数或一定转速所经历的总转数或一定转速(zhun s)(zhun s)下工作的下工作的小时数。小时数。一一. . 轴承寿命轴承寿命(shumng)(shumng)的的几个概念几个概念L /（ 106 r）05101550100破坏卛/%轴承的基本额定寿命轴承的基本额定寿命指一批同指一批同型号的轴承，在相同的条件下运转，型号的轴承，在相

31、同的条件下运转，90%90%的轴承不发生疲劳点蚀时运转的的轴承不发生疲劳点蚀时运转的总转数定义为轴承的基本额定寿命，总转数定义为轴承的基本额定寿命，用用 L L 表示，单位为表示，单位为10106 6转（或用一定转（或用一定转速下所能运转的总工作小时数转速下所能运转的总工作小时数 L Lh h表示，单位为小时）。表示，单位为小时）。 轴承的预期使用寿命轴承的预期使用寿命设计时，根据具体工作要求规定的轴承寿命，设计时，根据具体工作要求规定的轴承寿命，通常通常取机器的中修或大修期限作为轴承的预期寿命，用取机器的中修或大修期限作为轴承的预期寿命，用L Lh h 表示。表示。10L L1010第32页

32、/共78页第三十三页，共79页。二二. . 轴承轴承(zhuchng)(zhuchng)寿命计算的基本公寿命计算的基本公式式一一) ) 滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的疲劳的疲劳曲线曲线, ,即即: :载荷载荷寿命曲线（寿命曲线（P-LP-L曲曲线）线）P/NL L /(/(10106 6r)r)L1L2P1P21C滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的的疲劳曲线疲劳曲线曲线方程曲线方程: : P P L L1010= = C C 10106 6 = = 常数常数 疲劳曲线是疲劳曲线是表征轴承负表征轴承负荷荷 P P

33、与基本额定寿命与基本额定寿命 L L之之间关系的载荷间关系的载荷寿命曲线寿命曲线（ P-LP-L曲线曲线 ）. .二二) )滚动轴承寿命计算的基本公式滚动轴承寿命计算的基本公式由疲劳曲线方程可得由疲劳曲线方程可得寿命计算公式寿命计算公式: :C C基本额定动负荷基本额定动负荷标准规定为：标准规定为：基本额定寿基本额定寿命为命为10106 6转转, ,可靠度为可靠度为90%90%时时轴承能承受的载荷值轴承能承受的载荷值. .rPCL610第33页/共78页第三十四页，共79页。以总转数以总转数( r )( r )为单位为单位(dnwi)(dnwi)的寿命计算的寿命计算公式公式: :rPCL610

34、 h小小时时PCfnLth60106实际计算实际计算(j sun)(j sun)时，用小时数表示轴承时，用小时数表示轴承寿命寿命: :n _ 轴承轴承(zhuchng)的工作转的工作转速速, r/min;式中式中: : L Lh h _ _ 按小时数计算的轴承的基本额定寿命按小时数计算的轴承的基本额定寿命,h;,h;P _ 轴承的当量动负荷轴承的当量动负荷,N;,N;对向心轴承对向心轴承为基本为基本径向径向额定动负荷，以额定动负荷，以C Cr r表示表示对推力轴承对推力轴承为基本为基本轴向轴向额定动负荷，以额定动负荷，以C Ca a表示表示C _ 轴承的基本额轴承的基本额 定动负荷定动负荷,N

35、,NC Cr r（或（或C Ca a）值根）值根据轴承型号查机据轴承型号查机械设计手册械设计手册f ft t _ 温度系数温度系数, ,是对轴承工作温度高于是对轴承工作温度高于120120时的基本额定动负荷时的基本额定动负荷 C C值进行修正的系数，值进行修正的系数，f ft t可查表可查表14-1014-10。轴承工作温度轴承工作温度温度系数温度系数f ft t125150175300350200225250 12010.950.800.900.850.750.500.700.60-寿命指数球轴承 =3滚子轴承 =10/3第34页/共78页第三十五页，共79页。预期计算预期计算(j sun)

36、(j sun)寿命寿命L1h _L1h _通常取机器的中修或大修期限作为轴承的预通常取机器的中修或大修期限作为轴承的预期寿命。预期寿命。预期寿命一般约为期寿命一般约为500020000h500020000h，间歇、短期工作时取小值，连续长期工作时，间歇、短期工作时取小值，连续长期工作时取大值，表取大值，表15-915-9的荐用值可供参考。的荐用值可供参考。 CnLfPCht61060轴承正常轴承正常(zhngchng)(zhngchng)工工作的条件作的条件: :hthLPCfnL60106或或按按CCCC从机械设计从机械设计手册中选择手册中选择(xunz)(xunz)轴轴承型号承型号三三.

37、. 滚动轴承的当量动载荷滚动轴承的当量动载荷P P当量动载荷：当量动载荷：是使轴承寿命与实际复合作用下等寿命的是使轴承寿命与实际复合作用下等寿命的假想载荷假想载荷第35页/共78页第三十六页，共79页。2. 2. 对只能承受对只能承受(chngshu)(chngshu)纯径向负荷纯径向负荷FRFR的圆柱滚子轴承及滚针轴承，当量动负的圆柱滚子轴承及滚针轴承，当量动负荷为荷为一）当量一）当量(dngling)(dngling)动负荷动负荷计算公式计算公式1.1.向心向心(xin xn)(xin xn)角接触轴承：在不变的径向和轴向负荷作用下，其径向当角接触轴承：在不变的径向和轴向负荷作用下，其径向

38、当量动负荷为：量动负荷为：P =fP (XFR + YFA)式中式中: :F FR R轴承所承受的名义径向负荷；轴承所承受的名义径向负荷；F FA A轴承所承受的名义轴向负荷；轴承所承受的名义轴向负荷；X X径向动负荷系数，其值见表径向动负荷系数，其值见表14-1114-11；Y Y轴向动负荷系数，其值见表轴向动负荷系数，其值见表14-1114-11；P = fP FRP = fP FA 3.3.对只能承受纯轴向负荷对只能承受纯轴向负荷A A的推力轴承，当量动负荷为的推力轴承，当量动负荷为fP 动载荷系数，动载荷系数，考虑机械在工作中有冲击，振动等影响，使轴承寿考虑机械在工作中有冲击，振动等影

39、响，使轴承寿 命降低命降低而而引入引入的对当量动载的对当量动载荷荷进行修正的进行修正的系数，系数，见表见表14-1214-12 。 第36页/共78页第三十七页，共79页。二）二） 径向径向(jn xin)动负荷系数动负荷系数X和轴向动负荷系数和轴向动负荷系数Y的确定的确定其值见表其值见表14-11；e 轴向负荷影响系数，其数值轴向负荷影响系数，其数值(shz)受接触角受接触角变化的影变化的影响响FA/CorFA/Cor反映轴向负荷的相对大小反映轴向负荷的相对大小(dxio)(dxio)，它通过接触，它通过接触角角的的 变化而影响变化而影响e e值。值。F FA A/F/FR R轴向载荷与径向

40、载荷的比值轴向载荷与径向载荷的比值1. 1. 表表14-1114-11中中各符号的含义各符号的含义X= 1Y = 0当当F FA A/F/FR R e e时，表示轴向负荷对时，表示轴向负荷对轴承寿命的影响可以忽略不计轴承寿命的影响可以忽略不计深沟球轴承和深沟球轴承和=15=15角接触角接触球轴承球轴承的的e e值，值，X X和和Y Y根据根据F FA A / /C Coror的值，查表的值，查表14-1114-11当当F FA A/F/FR R e e时，表示轴向负荷对时，表示轴向负荷对轴承的寿命影响较大，计算当量轴承的寿命影响较大，计算当量动负荷动负荷P P时必须考虑时必须考虑A A的影响的

41、影响=25=25，=40=40角接触球轴角接触球轴承承的的e e值，值，X X和和Y Y值，直接查表值，直接查表14-1114-11圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承的的e e值，值，X X和和Y Y值值，根据轴承型号查手册，根据轴承型号查手册2. X2. X和和Y Y值值确定方法确定方法第37页/共78页第三十八页，共79页。表表14-11 14-11 当量动负荷当量动负荷(fh)(fh)的系数的系数X X、Y Y轴承类型轴承类型iA/CoreFA/FR eFA/FR eXYXY-深沟球轴承深沟球轴承0.0250.040.070.130.250.500.220.240.270.310.370.442.

42、01.81.61.41.21.000.561010101.611.531.401.261.121.000.340.360.390.430.490.550.0250.040.070.130.250.50=150角接触角接触(jich)(jich)球轴承球轴承0.45圆锥圆锥(yunzhu)(yunzhu)滚子滚子根据型号查根据型号查手册手册根据型号根据型号查手册查手册=2500. 70.410.851100=4000.990.360.640.4第38页/共78页第三十九页，共79页。三、角接触球轴承与圆锥三、角接触球轴承与圆锥(yunzhu)(yunzhu)滚子轴承轴向力滚子轴承轴向力FAFA的

43、计算的计算FRFS一）角接触球轴承与圆锥滚子轴承的结构一）角接触球轴承与圆锥滚子轴承的结构(jigu)(jigu)特点：特点： 角接触球轴承与圆锥角接触球轴承与圆锥(yunzhu)(yunzhu)滚子轴承由于滚子轴承由于在滚动体在滚动体滚道接触处存在着接触角滚道接触处存在着接触角二）角接触球轴承与圆锥滚子轴承的承载特点：二）角接触球轴承与圆锥滚子轴承的承载特点： 当轴承当轴承只承径向载荷只承径向载荷F FR R时时，由于滚动体的，由于滚动体的载荷方向与轴承径向平面成一接触角载荷方向与轴承径向平面成一接触角，故会，故会派生出内部轴向力派生出内部轴向力F FS S ，计算轴承轴向力，计算轴承轴向力

44、F FA A时，时，必须将其必须将其内部轴向力内部轴向力F FS S 考虑进去。考虑进去。三）角接触球轴承与圆锥滚子轴承内部轴向力三）角接触球轴承与圆锥滚子轴承内部轴向力F FS S的大小和方向的大小和方向角接触球轴承与圆锥滚子轴承内部轴向力角接触球轴承与圆锥滚子轴承内部轴向力F FS S的大小的大小角角 接接 触触 球球 轴轴 承承轴承类型轴承类型= 25= 25= 15= 15= 40= 40圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承F FS S0.5FR0.7FR1.1FRFR / 2YF FS S的方向的方向: :F FS S总是沿着内圈和滚动体对外圈脱离的方向。总是沿着内圈和滚动体对外圈脱离的方向。即

45、：指向外圈的窄边即：指向外圈的窄边第39页/共78页第四十页，共79页。四）角接触四）角接触(jich)(jich)球轴承与圆锥滚子轴承轴向力球轴承与圆锥滚子轴承轴向力FAFA的计的计算方法算方法承受径向承受径向(jn xin)(jn xin)负荷负荷FR1FR1、FR2FR2时派生的时派生的内部轴向力内部轴向力FS1FS1、FS2FS2大小及方向大小及方向所有作用所有作用(zuyng)(zuyng)在轴上的轴向外负荷在轴上的轴向外负荷 FaFa两轴承轴承的两轴承轴承的安装形式安装形式同一轴上两轴承的轴同一轴上两轴承的轴向负荷向负荷F FA1A1和和F FA2A2取决于取决于以以圆锥滚子圆锥滚

46、子轴承正装为轴承正装为例例FaF FR1R1F FS S1 1F FR2R2F FS S2 212第40页/共78页第四十一页，共79页。FaF FR1R1F FR2R2F FS S1 1F FS S2 2轴承轴承(zhuchng)(zhuchng)轴向力轴向力FAFA的计算的计算12F FS S2 2F FS S1 1Fa12F FS S2 2F FS S1 1Fa12（1）FS1+ Fa FS2F轴有向右移动的趋势，使轴承轴有向右移动的趋势，使轴承(zhuchng)2“(zhuchng)2“压紧压紧”，轴承，轴承(zhuchng)1“(zhuchng)1“放松放松”。右。右端盖的通过外圈，

47、给分离体一个附加轴向平衡力端盖的通过外圈，给分离体一个附加轴向平衡力FF。FS1+ Fa = FS2+ F分离分离(fnl)(fnl)体轴向受力的平衡条件为体轴向受力的平衡条件为: :FS1+ Fa FS2aSSAFFFFF122121SaSAFFFFFF =FS1+ Fa - FS2轴承轴承1 1被被“放松放松”，其轴向力为：，其轴向力为：轴承轴承2 2被被“压紧压紧”, ,其轴向力为：其轴向力为：第41页/共78页第四十二页，共79页。F FS S2 2F FS S1 1Fa12（2）FS1+ Fa e = 0.7，X = 0.41 ，Y = 0.85解（解（a a）图）图F FR1R1F

48、 FR2R2FaF FS1S1FS2F FA2A2F FS1S1F Fa a3450N3450N（压紧端）（压紧端）因为因为(yn wi)(yn wi)：FS1+FaFS1+Fa24502450100010003450N3450NFS2=1260 NFS2=1260 N所以所以(suy)(suy)，FA1FA1FS1FS12450N2450N（放松（放松端）端）FA1FR1 =2450N3500 = 0.7 = e ，X = 1 ，Y = 0P1 = fP FR1 = 1.2 3500 = 4200 NP2 = fP (X FR2 + Y FA2) = 1.2 (0.411800 + 0.85

49、3450) = 4404.6 N 3 3）求两轴承的当量）求两轴承的当量(dngling)(dngling)动载荷动载荷P1P1，P2P2第64页/共78页第六十五页，共79页。解解2 2：计算：计算(j sun)(j sun)（b b）方案轴向力）方案轴向力FA1FA1，FA2FA2F FS1S10.7F0.7FR1R1=0.7=0.73500=2450N3500=2450NF FS2S2=0.7F=0.7FR2R2=0.7=0.71800=1260N1800=1260NF FR1R1F FR2R2解（解（b b）图）图FaF FS2S2FS11 1）求两轴承在径向）求两轴承在径向(jn x

50、in)(jn xin)载荷载荷作用下产生的作用下产生的 内部轴向力内部轴向力2 2）求两轴承）求两轴承(zhuchng)(zhuchng)的轴的轴向力向力FA1 FA2FA1 FA2F FA2A2=F=FS1S1F Fa a24502450100010001450N 1450N （压紧端）（压紧端）所以，所以，F FA1A1F FS1S12450N2450N（放松端）（放松端）因为：因为：S SF2F2F Fa a12601260100010002260N2260NFsFs1 12450N2450N3 3）求两轴承的当量动载荷）求两轴承的当量动载荷P P1 1，P P2 2P P2 2 = f

51、 = fP P (X F (X FR2R2 + Y F + Y FA2A2) = 1.2 ) = 1.2 (0.41 (0.411800 + 0.851800 + 0.851450) 1450) = 2364.6 N= 2364.6 NP P1 1 = f = fP P F FR1R1 = 1.2 = 1.2 3500 = 4200 N 3500 = 4200 NF FA2A2F FR2R2 = 1450 = 14501800 = 0.806 e 1800 = 0.806 e ，X = 0.41 X = 0.41 ，Y = 0.85Y = 0.85F FA1A1F FR1R1 =2450N =

52、2450N3500 = 0.7 = e 3500 = 0.7 = e ，X = 1 X = 1 ，Y = 0Y = 0第65页/共78页第六十六页，共79页。n例例143 蜗轮轴上安装蜗轮轴上安装(nzhung)有一对有一对30207轴承，轴承上的载荷轴承，轴承上的载荷分别为分别为FR1 5000 N，FR22800 N，轴向载荷，轴向载荷Fa1000 N，工作温，工作温度为度为125，载荷平稳，载荷平稳，n720 r/min。试计算两轴承的寿命。试计算两轴承的寿命。n解答：解答： 对于对于30207轴承，轴承， 由设计手册查得由设计手册查得 Cr = 51.5 KN，e = 0.37，Y =

53、 1.6n1.计算轴承轴向载荷计算轴承轴向载荷n 第66页/共78页第六十七页，共79页。875NFF1875NFFFN1563F1875N1000)N875(FF875NN1.6228002YFFN1563N1.6250002YFFS2A2aS2A1S1aS2R2S2R1S1第67页/共78页第六十八页，共79页。N2800N)875028001 (1)(N5000N)18756 . 150004 . 0 (1)(1 0Y 1 x37. 031. 028008756 . 1Y 4 . 0 x37. 0375. 050001875222221111122221111ARpARppRARAFYF

54、XfPFYFXfPfeFFeFF取载荷平稳，第68页/共78页第六十九页，共79页。h320449)28005150095. 0(7206010h46386)50005150095. 0(720601010/3 10-14 95. 0 )(60103/10623/10616hhtthLLfPCfnL，）（表其中第69页/共78页第七十页，共79页。n例例144下图为双级斜齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系结构图，下图为双级斜齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系结构图，齿轮用油润滑齿轮用油润滑(rnhu)，轴承采用脂润滑，轴承采用脂润滑(rnhu)。试分析轴。试分析轴系结构的错误，在有错误处标明序号，说明原因

55、并提出改正系结构的错误，在有错误处标明序号，说明原因并提出改正方法。方法。第70页/共78页第七十一页，共79页。第71页/共78页第七十二页，共79页。第72页/共78页第七十三页，共79页。内 圈内 圈 装 在 轴 颈 上 ， 随 轴 转 动装 在 轴 颈 上 ， 随 轴 转 动(zhun dng)(zhun dng)外外 圈圈内内 圈圈滚动体滚动体保持架保持架球球圆柱滚子圆柱滚子滚滚 针针常用常用(chn yn)(chn yn)的滚动体形状的滚动体形状 球面滚子球面滚子圆锥滚子圆锥滚子一一. .滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的的构造构造外圈外圈装

56、在轴承座孔内，一般不转动装在轴承座孔内，一般不转动滚动体滚动体滚动轴承的核心元件滚动轴承的核心元件保持架保持架将将滚动体均匀隔开，避免摩擦滚动体均匀隔开，避免摩擦由由四种元四种元件组成件组成第73页/共78页第七十四页，共79页。 14-3 滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)的主要失效形式的主要失效形式及计算准则及计算准则 一滚动轴承的受力及应力一滚动轴承的受力及应力(yngl)(yngl)分析（以深沟球轴承为分析（以深沟球轴承为例）例）FR 当深沟球轴承承受径向力当深沟球轴承承受径向力FRFR时，时，由于各接触点存在着弹性变形，使由于各接触点存在着弹性变形，使内圈沿内圈沿FRFR方向方向(fngxing)(fngxing)下移一距离下移一距离。 只有下半圈滚动体受载，上半圈只有下半圈滚动体受载，上半圈动体不受载。沿动体不受载。沿F FR R作用线上滚动体受作用线上滚动体受载最大（载最大（F