机械设计基础(杨可桢版)滚动轴承复习课程.ppt

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1、机械设计基础(杨可桢版)滚动轴承支承轴及轴上零件,并保证旋转精度 减少轴与支承间的摩擦与磨损 1.摩擦阻力小,功率损耗少,起动灵敏 2.润滑简便,易于更换,价格低。3.抗冲击能力差,高速时出现噪音;寿命也比不 上液体润滑的滑动轴承一.轴承功用二.特点:三.滚动轴承的设计四.滚动轴承的结构:轴承本身的设计类型的选择 尺寸的选择 轴承组合设计安装、调整、润滑与密封1.1.内圈内圈:2.2.外圈外圈:3.3.滚动体：滚动体：4.4.保持架：保持架：点接触线接触限制滚动体轴向移动均匀隔开滚动体减少磨擦与磨损装在轴颈上 有滚道装在轴承座球、滚子冲压实心图图16-1承载均匀四四.滚动轴承的结构滚动轴承的结

2、构:16-1 滚动轴承的基本类型和特点 p.252(一)滚动轴承主要类型:公称接触角公称接触角 FiFR在径向径向载荷作用下内部轴向力内部轴向力 F=Fi 内外圈分离 要成对使用。成对使用。P.252倒4愈大愈大,可承受的轴向力愈大。可承受的轴向力愈大。滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的平面之间的夹角。图16-7以FR(径向载荷)为主FF(径向)2.按承受的载荷方向表16-1FAFR(轴向)=0 1.按滚动体形状分类球轴承滚子轴承径向接触 角接触向心 角接触推力轴向接触F(轴向载荷)一.滚动轴承的分类向心轴承推力轴承径向接触:=0角接触 :0 45角接触 :45 90轴向接触:=90

3、4.推力轴承 (3)类调心性能好、承载力较大二.滚动轴承的基本类型和特点 p.253 表16-21.径向轴承 (0)深沟球轴承深沟球轴承 (0)类 nlim最高、价廉、优先采用 (2)类承载力较大,内外可分,只受FR (4)类 径向 尺寸小,只受FR圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承滚针轴承滚针轴承2.调心轴承(0)3.角接触轴承调心球轴承调心球轴承类调心性能最好调心滚子轴承调心滚子轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 承受FR+单向FA(要成对使用)承载能力类 承受FR+单向FA (要成对使用)15 7000 25 7000 40 7000角接触球轴承角接触球轴承(6)类(7)类3.角接触轴承(45)以F为主

4、 5()类只承受轴向(F)载荷推力球轴承推力球轴承推力滚子轴承推力滚子轴承 类单向FA（大）双向FA单向FA4.推力轴承一.各类轴承的性能比较按载荷大小、性质、方向、转速及其要求来选择滚子球(线点)重中轻特轻2.极限转速极限转速:球滚子特轻轻中重实心保持架冲压3.调心性能调心性能:调心非调心 球滚子1.承载能力承载能力:(二)滚动轴承的类型选择二.类型选择一般原则1.载荷的大小载荷的大小,方向与性质方向与性质:(主要)纯纯FR:6类、N类(FR大,冲击大)、NA(径向尺寸小)纯纯FA:5类,6类(n很高)FRFA:FRFA:FRFA:FRFA:6类7类(=15,=25),3类70000B,3类

5、推力+向心组合二.类型选择一般原则:2.特殊要求特殊要求:FR+FA:两支承跨距大,轴刚度小:安装座孔长,不方便:两轴中心距小:经济性:调心轴承调心轴承(3类)圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承(NA类)滚针轴承滚针轴承优先6类及普通精度类及普通精度d/5类型代号宽度系列直径系列内径代号内部结构公差等级成套轴承 分部 件5 4 3 2 1表16-7:内径代号内径代号:从从20495 d/5(22,28,32除外除外)P.256表表16-5:直径系列直径系列:数字数字(特轻、轻、中、重特轻、轻、中、重)(图图164)P.255:宽度系列宽度系列:(表表16-4)0、1、2、3与直径系列对应与直径系列对应

6、0正常系列正常系列可省可省(除除调心滚子、圆锥、推力调心滚子、圆锥、推力表注表注):类型代号类型代号:数字或字母 (P.255倒倒7)/P6/P5/P4/P2/P0表16-8直径系列直径系列+宽度系列宽度系列=尺寸系列尺寸系列(表表16-4)16-2 滚动轴承的代号 p.255代号:前置代号前置代号 基本代号基本代号 后置代号后置代号组成 (字母)数字(字母)(五位)字母(数字)例：7 2 12 AC 深沟球轴承直径系列为3(中),宽度系列为0(不标)内径d=25mm0级公差(不标)角接触球轴承直径系列为2(轻),宽度系列为0(不标)内径d=60mm=25例：6 3 05(/P0)圆锥滚子轴承

7、 宽度系列为0直径系列为4(重)内径=45mm作业:16-1 p.267(7207CJ7207C 改动）例:3 0 4 09 *16-3 滚动轴承的选择计算 P.257(一一)失效形式失效形式:2.失效形式失效形式:各滚动体受力不均匀受力不均匀各滚动体受力均匀受力均匀(1)疲劳破坏疲劳破坏(点蚀点蚀)(2)过大塑性变形过大塑性变形点、线接触正常正常失效寿命计算寿命计算常用常用极低、较大静强度计算静强度计算(3)早期磨损、胶合、内外圈和 保持架破损不正常不正常当轴承轴轴F 承受 径径F1.受力分析受力分析下下半圈受载半圈受载上上半圈不受载半圈不受载(二二)寿命计算寿命计算:p.258一一.基本定

8、义基本定义：2.基本额定寿命基本额定寿命(10,h)二二.寿命计算公式寿命计算公式三三.当量动载荷当量动载荷四四.轴承的轴向载荷轴承的轴向载荷F五五.轴承寿命计算步骤轴承寿命计算步骤 轴承中任一元件出现第一个疲劳扩展迹象前,一个套圈相对另一套圈的总转数或某一转速下的工作小时数。1.轴承寿命轴承寿命L3.基本额定动载荷基本额定动载荷 一组同一型号轴承在同一条件下运转,可靠度为90时,能达到或超过的寿命90轴承在发生疲劳点蚀前能达到或超过的寿命概率为90其失效率为失效率为10。/(1106r)R/()当轴承L1010转时，轴承能承受的最大载荷。轴承1:P=2000N ,L10=106转轴承2:P=

9、1000N ,L10=2106转 轴承1轴承2轴承1轴承2 向心轴承 Cr推力轴承 CaCP.258第15P.295 及 手册p.144当P =C L1010转;当P C L10?;寿命计算寿命计算当L1010转 P=C 当L10 10转 P=?预期寿命3.基本额定动载荷基本额定动载荷二二.寿命计算公式：寿命计算公式：p.258106r (16-1)h (16-2)考虑冲击振动引入 fP(载荷系数),考虑高温(t100)引入 ft(温度系数)(16-3)说明：1.n转速 rmin2.寿命指数 球轴承3；p.258 倒5 滚子轴承10/33.10、h轴承的基本额定寿命106 转、小时4.当量动载

10、荷假定的载荷与实际载荷相当5.载荷系数fP;温度系数ft 查表(16-10),(16-9)三三.当量动载荷当量动载荷 P.259PXFRYFA (16-4)1.X、Y径,轴向系数 表(16-12)P.260 2.FR:轴承承受的径向力径向力 3.F:轴承承受的轴向力轴向力查判断系数查判断系数e r:轴承的额定静载荷,查P.295判 FA/FR 与 e 的关系定定X、YFA/FRe 轴向力较小轴向力较小,可忽略不计可忽略不计,只计只计F F 即：X=1,Y=0 轴向力较大轴向力较大,要计要计即：X 1,Y 0FA/FReFr FRFa FA按12.3FA/C0r (12.3Fa/C0r)查 e

11、15 按12.3 FA/C0r 查 e 25、40表16-12e=1.5tg p.296深沟球轴承角接触球轴承圆锥滚子轴承解：查得：解：查得：C0r=29200 P.295查查e：求求X、Y:求求:12.3FA1/C0r=12.31635/29200=0.689e1=0.26FA1/FR1=1635/3500=0.467e1 X1=0.56 ,Y1=1.71FA2=0X2=1 ,Y2=0 P1=X1FR1+Y1FA1=0.563500+1.711635=4756 P2=FR2=2500P1P2 轴承危险轴承危险径向载荷径向载荷FR求支反力求支反力作业:16-4 p.267例：例：已知齿轮轴采用

12、一对6211轴承，已知轴承载荷F1=3500，FA1=1635，FR2=2500，FA2=0，试求P1、P2。H面 FR1H=FR2H=Ft/2=17400/2=8700NV面FR1V=(FrL/2Fad2/2)/L=2123N FR2V=FrFR1V=64102123=4287N F面FR1F=FK/L=4500206/193=4803NFR2F=FR1FF=48034500=9303N2.求支反力求支反力：FR2=FR1=轴承径向力FtFR1HFR2HFR2FFFR1FFR1VL FrL/2Fad2/2=0最不利情况最不利情况:F 与与H、V面的合力共面面的合力共面1.作计算简图作计算简图

13、FaFrFR2VFR1VMaMa=Fad2/2KLFrFtFaF例题例题14-1：P.231 图14-18有错(2)安装型式安装型式 (3)角接触轴承的轴向载荷角接触轴承的轴向载荷四四.轴承的轴向载荷轴承的轴向载荷F P.2601.径向接触轴承径向接触轴承(6、1、2类类)Fa1212Fa2.角接触轴承角接触轴承(3、7类类)一端固定、一端游动一端固定、一端游动 FA1Fa指向者受力指向者受力FA2(1)内部轴向力内部轴向力Fi 0,在F作用下F=Fi内外圈分离 成对使用 F的大小查表(16-13)P.261两端固定两端固定固定端受力固定端受力FiFR产生原因：FA1=Fa ,FA2=0FA1

14、=0 ,FA2=Fa(2)（成对使用）（成对使用）安装型式安装型式：角接触轴承应成对使用以抵消内部轴向力和避免轴产生轴向窜动 正安装（内八字、面对面）两轴承外圈的窄边相对面对面 支点内移宜型刚度 反安装（外八字、背对背）两轴承外圈的宽边相对背对背支点外移宜型刚度F1F2F1F2(3)角接触轴承的轴向载荷角接触轴承的轴向载荷FA、F轴向载荷轴上外载荷Fa FA？轴承的内部轴向力FFaF1F2S2S1当F1+Fa F2当F1+Fa F2FA1=FA2=右边压紧S2 F1+Fa=F2+S2 F1F2+S2 F1+Fa F1+Fa S1 F2左边压紧S1 FA1 FA2 解题解题:画安装简图画安装简图

15、求求F1、F2 F1S1 F2 FaF2FA=本身的内部轴向力本身的内部轴向力 除本身的内部轴向力外其余轴向力之和除本身的内部轴向力外其余轴向力之和大者大者分析：F1+Fa与 F2比较FaF1F2 F1+Fa F2 FA1 F1 FA2 F1 Fa F1+Fa F2 FA1 F2 Fa FA2 F2当当F1+Fa F2 F1 F2 Fa当当F1+Fa F2 F1 F2 Fa FA2 FA2 F1F2Fa F2F1 Fa FA1 F1 FA2 F1 Fa FA1 F2 Fa FA2 F2FaF1F2对比对比:FA1 FA1 对比：结论相同画安装简图画安装简图求求F1、F2 FA=本身的内部轴向力

16、本身的内部轴向力 除本身的内部轴向力外其余轴向力之和除本身的内部轴向力外其余轴向力之和大大者者方法方法1.判断压紧、放松端正安装正安装合力指向压紧端压紧端反安装反安装合力指向放松端放松端压紧端 F FA紧紧=除本身的内部轴向力外除本身的内部轴向力外其余轴向力之和其余轴向力之和放松端 F FA A松松=本身的内部轴向力本身的内部轴向力2.求FA1、FA2FaF1F2F1F2Fa方法方法F1+Fa F2 紧紧松松F2+Fa F1 紧紧 松松 FA1 F1 FA2 F1 Fa FA1 F2+Fa FA2 F2例3:一对反装7312AC轴承,FR15000N,FR28000N，Fa2000N，由1轴承

17、指向2轴承，求FA1、FA2。解解:画安装简图画安装简图,F2 与与 FA同向同向求求FA1，FA2 FA1F2Fa7440NFA2F25440NF10.68FR10.6850003400NF20.68FR20.6880005440NF2F11Fa2FR1FR2 FA1 FA1 FA2 FA2 F1=3400NF2Fa=7440N F2=5440NF1Fa=1400N方法方法:F2Fa 7440N F25440N 紧松FA1F2Fa7440N,FA2F25440N五.轴承寿命计算步骤求求FR1、FR2例例4:接上题,如果n960r/min,fP1.2,求轴承寿命求求FA1、FA2 求求P1、P

18、2 求求Lh(C)解解：查得7212AC轴承的C58200N，e0.68FA1FR1744050001.488e X10.41 ，Y10.87 P1X1FR1Y1FA10.4150000.8774408523NFA2FR2544080000.68=eP2FR28000NX21,Y20 P1P2 轴承危险轴承危险作业p.267:16-6,16-8(左1，右2)轴上Fa由12 (FA17440N,FA2=5440N,FR15000N,FR28000N)1.求求FR1、FR2:(径向载荷径向载荷)求支反力求支反力2.求求FA1、FA2:(1)径向接触轴承径向接触轴承(6、1、2类类)Fa1212Fa

19、 一端固定、一端游动一端固定、一端游动 FA1=Fa ,FA2=0Fa指向者受力指向者受力FA1=0 ,FA2=Fa 两端固定两端固定固定端受力固定端受力(2)角接触轴承角接触轴承(3、7类类)安装型式安装型式正安装正安装面对面面对面反安装反安装背对背背对背F1F2F1F2画安装简图画安装简图求求F1、F2 表表(16-13)P.261 FA=本身的内部轴向力本身的内部轴向力 除本身的内部轴向力外其余轴向力之和除本身的内部轴向力外其余轴向力之和大者大者轴承寿命计算小结:3.求求P1、P2:(当量动载荷)PXFRYFA查判断系数查判断系数e深沟球轴承角接触球轴承圆锥滚子轴承按12.3FA/C0r

20、 (12.3Fa/C0r)查 e 15 按12.3 FA/C0r 查 e 25、40表16-12e=1.5tg p.296判 FA/FR 与 e 的关系定定X、Y FA/FRe 轴向力较小轴向力较小,可忽略不计可忽略不计,只计只计F F 即：X=1,Y=0 轴向力较大轴向力较大,要计要计即：X 1,Y 0FA/FRe4.求求Lh(C)堂上作业16-5 滚动轴承组合设计 P.265(一)轴承组合轴向固定 p.265 一.轴承轴向固定要求:二.轴承的轴向固定三.轴承组合的轴向固定1.防止轴向窜动2.能进行轴承间隙调整3.必要时允许轴承轴向游动(受热伸长)(二)轴承的周向固定（配合）(三)轴承的装拆

21、利于装拆(可靠、方便、不损坏)(四)轴承组合的调整1.内圈内圈 固定 在轴 上轴肩套筒轴用弹性挡圈圆螺母止退垫圈2.外圈外圈 固定 在座 孔上轴承端盖孔用弹性圈座孔凸肩螺纹环轴端挡板螺钉二.轴承的轴向固定2.一端固定、一端游动：3.两端游动:三.轴承组合的轴向固定：1.两端固定 每个支点固定一个方向双向均固定内圈固定内侧，外圈固定外侧正安装正安装:同上反安装反安装:内圈固定外侧，外圈固内侧Fa12角接触轴承角接触轴承 (3、7类)轴承固定方式 径向轴承径向轴承(6、1、2类)要求要求3:应用:跨距短,温差不大C不可调游隙轴承:可调游隙轴承:要求要求2:调整垫片C查手册P.151在不受FA端留间

22、隙 C=0.250.4其中一个支点双向固定，另一支点不固定固定支点固定支点游游动动支支点点内外圈的内外侧均固定1、2、6类轴承:N类轴承：3、7类轴承：固定内圈两侧,外圈与座孔间隙配合内外圈内外侧均固定不可作游动支点应用:跨距长,温差大12Fa一端固定，一端游动2.一端固定，一端游动轴承固定方式应用:特殊场合3.两端游动1.以轴承为基准件轴承与轴:基孔制50k6(m6)轴承与孔:基轴制100H7(J7、Js7)2.转动圈比固定圈紧50 H7/k650k6100H7/k6100H7轴承不标(二)轴承的周向固定（配合）p.267利于装拆(可靠、方便 、不损坏)轴承内圈轴肩处轴承定位高度不宜过高 拆

23、卸时不损坏图16-17,16-18 轴肩轴承内圈(三)轴承的装拆安装轴承轴段不宜过长易装易拆轴承间隙调整（相对运动、储存润滑剂）调整垫片;调节螺钉 图16-14 p.266 轴承组合位置调整（锥齿轮）：套筒垫片 图16-16不可调游隙轴承:在不受FA端留间隙 C=0.250.4可调游隙轴承:C查手册P.151(四)轴承组合的调整16-4 轴承的润滑与密封轴承的润滑与密封 p.2631.润滑润滑2.密封密封(dn(1.52)105mmr/min),承载力大，不易流失，易密封维护润滑效果好，具冷却、清洗作用，供油及密封麻烦浸油不超过滚动体的中心减少阻力、磨损、噪音，冷却，吸振防锈保证润滑良好、防止

24、外泄，防止灰尘、水气、杂质、酸气进入表16-14接触式非接触式：组合密封毛粘圈密封圈缝隙式装置迷宫装置脂脂润滑油油润滑毛粘圈密封圈接触式非接触式：缝隙式装置迷宫装置组合密封毛粘圈毛粘圈密封圈密封圈缝隙式缝隙式迷宫装置迷宫装置小结：小结：1.滚动轴承的主要类型及代号（6、7、3类）2.基本额定寿命(10,h)3.；基本额定动载荷C;当量动载荷P的定义。3.角接触轴承安装型式及特点。4.滚动轴承的失效形式及寿命计算。(6、7、3类）5.轴承组合轴向固定形式及安装调整。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢