机械设计基础之机械设计-第10章滚动轴承.ppt

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1、第十章第十章F滚动轴承的功能与结构滚动轴承的功能与结构F滚动轴承的分类与代号滚动轴承的分类与代号F滚动轴承的受力分析滚动轴承的受力分析F滚动轴承的失效形式与计算准则滚动轴承的失效形式与计算准则F滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算F滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计F滚动轴承的润滑与密封滚动轴承的润滑与密封2021/9/231第一节第一节F滚动轴承的功能与结构滚动轴承的功能与结构F滚动轴承的分类与代号滚动轴承的分类与代号F滚动轴承的受力分析滚动轴承的受力分析F滚动轴承的失效形式与计算准则滚动轴承的失效形式与计算准则F滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算F滚动轴承的组合结构设计滚动轴承

2、的组合结构设计F滚动轴承的润滑与密封滚动轴承的润滑与密封2021/9/232滚动轴承的功能滚动轴承的功能支承轴及轴上零件，并保证旋转精度，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减少轴与支承间的摩擦与磨损2021/9/233作为标准件的滚动轴承作为标准件的滚动轴承2021/9/234滚动轴承的主要特点滚动轴承的主要特点n摩擦阻力小摩擦阻力小,功率损耗少功率损耗少,起动灵敏起动灵敏 f f0.05,0.05,0.980.980.9950.995n可同时承受径、轴向载荷，可同时承受径、轴向载荷，支承结构简单支承结构简单n径向间隙小，可用预紧方法径向间隙小，可用预紧方法消除间隙，

3、回转精度高消除间隙，回转精度高n互换性好，易于更换，润滑互换性好，易于更换，润滑简便简便,价格低价格低n抗冲击能力差抗冲击能力差n高速时有噪音高速时有噪音n寿命不如液体润滑滑动轴承寿命不如液体润滑滑动轴承n径向尺寸大径向尺寸大PK 滑动摩擦滑动摩擦 滚动摩擦滚动摩擦 2021/9/235滚动轴承的构造滚动轴承的构造内、外圈内、外圈 滚动体滚动体 保持架保持架2021/9/236滚动轴承的主要结构特点滚动轴承的主要结构特点内外圈内外圈：分别装在轴颈和轴承座上，球轴承内外圈均有：分别装在轴颈和轴承座上，球轴承内外圈均有凹槽滚道保证线接触并限制滚动体的轴向移动凹槽滚道保证线接触并限制滚动体的轴向移动

4、滚动体滚动体：实现内外圈相对运动表面之间的滚动摩擦，大：实现内外圈相对运动表面之间的滚动摩擦，大小和数量直接影响轴承的承载能力小和数量直接影响轴承的承载能力保持架保持架：均匀隔开滚动体，避免滚动体间的摩擦与磨损：均匀隔开滚动体，避免滚动体间的摩擦与磨损213412342021/9/237滚动轴承元件的材料与工艺滚动轴承元件的材料与工艺内、外圈内、外圈 滚动体滚动体 保持架保持架要求要求：高硬度、高接触疲劳强高硬度、高接触疲劳强度、良好耐磨性和冲击韧性度、良好耐磨性和冲击韧性材料材料：含铬轴承钢（铬锰合金含铬轴承钢（铬锰合金钢），硬度钢），硬度606065HRC65HRC工艺工艺：表面表面磨削、

5、抛光磨削、抛光要求要求：避免滚动体直接接避免滚动体直接接触，减少发热和磨损触，减少发热和磨损材料材料：低碳钢；铜、铝、低碳钢；铜、铝、工程塑料工程塑料工艺工艺：冲压、剪切、焊接冲压、剪切、焊接2021/9/238第二节第二节F滚动轴承的功能与结构滚动轴承的功能与结构F滚动轴承的分类与代号滚动轴承的分类与代号F滚动轴承的受力分析滚动轴承的受力分析F滚动轴承的失效形式与计算准则滚动轴承的失效形式与计算准则F滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算F滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计F滚动轴承的润滑与密封滚动轴承的润滑与密封2021/9/239滚动轴承分类（滚动轴承分类（1）概述概述n按滚动体

6、形状分类按滚动体形状分类n按受载方向（公称接触角）分类按受载方向（公称接触角）分类n按调心能力分类按调心能力分类n按安装形式分类按安装形式分类n按列数分类按列数分类 2021/9/2310滚动轴承分类（滚动轴承分类（2）滚动体形状滚动体形状球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承滚针轴承滚针轴承球面滚子轴承球面滚子轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承2021/9/2311滚动轴承分类（滚动轴承分类（3）公称接触角公称接触角滚动体力作用线与轴承径向平面间的夹角滚动体力作用线与轴承径向平面间的夹角n在径向载荷作用下产生内部轴向力在径向载荷作用下产生内部轴向力F Fa a，导致内外圈，导致内外圈

7、有分离趋势，故需成对使用有分离趋势，故需成对使用n内部轴向力内部轴向力F Fa a的大小与的大小与 有关有关2021/9/2312滚动轴承分类（滚动轴承分类（3）公称接触角公称接触角向心轴承向心轴承径向接触轴承径向接触轴承：0 0o o，主要承受径向载荷，因，主要承受径向载荷，因内外圈有凹槽，也可承受较小的轴向载荷。内外圈有凹槽，也可承受较小的轴向载荷。向心角接触轴承向心角接触轴承：0 0o o 4545o o，同时承受径向载，同时承受径向载荷和轴向载荷。荷和轴向载荷。推力轴承推力轴承推力角接触轴承推力角接触轴承：4545o o 9090o o，主要承受轴向，主要承受轴向载荷，可承受较小的径向

8、载荷。载荷，可承受较小的径向载荷。轴向接触轴承轴向接触轴承：9090o o，只能承受轴向载荷。，只能承受轴向载荷。2021/9/2313滚动轴承分类（滚动轴承分类（3）径向接触轴承径向接触轴承深沟球轴承深沟球轴承:n nlimlim最高、价廉最高、价廉,优先采用优先采用受力类型受力类型:径向力径向力Fr,Fr,不大的轴向力不大的轴向力Fa(Fa(双向双向)圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承:承载力较大承载力较大受力类型受力类型:很大的很大的Fr,Fr,不能承受轴向力不能承受轴向力FaFa滚针轴承滚针轴承:内外圈可分离内外圈可分离,径向尺寸小径向尺寸小受力类型受力类型:很大的很大的Fr,Fr,不能承受轴向

9、力不能承受轴向力FaFa2021/9/2314滚动轴承分类（滚动轴承分类（3）向心角接触轴承向心角接触轴承角接触球轴承角接触球轴承:外圈内表面阶梯，外圈内表面阶梯，1515、2525、4040 受力类型：受力类型：Fr,Fr,单向单向FaFa圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承：拆卸方便，承载能力大：拆卸方便，承载能力大受力类型：受力类型：Fr,Fr,单向单向FaFa2021/9/2315滚动轴承分类（滚动轴承分类（3）轴向接触轴承轴向接触轴承推力球轴承推力球轴承:受力类型：受力类型：只承受只承受FaFa单列：承受单向轴向力单列：承受单向轴向力双列：承受双向轴向力双列：承受双向轴向力2021/9/2316

10、滚动轴承分类（滚动轴承分类（4）调心功能调心功能调心球轴承调心球轴承:调心性能最好调心性能最好受力类型：受力类型：Fr,Fr,不大的不大的Fa(Fa(双向双向)调心滚子轴承调心滚子轴承:调心性能好、承载力较大调心性能好、承载力较大受力类型：受力类型：Fr,Fr,不大的不大的Fa(Fa(双向双向)2021/9/2317滚动轴承分类（滚动轴承分类（5）其它其它内外圈分离内外圈分离双列球轴承双列球轴承2021/9/2318滚动轴承的选择原则滚动轴承的选择原则 根据载荷、转速、调心性能、装拆工艺性、价格等根据载荷、转速、调心性能、装拆工艺性、价格等确定轴承类型。其中，载荷、转速是最主要的因素。确定轴承

11、类型。其中，载荷、转速是最主要的因素。n接触角越大，其承受轴向载荷的能力越大，而承受径接触角越大，其承受轴向载荷的能力越大，而承受径向载荷的能力越小向载荷的能力越小n相同尺寸的滚子轴承承载能力比球轴承大相同尺寸的滚子轴承承载能力比球轴承大1.51.53 3倍倍n球轴承的球轴承的极限转速极限转速比滚子轴承高，向心轴承的极限转比滚子轴承高，向心轴承的极限转速比推力轴承高速比推力轴承高n内径相同时，外径越小，滚动体越轻，极限转速越高内径相同时，外径越小，滚动体越轻，极限转速越高n调心轴承用于刚度差、跨距大、轴承孔精度低的场合调心轴承用于刚度差、跨距大、轴承孔精度低的场合n内外圈可分离的轴承安装方便内

12、外圈可分离的轴承安装方便n球轴承比滚子轴承便宜球轴承比滚子轴承便宜极限转速极限转速：在一定的载荷和润滑条件下，滚动轴承所允许的最高转速：在一定的载荷和润滑条件下，滚动轴承所允许的最高转速2021/9/2319滚动轴承的选择滚动轴承的选择高速平稳低载高速平稳低载载荷较大或有冲击载荷较大或有冲击径径/轴向载荷较大且较低转速轴向载荷较大且较低转速径径/轴向载荷较大且较高转速轴向载荷较大且较高转速轴向载荷轴向载荷径向载荷径向载荷滚子轴承滚子轴承推力推力+向心组合向心组合深沟球轴承深沟球轴承角接触球轴承角接触球轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承工况条件工况条件选用轴承类型选用轴承类型球轴承（高中速、轻载）球轴

13、承（高中速、轻载）滚子轴承（中低速、重载）滚子轴承（中低速、重载）2021/9/2320滚动轴承的代号滚动轴承的代号（GB/T 272-1993）前置代号前置代号 基基 本本 代代 号号 后置代号后置代号 尺寸系列尺寸系列代代 号号 分分部部件件代代号号 类类型型代代号号内内径径代代号号直径直径系列系列代号代号 宽度宽度系列系列代号代号 内内部部结结构构代代号号密密封封与与防防尘尘代代号号公公差差等等级级代代号号。字母字母 2 1 2 1 3 3 4 4 5 5 字母字母(+(+数字数字)用字母和数字表示结构、尺寸、公差等级及技术性能用字母和数字表示结构、尺寸、公差等级及技术性能等特征的轴承产

14、品符号等特征的轴承产品符号2021/9/2321滚动轴承的基本代号（滚动轴承的基本代号（1）类型代号类型代号n第五位第五位(从右到左数从右到左数)，用数字或字母表示，用数字或字母表示n代号为代号为0 0（双列角接触球轴承），则省略（双列角接触球轴承），则省略代号代号轴承类型轴承类型旧代号旧代号3圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承75推力球轴承推力球轴承86深沟球轴承深沟球轴承07角接触球轴承角接触球轴承6N圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承2NA滚针轴承滚针轴承42021/9/2322滚动轴承的基本代号（滚动轴承的基本代号（2）内径尺寸代号内径尺寸代号内径尺寸内径尺寸d/mmd/mm2020480480（5 5进

15、位）进位）22283210121517内径代号内径代号040496(96(代号乘代号乘以以5 5即为内径即为内径)/内径尺寸毫内径尺寸毫米数米数0000010102020303示示例例代代号号0606/28/280202内内径径d dd d656530mm30mmd d28mm28mmd d15mm15mm2021/9/2323滚动轴承的基本代号（滚动轴承的基本代号（3）尺寸系列代号尺寸系列代号直径系列代号直径系列代号：结构、内结构、内径相同的轴承使用不同直径相同的轴承使用不同直径的滚动体，导致轴承外径的滚动体，导致轴承外径和宽度变化的系列。径和宽度变化的系列。宽度系列代号宽度系列代号：与直径

16、系列与直径系列代号同时使用。表示相同内代号同时使用。表示相同内外径的轴承的不同宽度。多外径的轴承的不同宽度。多数正常系列可不标。数正常系列可不标。2021/9/2324滚动轴承的前置代号滚动轴承的前置代号字母表示的成套轴承分部件字母表示的成套轴承分部件L L：可分离轴承的内外圈：可分离轴承的内外圈R R：不可分离轴承的内外圈：不可分离轴承的内外圈K K：滚子与保持架组件：滚子与保持架组件WSWS、GSGS：推力圆柱滚子轴承的轴圈和座圈：推力圆柱滚子轴承的轴圈和座圈2021/9/2325滚动轴承的后置代号滚动轴承的后置代号n内部结构：内部结构：C C=15=15、ACAC=25=25、B B=4

17、0=40 n密封与防尘密封与防尘n保持架及其材料保持架及其材料n轴承材料轴承材料n公差等级（精度）：公差等级（精度）：0 0、6x6x、6 6、5 5、4 4、2 2六级精度，逐六级精度，逐渐增高，表示成：渐增高，表示成：/P0/P0、/P6x/P6x、/P6/P6、/P5/P5、/P4/P4、/P2/P2n轴承径向游隙系列：轴承径向游隙系列：/C1/C1、/C2/C2、/C0/C0、/C3/C3、/C4/C4、/C5/C5六组游隙，由小到大。六组游隙，由小到大。0 0组组(/C0)(/C0)）游隙常用，可省略）游隙常用，可省略n配置：配置：/DB/DB、/DF/DF、/DT/DT2021/9

18、/2326滚动轴承代号示例滚动轴承代号示例7212C6305304/32(/P0)7211C/P5深沟球轴承深沟球轴承直径系列为直径系列为3(中中),宽度系列为宽度系列为0(不标不标)内径内径d=25mm0级精度级精度(不标不标)角接触球轴承角接触球轴承直径系列为直径系列为2(轻轻)宽度系列为宽度系列为0(不标不标)内径内径d=60mm=15内径内径d=32mm圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承宽度系列为宽度系列为0直径系列为直径系列为4(重重)5级精度级精度接触角接触角15 直径直径55mm正常宽度、轻系列正常宽度、轻系列角接触球轴承角接触球轴承2021/9/2327滚动轴承旧标准代号滚动轴承旧标准代

19、号内内径径尺尺寸寸代代号号外外径径系系列列代代号号类类型型代代号号结结构构特特点点代代号号宽宽度度系系列列代代号号精精度度代代号号 X XX X X XX仅供了解仅供了解2021/9/2328第三节第三节F滚动轴承的功能与结构滚动轴承的功能与结构F滚动轴承的分类与代号滚动轴承的分类与代号F滚动轴承的受力分析滚动轴承的受力分析F滚动轴承的失效形式与计算准则滚动轴承的失效形式与计算准则F滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算F滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计F滚动轴承的润滑与密封滚动轴承的润滑与密封2021/9/2329滚动轴承的径向受力分析（滚动轴承的径向受力分析（1）n当轴承承受径向

20、力当轴承承受径向力FrFr时，上半圈不受载下时，上半圈不受载下半圈受载半圈受载n滚动体受力不均，受滚动体受力不均，受力变化为小力变化为小大大小小n径向力作用线最下端径向力作用线最下端的滚动体承载最大：的滚动体承载最大：作用力大小作用力大小2021/9/2330滚动轴承的径向受力分析（滚动轴承的径向受力分析（2）作用力点作用力点一般轴承径向载荷一般轴承径向载荷作用中心位于轴承作用中心位于轴承宽度中点宽度中点角接触轴承径向载角接触轴承径向载荷作用中心位于外荷作用中心位于外部载荷方向与轴中部载荷方向与轴中心线交点处心线交点处2021/9/2331滚动轴承的轴向受力分析（滚动轴承的轴向受力分析（1）n

21、单个轴承的中心轴向载荷单个轴承的中心轴向载荷F Fa a由滚动体平均承担由滚动体平均承担n轴系上的轴向工作合力为轴系上的轴向工作合力为F FA AFA1212FA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有有F FA A时径向轴承（时径向轴承（6 6、1 1、2 2类）的轴向受力类）的轴向受力2021/9/2332Fri滚动轴承的轴向受力分析（滚动轴承的轴向受力分析（2）无无F FA A时角接触轴承时角接触轴承 （3 3、7 7类）的轴向受力类）的轴向受力因径向力和接触角的存在，轴承外圈通因

22、径向力和接触角的存在，轴承外圈通过接触点法线对轴承内圈和轴产生的法过接触点法线对轴承内圈和轴产生的法向反力向反力F Fi i可分解为径向分力可分解为径向分力F Friri和轴向分和轴向分力力F Fsisi。该轴向分力之和为。该轴向分力之和为附加轴向力附加轴向力。3000070000C70000AC70000BFS=Fr/(2Y)FS=eFrFS=0.68FrFS=1.14Fr2021/9/2333角接触轴承的安装角接触轴承的安装正安装正安装（DFDF型、面对面）型、面对面）两轴承外圈的窄边相对两轴承外圈的窄边相对s s面对面跨距减少面对面跨距减少反安装反安装（DBDB型、背对背）型、背对背）两

23、轴承外圈的宽边相对两轴承外圈的宽边相对s s背对背跨距增大背对背跨距增大Fs1Fs2Fs1Fs2角接触轴承应成对使用角接触轴承应成对使用以抵消派生轴向力和避免轴以抵消派生轴向力和避免轴产生轴向窜动产生轴向窜动2021/9/2334滚动轴承的轴向受力分析（滚动轴承的轴向受力分析（3）有有F FA A时角接触轴承时角接触轴承 （3 3、7 7类）的轴向受力类）的轴向受力FAFs1Fs2Fa2（1 1）当）当F Fs1s1+F FA A F Fs2s2F Fa1 a1=F Fs1 s1 F Fa2 a2=F Fs1s1F FA A右边轴承压紧，左边轴承放松右边轴承压紧，左边轴承放松FAFs1Fs2F

24、a1（2 2）当）当F Fs1s1+F FA A F Fs2s2F Fa1a1 =F Fs2s2F FA A F Fa2 a2=F Fs2s2左边轴承压紧，右边轴承放松左边轴承压紧，右边轴承放松判断压紧端和放松端需考虑轴向合力与安装形式判断压紧端和放松端需考虑轴向合力与安装形式2021/9/2335第四节第四节F滚动轴承的功能与结构滚动轴承的功能与结构F滚动轴承的分类与代号滚动轴承的分类与代号F滚动轴承的受力分析滚动轴承的受力分析F滚动轴承的失效形式滚动轴承的失效形式与计算准则与计算准则F滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算F滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计F滚动轴承的润滑与密封滚

25、动轴承的润滑与密封2021/9/2336滚动轴承的失效形式滚动轴承的失效形式疲劳点蚀：疲劳点蚀：最主要的失效最主要的失效形式，滚动体表面、套圈滚形式，滚动体表面、套圈滚道都可能发生点蚀道都可能发生点蚀过大塑性变形：过大塑性变形：低速轴承低速轴承的主要失效形式，接触应力的主要失效形式，接触应力过大过大(载荷过大或冲击载荷载荷过大或冲击载荷)，元件表面出现较大塑性变，元件表面出现较大塑性变形形磨损、胶合、内外圈和磨损、胶合、内外圈和保持架破损等：保持架破损等：使用维护使用维护不当而引起的，属于非正常不当而引起的，属于非正常失效失效应力形式？应力形式？2021/9/2337滚动轴承的设计准则滚动轴承

26、的设计准则一般转速的轴承一般转速的轴承 进行寿命进行寿命（额定动载荷）（额定动载荷）计算，计算，防止防止疲劳疲劳点蚀破坏点蚀破坏转速极低或仅作缓慢摆动的轴承转速极低或仅作缓慢摆动的轴承 按静强度（额定静载荷）计算，按静强度（额定静载荷）计算，防止塑性变形防止塑性变形2021/9/2338第五节第五节F滚动轴承的功能与结构滚动轴承的功能与结构F滚动轴承的分类与代号滚动轴承的分类与代号F滚动轴承的受力分析滚动轴承的受力分析F滚动轴承的失效形式与计算准则滚动轴承的失效形式与计算准则F滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算F滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计F滚动轴承的润滑与密封滚动轴承的润滑

27、与密封2021/9/2339滚动轴承选择设计的基本方法滚动轴承选择设计的基本方法n由工作条件定轴承类型由工作条件定轴承类型n结构定轴承直径结构定轴承直径n初选型号确定额定动载荷初选型号确定额定动载荷n验算寿命验算寿命 计算轴承载荷计算轴承载荷查查e e、X X、Y Y 计算当量动载荷计算当量动载荷PP计算计算寿命寿命LhLh分析轴承是否合格分析轴承是否合格n校核极限转速校核极限转速2021/9/2340基本概念（基本概念（1）轴承寿命轴承寿命轴承中任一元件出现疲劳点蚀前，内外套圈相对运转轴承中任一元件出现疲劳点蚀前，内外套圈相对运转总数或一定转速下的工作小时数。总数或一定转速下的工作小时数。基

28、本额定寿命基本额定寿命1010（10106 6r r）或）或L L10h10h（h h）一组相同型号的轴承，在相同运转条件下，有一组相同型号的轴承，在相同运转条件下，有9090的的轴承没有发生疲劳点蚀前的转数或总工作小时数。轴承没有发生疲劳点蚀前的转数或总工作小时数。一批轴承中有一批轴承中有9090的寿命的寿命将比其基本额定寿命长将比其基本额定寿命长一个轴承在一个轴承在基本额定寿命基本额定寿命期内正常工作的概率为期内正常工作的概率为 9090，失效率为，失效率为10102021/9/2341基本概念（基本概念（2）基本额定动载荷基本额定动载荷C C基本额定寿命为基本额定寿命为10106 6r

29、r的轴承能够承受的恒定载荷的轴承能够承受的恒定载荷6208PC1 2 3 4=25.6L10向心轴承：向心轴承：径向基本额定动载荷或分量径向基本额定动载荷或分量CrCr推力轴承：推力轴承：轴向基本额定动载荷轴向基本额定动载荷CaCa轴承寿命曲线轴承寿命曲线2021/9/2342基本概念（基本概念（3）轴承寿命计算公式轴承寿命计算公式nn转速转速 r rminmin寿命指数，球轴承：寿命指数，球轴承：；滚子轴承：；滚子轴承：10/310/3当量动载荷，当量动载荷，与实际载荷相当与实际载荷相当转转小时小时2021/9/2343基本概念（基本概念（4）Pfd（X Fr YFa）当量动载荷当量动载荷P

30、 P实际径向工作载荷实际径向工作载荷FrFr和轴向工作载荷和轴向工作载荷FaFa的当量载荷的当量载荷d d 冲击载荷系数，教材冲击载荷系数，教材p405p405表表34-834-8 X X、Y Y径向、轴向载荷系数，教材径向、轴向载荷系数，教材p405p405表表34-734-7 查判断系数查判断系数e e（轴承的额定静载荷）（轴承的额定静载荷）深沟球轴承深沟球轴承按按f f0 0Fa/CFa/C0r 0r f f0 0=14.7=14.7 查查e e角接触球轴承角接触球轴承按按Fa/CFa/C0 0 查查 e e 判判 Fa/Fr Fa/Fr 与与 e e 的关系的关系定定X X、Y Y F

31、a/Fr Fa/Fr ee 轴向力较小轴向力较小,可忽略不计可忽略不计,f fd dFrFr轴向力较大轴向力较大,均考虑均考虑Fa/Fr Fa/Fr e e2021/9/2344轴承型号选用轴承型号选用已知轴承当量动载荷已知轴承当量动载荷P P和轴承预期寿命和轴承预期寿命L Lh h，可求得计算额定动载荷可求得计算额定动载荷CC，选用轴承型号，选用轴承型号的的C C值要大于该值值要大于该值2021/9/2345滚动轴承静强度计算滚动轴承静强度计算额定静载荷额定静载荷 滚动轴承受载后，使受载最大的滚动体与滚道接触中心处的滚动轴承受载后，使受载最大的滚动体与滚道接触中心处的接触应力达到一定值，该载

32、荷称为额定静载荷，用接触应力达到一定值，该载荷称为额定静载荷，用C C0 0表示。表示。对于径向接触和轴向接触轴承，对于径向接触和轴向接触轴承，C C0 0分别是径向载荷和中心轴分别是径向载荷和中心轴向载荷，对于向心角接触轴承，向载荷，对于向心角接触轴承，C C0 0是载荷的径向分量。是载荷的径向分量。当量静载荷当量静载荷P P0 0当轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，应将实际载荷转化当轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，应将实际载荷转化成假想的当量静载荷，在该载荷作用下，滚动体与滚道上的成假想的当量静载荷，在该载荷作用下，滚动体与滚道上的接触应力与实际载荷作用相同。接触应力与实际载荷作用相同。

33、P P0 0X X0 0 Fr FrY Y0 0 Fa Fa X X0 0为径向载荷系数为径向载荷系数,Y,Y0 0为轴向载荷系数为轴向载荷系数2021/9/2346滚动轴承静强度计算滚动轴承静强度计算S S0 0 S S0 0为静强度安全因数为静强度安全因数 2021/9/2347滚动轴承的极限转速滚动轴承的极限转速极限转速极限转速nlim nlim 是滚动轴承允许的最高转速，它与轴是滚动轴承允许的最高转速，它与轴承类型、尺寸等多种因素有关，有其适用条件。实际承类型、尺寸等多种因素有关，有其适用条件。实际工作条件与极限转速的适用条件不一致时，应对极限工作条件与极限转速的适用条件不一致时，应对

34、极限转速进行修正。实际工作条件下轴承允许的最高转速转速进行修正。实际工作条件下轴承允许的最高转速n nmaxmax为为 n nmaxmaxf f1 1 f f2 2 n nlimlim f f1 1为载荷因数；为载荷因数；f f2 2为载荷分布因数为载荷分布因数2021/9/2348成对安装角接触轴承的计算成对安装角接触轴承的计算两个同型号的角接触球轴承两个同型号的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，作为一个或圆锥滚子轴承，作为一个支承整体对称安装在同一支支承整体对称安装在同一支点上时，可以承受较大的径点上时，可以承受较大的径向、轴向联合载荷。向、轴向联合载荷。C Cr r、C C0 0分别为单个轴承

35、的基本分别为单个轴承的基本额定动载荷和额定静载荷。额定动载荷和额定静载荷。C C0 0=2=2C C0 02021/9/2349小结小结1 1、轴承载荷计算、轴承载荷计算FR、FT、FA轴上外载轴上外载Fr1、Fr2两轴承径向载荷两轴承径向载荷FA轴上外载轴上外载Fs1、Fs2两轴承附加轴向力两轴承附加轴向力Fa1、Fa2两轴承轴向载荷两轴承轴向载荷P1、P2两轴承当量动载荷两轴承当量动载荷2 2、轴承寿命计算或额定动载荷计算、轴承寿命计算或额定动载荷计算3 3、轴承极限转速计算、轴承极限转速计算2021/9/2350轴承载荷计算示例轴承载荷计算示例9090FRFAFTFT3167NFR119

36、3NFA849N求：求：Fr1、Fr2、Fa1、Fa2Fs0.7Fr2021/9/2351第六节第六节F滚动轴承的功能与结构滚动轴承的功能与结构F滚动轴承的分类与代号滚动轴承的分类与代号F滚动轴承的受力分析滚动轴承的受力分析F滚动轴承的失效形式与计算准则滚动轴承的失效形式与计算准则F滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算F滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计F滚动轴承的润滑与密封滚动轴承的润滑与密封2021/9/2352滚动轴承组合结构设计概述滚动轴承组合结构设计概述轴系支点的轴向固定轴系支点的轴向固定轴承的配合与装拆轴承的配合与装拆轴承的润滑与密封轴承的润滑与密封为保证轴承正常工作，除

37、了正确选择轴承类型为保证轴承正常工作，除了正确选择轴承类型和型号外，还需要合理地进行轴承的组合设计和型号外，还需要合理地进行轴承的组合设计2021/9/2353轴承的轴向固定轴承的轴向固定作用作用常用固定方式常用固定方式实际上是考虑整个轴系的固定，保证轴、轴承实际上是考虑整个轴系的固定，保证轴、轴承及轴上零件相对机座具有正确的相对位置，使及轴上零件相对机座具有正确的相对位置，使轴系能够正常地传递轴向力，防止轴向窜动；轴系能够正常地传递轴向力，防止轴向窜动；防止温升后卡死；轴承游隙的调整。防止温升后卡死；轴承游隙的调整。n两端单向固定两端单向固定n一端双向固定、一端游动一端双向固定、一端游动n两

38、端游动两端游动2021/9/2354（1 1）两端两端单向固定单向固定调整垫片调整垫片n最常见的固定方式最常见的固定方式n两端的轴承各限制一两端的轴承各限制一个方向的轴向移动个方向的轴向移动n适合于工作温升不高适合于工作温升不高的短轴（跨距的短轴（跨距 L L 400 mm400 mm）n考虑到轴的受热伸长，考虑到轴的受热伸长，应留出热补偿间隙应留出热补偿间隙 0.20.3mm0.20.3mm2021/9/2355（1 1）两端两端单向固定单向固定n径向轴承（径向轴承（6 6、1 1、2 2类）：内、类）：内、外圈分别固定外圈分别固定内、外侧内、外侧n角接触轴承（角接触轴承（3 3、7 7类）

39、：正安装类）：正安装同上；反安装同上；反安装时，内圈固定时，内圈固定外侧，外圈固外侧，外圈固内侧内侧2021/9/2356调整垫片调整垫片（2 2）一端一端双向固定双向固定、一端游动、一端游动为什么为什么“N”N”类轴承类轴承作游动支点时外圈作游动支点时外圈亦需轴向固定？亦需轴向固定？n适合于工作温升高的长轴（跨距适合于工作温升高的长轴（跨距 L L 400 mm400 mm）n固定支点的轴承内外圈左右均固定，承担双向轴向力固定支点的轴承内外圈左右均固定，承担双向轴向力n游动支点的轴承只承受径向力，不承受轴向力游动支点的轴承只承受径向力，不承受轴向力n当轴受热伸长时，游动支点随轴一起向外移动，

40、避免当轴受热伸长时，游动支点随轴一起向外移动，避免轴承受到附加载荷作用，防止轴承卡住轴承受到附加载荷作用，防止轴承卡住2021/9/2357（2 2）一端一端双向固定双向固定、一端游动、一端游动n固定支点端：内外圈的内外侧均固定固定支点端：内外圈的内外侧均固定n游动支点端：游动支点端：1 1、2 2、6 6类轴承固定内圈两侧，类轴承固定内圈两侧，外圈与座孔间隙配合；外圈与座孔间隙配合；N N类轴承的内外圈内类轴承的内外圈内外侧均需固定；外侧均需固定；3 3、7 7类轴承可否类轴承可否作为游动支点？作为游动支点？2021/9/2358（3 3）两端游动两端游动调整垫片调整垫片n一根轴上的两个轴承

41、都不进行轴向固定一根轴上的两个轴承都不进行轴向固定n主要用于人字齿轮传动中的小齿轮轴主要用于人字齿轮传动中的小齿轮轴n大齿轮轴进行了两端固定，小齿轮轴系，其大齿轮轴进行了两端固定，小齿轮轴系，其轴向位置的约束靠人字齿的形锁合来保证轴向位置的约束靠人字齿的形锁合来保证2021/9/2359轴承轴承的轴向固定的轴向固定内圈采用轴端挡圈（螺钉）、圆螺母（止推垫圈）、内圈采用轴端挡圈（螺钉）、圆螺母（止推垫圈）、轴用弹性挡圈；轴用弹性挡圈；外圈采用座孔端面、孔用弹性挡圈、压板及端盖等外圈采用座孔端面、孔用弹性挡圈、压板及端盖等轴肩固定轴肩固定压板固定压板固定圆螺母和止动垫圈固定圆螺母和止动垫圈固定轴承

42、座上轴承座上的凸台固定的凸台固定轴承盖端部轴承盖端部压紧固定压紧固定轴承盖和轴承座轴承盖和轴承座的凸肩固定的凸肩固定2021/9/2360轴承的配合与装拆轴承的配合与装拆1 1 滚动轴承的配合（轴向固定）滚动轴承的配合（轴向固定）内圈与轴颈：采用基孔制内圈与轴颈：采用基孔制外圈与座孔：采用基轴制外圈与座孔：采用基轴制选择的原则选择的原则n紧些的配合旋转精度高、振动小紧些的配合旋转精度高、振动小n转动套圈、速度高、受载大、工作温度变化大转动套圈、速度高、受载大、工作温度变化大选选较紧的配合（过盈配合）较紧的配合（过盈配合）n不动套圈、常拆轴承不动套圈、常拆轴承选较松的配合（间隙配合）选较松的配合

43、（间隙配合）2021/9/23612 2 滚动轴承的装拆滚动轴承的装拆要求：要求：容易装拆；装拆时不被损坏，也不能损坏容易装拆；装拆时不被损坏，也不能损坏其他零件；安装力或拆卸力不要通过滚动体传递其他零件；安装力或拆卸力不要通过滚动体传递n轴肩高度应低于内圈厚度轴肩高度应低于内圈厚度拆卸时不损坏拆卸时不损坏n轴肩开槽轴肩开槽n轴承内圈轴肩处轴承内圈轴肩处n安装轴承轴段不宜过长安装轴承轴段不宜过长易装易拆易装易拆2021/9/2362轴承的润滑与密封轴承的润滑与密封1 1 润滑润滑目的：目的：减少摩擦磨损、冷却、吸振、防锈减少摩擦磨损、冷却、吸振、防锈方式：方式：脂；浸油、滴油、喷油、油雾脂；浸

44、油、滴油、喷油、油雾浸油润滑时，油面不高于最下方滚动体的中心浸油润滑时，油面不高于最下方滚动体的中心脂润滑脂润滑(工作温度工作温度100100，4 45m5mS S）承载力大，不易流失，承载力大，不易流失，易密封维护易密封维护油润滑油润滑润滑效果好，具冷却、润滑效果好，具冷却、清洗作用，供油及密清洗作用，供油及密封麻烦封麻烦2021/9/23632 密封密封目的目的：（1 1）防尘、防水防尘、防水；（；（2 2）防止润滑剂流失）防止润滑剂流失方式：方式：（1 1）接触式密封接触式密封 毡圈、毡圈、OO形密封圈、唇形密封圈、形密封圈、唇形密封圈、机械密封（端面密封）机械密封（端面密封）（2 2）

45、非接触式密封非接触式密封 缝隙密封、离心式密封（甩油密封）、缝隙密封、离心式密封（甩油密封）、迷宫密封、螺旋密封迷宫密封、螺旋密封轴承的润滑与密封轴承的润滑与密封原则原则：润滑种类、工作环境、温度、密封表面圆周速度润滑种类、工作环境、温度、密封表面圆周速度2021/9/2364接触式密封接触式密封毡圈毡圈唇形密封圈唇形密封圈2021/9/2365非接触式密封非接触式密封离心式密封（甩油密封）离心式密封（甩油密封）迷宫密封迷宫密封缝隙密封缝隙密封2021/9/2366例例 某某单单级级齿齿轮轮减减速速器器输输入入轴轴由由一一对对深深沟沟球球轴轴承承支支承承。已已知知齿齿轮轮上上各各力力为为：切切

46、向向力力F Ft t3000N3000N，径径向向力力F Fr r1200N1200N，轴轴向向力力F Fx x650N650N，方方向向如如图图21-1921-19所所示示。齿齿轮轮分分度度圆圆直直径径d d40mm40mm。设设齿齿轮轮中中点点至至两两支支点点距距离离l l50mm50mm，轴轴与与电电机机直直接接相相连连，n n960r/min960r/min，载载荷荷平平稳稳，常常温温工工作作，轴轴颈颈直直径径为为30mm30mm。要要求求轴轴承承寿寿命命不不低低于于9000h9000h，试试选择轴承型号。选择轴承型号。2021/9/23671.求两轴承所受径向载荷（1）轴垂直面支点反

47、力FRV FRV1=470N FRV2=730N（2）轴水平面支点反力FRH解题过程解题过程:2021/9/2368（3）两轴承所受径向载荷FR FR即合成后的支反力，2.初选轴承型号，计算当量动载荷（1）初选轴承型号 由题意试选6206型深沟球轴承。由标准查得性能参数为：C=19.5kN,C0=11.5kN,n lin=9600r/min（脂润滑）。（2）计算当量动载荷 P=fP(XFR+YFA)，取冲击载荷因数fP=1.1。2021/9/2369轴承：所受轴向载荷FA1=0，故X=1,Y=0。由此P1=fP FR1=1.11572N=1729.2轴承：所受轴向载荷FA2=Fx=650N由表查得e=0.26，由表知，X=0.56,Y=1.71。由此P2=1.1(0.561668+1.71650)N=2250 2021/9/23703.寿命计算因P2P1，且两轴承类型、尺寸相同，故只按轴承计算寿命即可。取P=P2，且由式（21-7）有寿命高于9000h，故满足寿命要求由于载荷平稳，转速不是很低，故不必校核静强度。该 轴 承 转 速 只 有 960r/min，远 低 于 极 限 转 速（9600r/min），故也不需校验极限转速。结论：6206轴承能满足使用要求。脂润滑即可。2021/9/2371