第九章滚动轴承轴liti.

第九章滚动轴承2目录§9-1概述§9-2滚动轴承的主要类型、代号及选择§9-3滚动轴承内部载荷分布与失效形式§9-4滚动轴承的寿命计算§9-5滚动轴承的静强度计算§9-6滚动轴承的组合设计§9-8滚动轴承例题分析3滚动轴承4§9-1概述（Introduction）一、滚动轴承的结构特点把滚动体均匀隔开:保持架装在内外圈之间:滚动体装在轴承座孔内:外圈装在轴上:内圈1、结构动画5§9-1概述（Introduction）高速时噪声大承受冲击载荷的能力低安装维护方便功率损失小摩擦小,2、特点6§9-2滚动轴承类型代号与选择一、滚动轴承的类型一、滚动轴承的类型1.接触角α：滚动体与外圈轨道接触点的法线与轴承径向平面的夹角，α越大，承受轴向载荷的能力越强α径向平面接触点法线接触角7§9-2滚动轴承类型代号与选择一、滚动轴承的类型一、滚动轴承的类型接触点法线载荷角β径向支反力RN支点总反力S轴向支反力2.载荷角β：总载荷N与径向平面的夹角8§9-2滚动轴承类型代号与选择一、滚动轴承的类型一、滚动轴承的类型α径向平面接触点法线β径向支反力RN支点总反力S轴向支反力接触角载荷角9§9-2滚动轴承类型代号与选择一、滚动轴承的类型主要承受轴向力推力轴承90α45推力角接触轴承90α轴向接触轴承主要承受径向力向心轴承:45α0向心角接触轴承0α径向接触轴承3.分类各类滚动轴承的特点见表14-1推力10二、滚动轴承代号（GB272/T-1993）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滚动轴承代号构成：32309/C2/P2代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等前置代号——表示轴承的分部件。基本代号——表示轴承的类型与尺寸等主要特征。后置代号——表示轴承的精度与材料的特征。§9-2滚动轴承类型代号与选择二、滚动轴承的代号11§9-2滚动轴承类型代号与选择二、滚动轴承的代号1.基本代号(1)内径代号(右起一二位)—内径尺寸内径代号0001020304～96内径尺寸10121517代号×5=(20～480mm)(2)尺寸代号a.直径系列—内径相同，外径、宽度不同b.宽度系列—内径、外径相同、宽度不同XX(X)(X)X(X)内径代号直径宽度尺寸代号类型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12§9-2滚动轴承类型代号与选择二、滚动轴承的代号(3)类型代号(右起五位)—轴承类型（表9-1）常用：30209-圆锥滚子、6304-深沟球、7211AC-角接触球61706719086深沟球轴承L直线轴承5推力球轴承U外球面球轴承4双列深沟球轴承NA滚针轴承3圆锥滚子轴承N圆柱滚子轴承29推力调心滚子轴承9推力圆锥滚子轴承2调心滚子轴承8推力滚子轴承1调心球轴承7角接触球轴承0双列角接触球轴承代号轴承类型代号轴承类型13§9-2滚动轴承类型代号与选择二、滚动轴承的代号2.后置代号（字母或数字）-基本代号的补充：表示结构、尺寸、公差、材料特殊性(1)内部结构代号-同类轴承，内部结构不同例：7310C（AC、B）-接触角分别为15°、25°、40°(2)公差等级代号—共5个级别序号新标准精度等级标注代号12精度高/P224/P435/P546（6X）/P6（/P6X）50精度低/P0不标(3)径向游隙系列32309/C2/P2序号径向游系系列标注代号11游隙小/C122/C2300组常用，不标注43/C354/C465游隙大/C514类型和代号5滚动轴承代号示例6308：6─深沟球轴承，3─中系列，08─内径d=40mm，公差等级为0级，游隙组为0组；N105/P5：N─圆柱滚子轴承，1─特轻系列，05─内径d=25mm，公差等级为5级，游隙组为0组；7214AC/P4：7─角接触球轴承，2─轻系列，14─内径d=70mm，公差等级为4级，游隙组为0组，公称接触角α=25°；30213：3─圆锥滚子轴承，2─轻系列，13─内径d=65mm，0─正常宽度(0不可省略)，公差等级为0级，游隙组为0组；6103：6─深沟球轴承，1─特轻系列，03─内径d=17mm，公差等级为0级，游隙组为0组；注：滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有规律的部分。具体应用时，若遇到看不懂的代号时，应查阅GB/T272-1993。15§9-2滚动轴承类型代号与选择三、滚动轴承的选择三、滚动轴承的选择-原则：轴承特性与工作条件匹配1.类型选择(1)承载情况方向：纯轴向载荷—轴向接触轴承（推力轴承）纯径向载荷—径向接触轴承（向心轴承）径向+轴向载荷--角接触轴承向心轴承组合轴向载荷较大：推力与接触轴承轴向载荷稍大：向心角承（深沟球）轴向载荷较小：向心轴(2)调心性长轴（刚度低）或多支点，要求轴承具有调心性—调心轴承大小：载荷大、有冲击—滚子轴承；载荷小—球轴承动画16§9-2滚动轴承类型代号与选择三、滚动轴承的选择三、滚动轴承的选择-原则：轴承特性与工作条件匹配1.类型选择(3)转速要求（n≤nmax）•样本中的极限转速是针对载荷不大、润滑冷确正常的0级公差轴承•提高轴承的公差等级，可提高轴承极限转速•高速、要求旋转精度高，优先采用球轴承,低速可选滚子轴承。•内径相同、外径越小，求旋转精度越高•加大轴承径向游隙，可提高轴承极限转速17§9-2滚动轴承类型代号与选择三、滚动轴承的选择内外圈可分离—圆锥滚子，圆柱滚子(6)价格--球轴承低，滚子轴承高（深沟球轴承最便宜，圆锥滚子轴承相对价格最低）(5)装拆方便2.尺寸选择选择型号：内径、外径、宽度系列—选定类型、初定型号、验算寿命(4)空间限制—径向尺寸受限，滚针轴承滚针轴承圆锥滚子轴承18§9-3滚动轴承内部载荷分布与失效形式一、内部载荷分布一、内部载荷分布纯轴向载荷：滚动体均匀受载受径向载荷：滚动体受载不均（承载与非承载区）二、轴承元件上的应力-变应力19§9-3滚动轴承内部载荷分布与失效形式三、失效形式二、滚动轴承的失效形式四、滚动轴承设计准则1.点蚀—交变接触应力作用导致元件点蚀（轴承主要失效形式）2.塑变—过大静载或冲击载荷致局部塑变（低速轴承失效形式）3.胶合、磨损、套圈或保持架断裂—维护不当、润滑不良1.转速n10r/min轴承：点蚀失效，验算寿命2.转速n10r/min轴承：验算静强度外圈过大塑变内圈滚道磨损滚动体点蚀内圈滚道点蚀20§9-4滚动轴承寿命计算一、基本概念一、基本概念1.单个轴承寿命一定条件下，滚动体、套圈任一个出现点蚀时，轴承的总转数。（注：影响轴承寿命因素复杂，单个轴承寿命离散性较大）2.基本额定寿命（统计寿命）(1）基本额定寿命与载荷有关(2）基本额定寿命可靠度90%一批轴承，同工况运转，10%点蚀失效时经历的总转数L10（或小时数L10h）21§9-4滚动轴承寿命计算一、基本概念01L10,106rCP(N)3.基本额定动负荷对应基本额定寿命为106转时，轴承所能承受的载荷C(1）C:轴承承载能力的度量（查手册）(2）C的性质：向心轴承-径向负荷推力轴承-轴向负荷22§9-4滚动轴承寿命计算二、滚动轴承寿命计算二.滚动轴承寿命计算(1）问题：载荷=C时，寿命L10C=1(106转)载荷=P时，寿命L10P=？式中：C—基本额定动载荷N（查轴承参数表）ft—温度系数（查表9-4；t120°,轴承寿命降低）n—轴承转速r/minε—寿命指数，球轴承3，滚子轴承10/3P—当量动载荷Nr10)()2(610）（轴承寿命：PCfLt）（h)(6010610PCfnLth23§9-4滚动轴承寿命计算三.当量动载荷P三.当量动载荷P(1）基本额定动负荷C性质：向心轴承-径向负荷推力轴承-轴向负荷P:假想载荷，轴承在P的作用下与实际载荷作用下的寿命相当(2）寿命计算公式中：P应与C同性质,可比计算轴向载荷推力轴承径向载荷向心轴承当量动负荷P(3）实际受载：径向+轴向)(YAXRffPmd计算式：—径向载荷、轴向载荷系数（查表9-6）—轴承承受的径向和轴向载荷(支承反力)—动载荷系数（查表9-7）—力矩载荷系数，力矩大时=2，力矩小时=1.5YX,AR,dfmf24§9-4滚动轴承寿命计算四.轴承的轴向力A计算四、轴承的轴向力A计算(A由轴系结构固定方式和轴上外载荷方向决定)游动端固定端单支点双向定位FA双支点单向定位1.深沟球轴承的轴向力A计算FA25§9-4滚动轴承寿命计算四.轴承的轴向力A计算2.向心角接触轴承的轴向力A计算(1)派生轴向力S由向心角接触轴承的结构决定，轴承受径向载荷R作用,就产生派生轴向力S。外圈对滚动体的支反力Ni派生轴向力SSSRPPNiiiiia.S的数值:取决于轴承的结构和径向外载荷R，与轴向外载荷无关;计算式表9-8b.S的方向:由外圈的宽边指向窄边方向26RSRRRSSS27§9-4滚动轴承寿命计算四.轴承的轴向力A计算—轴系承受的轴向和径向外载荷（已知）—轴承承受的径向载荷（径向支反力，力学方法求解）—轴承承受的轴向载荷（轴向反力--待求）RAF,F21R,R正安装：外圈窄边相对，S相对反安装：外圈宽边相对，S相背21,AA28§9-4滚动轴承寿命计算四.轴承的轴向力A计算AiFS,SmaxA对本22;;AFAS若则21SS正安装向心角接触轴承轴向力分析：A211FS,SmaxA11;;AFAS若则12SS12;;AAFASF若则12SSA122FS,SmaxA正安装：外圈窄边相对，S相对21;AAFASF若则21SS29§9-4滚动轴承寿命计算四.轴承的轴向力A计算反安装向心角接触轴承轴向力分析：A211FS,SmaxAA122FS,SmaxA反安装：外圈宽边相对，S相背AiFS,SmaxA对本30§9-4滚动轴承寿命计算εt)PCf(L10YA)(XRffPmdAF,SSA对面本身max寿命计算：支反力查表1)R1,R22)S1,S23)A1,A24)P1,P25)Lh滚动轴承寿命计算步骤31§9-5滚动轴承的静强度计算一.基本额定静负荷一、静强度计算原则000SPC二、基本额定静负荷C0三、当量静载荷P0AYRXP000四、静强度计算1、低速轴承：n10r/min—塑变失效2、冲击载荷过大，疲劳、静强度均验算C0：受力最大滚动体与滚道接触处,永久变形量的总和达到滚动体直径的0.0001时,轴承上所加载荷。C0性质：向心轴承：径向负荷推力轴承：轴向负荷32§9-6滚动轴承组合设计一.轴承的轴向固定一、轴承的轴向固定要求：保证轴系轴向定位和适当热膨胀空间1.全固式（双支点单向固定）(1)每个支点限定一个方向运动(2)温度补偿间隙0.2~0.4mm(3)适用小跨度、温升小轴33§9-6滚动轴承组合设计一.轴承的轴向固定2.固游式(单支点双向固定)(1)固定端限定双轴系双向运动(3)适用大跨度、温升高轴动画动画34§9-6滚动轴承组合设计一.轴承的轴向固定2.双游式35§9-6滚动轴承组合设计一.轴承的轴向固定3.轴承内圈、外圈定位方法36§9-6滚动轴承组合设计二.轴承的轴向固定二、轴承的轴向位置及游隙调整调整轴承的轴向位置调整轴承游隙动画37§9-6滚动轴承组合设计二.轴承的轴向固定2.装拆：温差法与压入法装拆（1）温差法：加热轴承或冷却轴（2）压入法装拆：专用工具，正确施压38§9-6滚动轴承组合设计二.轴承的轴向固定三、轴承的配合与装拆1.配合要求:轴承标准件，内圈与轴基孔制；外圈与孔基轴制；（1）转动圈（内圈）配合紧，n6,k6,m6,js6（2）固定圈（外圈）配合松，H7,J7（3）游动端外圈与孔配合松-有利于轴向