第10章滚动轴承ppt课件1、概述2、滚动轴承的代号3、滚动轴承的类型和选择4、滚动轴承的力分析、失效和计算准则5、滚动轴承的动载荷和寿命计算6、静载荷计算〔自学）7、极限转速〔自学）8、成对安装角接触轴承的计算特点〔自学）9、滚动轴承组合设计机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承221、概述标准件、专门轴承厂生产，只需选型和组合设计。标准件、专门轴承厂生产，只需选型和组合设计。机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承33一、构造核心元件：滑动滚动使滚动体等距离分布，滚动体间的摩擦、磨损。滚子轴承：圆柱、圆锥、球面滚子、滚针—线接触保持架保持架内圈内圈外圈外圈滚动体滚动体有时无球轴承：球—点接触机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承44二、资料内外圈、滚动体：强度高、耐磨的铬锰高碳钢。保持架：软材料，低碳钢板冲压后铆接或焊接。三、特点：与滑动轴承比较优点：优点：1‟起动力矩小，可在负载下起动；2‟径向游隙较小，运动精度高；3‟轴向宽度较小；4‟可同时承受径向、轴向载荷,轴承组合较简单;5‟便于密封、易于维护；6‟不需有色金属，标准件，成本低。机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承55缺陷：缺陷：1‟承受冲击载荷能力差；2‟振动、噪音较大；3‟径向尺寸较大；4‟有的场合无法使用；机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承66基本代号基本代号前置代号后置代号类型代号内径代号尺寸系列代号数字或字母表示不同类型的轴承表示结构、内径相同的轴承在外径和宽度„高度‟方面的变化系列表示轴承公称直径的大小20~480mm有特殊要求时使用•表示轴承结构、外形、资料、公差等级等2、滚动轴承的代号„GB/T272—93）代号：表示类型、构造、尺寸、公差等级、技术性能等特征的产品代号。机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承77但对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”。外径系列代号：特轻(0、1)、轻(2)、中(3)、重(4)。宽度系列代号：一般正常宽度为“0”，通常不标注。公差等级代号：公差分2、4、5、6(6x)、以/P2、/P4、/P5、/P6(/P6x)为代号，0级不标注高级低级内径d10121517代号00010203内径代号特殊情况：机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承88内部结构代号：具体见手册，主要掌握：1‟圆锥滚子轴承：30000(α=10~18)30000B(α=27~30大锥角)2‟角接触球轴承：70000C（α=15）、70000AC（α=25）、70000B（α=40）。3‟E：加强型,N207E机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承99配置代号有时轴承需成对安装。举例：7306AC/P4——角接触球轴承，α=20，d=30mm，精度为4级面对面（/DF）背对背(/DB)串联(/DT)机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承1010尺寸系列代号为2表示轴承内径85=40mm深沟球轴承圆柱滚子轴承表示轴承内径125=60mm尺寸系列代号为225=75mm圆锥滚子轴承尺寸系列代号为33加强型机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承11113、滚动轴承的类型和选择一、滚动轴承的主要类型主要掌握：5、50000型:推力球轴承单向：单向Fa双向：双向Fa1、60000型:深沟球轴承2、70000型:角接触球轴承70000AC：α=2570000C：α=1570000B：α=404、N0000型:圆柱滚子轴承:内外圈间可自由移动3、30000型:圆锥滚子轴承6、调心功能10000型：调心球20000型：调心滚子外圈滚道为内球面机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承1212按载荷方向、α的不用分为：——承受轴向载荷能力承受轴向载荷能力向心轴承向心轴承——45，主要径向载荷。，主要径向载荷。向心角接触轴承：向心角接触轴承：径向接触轴承：径向接触轴承：α=0推力轴承推力轴承——45~90~90，主要轴向载荷；，主要轴向载荷；轴向接触轴承：轴向接触轴承：推力角接触轴承：推力角接触轴承：9045公称接触角α：套圈与滚动体接触处的法线和垂直于轴承轴心线间夹角。心心推推机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承1313二、类型的选择1、球轴承为点接触、滚子轴承为线接触。承载能力：球轴承＜滚子轴承耐冲击：球轴承＜滚子轴承nlim：球轴承＞滚子轴承载荷大、有冲击时选滚子轴承，转速高时选球轴承。载荷大、有冲击时选滚子轴承，转速高时选球轴承。2、载荷性质同时Fa、Fr：角接触球轴承或圆锥滚子轴承；Fr大、Fa小：深沟球轴承；Fa大、Fr小：推力角接触轴承；机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承14143、轴刚度差、挠曲变形大、座孔不平行、不同轴、多支点轴：调心轴承。座孔不平形座孔不平形不同轴不同轴挠曲变形挠曲变形机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承1515举例：4、轴承装拆、调整方便：内、外圈可分离型(如3、QJ类)。5、经济性：球轴承比滚子轴承便宜。精度——价；1‟直齿圆柱齿轮轴：2‟斜齿轮、锥齿轮、蜗轮轴：3‟悬臂圆锥齿轮轴：4‟蜗杆轴：分别承受Fa、Fr5‟滑轮轴：4类：双列深沟球轴承（轴较长）机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承1616F2FrF1F1cosφF2cos2φF2F2cos2φF1F1cosφ4、滚动轴承的力分析、失效和计算准则一、向心轴承中作用力的分布由于内部游隙，最多只有半圈滚动体受载，且受载大小不同。点接触轴承：δ0——Fr作用线下滚动体变形量。由于：δiF2F1F01、载荷分布机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承1717内圈或滚动体上某一点σH的变化规律。外圈上某一点σH的变化规律。均为脉动循环。2、应力变化规律机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承1818FrFr0Fs0F0Fr2Fr1Fr0FrFr1Fr2二、角接触轴承中的附加轴向力Fs70000型、30000型由于“公称接触角α〞存在：FrFr作用作用FsFsFsFs机械设计机械设计第十章第十章滚动轴承滚动轴承1919滚动体法向反力Fi径向分力Fri轴向分力Fsi（附加轴向力）（附加轴向力）各种角接触轴承附加轴向力：70000C判断系数P374表18.7轴向动载系数P374表18.730000型、70000型轴承成对使用，使Fs与Fs方向相反，使轴受力合理。 机械设计 机械设计 第十章 第十章 滚动轴承 滚动轴承 20 20 Fs方向：由轴承外圈的宽边指向窄边，通过内 圈作用于轴上, 附加轴向力 附加轴向力Fs Fs是由于角接触轴承承受径向力 是由于角接触轴承承受径向力Fr Fr引起的。 引起的。 即“接触线箭头 即“接触线箭头〞〞方向。 方向。 FsFs Fs Fs Fs Fs Fs 机械设计机械设计 第十章 第十章 滚动轴承 滚动轴承 21 21 三、滚动轴承的失效 2、塑性变形：静载荷、冲击作用下 变形凹坑。 3、磨损：磨粒磨损、粘着磨损； 1、疲劳点蚀：回转轴承上，各元件受脉动接触应力。 4、：电腐蚀、锈蚀、元件破裂等； 机械设计 机械设计 第十章 第十章 滚动轴承 滚动轴承 22 22 四、滚动轴承计算准则 1、一般条件下的回转滚动轴承： 接触疲劳寿命计算 、静强度计算。 （重点、难点） min 10r 2、摆动、n很低轴承(）：静强度计算 3、高速轴承：寿命计算和 lim max 修正系数）三个基本性能参数： Cr、Ca 基本额定动载荷：疲劳寿命C0r、C0a 基本额定静载荷：静强度N0 极限转速：控制磨损机械设计 机械设计 第十章 第十章 滚动轴承 滚动轴承 23 23 5、滚动轴承的动载荷和寿命计算 一、基本额定动载荷和基本额定寿命 1、轴承寿命：轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的 总转数或一定转速下的工作小时数。 同型号轴承：离散性大、寿命相差数十倍。 一批轴承：服从一定的概率分布规律。 最低寿命：过于保守 采用基本额定寿命。最长寿命：不安全 计算时，若按 机械设计 机械设计 第十章 第十章 滚动轴承 滚动轴承 24 24 2、基本额定寿命：一批相同轴承在同样工作条件下运转， 其中10%的轴承发生疲劳点蚀前运 转的总转数„L10），或一定工作转 速下工作的小时数„L10h）。 可靠度R=90% L10的物理意义： 1‟对一批轴承而言：指90%轴承能达到或超过的寿命。 2‟对一个具体轴承而言：该轴承能达到或超过该寿命 的概率为90%。 3‟当可靠度不为90%时，对L10进行修正： 10 可靠性寿命修正系数表18.10 （P380） 机械设计 机械设计 第十章 第十章 滚动轴承 滚动轴承 25 25 3、基本额定动载荷C： L10=106r L10=106r时，轴承所能承受的最 时，轴承所能承受的最 大恒定载荷。 大恒定载荷。 即：在C作用下，轴承工作106r而不点蚀失效的R=90% Cr：径向基本额定动载荷 对向心轴承„6、N）：Cr—纯径向载荷 对角接触轴承„3、7）：Cr—载荷的径向分量 Ca：轴向基本额定动载荷：5类 Ca—纯轴向载荷 1‟C由试验得出，查手册；2‟C—轴承抗疲劳承载能力；同类不同型号 轴承，C不同。 3‟设计时需满足：一定工况下的轴承所需的 阐明：机械设计 机械设计 第十章 第十章 滚动轴承 滚动轴承 26 26 材质、工作温度、零件硬度变化：对C修正 硬度系数二、当量动载荷 实际工作时，轴承可能同时受Fa、Fr 将Fr、Fa转化为与C性质相同的载荷——当量动载荷P X—径向动载系数，Fr对寿命影响效应的大小；Y—轴向动载系数， Fa对寿命影响效应的大小； —将Fr、Fa折合为Cr或Ca 为了与C在相同条件下比较 转化 向心轴承：P=Fr；推力轴承：P=Fa机械设计 机械设计 第十章 第十章 滚动轴承 滚动轴承 27 27 由表18.7知，X、Y受e——轴向载荷“判断系数〞影响 时，需计入Fa影响，X＜1，Y＞0，查手册考虑机器冲击振动，P的公式为： YFXF 1010 机械设计机械设计 第十章 第十章 滚动轴承 滚动轴承 28 28 P—L曲线 const ※ε—寿命指数球轴承： 球轴承：ε=3 滚子轴承：滚子轴承：ε=10/3 ε=10/3

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