滚动轴承设计

第二十章 滚动轴承及其组合设计,20-1,滚动轴承的主要类型、代号,及其选择,20-2,滚动轴承的载荷、应力、,失效形式及计算准则,20-4,滚动轴承装置设计,20-3,滚动轴承的寿命计算,20-1,滚动轴承的主要类型、代号及其选择,标准件,、专门轴承厂生产，只需选型和组合设计。,依靠主要元件间的滚动接触来支承轴和轴上零件。,一）,滚动轴承的,构造,内圈,装在轴颈上，随轴转动,外圈,装在轴承座孔内，一般不转动,滚动体,滚动轴承的核心元件,保持架,将,滚动体均匀隔开，避免摩擦,四种元件组成,常用的滚动体形状,一、,滚动轴承的构造和特点,滚动体基本上可归纳为球和滚子两类。,滚子轴承,：圆柱、圆锥、球面滚子（鼓形滚子） 、滚针,线接触,球轴承,：球,点接触,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。,滚动轴承,材料：,滚动轴承的优点：, 摩擦系数小，启动力矩小，效率高；, 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,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,精度高；, 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。,缺点：,抗冲击能力较差，高速时噪声大，工作寿命不及液,体摩擦的滑动轴承，径向尺寸比滑动轴承大。,二）,滚动轴承的特点,二、滚动轴承的尺寸及性能参数,轴承内径,d,轴承内圈孔,径，它与轴颈直径相同，是,轴承公称直径；,D,d,轴承宽度,B,轴承两端面之间的轴向距离。,一）滚动轴承的主要尺寸,轴承外径,D,轴承外圈外径，它与轴承座孔直径相同；,B,二）滚动轴承的主要性能参数,轴承的公称接触角,滚动体与套,圈接触处的法线与轴承的径向平面（垂直于轴承轴心线的平面）之间的夹角。,反映轴承承受轴向载荷的能力，,越,大，,轴承承受轴向载荷的能力越强。,轴承的极限转速,n,lim,轴承的工 作转速,n,轴承内外圈轴线相对,偏斜角,反映轴承自动调心的能力。,调心球轴承,调心轴承简图,按轴承所能受的载荷方向或公称接触角的不同可分为：,轴承类型,公称接触角,向心轴承,(,主要承受,径向负荷,F,R,),推力轴承,(,主要承受,轴向负荷,F,A,),径向接触,向心角接触,推力角接触,轴向接触,= 0,0,0,0,45,0,45,0, 90,0,= 90,0,图,例,一）滚动轴承的分类,三、滚动轴承的主要类型和特点,二）滚动轴承的主要类型和特点,类型代号：,（,1,0000,）,F,R,F,A,F,A,1.,调心球轴承,承,载类型,主承径向负荷,F,R,，,也能承受少量的双向轴向负荷,F,A,特点,具有调心性能，, = 2,0,3,0,承,载类型,主承径向负荷,F,R,也能承受少量的双向轴向负荷,F,A,F,R,F,A,F,A,2.,调心滚子轴承,特点,具有调心性能，,=0.5,0,2,0,类型代号：,（,2,0000,）,3.,推力,调心滚子轴承,类型代号：,（,29,000,）,承,载类型,可,承,很大的,轴向负荷,F,A,和一定,径向负荷,F,R,特点,具有调心性能，,=2,0,3,0,F,A,F,R,F,R,承,载类型,能承受较大的径向负荷,F,R,和单向的轴向负荷,F,A,。,F,R,F,A,结构特点：,内外圈可分离,公称接触角有,12,0,，,26,0,，,越大，承轴向载,荷的能力就越大。,4.,圆锥滚子轴承,使用要求：,成对使用,类型代号：,（,3,0,000,）,正装（面对面安装）,圆锥滚子轴承,安装形式一：,正装简图,反装（背对背安装）,圆锥滚子轴承,安装形式二：,反装简图,5.,推力球轴承,51,000,单向,推力球,轴承，,只能受,单向,F,A,类型代号： （,5,0000,）,52,000,双,向,推力球,轴承，,能受,双,向,F,A,F,A,结构特点：,由,紧圈,（内孔较小，装在轴上）,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。,承,载类型,只能受轴向负荷,F,A,51,000,松圈,紧圈,滚动体,松圈,松圈,52,000,紧圈,F,A,F,A,极限转速,n,lim,低,6.,深沟,球轴承,F,R,F,A,F,A,承,载类型,主要承受径向负荷,F,R,，,也可同时承受少量双向轴向负荷,F,A,类型代号：,（,6,0000,）,极限转速,n,lim,高，摩擦阻力小，结构简单，价格便宜，应用最广泛。,承,载类型,能同时承受径向负,荷,F,R,与单向轴向负荷,F,A,F,R,F,A,7.,角接触球轴承,类型代号： （,7,0000,）,结构特点：,公称接触角有,15,0,，,25,0,，,40,0,，,越大，承轴向载荷的能力就越大。,使用要求：,成对使用,正装（面对面安装）,角接触轴承安装形式一：,正装简图,反装（背对背安装）,角接触轴承安装形式二：,反装简图,F,R,（,N,0000,）,（,NN,0000,）,承,载类型,只能承受径向负荷,F,R,，,不能承受轴向负荷。,结构特点：,内外圈可分离,类型代号：,外圈无挡边,圆柱滚,子,轴承,双列,圆柱滚,子,轴承,N,0000,8.,圆柱滚,子,轴承,F,R,9.,滚针轴承,类型代号：,（,NA,0000,）,结构特点：,内外圈可分离，可以,没有保持架,NA,0000,承,载类型,只能承受径向负荷,F,R,，不能承受轴向负荷。,F,R,NN,0000,四、,滚动轴承的代号,代号：表示类型、结构、尺寸、公差等级、技术性能等特征的产品代号。,一）轴承代号,由基本代号、前置代号和后置代号构成。,轴承代号,前置代号,后置代号, ,类型,代号,尺寸系列代号,内径,代号,向心轴承,推力轴承,直径系列代号,宽度系,列代号,高度系,列代号,结构形,状,、,尺,寸公差,技术要,求,成,套轴承分部件,基本代号, ,类型代号,尺寸系列代号,内径代号,向心轴承,推力轴承,直径系,列代号,宽度系列代号,高度系列代号,二）基本代号,圆锥滚子轴承,:,3,推力球轴承,:,5,深沟,球轴承,:,6,角接触球轴承,:,7,圆柱滚,子,轴承,:,N,窄,:,0,正常,:,1,宽,:,2,特低：,7,低：,9,正常：,1,（单向）,正常：,2,（双向）,轻：,2,中：,3,重：,4,特宽：,3,特宽：,4,特宽：,5,特宽：,6,特,轻：,0,特轻：,1,调心球轴承,:,1,调心滚子轴承,:,2,推力,调心滚子,轴承,:,29,滚针轴承,:,NA,尺寸系列代号表示方法,向心轴承,中,直径系列,正常宽度系列,如：,尺寸系列,代号为：,13,双向推力轴承,轻直径系列,正常高度系列,如：,尺寸系列,代号为：,22,向心轴承,推力轴承,直径系列代号,尺 寸 系 列 代 号,宽度系列代号,高度系列代号,0,（窄）,1,（正常）,2,（宽）,7,（特低,）,9,（低）,1,（正常）,2,（正常）,2,（轻）,3,（中）,4,（重）,0,2,1,2,2,2,0,3,1,3,2,3,0,4,1,4,2,4,7,2,9,2,1,2,2,2,7,3,9,3,1,3,2,3,7,4,9,4,1,4,2,4,2,2,13,d,0,2,0,3,1,3,2,4,D,D,D,B,B,B,B,表示,同一公称内径,d,的轴承，其,外径,D,和宽度,B,的变化情况,轴承尺寸系列的,含义,窄轻系列,窄中系列,正常宽度中系列,宽重系列, ,类型代号,尺寸系列代号,内径代号,向心轴承,推力轴承,直径系,列代号,宽度系列代号,高度系列代号,圆锥滚子轴承,:,3,推力球轴承,:,5,深沟,球轴承,:,6,角接触球轴承,:,7,圆柱滚,子,轴承,:,N,窄,:,0,正常,:,1,宽,:,2,特低：,7,低：,9,正常：,1,（单向）,正常：,2,（双向）,轻：,2,中：,3,重：,4,特宽：,3,特宽：,4,特宽：,5,特宽：,6,d 500 mm,以上轴承,代号：,/,内径毫米 表示,特,轻：,0,特轻：,1,调心球轴承,:,1,调心滚子轴承,:,2,推力,调心滚子,轴承,:,29,滚针轴承,:,NA,后 置 代 号,1,2,3,4,5,6,7,8,内部结构,密封与防尘套圈变型,保持架及材料,轴承材料,公差等级,游,隙,配,置,其,他,C,：,角接触球轴,承，,=,15,0,AC,：,角接触球轴,承，,=,25,0,B,：,角接触球轴,承，,=,40,0,B,：,圆锥滚子轴,承，接触角,加大,E,：,加强型,/P0,：,0,级,（省略不标）,/P6,：,6,级,/P6X,：,6X,级,/P5,：,5,级,/P4,：,4,级,/P2,：,2,级,三）后置代号,例,：,试说明下列轴承代号的含义。,6,（,0,）,2,06,（,/P0,）,3,32,15,E,（/P0）,公差等级为,0,级,加强型,轴承内径,d =75 mm,尺寸系列,32,为特宽轻系列,圆锥滚子轴承,轴承内径,d=30mm,尺寸系列（,0,）,2,为窄轻系列,深沟球轴承,公差等级,为,0,级,7,（,0,）,3,12,C,（,/P0,）,5,14,10,/P6,公差等级,为,6,级,轴承内径,d = 50 mm,尺寸系列,14,为正常高度,、,重系列,单向推力球轴承,轴承内径,d=60mm,尺寸系列（,0,）,3,为窄中系列,角接触球轴承,公差等级,为,0,级,=,15,0,承轻、中及较小波动载荷的场合,选球轴承,承重及较大波动的载荷的场合,选滚子轴承,一）,根据,轴承所受,的载荷选,载荷的大,小、性质,载荷的,方向,深沟轴承（,6,类,）,圆柱滚子轴承（,N,类,）及滚针轴承（,NA,类,）,纯径向负,荷可选用,纯轴向负荷,可选用推力轴承（,5,类,）,同时受,径向负荷,和轴向负,荷时,径向负荷为主,可用深沟球轴承（,6,类,）,径向负荷，轴,向负荷都很大,角接触球轴承（,7,类,）,圆锥滚子轴承（,3,类,）,可用推力调心滚子轴承（,29,类,）,也可用圆柱滚子,N,类,（或深沟球轴承,6,类,）与推力轴承（,5,类,）联合使用。,轴向负荷很大,径向负荷较小,五、,滚动轴承类型的选择,转速较高、负荷较小或要求旋转精度较高时,宜选用球轴承,转速较低、负荷较大或有冲击载荷时,宜选用滚子轴承,二）,轴承,的转速,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，应选用,调心球轴承或调心滚子轴承。,三）调心性能的要求,座孔不平形,不同轴,挠曲变形,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，应优先选用内外圈可分离的轴承,，,如圆锥滚子轴承（,3,类）。,五）考虑经济性,举例：,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：,深沟球轴承,角接触球轴承, 20-2,滚动轴承的载荷、应力、失效,形式及计算准则,一）,受力,分析,F,R,当深沟球轴承承受径向力,F,R,时，由于各接触点存在着弹性变形，使内圈沿,F,R,方向下移一距离,。,只有下半圈滚动体受载，上半圈滚动体不受载。沿,F,R,作用线上滚动体受载最大（,F,），而邻近的滚动体受载逐渐减小（,F,F,1,F,2,),F,2,F,F,1,F,1,F,2,一、滚动轴承的受力及应力分析,当受轴向载荷,F,A,时，各滚动体平均分担 。,二）轴承工作时元件上,应力,的变化,滚动体,当滚动体进入承载区后，,所受负荷就由零逐渐增大到最大,，然,后，再逐渐减小到直至零。因此，对,滚动体某一点而言，它的应力是周期,性不稳定变化的,。,转动的内圈,其上各点的受载情况类似于滚动体。因此，旋转圈上任一点的应力是周期性不稳定变化的。,固定的外圈,各点所受应力随位置,不同而大小不同，对位于承载区内的,任一点，当每个滚动体滚过一次便受,载一次，而所受负荷和应力的最大值,是不变的，承受稳定的脉动循环应力。,滚动轴承工作时，一般是内圈转动，外圈固定。,H,t,0,H,t,0,通过承载区时间,通过非承载区时间,通过承载区时间,通过非承载区时间,滚动体应力的变化,内圈应力的变化,外圈应力的变化,H,t,0,二、失效形式,1,疲劳点蚀,滚动轴承工作时，由于它的内圈、外圈和滚动体上任意点的接触应力都是变化的，工作一定时间后，其接触表面就可能发生疲劳点蚀。点蚀发生后，噪声和振动加剧，发热严重，致使轴承失效。一般在安装、润滑和密封正常的情况下，疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式。,2,塑性变形,转速很低或间歇往复摆动的轴承，一般不会发生疲劳点蚀，但在很大的静载荷或冲击载荷作用下，会使套圈滚道和滚动体接触处的局部应力超过材料的屈服极限，以致表面出现塑性变形,(,凹坑,),，运转精度降低，并会出现振动和噪声而不能正常工作,3,磨损,在润滑不良和密封不严的情况下，,轴承工作时易发生磨损。转速愈,高，磨损愈严重。轴承磨损后会,降低旋转精度，甚至失效。,4,、其它：电腐蚀、锈蚀、胶合、,元件破裂等；,对一般工作条件下的回转滚动轴承,经常发生点蚀，,主要进行,寿命计算,，必要时进行静强度校核；,对于不转动、摆动或转速低（,n10 r/min,）,的轴承,，,要求控制塑性变形，只需进行,静强度计算,；,对于高速轴承,由于发热而造成的粘着磨损、烧伤,常常是突出的矛盾，,除进行寿命计算外，,还需校验极限转速,。,三、计算准则,20-3,滚动轴承的寿命计算,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,一、基本额定寿命和基本额定动载荷,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,90%,的轴承,不发生疲劳点蚀,前运转的总转数（,L,10,），或一定工作转速下工作的总小时数（,L,h,）。,可靠度,R=90%,可靠度：,一组相同轴承能达到,或超过规定寿命的百分比。,20,5,10,15,50,100,0,R(%),轴承的寿命曲线,L,10,/(1,10,6,r),滚动轴承的寿命长短与要求的可靠度高低有关，要求的可靠度愈高，轴承的寿命愈短。,L,10,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,L,10,进行修正：,可靠性寿命修正系数,3.,基本额定动载荷,C,：,L,10,=10,6,r,时，轴承所能承受的最大恒定载荷。,即：在,C,作用下，轴承工作,10,6,r,而不点蚀失效的,R=90%,C,r,：基本,径向,额定动载荷,对向心轴承（,6,、,N,）：,C,r,纯径向载荷,对角接触轴承（,3,、,7,）：,C,r,载荷的径向分量,C,a,：基本,轴向,额定动载荷：,5,类,C,a,纯轴向载荷,C,1,）,C,是衡量轴承承载能力的主要指标，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,C,r,C,r,说明：,材质、工作温度、零件硬度变化：对,C,修正,温度系数,二、滚动轴承寿命计算的基本公式,载荷与寿命的关系：,P,1,P,2,PL,10,曲线,P/N,L,10,/10,6,r,O,L,1,L,2,P,L,10,=,常数,大量试验得出轴承的载荷,-,寿命曲线（,P-L,10,曲线），也称轴承的疲劳曲线。,寿命指数,球轴承：,=3,滚子轴承：,=10/3,式中：,P,当量动载荷，,N,；,L,10,基本额定寿命，,r,；,C,1,PL,10,曲线,P/N,L,10,/10,6,r,P,1,P,2,O,L,1,L,2,P,L,10,=,常数,已知： 时， 。,工程中常用小时数表示寿命：,n,轴承转速，,r/min,注意：,L,h,与,n,有关，,L,10,与,n,无关,。,当 时，,当,P,和,n,已知，预期轴承计算寿命,L,h,已取定，则所需的额定动载荷,C,r,：,当工作温度超过,120,时,：对,C,修正,f,t,温度系数。,三、滚动轴承的当量动载荷,实际工作时，轴承可能同时,受,F,A,、,F,R,将,F,R,、,F,A,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，,F,R,对寿命影响效应的大小；,Y,轴向动载系数，,F,A,对寿命影响效应的大小。,将,F,R,、,F,A,折合为,C,r,或,C,a,为了与,C,在相同条件下比较,转化,式中：,对只受纯径向载荷,F,R,的圆柱滚子轴承及滚针轴承：,P=F,R,对只受纯轴向载荷,F,A,的推力轴承：,P=F,A,由表,20-10,知，,X,、,Y,受,e,轴向载荷影响系数的影响,由 确定,1,）当 时，,F,A,较小，忽略不计，取,X=1,、,Y=0,；,2,）当 时，需计入,F,A,影响，,X,1,，,Y,0,，查手册。,C,0r,径向额定静载荷。,深沟球轴承、角接触球轴承的,e,随,F,A,/C,0r,的增加而增大，,F,A,/C,0r,反映了轴向载荷与径向载荷的相对大小。,考虑机器,冲击,、,振动,，,P,的公式为：,f,p,冲击载荷系数。,四、角接触球轴承与圆锥滚子轴承轴向力,F,A,的计算,F,R,F,S,一）角接触球轴承与圆锥滚子轴承的结构特点：,角接触球轴承与圆锥滚子轴承由于在滚动体,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：,当轴承,只承径向载荷,F,R,时,，由于滚动体的载荷方向与轴承径向平面成一接触角,，,故会派生出内部轴向力,F,S,，,计算轴承轴向力,F,A,时，必须将其,内部轴向力,F,S,考虑进去。,F,s,的方向：总是,沿着内圈和滚动体向,外圈脱离的方向,。,根据研究，按一半滚动体受载进行分析，得,角接触球轴承：,F,S,1.25F,R,tan,圆锥滚子轴承：,F,S,=F,R,/,（,2Y,）,F,s,0.5F,R,0.7F,R,1.1F,R,= 15,= 25,= 40,角接触球轴承与圆锥滚子轴承,轴承类型,角接触球轴承,圆锥滚子轴承,F,R,/ (2Y),Y,是,F,A,/F,R,e,的轴向系数,三）角接触球轴承与圆锥滚子轴承内部轴向力,F,S,的,大小和方向,F,R,F,S,为使内部轴向力平衡，以免轴窜动，这种轴承应：,成对使用,，,对称安装,。,F,r,在,、,成对安装的轴承上产生径向载荷,F,R1,F,R2,1,、轴上有外载荷：,F,r,和,F,a,四）角接触球轴承与圆锥滚子轴承轴向力,F,A,的计算方法,F,R,作用点为,“,载荷作用中心,”,：位置用,a,表示。,a,：,载荷作用中心至轴承外侧端面距离（查手册）,由前知：,F,R1,、,F,R2,F,s1,、,F,s2,（轴向）,产生,F,s1,、,F,s2,、,F,a,如何作用到轴承上？,2,、轴向载荷计算,正安装时,右端轴承,“,压紧,”,左端轴承,“,放松,”,（,1,）若 ，合力,右：轴有右移趋势,阻止轴右移：,F,s,F,s,（压紧端）,（放松端）,左端轴承,“,压紧,”,右端轴承,“,放松,”,（,2,）若 ，合力,左：轴有左移趋势,阻止轴左移：,F,s,F,s,（压紧端）,（放松端）,正安装：,合力指向端为,“,压紧端,”,正安装时,反安装时,反安装：,合力指向端为,“,放松端,”,1,）根据轴承,安装方式,和,F,a,、,F,s1,、,F,s2,合力,指向，判定“,压紧端,”和“,放松端,”。,2,）放松端：,F,A,松,等于本身,F,s,松,。,3,）压紧端：,F,A,紧,等于除本身,F,s,紧,外,，,其它轴向力的,代数和,。,总结：,角接触滚动轴承,寿命计算小结：,1,、求支反力,F,R1,、,F,R2,（力平衡、力矩平衡）,；,2,、求,内部轴向力,F,s1,、,F,s2,；,3,、根据轴承,安装方式,及,合力的指向,判定“,压紧端,”、“,放松端,”，求出,F,A1,、,F,A2,；,4,、根据 ？：是, X,1,、,Y,1,查表，否, X,1,=1,、,Y,1,=0,？：是, X,2,、,Y,2,查表，否, X,2,=1,、,Y,2,=0,，,（对,3,类： ，,Y,取 时的值）,5,、校核式：,设计选择式：,球轴承：,=3,滚子轴承：,=10/3,无,F,s,，,F,a,由压紧端承受，即：,F,A,紧,=,F,a,，,F,A,松,=0,F,a,F,r,深沟球轴承：,五、同一支点成对安装同型号角接触轴承的计算特点,对于将两个相同的单列角接触球轴承或圆锥滚子轴承以面对面或背对背形式安装于一个支点上（如上图中的右端支点）的轴承计算，可以近似地将其视为一个双列轴承，认为该支点的支反力,F,R,通过两轴承中点，派生轴向力相互抵消。,计算当量动载荷时的径向系数和轴向系数均采用双列轴承的数值，由表,20,10,或手册查出。该支点轴承总的基本额定动载荷,C,和额定静载荷,C,0,按下式计算：,C,r,，,C,0r,单个轴承的基本径向额定动载荷和径向额定静载荷,20-4,滚动轴承装置设计,设计内容：,正确合理考虑轴承安装、固定、调整、密封、润滑、轴系刚度、精度问题。,设计要求：,固定可靠、运转灵活、保证精度、调整方便。,轴承不是单一的个体，它是用来支承轴的，而轴又要带动轴上零件工作。所以轴承的设计一定包含合理设计轴承装置。,一、滚动轴承的轴向固定,在轴向载荷、附加轴向力作用下，滚动轴承轴系有“左移”、“右移”趋势，防止轴向窜动，三种固定型式：,1.,两端固定式,6,类,3,类和,7,类,安装时，轴承外圈与端盖,间隙：,0.20.4mm,很小，不必画出,允许轴少量热膨胀，用,垫片,或调整螺钉调节。,用于,t,不高,每个轴承承受,一个方向的轴向力,。,不大,的轴。,组合后，限制轴双向移动，承受双向轴向力,F,A,。,F,A,大,:,30000,70000,型,F,A,小,:,60000,型,轴承类型,2.,一端固定、一端游动,用于,t,较高,固定端：,承受双向轴向力,（,6,；一对,3,、,7,类；向心推力组合）,大,的轴,补偿,（游动端自由伸缩）,游动端：,补偿,，防止卡死,N,类,：滚子与外圈间游动,6,类,：外圈与座间游动,内圈与轴固定,6,类,6,类,N,类,6,类,N,类,一对,7,类,一对,3,类,6,类,向心推力组合,3.,两端游动,与其相啮合的齿轮轴系：两端单向固定,（保证两轴都得到轴向定位）,用于需左、右双向游动的轴，如人字齿轮的小齿轮轴。,内圈与轴：,5,）开口圆锥紧定套,+,圆螺母和止动垫圈,1,）,轴肩,2,）轴用弹性挡圈,3,）轴端档圈,+,紧固螺钉,4,）圆螺母,+,止动垫圈,轴承内、外圈的轴向固定,外圈与座孔：,1,）孔用弹性挡圈,2,）轴承外圈止动槽内嵌入止动环固定,3,）,轴承端盖,4,）,轴承座孔凸肩,5,）,螺纹环,6,）,轴承套杯,二、 滚动轴承的安装方式及调整,1,、安装方式,正、反安装将影响轴系刚度。,正安装：面对面安装,(,“”,),安装调整方便,用得较多。,反安装：背对背安装,(,“,”,),调整垫片,加减垫片,加减垫片的厚度,设计：潘存云,调整垫片,加减垫片,螺钉调整,方法：,螺钉调整,2,、轴承游隙的调整,3,、轴承部件组合的调整,目的：使轴上的零件具有准确的工作位置。,例如：圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。,对于蜗杆传动，要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线。,调整方法：套杯,+,调整垫片,三、,滚动轴承的预紧,1.,利用金属垫片,在内圈或外圈之间,金属,垫片,垫片,垫片,反装,“,背对背,”,安装时，在两外圈间置一薄垫片,正 装,“,面对面,”,安装时，将垫片置于两内圈之间,向心角接触轴承,预变形,预紧,可以,轴承刚度、,旋转精度、,轴承寿命。,轴承带负游隙运行,2.,采用磨窄内（或外）圈来预紧,反 装,“,背对背,”,安装时，,磨窄内圈,正 装,“,面对面,”,安装时，,磨窄外圈,磨内圈,磨外圈,四、滚动轴承的配合及装拆,游隙,受载滚动体,承载,游隙合适，其大、小受,配合,影响。,游隙,影响,运转精度,寿命,配合类型,内圈孔,-,轴,基孔制,外圈,-,轴承座孔,基轴制,轴公差：,k6,、,m6,孔公差：,H7,、,J7,、,游动支点,：,G7,1.,滚动轴承的配合,原则：,1,）尺寸大、载荷大、振动大、转速高，工作温度高：,选紧一点的配合。,2,）经常拆卸、游动套圈：采用较松的配合。,3,）与轴承相配合的轴与孔：较高的加工精度，形位,公差要求。,2.,滚动轴承的装拆,温差法（大尺寸轴承）：热油,8090,加热轴承,或干冰,冷却轴颈,。,压入法（大批量）：中小型轴承用软锤敲入或用一段管子压住内圈敲入。,装：,轴肩高度低于内圈高度的,3/4,拆：专用拆卸器。,五、滚动轴承装置的润滑和密封,1,、滚动轴承的润滑,目的：,1. ,摩擦阻力、,磨损；,2.,吸振、冷却、防锈、密封等。,方式：,高速,油润滑,低速,脂润滑,高温、真空,固体润滑,由,速度因数,查表,脂润滑：装填量轴承空间的,1/3,1/2,否则,摩擦发热,2,、滚动轴承的密封,目的：,1.,防止润滑剂从轴承中流失；,2.,防止灰尘、水分浸入。,分类：接触式密封,线速度较低时用,注意结构图,静止件与运动件,不能直接接触，,轴与端盖间,应有间隙。,毡圈密封，脂润滑,v,5m/s,密封圈密封，油润滑,v,4,12m/s,非接触式密封,不受速度限制,有油沟式,密封、迷宫式密封、油环式与油沟式组合密封,六、提高轴系刚度的措施,刚度,旋转精度,、噪音,、振动,1,、选用合理轴承类型,滚子轴承刚度球轴承,选用双列轴承、滚子轴承、四点接触轴承。,2,、选择合理的轴承安装方式,悬伸端：反安装时，刚度,两轴承间：正安装时，刚度,3,、轴承预紧,4,、机架上安装轴承处加筋或增加厚度。,5,、一根轴上，两个轴承尽量取同一型号；若型号不同，则在小外径轴承外加一套圈，保证相同孔径，以便一次镗出，保证同心度。,例,1,：某传动装置，轴上装有一对,6309,轴承，两轴承上的径向负荷分别为：,F,R1,5600 N,，,F,R2,2500 N,，,F,a,= 1800 N,，轴的转速为,n,1450 r/min,，预期寿命为,L,h,2500h,，工作温度不超过,100,，但有中等冲击。试校核轴承的工作能力。若工作能力不满足要求，如何改进？,解：,1,确定轴承轴向力,F,A1,，,F,A2,：,由组合结构可知，轴承,I,（左端）为固定支承，轴承,II,为游动支承，其外部轴向力,F,a,由轴承,I,承受，轴承,II,不承受轴向力，两轴承的轴向力分别是,F,A1,F,a,1800N,，,F,A2,=0,。,2,计算轴承当量动载荷,P,1,，,P,2,由手册查得,6309,轴承的,C,r,40.8 KN,，,C,Or,= 29.8 KN,有中等冲击，查表,20-11,得,f,p,=1.5,。,因轴承,I,同时承受径向载荷和轴向载荷，故：,查表,20-10,由插值法,而轴承,II,，因其只承受纯径向载荷，则,3,校核轴承工作能力,4,改进措施,改选轴承型号为,6409,轴承,经计算（计算过程略）满足轴承寿命要求。,例,2,：,在图示轴上安装有一对,70000AC,角接触球轴承。已知,F,R1,3500N,，,F,R2,1800N,。,外加轴向力,F,a,1000N,，,载荷有轻微冲击。试分,别按图示两种装配方案，计算两轴承的当量动载荷。（取,f,p,=1.2,已知,e=0.7,当,F,A,/F,R,e,时,X=0.41,Y=0.85,）,F,R1,F,R2,F,a,（,a,）,F,R1,F,R2,F,a,（,b,）,解,1,：计算（,a,）,方案中两轴承的当量动载荷,F,S1,0.7F,R1,=0.7,3500=2450N,F,S2,=0.7F,R2,=0.7,1800=1260N,1,）求两轴承在径向载荷作用下产生的内部轴向力,2,）求两轴承的轴向力,F,A1,F,A2,F,R1,F,R2,F,a,F,S1,F,S2,F,A2,F,R2,= 3450,1800 = 1.92 e = 0.7,，,X,2,= 0.41,，,Y,2,= 0.85,解（,a,）图,F,R1,F,R2,F,a,F,S1,F,S2,F,A2,F,S1,F,a,3450N,（,压紧端）,因为：,F,S1,+F,a,2450,1000,3450N,F,S,2,=1260 N,所以，,F,A1,F,S1,2450N,（,放松端）,F,A1,F,R1,=2450,3500 = 0.7 = e,，,X,1,= 1,，,Y,1,= 0,P,1,=,f,P,F,R1,= 1.2,3500 = 4200 N,P,2,=,f,P,(X,2,F,R2,+ Y,2,F,A2,) = 1.2,(0.411800 + 0.853450) = 4404.6 N,3,）求两轴承的当量动载荷,P,1,，,P,2,解,2,：计算（,b,）,方案轴向力,F,A1,，,F,A2,F,S1,0.7F,R1,=0.7,3500=2450N,F,S2,=0.7F,R2,=0.7,1800=1260N,F,R1,F,R2,解（,b,）图,F,a,F,S2,F,S1,1,）求两轴承在径向载荷作用下产生的,内部轴向力,2,）求两轴承的轴向力,F,A1,F,A2,F,A2,=F,S1,F,a,2450,1000,1450N,（,压紧端）,所以，,F,A1,F,S1,2450N,（,放松端）,因为：,F,s2,F,a,1260,1000,2260N,F,s1,2450N,3,）求两轴承的当量动载荷,P,1,，,P,2,P,2,=,f,P,(X,2,F,R2,+ Y,2,F,A2,) = 1.2,(0.41,1800 + 0.85,1450),= 2364.6 N,P,1,=,f,P,F,R1,= 1.2,3500 = 4200 N,F,A2,F,R2,= 1450,1800 = 0.806 e,，,X,2,= 0.41,，,Y,2,= 0.85,F,A1,F,R1,=2450N,3500 = 0.7 = e,，,X,1,= 1,，,Y,1,= 0,例,3,：蜗轮轴上安装有一对,30207,轴承，轴承上的载荷分别为,F,R1,5000N,，,F,R2,2800N,，轴向载荷,F,a,1000N,，工作温度为,125,，载荷平稳，,n,720 r/min,。试计算两轴承的寿命。,解：对于,30207,轴承，,C,r,= 51.5 KN,，,e=0.37,，,F,A,/F,R,e,时,X=0.4,Y=1.6,1.,计算轴承轴向载荷,2.,计算当量动载荷,P,1,，,P,2,3.,计算两轴承的寿命,L,h1,，,L,h2,例,4,：试指出图中结构不合理的地方，并予以改正。,1,1,2,2,3,4,6,7,8, 9,10,11,5,正确,THE END,