第16章-滚动轴承ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,特别申明：本电子教案中所有素材的版权归原创作者国防科技大学潘存云教授所有。购买方有权复制多份光盘用于本单位的教学。但不得提供给第三方。未经作者同意，也不得在公开出版物中引用其中的素材，违者应承担相应的法律责任。作者：潘存云 教授 2004年2月,第二级,第三级,第四级,第五级,新疆大学专用 作者：潘存云教授,*,第16章 滚动轴承,16-1 滚动轴承的基本类型和特点,16-2 滚动轴承的代号,16-3 滚动轴承的选择计算,16-4 滚动轴承的润滑和密封,16-5 滚动轴承的组合设计,带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。,新疆大学专用 作者：潘存云教授,第16章 滚动轴承16-1 滚动轴承的基本类,1,16-1 滚动轴承的基本类型和特点,各零件的作用：,外圈：,支撑零件或轴系；,保持架:,将滚动体分开。,内圈：,支撑轴；,滚动体：,滑动,滚动；,硬度和接触疲劳强度,、耐磨性和冲击韧性,用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：,6165HRC,。工作表面需经磨削或抛光。,保持架：低碳钢，,冲压制成,高速轴承：有色金属或塑料。,滚动轴承的组成：,外圈、内圈、滚动体、保持架。,内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。,装在机座或零件轴孔内；,滚动副的材料要求：,新疆大学专用 作者：潘存云教授,16-1 滚动轴承的基本类型和特点各零件的作用：,2,设计：潘存云,滚动轴承的装配,新疆大学专用 作者：潘存云教授,设计：潘存云滚动轴承的装配新疆大学专用,3,设计：潘存云,设计：潘存云,优点：,摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、和易于互换等。,缺点：,抗冲击能力差、高速时出现噪音。,滚动轴承按其承受载荷的方向（接触角）和滚动体的形状分类。,接触角：,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称为公称接触角。,接触角,轴向承载能力,=,0,表16-1 各类轴承的公称接触角,轴承类型,公称接触角,向心轴承,主要承受径向载荷,推力轴承,主要承受轴向载荷,径向接触,角接触,轴向接触,角接触,0,45,=9,0,它是滚动轴承的一个重要参数，轴承的受力分析和承载能力等都与接触角有关。,45,90,滚动轴承,标准化,;,并由专业厂大批量生产,。,设计人员的主要任务是:,熟悉标准，正确选用。,新疆大学专用 作者：潘存云教授,设计：潘存云设计：潘存云优点：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、,4,轴承类型,按载荷方向分,按滚动体形状分,向心轴承,推力轴承,圆柱滚子,圆锥滚子,球面滚子,滚针,球轴承,滚子轴承,分类：,设计：潘存云,表16-2 滚动轴承的主要类型和特性,轴承名称、,类型及代号,结构简图,承载方向,极限转速,允许角偏差,主要特性和应用,调心球轴承,10000,中,2,3,主要承受径向载荷，同时也能承受少量轴向载荷。因为外滚道表面是以轴承中点为中心的球面，故能调心。,新疆大学专用 作者：潘存云教授,轴承类型按载荷方向分按滚动体形状分向心轴承推力轴承圆柱滚子圆,5,设计：潘存云,调心滚,子轴承,20000C,低,0.5,2,比10000小,能承受很大的径向载荷和少量轴向载荷。承载能力大，具有调性能。,设计：潘存云,圆锥滚,子轴承,30000,中,2,能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。因线性接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，称对使用。,设计：潘存云,推力球轴承,50000,低,不允许,只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处。,a)单向,表16-2 滚动轴承的主要类型和特性（续）,轴承名称、,类型及代号,结构简图,承载方向,极限转速,允许角偏差,主要特性和应用,新疆大学专用 作者：潘存云教授,设计：潘存云调心滚低0.5 2 能承受很大的径向载荷和,6,推力球轴承,50000,低,不允许,只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处。,设计：潘存云,b)双向,深沟球轴承,60000,高,816,能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。因线性接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，称对使用。,角接触,球轴承,70000C(,=15,),70000AC(,=25,),70000B(,=40,),较高,设计：潘存云,210,能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。,大，承载能力越大，有三种规格。称对使用。,表16-2 滚动轴承的主要类型和特性（续）,轴承名称、,类型及代号,结构简图,承载方向,极限转速,允许角偏差,主要特性和应用,设计：潘存云,新疆大学专用 作者：潘存云教授,推力球轴承低不允许 只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合,7,表16-2 滚动轴承的主要类型和特性（续）,轴承名称、,类型及代号,结构简图,承载方向,极限转速,允许角偏差,主要特性和应用,设计：潘存云,推力圆柱,滚子轴承,80000,低,不允许,能承受很大的单向轴向载荷。,设计：潘存云,圆柱滚,子轴承,N0000,较高,24,能承受较大的径向。因线性接触，内外圈只允许有小的相对偏转。除U结构外，还有内圈无挡边(NU)、外圈单挡边(NF)、内圈单挡边(NJ)等型式,设计：潘存云,滚针轴承,a)NA0000,b)RNA0000,低,只能承受径向载荷。承载能力大，径向尺寸特小。一般无保持架，因而滚针间有摩擦，极限转速低。,不允许,a),b),新疆大学专用 作者：潘存云教授,表16-2 滚动轴承的主要类型和特性（续）轴承名称、结,8,1.承载能力,承受径向载荷为主；,几点说明：,由于结构不同，各类轴承的使用性能也不相同，现说明如下。,滚子轴承,(1.53),球轴承,在同样的外形尺寸下。,2.极限转速,当,d,20 mm,时，两者承载能力接近，宜采用球轴承。,因滚子轴承贵角接触球轴承可以同时承受径向载荷和轴向载荷。,0,45,45,100,时，C,引进温度系数,f,t,进行修正。,3,10/3,=,一恒定径向(或轴向)载荷，在该载荷作用下，滚动轴承具有与实际载荷作用下的寿命。,表16-9 温度系数,轴承工作 温度,温度系数,f,t,100,250,200,150,125,300,1,0.95,0.90,0.70,0.80,0.60,新疆大学专用 作者：潘存云教授,大量试验得如下关系：寿命指数：-球轴承-滚子轴承用小,21,表16-10 载荷系数,载荷性质 无冲击或轻微冲击 中等冲击 强烈冲击,f,P,1.01.2,1.21.8,1.83.0,修正结果：,工作中冲击振动 C,引进载荷系数,f,P,进行修正。,新疆大学专用 作者：潘存云教授,表16-10 载荷系数 载荷性质 无冲击或轻微冲击,22,表16-11 轴承预期寿命L,h,的参考值,使 用 场 合,不经常使用的仪器和设备,500,L,h,/h,短时间或间断使用，中断时不致引起严重后果,40008000,间断使用，中断时会引起严重后果,800012000,每天8h工作的机械,1200020000,每天24h连续工作的机械,4000060000,四、当量动载荷的计算,滚动轴承的基本动载荷是在一定的实验条件下确定的。对于向心轴承是指轴承承受纯径向载荷；对于推力轴承是指承受中心轴向载荷。实际情况可能既受径向载荷又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与实验条件相同的载荷后，才能和基本额定动载荷进行比较。换算后的载荷是一种假定载荷，称为当量载荷。,含义：,当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷,双重影响,，经换算后的,假想载荷,。其效果与某一个基本额定动载荷相当。,计算公式：,P=,X,F,r,+,Y,F,a,X-,径向动载荷系数；,Y-,轴向动载荷系数。,向心轴承：,P=F,r,推力轴承：,P=F,a,查表1612 P260,新疆大学专用 作者：潘存云教授,表16-11 轴承预期寿命Lh的参考值 使 用 场,23,表16-12 向心轴承当量载荷系数X、Y的值,轴承类型,深沟球轴承,0.172 0.19 2.3,12.3F,a,C,0r,e,F,a,/F,r,e,F,a,/F,r,e,X,Y,X,Y,0.345 0.22 1.99,0.689 0.26 1.71,1.03 0.28 1.55,1.38 0.30 0.56 1.45 1 0,0.178 0.38 1.47,0.357 0.40 1.40,0.714 0.23 1.30,1.07 0.46 1.23,=,15 1.43 0.47 0.44 1.19 1 0,角接触球轴承,=25,-0.68 0.41 0.87 1 0,=4,0 -1.14 0.35 0.57 1 0,圆锥滚子轴承,(单列)-1.5tg,0.4 0.4ctg,1 0,调心球轴承,(双列)-1.5tg,0.65 0.65ctg,1 0,(单列),设计：潘存云,新疆大学专用 作者：潘存云教授,表16-12 向心轴承当量载荷系数X、Y的值轴承类型 深,24,设计：潘存云,五、角接触向心轴承轴向载荷的计算,受力分析：,F,r,由于,的存在，即使在径向载荷的作用下，其接触力可分解为径向和轴向两个分量。,F,i,=F,i,+F”,i,F,i,F”,i,F,总轴向力,F=,F,i,为使内部轴向力平衡，以免轴串动，这种轴承应:,成对使用，对称安装。,下面分两个轴承面对面或背对背安装两种情况进行详细分析,F,i,表16-13 角接触向心球轴承,轴承类型,角接触向心球轴承,F eF,r,0.68,F,r,1.14,F,r,圆锥滚子轴承,=,15,=,25,=,40,F,r,/(2Y),Y是 的轴向系数,e,F,r,F,a,-内部轴向力,F的近似值可按如下近似公式计算,第i个滚动体,新疆大学专用 作者：潘存云教授,设计：潘存云五、角接触向心轴承轴向载荷的计算受力分析：Fr由,25,设计：潘存云,a,1,a,2,O,1,O,2,1,2,1.若,F,A,+,F,2,F,1,压紧端：,F,a1,=,F,A,+,F,2,放松端：,F,a2,=,F,2,2.若,F,A,+,F,2,F,26,设计：潘存云,a,2,a,1,O,1,O,2,1,2,外圈宽边相对安装(反装),F,a,F,2,F,r2,F,1,F,r1,反装时选左边的轴承为1，右边的轴承为2。,1.若,F,A,+,F,2,F,1,则有：,结论与正装相同！,压紧端：,F,a1,=,F,A,+,F,2,放松端：,F,a2,=,F,2,2.若,F,A,+,F,2,F,1,则有：,放松端：,F,a1,=,F,1,压紧端：,F,a2,=,F,1,-,F,A,结论：,放松端轴承的轴向载荷=,内部轴向力,压紧端轴承的轴向载荷=,其余轴向力的代数和,本身除外,新疆大学专用 作者：潘存云教授,设计：潘存云a2a1O1O212外圈宽边相对安装(反装)Fa,27,一、滚动轴承的润滑,润滑剂,润滑目的-,减小摩擦、减轻磨损，吸振、降温、降噪。,16-4 滚动轴承的润滑和密封,密封目的-,防止灰尘、水分进入轴承，阻止润滑剂流失。,润滑脂,润滑油,固体润滑剂,用于特殊场合,用速度因素,dn,值作为选择润滑剂的条件:,-常用,-高速、高温,当,dn,(1.52),10,5,mm,r/min,时，采用脂润滑，否则用油润滑。,脂润滑优点：,不容易流失、便于密封和维护，充填一,次，可运转较长时间。,油润滑优点：,摩擦阻力小、能散热，可在,高速、高温,环,境下使用。,dn间接反映了轴颈的圆周速度。,新疆大学专用 作者：潘存云教授,一、滚动轴承的润滑润滑剂 润滑目的-减小摩擦、减轻磨损，吸,28,二、滚动承的密封,润滑油的选择：,润滑油的粘度根据速度因素,dn,和工作温度,t,来确定。,设计：潘存云,1000000,500000,200000,100000,50