第九章滚动轴承

机械设计讲稿第九章滚动轴承第1页共7页第九章滚动轴承教学基本要求：(1)了解各类滚动轴承的结构特点，能正确选择轴承的类型。(2)熟悉滚动轴承代号，掌握常用滚动轴承的类型和代号。(3)熟练掌握滚动轴承承载能力校核计算方法。(4)能正确进行滚动轴承部件的组合设计，会画滚动轴承部件装配图。本章重点：（1）滚动轴承的结构特点及类型选择（2）滚动轴承承载能力校核计算方法（3）滚动轴承部件的组合设计教案：§9-1概述一、滚动轴承的结构及特点1、结构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::::2、特点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,§9-2滚动轴承类型、代号、选择一、滚动轴承的类型接触角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载荷角β：总载荷N与径向平面的夹角按承载方向主要承受轴向力推力轴承推力角接触轴承轴向接触轴承主要承受径向力向心轴承向心角接触轴承径向接触轴承,904590,:4500具体类型特点见表14-1二、滚动轴承的代号（GB/T272-92）前置代号基本代号后置代号机械设计讲稿第九章滚动轴承第2页共7页1、基本代号XX(X)(X)X内径代号尺寸系列代号直径系列宽度系列类型代号（1）内径代号：（右起1、2位）内径代号0001020304~96内径尺寸mm10121517代号×5（20~480mm）（2）尺寸代号：（右起3、4位）内径相同，外径、宽度变化a、直径系列（右起第3位）—结构、内径相同，外径、宽度变化1、2、3、4相同内径，外径尺寸依次递增。例：图示向心轴承、向心推力轴承直径系列尺寸变化b、宽度系列（右起第4位）—结构相同，内径、直径系列相同，宽度变化（3）类型代号：深沟球轴承6206,圆锥滚子轴承30205,角接触球轴承7204调心球轴承1200,调心滚子轴承213002、后置代号:（字母或数字）对基本代号的补充，表示结构、尺寸、公差、材料等特殊要求（1）内部结构代号：同类轴承内部结构不同，字母紧跟基本代号例：角接触球轴承接触角不同73208C(AC、B)，接触角α=15（25、40）（2）公差等级：序号新标准精度代号旧标准精度代号备注示例1/P0（普通级）G0级代号中不标31309/P6圆锥滚子轴承P6级精度内径452/P6E3/P6XEX4/P5D5/P4C6/P2B(3)3、前置代号（字母：表示轴承可分离的部件）例：L—表示可分离的轴承内、外圈LNU207—内圈无档边圆柱滚子轴承的内圈尺寸系列机械设计讲稿第九章滚动轴承第3页共7页三、滚动轴承的类型选择原则：轴承特性与工作条件相匹配1、类型选择（1）承载情况纯轴向载荷—用轴向接触轴承(推力轴承)纯径向载荷—用径向接触轴承（向心轴承）径向+轴向载荷（角接触轴承）：承与向心轴承组合轴向载荷较大：推力轴接触轴承轴向载荷稍大：向心角承（深沟球轴承）轴向载荷较小：向心轴（2）转速要求要求：轴承极限转速maxnn，高速、要求旋转精度高时，优先采用球轴承（3）调心性要求长轴（刚度不高）或多支点轴，要求轴承具有调心性—选调心轴承（4）承载、抗冲击能力载荷大或有冲击载荷时，用滚子轴承（5）空间限制径向尺寸受限时—滚针轴承（6）装拆方便内外圈可分离：圆锥滚子、圆柱滚子；长轴上安装：带内锥孔及紧定套的轴承（7）价格球轴承价低，滚子轴承价高2、尺寸选择型号选择：内径、外径、宽度—选定类型、初定型号、验算寿命§9-3滚动轴承内部载荷分布与失效形式一、载荷分布纯轴向载荷：滚动体均匀受载径向载荷：滚动体受载不均（承载、非承载区）二、轴承元件应力变化轴承元件（内外圈、滚动体）受脉动循环变应力作用机械设计讲稿第九章滚动轴承第4页共7页三、动轴承的失效形式1、点蚀—经常转动轴承的主要失效形式轴承元件受变化接触应力H作用，经过一定的循环次数后，在内外圈滚道或滚动体上出现点蚀坑。2、局部塑变—静止或低速（min/10rn）轴承的主要失效形式过大的静载荷或冲击载荷使局部应力超过屈服限s，导致滚动体或内外圈表面产生塑性变形。3、胶合、磨损、套圈或保持架断裂—维护不当、润滑不良四、滚动轴承的设计准则1、min/10rn验算轴承寿命2、min/rn10(静止、不常转动、摆动)验算静强度§9-4滚动轴承的寿命计算一、基本概念1、单个轴承的寿命一定载荷下，滚动体或内、外圈三者中任一件出现点蚀时，轴承转过的转数L说明：影响轴承寿命的因素很多，同型号、同批次轴承，在相同的条件下运转，单个轴承寿命离散很大，设计中采用统计方法描述一批轴承的寿命。2、基本额定寿命（统计值）一批同型号轴承，相同条件下运转，其中10%失效时所转过的转数L10（或小时数L10h）为该批轴承的基本额定寿命（可靠度90%）注意：对应基本额定寿命的失效概率为10%；设计中以基本额定受命作为轴承受命问题：载荷不同，基本额定寿命不同3、基本额定动载荷C机械设计讲稿第九章滚动轴承第5页共7页轴承的基本额定寿命为106转时，轴承所能承受的载荷①轴承承载能力的度量（查手册），②对应于C,基本额定受命为L10=1(106),可靠度为90%③C的性质向心轴承：C是径向载荷推力轴承：C是轴向载荷4、滚动轴承的寿命计算问题：载荷=C时，寿命L10=106转载荷=P时，寿命L10=？由试验知)(PCfLt10106转)(PCfnLth60106小时式中C—基本额定动载荷（查表）ft—温度系数（查表t120时轴承寿命降低）n—轴承转速r/minε—寿命系数，球轴承3，滚子轴承310P—当量动载荷5、当量动载荷P额定动负荷C:轴向载荷推力轴承径向载荷向心轴承寿命计算公式中，P与C应是同性质的载荷实际载荷轴向载荷推力轴承径向载荷向心轴承当量动负荷轴向载荷径向PP:假想载荷，轴承在P的作用下与实际载荷作用下的寿命相同。)(YAXRffPmdYX,—径向载荷、轴向载荷系数（查表）AR,—轴承承受的径向和轴向载荷(支承反力)df—动载荷系数（查表）mf—力矩载荷系数，力矩大时mf=2，力矩小时mf=16、深沟球轴承的轴向力A计算由轴系的结构和轴上的轴向外载荷决定。机械设计讲稿第九章滚动轴承第6页共7页7、向心角接触轴承的轴向载荷A计算1派生轴向力s由向心角接触轴承的结构特点决定，轴承承受径向载荷,就产生附加的轴向载荷，即派生轴向力。取内圈为分离体，每个滚动体对内圈的反力为派生轴向力SSSRPPNiiiii（1）S的数值取决于轴承的结构和径向为载荷，与轴向外载荷无关),(RfS（2）S的方向是由外圈的宽边指向窄边（3）S的计算式表14-82A的计算公式RAFF,—轴系承受的轴向和径向外载荷（已知）21RR,—轴承承受的径向载荷（径向支反力）21AA,—轴承承受的轴向载荷（轴向反力--待求）正安装：反安装：跨距减小；跨距增大S相对；S相背外圈窄边相对外圈窄边相背AAFSSAFSSA122211,max,maxAAFSSAFSSA122211,max,max即：AFSSA对面本身,max±--FA与S对面同向“+”、反向“-”机械设计讲稿第九章滚动轴承第7页共7页总结：)(PCfLt10)(YAXRffPmd求支反力①角接触轴承：AFSSA对面本身,max②深沟球轴承：由结构和轴向外载荷判定§9-4滚动轴承的静强计算一、基本额定静载荷0C受力最大的滚动体与滚道接触处产生永久变形量的总和为滚动体直径的0.0001倍时所加的载荷.二、当量静载荷0PAYRXP000三、静强度计算000SPC