13H第13章滚动轴承---韩泽光--北航书.

1yesno滑动轴承滚动轴承轴承bearing第13章滚动轴承P2032yesno§13-1概述外圈、内圈、滚动体、保持架。P2033yesno§13-2滚动轴承的主要类型、代号及选择P204一、滚动轴承的主要类型4yesno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）。接触角↑→轴向承载能力↑接触角，是滚动轴承一个重要参数。轴承的受力分析、承载能力等，都与接触角有关。αP2045yesno设计：潘存云设计：潘存云α=0˚轴承类型公称接触角向心轴承推力轴承径向接触角接触轴向接触角接触0˚α45˚αα=90˚α45˚α90˚α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）。主要承受径向载荷主要承受轴向载荷6yesno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1000中2˚~3˚主要承受径向载荷，同时也能承受少量轴向载荷。因为外滚道表面是球面，故能调心。P2057yesno设计：潘存云调心滚子轴承2000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，具有调心性能。设计：潘存云圆锥滚子轴承3000中2’能同时承受较大的径向、轴向载荷。因线接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，对称使用。设计：潘存云推力球轴承5000低不允许a)单向轴承名称、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8yesno深沟球轴承6000高8’~16’能同时承受较大的径向、轴向载荷。因线接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便。角接触球轴承7000高设计：潘存云2’~10’能同时承受较大的径向、轴向载荷。α大，承载能力越大，有三种规格。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9yesno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8000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N000较高2’~4’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，因滚针间有摩擦，极限转速低。不允许a)b)10yesno1.承载能力滚子轴承承载能力≈(1.5-3)球轴承承载能力。当d≤20mm时，两者承载能力接近，采用球轴承。载荷大、冲击载荷：采用滚子轴承2.极限转速转速过高→温度↑→润滑失效→滚动体回火胶合破坏。极限转速：滚动轴承，在一定载荷与润滑条件下，允许的最高转速。轴承内径dP204P20511yesno设计：潘存云3.角偏差影响轴承正常运转。角偏差↑→可采用调心轴承。滚针轴承对轴线倾斜最敏感，避免在轴线有倾斜的情况下使用。轴承由于安装误差，或轴的变形等，都会引起内外圈中心线，发生相对倾斜。倾斜角称为角偏差。调心轴承θ12yesno轴承对比总结N27313yesno二、滚动轴承的代号P206表示:类型、结构、尺寸、公差等级、技术性能特征等的产品代号。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宽度系列代号直径系列代号14yesno说明滚动轴承62203的含义62203内径代号：d=17mm直径系列代号：轻系列宽度系列代号：宽系列类型代号：深沟球轴承左起第二位：宽度系列代号左起第一位：类型代号左起第三位：直径系列代号左起第四、五位：内径代号基本代号15yesno说明滚动轴承7312AC/P6的含义7(0)312AC/P6后置代号：公称接触角α=25˚内径代号：d=12×5=60mm直径系列代号：中系列宽度系列代号：正常系列后置代号：公差等级6级左起第二位：宽度系列代号左起第一位：类型代号左起第三位：直径系列代号左起第四、五位：内径代号类型代号：角接触球轴承后置代号基本代号16yesno说明滚动轴承62203的含义Example:说明滚动轴承7312AC/P6的含义Example:说明滚动轴承7208AC的含义Example:P207,16-1P225,13-317yesno滚动轴承6310，6410，6210，6110,承载能力最高极限转速最高深沟球轴承类型P208三、滚动轴承的类型选择18yesno§13-3滚动轴承的载荷、应力、失效形式和计算准则一、滚动轴承的载荷P20819yesno设计：潘存云Fr滚动体受力分析受纯径向载荷Fr时，上半圈滚动体不受力；下半圈各滚动体，受力大小，方向均不同。可以导出：zFFr5max所有水平分力，相互抵销，铅垂分力，与外载荷平衡。受纯轴向载荷时，各滚动体受力相同；径向载荷的分布Fmaxδz为滚动体的总数。P20920yesno三、滚动轴承的失效形式和计算准则疲劳破坏永久变形早期磨损胶合内外圈和保持架破裂维护保养不当造成P210二、滚动轴承的应力特性P209§13-4滚动轴承的设计计算P21021yesno一、轴承寿命轴承寿命：在一定转速下，出现疲劳扩展迹象之前的工作小时数。可靠度R：一组相同轴承，能达到或超过规定寿命的百分率。设计：潘存云2051015501000R(%)轴承的寿命曲线106r单位：百万转（106r），或小时寿命为1百万转时，可靠度为90%。寿命为5百万转时，可靠度只有50%P210P211/百万转轴承寿命22yesno基本额定寿命L：一组同一型号轴承，在同一运转条件下，可靠度R为90%时，能达到或超过的寿命。记作L（单位：百万转）或Lh（单位：小时）。在到达基本额定寿命时，有90%的轴承没坏，只损坏了10%。对于单个轴承而言，能达到或超过此寿命的概率为90%P21123yesno基本额定动载荷C：当轴承运转达到一百万转时，轴承所能承受的载荷。.向心轴承：径向基本额定动载荷，记为：Cr推力轴承：轴向基本额定动载荷，记为：Ca试验表明：单位：N当量动载荷P：在该载荷作用下，轴承具有的寿命，与实际载荷作用下具有的寿命，相同。P211P211P212修正后：24yesno所选轴承是否合格：N27925yesno若一滚动轴承的基本额定寿命为530000转，则该轴承所受的当量动载荷基本额定动载荷。大于61053.0530000当轴承运转达到一百万转时，轴承所能承受的载荷。610在该载荷作用下，轴承具有的寿命，与实际载荷作用下具有的寿命，相同。26yesno计算公式：P=XFr+YFa向心轴承，只受径向载荷Fr时：P=Fr推力轴承，只受轴向载荷Fa时：P=FaX径向动载荷系数；Y轴向动载荷系数。P212P212二、当量动载荷P的计算P21227yesno三、角接触向心轴承，轴向载荷的计算为使轴承内部，轴向力平衡，避免轴串动，这种轴承应该:成对使用，对称安装。设计：潘存云外圈窄边，相对安装(正装)设计：潘存云外圈宽边，相对安装(反装)成对使用，对称安装方法，有两种P21428yesno设计：潘存云外圈窄边，相对安装(正装)29yesno外圈窄边，相对安装(正装)外圈宽边，相对安装(反装)面对面安装背靠背安装载荷作用中心靠边载荷作用中心远离30yesno面对面安装背靠背安装载荷作用中心靠边载荷作用中心远离缩短轴的跨距增大轴的跨距常用不常用31yesno设计：潘存云外圈窄边，相对安装(正装)面对面安装载荷作用中心靠边缩短轴的跨距常用32yesno设计：潘存云αrFsF轴承在径向力作用下，会在轴承的内部，产生内部轴向力rFsF?sF轴承类型角接触向心球轴承eFr0.68Fr1.14Fr圆锥滚子轴承α=15˚α=25˚α=40˚Fr/(2Y)Y是的轴向系数eFrFasFP213P213已知径向力sF可查表查出内部轴向力rF33yesno1rF1sF2rF2sF已知：1rF2rF1sF2sF可查出可查出轴承类型角接触向心球轴承eFr0.68Fr1.14Fr圆锥滚子轴承α=15˚α=25˚α=40˚Fr/(2Y)Y是的轴向系数eFrFasFP213P21334yesno1rF1sF2rF2sFAFGiven：1rF2rFAF1sF2sF可查出可查出Find：两个轴承所受到的轴向力1aF2aFSolutionAF2sF1sF时，轴承1为压紧端1aFAF2aF轴承2为放松端2aF2sF轴平衡Example1:外加的轴向力2aF1aF35yesno1rF1sF2rF2sFAFAF2sF1sF时，轴承2为压紧端2aFAF1aF轴承1为放松端1aF1sF轴平衡结论：放松端轴承受到的轴向载荷=本身的内部轴向力压紧端轴承受到的轴向载荷，由平衡条件确定1aF2aF36yesno1rF1sF2rF2sFAFGiven：1rF2rFAF1sF2sF可查出可查出Find：两个轴承所受到的轴向力1aF2aFSolutionAF2sF1sF时，轴承1为压紧端1aFAF2aF轴承2为放松端2aF2sF轴平衡Example1:外加的轴向力2aF1aFagain37yesno1rF1sF2rF2sFAFAF2sF1sF时，轴承2为压紧端2aFAF1aF轴承1为放松端1aF1sF轴平衡结论：放松端轴承受到的轴向载荷=本身的内部轴向力压紧端轴承受到的轴向载荷，由平衡条件确定1aF2aF38yesno1rF1sF2rF2sFAF1rF2rFAF1sF2sF可求可求Find：两个轴承所受到的轴向力1aF2aFSoiution：AF1sF2sF时，轴承2为压紧端2aFAF1aF轴承1为放松端1aF1sF轴平衡Example2:1aF2aFGiven：39yesno1rF1sF2rF2sFAFAF1sF2sF时，轴承1为压紧端1aFAF2aF轴承2为放松端2aF2sF轴平衡2aF1aF结论：放松端轴承受到的轴向载荷=本身的内部轴向力压紧端轴承受到的轴向载荷，由平衡条件确定40yesno1rF1sF2rF2sFAF1rF2rFAF1sF2sF可求可求Find：两个轴承所受到的轴向力1aF2aFSoiution：AF1sF2sF时，轴承2为压紧端2aFAF1aF轴承1为放松端1aF1sF轴平衡Example2:1aF2aFGiven：again41yesno1rF1sF2rF2sFAFAF1sF2sF时，轴承1为压紧端1aFAF2aF轴承2为放松端2aF2sF轴平衡2aF1aF结论：放松端轴承受到的轴向载荷=本身的内部轴向力压紧端轴承受到的轴向载荷，由平衡条件确定42yesno1rF2rFAFGiven：1rF2rFAFExercise1:Find：两个轴承所受到的轴向力1aF2aF43yesno1rF1sF2rF2sFAFGiven：1rF2rFAFExercise2:Find：两个轴承所受到的轴向力1aF2aF简化画法44yesno§13-5滚动轴承的组合设计轴承类型的选择1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如设计：潘存云45yesno2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆锥滚子轴承；设计：潘存云46yesno设计：潘存云3.纯轴向载荷作用时，必须采用推力轴承。47yesno一、轴承的支承结构固定方式两端固定一端固定、一端游动P217两端游动（人字齿轮）P21748yesno二、轴承的轴向固定P218三、滚动轴承的配合P218五、轴承的拆装P221四、轴承的预紧方法加金属垫片磨窄套圈P22049yesno六、轴承的润滑润滑剂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(1.5~2)×105mm·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