滚动轴承和装置设计

轴承根据摩擦状态的不同，轴承分为：滚动轴承和滑动轴承支承轴及轴上的零件§13.1滚动轴承的类型、结构和特点§13.2滚动轴承类型代号和类型选择§13.3滚动轴承的寿命计算§13.4滚动轴承的组合设计第十三章滚动轴承内圈外圈滚动体保持架13.1滚动轴承的结构、类型及特点14.2.1滚动轴承的组成内圈、外圈、滚动体：轴承铬钢，硬度60HRC保持架：低碳钢、铜、铝、塑料。13.1滚动轴承的结构、类型及特点13.1滚动轴承的结构、类型及特点13.1滚动轴承的结构、类型及特点900向心轴承推力轴承接触角：滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向平面之间的夹角13.1滚动轴承的结构、类型及特点调心球轴承“1”类轴承调心滚子轴承“2”类轴承圆锥滚子轴承“3”类轴承接触角α角接触球轴承“7”类轴承α支点成对使用，对称安装FrFaFrαFa“正安装”“反安装”圆柱滚子轴承“N”类轴承深沟球轴承“6”类轴承只能承受径向力推力球轴承“5”类轴承只能承受轴向力Fa前置代号基本代号后置代号×××××轴承分部件代号对轴承技术性能的特殊要求代号公差等级代号★内部结构代号（字母）游隙代号★内径代号★宽度系列代号★类型代号23轴承代号分三段，基本代号在中间，前段表示分部件，结构、精度在后边。直径系列代号★/P×/C×基本代号怎么看：抓两头，留中间。13.2滚动轴承的代号和类型选择13.2.1滚动轴承的代号滚动轴承代号举例62312---深沟球轴承---无特殊结构---内径60毫米---公差等级代号略---游隙代号略/P0/C07208AC/P5---内径40毫米---角接触球轴承---公差等级5级---接触角α=25度1.轴承的载荷重载选滚子轴承；载荷的大小｛轻载选球轴承。载荷的方向只有径向力时选向心轴承；只有轴向力时选推力轴承同时有径向、轴向力时，选角接触轴承或向心与推力轴承组合。13.2滚动轴承的代号和类型选择13.3.2滚动轴承类型的选择轴的刚度低4.安装和拆卸（选可分离轴承）2.轴承的转速球轴承极限转速高于滚子轴承。当工作转速高时应选球轴承或轻系列轴承。3.调心性能要求轴承有极限转速nlim，应使nnlim。（用球面调心轴承）不同心13.2滚动轴承的代号和类型选择第十四章滚动轴承及装置设计§13.1滚动轴承的类型、结构和特点§13.2滚动轴承类型代号和类型选择§13.3滚动轴承的寿命计算§13.4滚动轴承的组合设计13.3滚动轴承的寿命计算13.3.1滚动轴承的失效形式和设计准则13.3滚动轴承的寿命计算2.设计准则对于一般转速的轴承，即10r/minnnlim,如果轴承的制造、保管、安装、使用等条件均良好时，轴承的主要失效形式为疲劳点蚀，因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算。对于低速轴承，即n10r/min，可近似地认为轴承各元件是在静应力作用下工作的，其失效形式为塑性变形，应进行以下不发生塑性变形为准则的强度计算。13.3滚动轴承的寿命计算出现点蚀前的转数或工作小时数。寿命：基本额定寿命：一个轴承达到基本额定寿命的概率是。90%一组轴承中，90%的轴承出现点蚀前工作的转数或工作小时数。（或）10LhL当轴承基本额定寿命达到转时，轴承所能承受的载荷值称基本额定动载荷，CkN。61010L基本额定动载荷13.3滚动轴承的寿命计算13.3.2滚动轴承的承载能力计算寿命计算式常数e10LPr10L610P01234PLC1eCe)(10PCLr106hPCnLhe)(6010610球轴承e=3滚子轴承e=10/3fTfT13.3滚动轴承的寿命计算例轴承基本额定动载荷Cr=51.5kN，FR=12000N求L10=?FR)1200051500()(10ePCL)10(6r310=128.4FRFAP=?13.3滚动轴承的寿命计算当量动载荷是与实际载荷等效的假想载荷。对于只承受径向力的向心轴承对于只能承受轴向力的推力轴承对于同时承受径向和轴向力的轴承)(ARFYFXFfPAFFfPRFFfP四.滚动轴承当量动载荷Pe)(10PCLr610径向和轴向载荷系数载荷系数N类RFAFrFaF表示轴向力较大，计算P时应考虑Fa。表示轴向力较小，计算P时可忽略FA。e－判断系数,e值大的轴承，承受轴向载荷的能力高。对单列3、6、7类轴承：X、Y=?αrFaFeFFRA当时，X=1,Y=0P=fFFR0,0YX当时，)(arFYFXFfPeFFRA轴承类型Fa/Core单列轴承双列轴承（成对安装单列轴承）Fa/FreFa/Fr≤eFa/FreFa/Fr≤eXYXYXYXY深沟球轴承（60000型）0.0840.110.170.280.280.300.340.380.561.551.451.311.15100.561.4510角接触球轴承=15°(70000C型)0.0580.0870.120.170.290.430.460.470.500.550.441.301.231.191.121.02100.722.112.001.931.821.6611.461.381.341.261.14=25(70000AC型)—0.680.410.87100.671.4110.92=40(70000B型)—1.140.350.57100.570.9310.55表13-8系数X和YFAαtan11niNiniiSSFFF内部轴向力计算时FS=××·FR式给出iSFiFNiF1NF3NF2NFFR角接触轴承（3、7类）轴向载荷FA的计算表13-10约有半数滚动体接触时内部轴向力FS的计算公式圆锥滚子轴承角接触球轴承70000C(＝15º)70000AC(＝25º)70000B(＝40º)FS=Fr/(2Y)FS=0.4FrFS=0.7FrFS=1.14Fr1212)1SaSFFF12)2SaSFFF12)3SaSFFF2211,SASAFFFF正装（面对面）1SFaF1RF2RF2SF轴承1被压紧，有，SF12如果，12SaSFFF1SFaF1RF2rF2SFSSAFFF11SSaSFFFF1222SAFFaSFF2轴上合力方向SF轴承2被放松，无，SF11SAFF12SSaSFFFFaSFF1SSAFFF22轴上合力方向SF12如果，12SaSFFF1SFaF1RF2rF2SF轴承2被压紧，有，SF轴承1被放松，无，SF2RF1RF2SF1SFaF12角接触轴承Fa的求法：1.根据轴向合力方向判定“压紧”和“放松”轴承；2.松轴承的轴向力FA=自身的内部轴向力FS；3.紧轴承的轴向力FA=除去自身的内部轴向力，其它轴向力的代数和。综上所述：如果12SaSFFF｛aSAFFF12轴承2压紧11SAFF轴承1放松aSAFFF21轴承1压紧22SAFF轴承2放松如果12SaSFFF｛轴承被压紧，轴承被压紧，如果12SaSFFF｛如果12SaSFFF｛轴承被放松;轴承被放松，12122SF2RF1RF1SFaF12反装（背对背）11SAFF22SAFFaSAFFF21aSAFFF1255001RF30001aF80002aF65002RF12已知轴系用一对圆锥滚子轴承支承，载荷如图，轴承的内部轴向力FS=FR/(2Y)，Y=1.5，求FA1、FA2=?1、求FSNYFFRS18335.125500211NYFFRS21675.1265002222、求FA※画出Fd方向12716750002167SaSFFFNFFFaaa500012NFFFaSA716721NFFSA2167221轴承，2轴承。压紧放松55001RF30001aF80002aF65002RF12图示轴系采用一对7312AC轴承支承，正安装，基本额定动载荷Cr=77.8kN,n=3000r/min。已知：FR1=1800N，FR2=4200N,Fa=1000N，轴承内部轴向力FS=0.68FR，e=0.68,当时，X=0.41,Y=0.87；取载荷系数fF=1.2，试计算轴承的寿命L10h。eFFRA1RFaF2RF1、求内部轴向力FSNFFNFFRSRS285668.0122468.022111RFaF2RF画出方向1SF2SF2、求FA12385628561000SSaFNFFNFFFaSA385621NFFSA285622轴承2放松，轴承1压紧，3、求P68.01.21800385611eFFRA,87.0,41.011YXNFYFXfPARF4911)385687.0180041.0(2.1)(11111eFFRA68.04200285622,0,122YXNFFYFXfPRARF504042002.12.1)(2222224、求hL10NP50402NP49111一对轴承，选P值大的计算额定寿命。e21016667PCnLhe3h204355040778003000166673轴承达到额定寿命的概率是%。90当P增大一倍时，轴承的额定寿命降低e211RF1000aF2RF12241SF28562SF如果Fa反向，大小不变，求FA1、FA2=？21222412241000SSaFNFFNFFFaSA185621NFFSA285622轴承2放松，轴承1压紧，第十四章滚动轴承及装置设计§13.1滚动轴承的类型、结构和特点§13.2滚动轴承类型代号和类型选择§13.3滚动轴承的寿命计算§13.4滚动轴承的组合设计13.4.1支承部分的刚度和同轴度轴承座孔壁应有足够的厚度，并用加强肋增强其刚性。支撑结构中同一根轴上的轴承座孔尽可能同心。角接触轴承安装方式不同时轴承组合的刚性也不同。13.4滚动轴承的组合设计为了保证轴与轴上旋转零件正常运行，还应解决轴承组合的结构问题，其中包括，轴承组合的轴向固定，轴承与相关零件的配合，间隙调整、装拆、润滑等一系列问题。13.4.2轴承的轴向固定13.4滚动轴承的组合设计1.两端固定支承△(尺寸很小)Fa力调整垫片13.4滚动轴承的组合设计13.4.3轴系支撑结构设计FA力调整垫片一对角接触球轴承（正装）应用场合：温升较低的短轴2.一支点固定、一支点游动FA支承方式213.4.4轴承的调整13.4滚动轴承的组合设计13.4滚动轴承的组合设计13.4滚动轴承的组合设计13.4滚动轴承的组合设计13.4.5滚动轴承的配合与装拆1．滚动轴承的配合滚动轴承是标准件，轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。在设计时，应根据及其的工作条件、载荷的大小及性质、转速的高低、工作温度及内外圈中哪一个套圈跳动等因素选择轴承的配合。−当外载荷方向不变时，转动套圈应比固定套圈的配合紧一些。−高速、重载情况下应采用较紧配合。−作游动支撑的轴承外圈与座孔间应采用间隙配合，但又不能过松而发生相对转动−轴承与空心轴的配合应选用较紧配合，部分式轴承座座孔与轴承外圈的配合应较松。−充分考虑温升对配合的影响。13.4滚动轴承的组合设计2．滚动轴承的装拆（1）轴承的安装冷压法热套法（2）轴承的拆卸采用中用工具或压力机拆卸轴承为方便拆卸，轴上定位轴肩的高度应小于轴承内圈的高度。13.4滚动轴承的组合设计13.4.6轴承的预紧轴承的预紧就是在安装轴承时使其受到一定的轴向力，以消除轴承的游隙并使滚动体和内、外圈接触处产生弹性预变形。预紧的目的在于提高轴承的刚度和旋转精度。13.4滚动轴承的组合设计13.4.7滚动轴承的润滑1．润滑的目的润滑可以降低滚动轴承内部的摩擦，减少磨损和发热量；轴承的摩擦发热使轴承升温，油润滑可以到起冷却作用，从