滚动轴承培训教材

选用合适的类型、尺寸摩擦阻力小；启动快；效率高安装、润滑、密封优点：设计：标准件安装、维修方便；制造成本低应用广泛第十八章滚动轴承一、滚动轴承的结构第一节滚动轴承的结构、主要类型和代号1.组成及作用2.工作情况滚动体滚动轴承保持架滚道内、外圈多数情况内圈轴颈外圈轴承座、机座软钢、青铜、尼龙内圈、外圈、滚动体保持架GCr15、GCr15SiMn3.材料滚动体的形状1.分类二、类型滚动体与套圈滚道接触点（或线）的公法线与轴承径向平面的夹角接触角α=00≤45°45°90°=90°(a)(b)(c)(d)向心轴承径向力向心角接触轴承推力角接触轴承推力轴承径向力（主要）轴向力径向力轴向力（主要）轴向力球轴承滚子轴承常用滚动轴承的类型滚子轴承——承载能力高，极限转速低按滚动体形状：球轴承——承载能力低，极限转速高③角接触球轴承——7②圆锥滚子轴承——3几种最常用的滚动轴承：①深沟球轴承（向心球轴承）——6表3-1图⑴接触角α2.几个概念⑵角偏位内圈相对于外圈偏转的角度β——偏转角β使内、外圈轴线不重合——角偏位能自动适应角偏位，并保证正常工作的性能自动调心：⑶极限转速在一定载荷及润滑条件下轴承许可的最高转速球nlim＞滚子nlim（一般情况）工作转速＜极限转速(数字、字母）三、代号前置代号基本代号后置代号（字母）∣轴承分部件代号(字母+数字)∣其他代号∣特殊轴承材料代号∣密封与防尘代号∣内部结构代号∣公差等级代号∣保持架及材料代号∣游隙代号∣内径代号∣宽度系列代号∣直径系列代号∣类型代号××××向心轴承：8、0、1、2、3、4、5、6宽度递增（用数字或字母表示）1、基本代号—调心滚子轴承—内圈无挡边圆柱滚子轴承123567NNU—深沟球轴承—圆锥滚子轴承—角接触球轴承—调心球轴承—推力球轴承（2）尺寸系列（基本代号右起三、四位）宽度系列（右起第四位）(可省略)数字0～9（1）类型代号推力轴承：7、9、1、2高度递增—外圈无挡边圆柱滚子轴承直径系列（右起第三位）数字0～9向心轴承：7、8、9、0、1、2、3、4外径递增推力轴承：0、1、2、3、4、5外径递增（3）内径代号（右起一二位数字）a)d=10,12,15,17mm时代号：00010203b)d=20～480mm时d=代号×5(mm)c)d=22，28，32mm时代号=内径尺寸直径代号/内径代号2、前置代号——表示轴承的分部件，用字母表示3、后置代号——轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等（1）内部结构代号C、AC、B——角接触球轴承的接触角°=15α°25°40加强型的圆柱滚子轴承E公称接触角增大的圆锥滚子轴承B带1～12圆锥孔的调心球轴承K（3）公差等级代号/P2、/P4、/P5、/P6、/P6X—普通级可省略精度高低2.仅受径向力向心轴承（60000，N0000，NU00000）7210AC-一、载荷性质、大小和方向例如：1.载荷大、有振动和冲击——滚子轴承第二节滚动轴承类型的选择4.同时受有径向力和轴向力62/22/P4NU2208/P6载荷小、无振动和冲击——球轴承3.仅受轴向力推力轴承（50000）⑶径向力＜＜轴向力向心、推力轴承组合⑴径向力＞轴向力（60000、70000C、30000）⑵径向力＜轴向力（70000AC、30000B）二、自动调心性能的要求轴变形大时三、转速五、经济性不宜与其他类型的轴承同用，以免影响调心效果注意：四、安装尺寸调心球轴承滚子轴承一、滚动轴承的失效形式第三节滚动轴承的计算点蚀1.疲劳点蚀进入非承载区进入承载区Q,HQ,HTT进入非承载区进入承载区Q,HQ,HTT滚动体——不稳定脉动循环变应力套圈——稳定的脉动循环变应力接触应力噪音振动温度失效轴承尺寸使用期限给定使用期限在给定载荷下，不发生失效目的：受轴向载荷Fa各滚动体平均分担受径向载荷Fr上半圈滚动体不受力下半圈滚动体受力静载大、冲击大2.塑性变形3.其他失效形式局部σ＞σs套圈断裂、滚动体破碎、保持架破损、磨损、擦伤、锈蚀失效塑性变形转速很低或作间歇摆动计算准则：一般轴承——疲劳寿命计算（针对点蚀）、静强度计算低速或摆动轴承——只进行静强度计算高速轴承——进行疲劳寿命计算、校验极限转速。1.向心轴承（圆柱滚子轴承、滚针轴承）二、滚动轴承的当量载荷Pr（Pa）Y——轴向系数Pr=fp·FrX——径向系数2.推力轴承（α=90°）承受纯径向载荷Fr3.Fr、Fa（深沟球、调心、角接触球、圆锥滚子轴承）fp——载荷系数只受轴向载荷FaPa=fp·FaPr=fp（XFr+YFa)⑴载荷作用中心O4.角接触球轴承、圆锥滚子轴承Fa的计算⑵内部轴向力FsFs的方向：沿轴向由外圈宽端面指向窄端面O——滚动体法向载荷向量与轴心线的交点a——O至外圈宽边端面的距离Fs=ΣFsi当L较大时，用轴承宽度中点作为计算支点的位置a计算支点跨距LFQi=FRi+FsiFr圆锥滚子轴承：Fs=Fr/2Y角接触球轴承α=15°Fs=eFrα=25°Fs=0.68Frα=40°Fs=1.14FrY是Fa/Fr＞e时的轴向系数⑶轴向载荷Fx+Fs1=Fs2+F´s2Fa2=Fs1+FxFx+Fs1＞Fs2∴Fa1=Fs1Fx+Fs1＜Fs2Fx+Fs1+F´s1=Fs2∴Fa2=Fs2Fa1=Fs2－Fx反安装（DB）正安装（DF）Fx+Fs2＞Fs1∴Fa2=Fs2Fa1=Fs2+FxFx+Fs2＜Fs1∴Fa1=Fs1Fa2=Fs1－FxFsj、Fx同向取+2.由Fs1、Fs2、Fx判断阻挡位置1.根据轴承安装方式画出Fs1、Fs2、Fx，并计算Fs1、Fs23.非阻挡端：Fai=Fsi阻挡端：Fai=Fsj±Fx总结：⑵当P、L10给定时，怎样选轴承？1.基本概念2.计算公式问题：向心轴承：Cr⑴P≠C时，L10=?三、滚动轴承寿命计算的基本概念及计算公式⑴轴承寿命⑵基本额定寿命L10——同一批轴承在相同工作条件下工作，其中90%的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数L10（以106r为单位）或一定转速下的工作时数LhL10=1时，轴承所能承受的载荷⑶基本额定动载荷C由试验得到推力轴承：CaP=CL10=1（106r）ε)(PCL=10ε)(PCnLh60106=或当Pr、n已知，预期寿命为L´h，则要求选取的轴承的额定动载荷为——选轴承型号和尺寸CP1P2O1L1L2L10(10r)6P(N)PL10=常数载荷与寿命的关系110×=εεCLPε61060htrjLnfPC′=ε)(rrtPCfL=10ε)(aatPCfL=10ε)(rrthPCfnL60106=ε)(aathPCfnL60106=ε61060htajLnfPC′=对于具有径向载荷：对于有轴向载荷：考虑温度补偿ft四、静强度计算受载后σH最大所对应的载荷——Co当Po＜Fr时，取Po=Fr基本额定静载荷Co防止轴承在载荷作用下产生过大的塑性变形目的：静强度条件：Xo、Yo——径向、轴向静载荷系数，查表17-8So——安全系数，查表17-9Co≥SoPoσH最大=4200MPa(球轴承)4600MPa(调心球轴承)4200MPa(滚子轴承)CoCorCoCoaPo=XoFr+YoFa轴承：7308AC例1：e=0.68同轴承，且Pr1＞Pr2，∴按Pr1计算寿命已知：Fr1=1000N，Fr2=2060NFx=880N，n=5000r/min，L´h=2500h1.当量动载荷：解：X=1，Y=0试校核所选轴承型号是否恰当？Fs1=0.68Fr1=680NFs2=0.68Fr2=1401NFx+Fs2=2281N＞Fs1Fa1=Fs2+Fx=2281N∴Fa2=Fs2=1401NeFFra＞28211.=X=0.41,Y=0.87fp=1.5Pr1=fp（XFr1+YFa1)=3592NeFFra==68022.Pr2=fp（XFr2+YFa2)=3090Nft=1;ε=32.校核轴承径向基本额定动载荷Cr=35500N＞Cj=32635N所以轴承选用合适NhtrjLnfPC3263510606=′=ε一、轴承的固定第四节滚动轴承部件的组合设计两端固定一端固定一端游动二、轴承组合的调整1.游隙的调整非调整：向心球轴承、向心短圆柱滚子轴承、向心球面球轴承调整：圆锥滚子轴承、向心推力球轴承、推力球轴承径向游隙——一个套圈固定，另一个套圈沿径向的最大移动量轴向轴向2.轴承组合位置的调整三、轴承的预紧1）用垫片和长短隔套预紧(a)(b)l+lll+(a)(b)(a)(b)l+lll+(a)(b)2）夹紧一对磨窄了的外圈（或内圈）的角接触轴承(a)(b)图13-28图13-29(b)(a)(a)(b)图13-28图13-29(b)(a)3）夹紧一对圆锥滚子轴承四、滚动轴承的润滑与密封润滑方式：1、脂润滑2、油润滑油浴或飞溅润滑、滴油润滑、喷油润滑、油雾润滑3、固体润滑密封：五、轴承的装拆安装：拆卸：