第15章+滚动轴承ab1

例：7 2 1 2 AC ││ │ └ =25 ││ └ 内径d =60mm │└ 直径系列为2(轻),宽度系列为0(省略) └ 角接触球轴承
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例: 3 0 4 0 9
││││ │ │ │ └内径=45mm │ │ └直径系列为4(重) │ └宽度系列为0 (不省略) └ 圆锥滚子轴承 例: 51103 /P6 5 — 推力轴承 11—直径系列为1(特轻) ，宽度系列为1 03—内径17mm /P6—6级精度
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基本额定动载荷Ｃ －当轴承L10＝10６转时，轴承能承受的最大载荷。 轴承1: P=2000N , L10=106转 轴承2: P=1000N , L10=2×106转 轴承1>轴承2 轴承1<轴承2 C 通过大量实验获得， 向心轴承→Cr 纯径向载荷 查手册。实验条件： 推力轴承→Ca 纯轴向载荷
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15.1 概述
滚动轴承的结构 点接触→线接触 有→ 滚道 限制滚动体轴向移动
1.内圈: 装在轴颈上 2.外圈: 装在轴承座 3.滚动体： 球、滚子 4.保持架：冲压 实心 →均匀隔开滚动体
→
承载均匀 减少磨擦与磨损
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• 滚动轴承安装
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固定心轴
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轴承功用 →支承轴及轴上零件,并保证旋转精度 减少轴与支承间的摩擦与磨损 材料
径向载荷和轴向载荷都比较大时 若转速不高，选用圆锥滚子轴承（30000型）； 若转速较高时，选用角接触轴承（70000C，70000AC或 70000B型）；
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轴向载荷比径向载荷大得多时
可将两种类型轴承组合使用，如将单向推力轴承（51000 型）或双向推力轴承（52000型）与60000型或N0000型组合；
当P = C→
当P≠ C→
L10＝10６转;
L10＝? ;
当L10＝10６转 → P= C
当L’10 ≠ 10６转→ P = ? 预期寿命40 Nhomakorabea→寿命计算
寿命计算公式：
L10
C ( ) 106r P
L10 h
106 C 16667 C ( ) ( ) 60n P n P
6
h
考虑冲击振动引入 fP (载荷系数), 考虑高温(t＞100)引入 ft(温度系数) f P P 60nL10 h 说明：1. n－转速 r／min C 6 ft 10 2. ε－寿命指数 ┌球轴承ε＝3 p.291, 15行 └滚子轴承ε＝10/3 3.Ｌ10、Ｌ10h－轴承的基本额定寿命→106 转、小时 4.Ｐ－当量动载荷→假定的载荷→与实际载荷相当 5.载荷系数fP ; 温度系数ft →查表(15-10),(15-9)p.291~292
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L10 h
10 f t C ( ) 60n f P P
表15-11
滚动轴承的预期寿命的参考值
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2) 当量动载荷Ｐ
轴承同时受径向及轴向载荷→折算
Fr、Fa→轴承所受径向及轴向载荷
P＝XFr＋YFa
1. X、Y－径,轴向系数 表(15-12) ①查判断系数e → Ｃ０r:轴承的额定静载荷,查表p.353 深沟球轴承－ 按Fa/C0r 查 e 角接触球轴承 ┌ ＝15 →按 Fa/C0r 查 e └ ＝25、 ＝40 →表15-12 圆锥滚子轴承 →e=1.5 tan (由型号查) ②判 Fa/Fr 与 e 的关系→定X、Y Fa/Fr≤e －轴向力较小,可忽略不计,只计Fr → Ｐ＝Fr →即：X=1 , Y=0 Fa/Fr＞e －轴向力较大,要计→即：X 1, Y 0
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1）疲劳点蚀 ：
安装、维护、润滑正常的情况下，滚动轴承在工作过程中， 滚动体与滚道接触表面产生变接触应力，导致疲劳裂纹，其 扩展到接触表面，形成疲劳点蚀，使轴承不能正常工作，出 现较强烈的振动、噪声和发热现象。
点蚀 机理
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2）永久变形：
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3）胶合、磨损：
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套圈、保持架破裂：
注意：轴承的主要失效形式是疲劳点蚀。
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角接触轴承的附加(派生)轴向力
Fi ' Fi ' FS Fr Fi Fi ' '
外圈对滚动体i的支反力
FS方向：由外圈宽边 指向窄边，通过内圈 作用于轴上 内、外 圈分离成对使用 FS数值:取决于轴承结构和径向载荷Fr， FS f ( , Fr ) 与轴向外载荷无关 FS计算式: 查表(15-8)p.290
• 基本额定静载荷C0r(径向) 或C0a(轴向) ----满足一定静强度
• 极限转速N0 ----控制轴承磨损。 • 各种轴承的性能指标值可查附录或有关手册。
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4.滚动轴承的动载荷和寿命计算
1)寿命计算 ：
轴承寿命L－ 轴承中任一元件出现第一个疲劳扩 展迹象前,一个套圈相对另一套圈的总转数或某一转 速下的工作小时数。
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类型选择一般原则: 1.载荷的大小,方向与性质:(主要) 纯FR: 6类、 N类(FR大,冲击大) 、NA(径向尺寸小) 纯FA: 5类, 6类(n很高) FR+FA: FR＞＞FA : 6类 FR＞FA: 7类(α =15°, α =25°), 3类 FR＜FA: 70000B, 3类 FR＜＜FA: 推力+向心组合
• • • • • • • 滚动体与内外圈： 高的硬度和接触疲劳强度，良好的耐磨性和冲击韧性。 含铬合金钢制造，如GCr15、GCr15SiMn等 热处理后硬度61HRC~65HRC，工作表面磨削和抛光。 保持架：较软材料 冲压保持架：低碳钢冲压后铆接或焊接。 实体保持架：铜合金、铝合金、酚醛层压布或工程塑料等。
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陶瓷轴承
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特点:
• 优点：①摩擦阻力小，启动灵活，效率高；②径向游隙比较 小，向心角接触轴承可用预紧方法消除游隙，运动精度高； ③可使轴向距离小，结构紧凑；④大多能承受径向力和轴向 力；⑤消耗润滑剂少，便于密封，易于维修；⑥不需要用有 色金属；⑦标准化程度高，成批生产，成本较低。 • 缺点：①承受冲击载荷能力较差；②高速重载荷下轴承寿命 较低；③振动及噪声较大；④径向尺寸比滑动轴承大。
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3.计算准则：
• 决定轴承尺寸：针对主要失效形式进行必要的计算。 • 一般工作条件的轴承：接触疲劳寿命计算和静强度计算 • 摆动或转速较低的轴承：静强度计算 • 高速轴承：寿命计算，核验轴承的极限转速
(发热造成粘着磨损、烧伤)。
• 三个基本性能参数(与主要失效形式相对应)： • 基本额定动载荷Cr(径向)或Ca(轴向) ----满足一定疲劳寿命
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2.调心轴承 (α＝0°)
调心球轴承 →１类 →调心性能最好 调心滚子轴承 →２(3)类 →调心性能好、承载力较大
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3.角接触轴承 (0＜ ≤45)
角接触球轴承 →７(6) 类 →承受FR+单向FA (∵＞0→∴要成对使用) →┌ ＝15 7000C │ ＝25 7000AC └ ＝40 7000B 圆锥滚子轴承 →３(7)类 →承受FR+单向FA ( ∵ ＞0→∴要成对使用) →承载能力>７类
0系列→可省(除圆锥、调心滚子、推力～表注) 直径系列 + 宽度系列 = 尺寸系列(表15-3) p.287
类型代号:数字或字母 (表15-1) (p.284-285※1,3,5,6,7类)
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用字母和数字等表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求等。
内部结构代号 表156 p.288
后置代号 (无特殊要求省略不标)
滚动轴承的设计→ ┌轴承本身的设计→┌类型的选择 │ └尺寸的选择 └轴承组合设计→安装、调整、润滑与密封
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15.2 滚动轴承的基本类型和选择
(一)滚动轴承主要类型:
按承受载荷的方向或接触角的不同分为两类：
• 1）向心轴承：主要承受径向载荷，接触角0～45 • 2）推力轴承：主要用于承受轴向载荷，接触角45～90 • 公称接触角----滚动轴承中套圈与滚动体接触处的法线与 垂直于轴承轴心线的平面间的夹角
Ｂ ＝40 Ｃ ＝15 ＡＣ＝25
公差等级代号：/P0(不注) /P6 /P6x /P5 /P4 /P2 （表15-7）p.288 低 高
P0级为普通级，省略不标；/P6X级仅适用于圆锥滚子轴承。
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例：6 3 0 5 0级公差(省略) ││ │ └ ││ └内径d=25mm │ └直径系列为3(中),宽度系列为0(省略) └深沟球轴承
╲ ╱ 向心轴承
推力轴承
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按滚动体的形状分
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滚动轴承的基本类型和特点
1.径向轴承 (α＝0°) 深沟球轴承 → ６(0)类 → nlim最高、价廉、优先采用 圆柱滚子轴承 →Ｎ(2)类 承载力较大,内外可分,只受FR
外圈无档边
内圈无档边
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1.径向轴承 (α＝0°) 深沟球轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承 →ＮＡ(4)类 →径向 尺寸小,只受FR
第15章 滚动轴承
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第 15 章 滚 动 轴 承
15.1 概述 15.2 滚动轴承的类型和选择 15.3 滚动轴承的代号 15.4 滚动轴承的力分析、失效和计算准则 15.5 滚动轴承的组合结构设计 15.6 滚动轴承的润滑和密封 作业：(15.1、2、3)、15.4、15. 6 （计算轴承寿命步骤及公式）
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2.特殊要求: ①两支承跨距大, 轴刚度小: 调心轴承 ②安装座孔长,不方便: (3类)圆锥滚子轴承 (NA类) 滚针轴承 ③两轴中心距小: ④经济性: 优先6类及普通精度
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15.3 滚动轴承的代号
代号: 前置代号＋ 基本代号 ＋后置代号 组成 (字母) 数字(字母)(五位) 字母(＋数字) 5 4 3 21 内 公 成套 部 差 类 宽 直 内 轴承 结 等 度 径 径 型 分部 构 级 代 系 系 代 件 号 列 列 号 内径代号:从20～495 → d/5 (22,28,32除外);表15-4 p.288 直径系列:数字0、1、2、3 、4(特轻、轻、中、重) 宽度系列:0、1、2、3与直径系列对应