滚动轴承讲义的选择与校核

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滚动轴承

滚动轴承
游动轴承:深沟球轴承“6”和圆柱滚子轴承“N”;向心推力轴 承“7”和“3”类不能作游动轴承。
4.选用向心推力轴承“3”或“7”类,应考虑成对使用。
正装:面对面安装;
反装:背靠背安装。
成对使用原因:向心推力轴承均有接触角,当只有径向载 荷作用时,轴承内部会产生一个派生轴向力S,使得滚动 体、内圈和轴沿轴向移动,造成承受载荷的滚动体数目 减小,因而轴承承载能力减小,因此应采用成对向心推 力轴承,以便平衡派生轴向力,提高轴承承载能力。
§4 滚动轴承的工作情况
4.1 轴承工作时轴承元件上的载荷分布
向心轴承中径向载荷的分布图
轴承元件上的载荷及应力变化图
§5 滚动轴承尺寸的选择
5.1 滚动轴承的失效形式及其基本额定寿命
失效形式:滚动体或内、外圈滚道上的点蚀破坏。 1.疲劳点蚀:安装得当、设计合理、润滑、密封良好,
n>10r/min的轴承主要是疲劳点蚀破坏; 2.塑性变形:不转或转得很慢,n<10r/min,承受较大载荷
注:高速轴承,寿命计算,校验极限转速。
几个重要的概念
1.轴承的寿命:轴承在运转时,其中任一元件出现疲劳点蚀 前所经历的转数(以106r为单位)或工作小时数。
2.基本额定寿命L10 一批相同型号的轴承,在相同运转条件下,其中有10%的轴承
出现疲劳点蚀时,轴承所经历的转数为该批轴承的基本额 定寿命L10. 物理意义:表示轴承达到基本额定寿命时,出现疲劳点蚀的 概率为10%。
径的球轴承,它们的滚动体较小,工作时离心力较小); ⑤转速高、载荷大,可采用同一支承同时用2个球轴承。
三、调心性能
当轴的中心与支座孔的中心不同心时,或轴因受力变形时, 轴承内圈中心线与外圈中心线会产生偏位角θ,容易造成 滚动体工作不正常,甚至卡住。这时宜采用有一定调心性 能的调心球轴承如“1”类或调心滚子轴承如“2”。

高等教育出版社第16章 机械设计基础第五版滚动轴承

高等教育出版社第16章 机械设计基础第五版滚动轴承

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。
二、轴承寿命
轴承的寿命:轴承的一个套圈或滚动体材料出现第 一个疲劳扩展迹象前,一个套圈相对 于另一个套圈的总转数,或在某一转 速下的工作小时数。
由于制造精度、材料的差异,即使是同样的材 料、同样的尺寸以及同一批生产出来的轴承,在完 全相同的条件下工作,它们的寿命也不相同,也会 产生和大得差异,甚至相差达到几十倍。 一个具体的轴承很难预知其确切的寿命,但 试验表明,轴承的可靠性与寿命之间有如P278图 16-6的关系曲线。
如图所示,有两种 受力情况:
(1)若FA+FS2>FS1
由于轴向固定,轴不能向右 移动,即轴承1被压紧,由力 的平衡条件得: FA
O1
O2
轴承1(压紧端)承受的轴向载荷为:
Fa1 FA Fs 2
轴承2(放松端)承受的轴向载荷为:
Fa 2 FS 2
(1)若FA+FS2<FS1
即FS1-FA>FS2,则轴承2被压紧,由力的平衡 条件得: 轴承1(放松端)承受的轴向载荷:
N
三、当量动载荷的计算
滚动轴承的基本额定动载荷是在一定的试验 向心轴承是指轴承受纯径向载荷, 条件下确定的。
推力轴承是指承受中心轴向载荷。
如果作用在轴上的实际载荷既有径向载荷, 又有轴向载荷,则必须将实际载荷换算成与试验 条件相当的载荷后,才能和基本额定动载荷进行 比较。换算后的载荷是一种假定的载荷,故称为 当量动载荷: 径向载荷 轴向载荷
图a所示的为外圈宽边相对(背对背)安装, 称为反装。图b的为外圈窄边相对(面对面)安装, 称为正装。

滚动轴承优质获奖课件

滚动轴承优质获奖课件
滚动体:滑动滚动;
保持架: 将滚动体分开, ↓滚动体间旳摩擦、磨损。
滚动副旳材料要求:
潘存云教授研制
硬度和接触疲劳强度↑ 、耐磨性和冲击韧性↑ 用含铬合金钢制造,经热处理后硬度达:61~65HRC。 工作表面需经磨削或抛光。 保持架:软材料,低碳钢板冲压后铆接或焊接。高速轴
承:有色金属或塑料。
特点:与滑动轴承比较 优点: 1)起动力矩小,可在负载下起动;
二、滚动轴承选择应考虑旳问题
1) 轴承旳载荷
向心轴承用于受径向力;
载荷方向:
向心推力轴承用于承受径向力和周向力 联合作用。
潘存云教授研制
潘存云教授研制
Fa
Fr
二、滚动轴承选择应考虑旳问题
1) 轴承旳载荷
向心轴承用于受径向力;
载荷方向:
向心推力轴承用于承受径向力和周向力 联合作用。
推力轴承用于受轴向力; 载荷大小:
α=40˚ α=15˚ α=25˚ 接触角α加大
加强型
示例
7210B 7210C 7210AC 32310B N207E
表10-8 公差等级代号
30000(α=10°~18°) →30000B(α=27°~30°大锥角)
代号
省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2
公差等级潘符存云合教授原研制 则旳 0级 6级 6x级 5级 4级 2级
技术要求等,为便于组织生产和选
表10-3 滚动轴承代号旳排列顺用序,要求了滚动轴承旳代号,
前置代号
基本代号共5位
( 成套轴承分 部件代号
0


尺寸潘存系云教列授研制代号

宽(高)度 直径系列
代 系列代号 代号

滚动轴承寿命校核

滚动轴承寿命校核

70000B(=40°) Fd=1.14Fr
2
Fa1 C0
1005.05 20000
0.0503
Fa 2 C0
605.05 20000
0.0303
由表2进行插值计算,得e1=0.422,e2=0.401。再计算
5、应用
例 设某支撑根据工作条件决定选用深沟球轴承。轴承径向载
荷Fr=5500N,轴向载荷Fa=2700N,轴承转速n=1250r/min,装轴
承处的轴颈直径可在50~60mm范围内选择,运转时有轻微冲击,
预期计算寿命Lh’=5000h。试选择其轴承型号。

1. 求比值
Fa Fr
2700 5500
产生派生轴向力的原因:承载区内每个滚动体的反力 都是沿滚动体与套圈接触点的法线方向传递的。
轴承安装不同时,产生的派生轴向力也不同。
工作情况2
派生力的方向总是由轴承宽度中点指向轴承载荷 中心。
S的方向:沿轴线由轴承外圈的宽边→窄边。
轴承所受总载荷的作用线与轴承轴心线的交点 , 即 为轴承载荷中心(支反力的作用点)。
4、滚动轴承寿命的计算公式
4.1 轴承的载荷-寿命曲线
如右图所示曲线是在
大量试验研究基础上得出
的代号为6208轴承的载荷寿命曲线。其它型号的轴
承也有与上述曲线的函数
规律完全一样的载荷-寿命
曲线。
该曲线公式表示为:
轴承的载荷-寿命曲线
L10
(C P
)(106 转)
式中,L10的单位为106r。 P为当量动载荷(N)。
角接触球轴承及圆锥滚子轴承的派生轴向力的大小取 决于该轴承所受的径向载荷和轴承结构,按下表计算。
§13-4 滚动轴承的寿命计算

滚动轴承

滚动轴承

五四 三
组合代号
尺寸系列代号
类宽

( 或
直 径

高 )
系 列

度 系
代 号



圆锥滚子轴承(3)
二一
内 径 尺 寸 代 号 20~480mm
例 试说明下列轴承代号的含义:
6 12 06 3 3 15/p6
公差等级代号,0级(普通级) 内径尺寸代号,d=30mm
尺寸系列代号,直径系列2(轻系列) 宽度系列1(正常系列)
外圈 outer ring
轴承装配
与滑动轴承相比滚动轴承的优缺点:
优点: ●摩擦阻力小、起动灵敏、效率高; ●轴向结构紧凑、润滑简单; ●运转精度较高; ●不需要用有色金属; ●标准化程度高,成批生产,成本较低。
缺点: ●抗冲击能力差; ●安装不方便(不是剖分件,常需加热后安装); ●径向处尺寸大; ●高速运转时振动及噪音较大; ●寿命比液体摩擦滑动轴承低。 ●因滚动轴承不能剖分,位于长轴中间的滚动轴承安装较困难。
9、推力球轴承 (类型代号:5)
单列推力球轴承
特点 套圈与滚动体是分离的。 (单列推力球轴承)有 两个套圈,内径稍小的 “紧圈”装载轴上, 内径稍大的“松圈” 则与轴保持一定的间隙, 并被安放在机座中。 可承受单向的轴向力。 用于转速不高,轴向力 较大的场合。
双列推力球轴承 (类型代号:5)
特点 双列推力球轴承有三个套圈, 其中两个为“松圈”,一个为 “紧圈”,可承受双向轴向力。
是以轴承中点为心的球面,可调心。
适用于多支点和变形较大的传动轴,
以及不能精确对中的支承处。
7、调心滚子轴承 (类型代号:2 )
特点 能承受较大的径向力和 少量的轴向力。承载能 力大,具有调心性能。

滚动轴承设计

滚动轴承设计

实体保持架:用铜合金、 实体保持架:用铜合金、铝合金或酚醛树脂等制 与滚动体间的间隙较小,允许轴承有较高转速。 成,与滚动体间的间隙较小,允许轴承有较高转速。
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
一.滚动轴承的结构特性
1.公称接触角 .
α角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力。α角越 角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力。 角越 角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力 轴承承受轴向载荷的能力越大。 大,轴承承受轴向载荷的能力越大。
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
3、调心轴承(外圈滚道为球面 ) 、调心轴承( (1)调心球轴承 ) 类型代号 :1 承载方向: 承载方向:可同时承受径 向载荷及少量双向轴向载荷 极限转速: 极限转速:中 额定负荷比: 0.6~0.9 额定负荷比: ~ 角偏位能力: ° 角偏位能力:1.5°~3° ° 使用条件: 使用条件:刚性小及难以对中的轴 类型代号 :2 (2)调心滚子轴承 承载方向: 承载方向:可同时承受径向载荷及少量双向轴向载荷 额定负荷比: 额定负荷比: 1.8~4 ~ 极限转速: 极限转速:低 角偏位能力: 角偏位能力: 1.5°~3° ° ° 使用条件: 使用条件:其他轴承不能胜任的重负荷
主要区别: 主要区别:承受轴向外载荷的能力
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
三、滚动轴承的性能和特点
◆ 按轴承的结构形式不同分类: 按轴承的结构形式不同分类:
在实际应用中,滚动轴承的结构形式有很多。作为标准件的滚动轴承,在 在实际应用中,滚动轴承的结构形式有很多。作为标准件的滚动轴承, 标准件的滚动轴承 国家标准中分为13 13种 其中,最为常用的轴承大约有下列6 国家标准中分为13种,其中,最为常用的轴承大约有下列6种:
深沟球轴承

滚动轴承的选择及校核计算

滚动轴承的选择及校核计算

滚动轴承的选择及校核计算根据条件,轴承的预计寿命 h L h45568283568=⨯⨯⨯=' 一.蜗杆轴上的轴承的选择和寿命计算1.轴承的选择采用角接触球轴承,其型号为7212AC ,主要参数如下: mm mm mm B D d 2211060⨯⨯=⨯⨯基本额定静载荷kN C or 2.46=基本额定动载荷kN C r 2.58=极限转速m in /5300max r V =2.寿命计算因为蜗杆所受的轴向力向左N d T F F a t 49021121===N d T F F t a 323222221===N F F F t r r 1507tan 221===α该轴承所受的径向力N F F r r 5.753211== 对于7000AC 型轴承,查P322表13-7轴承派生轴向力r d F F 68.0=12d ae d F F F =+kN F F d a 4.51222=='kN F F F ae d a 4.374421=+=' 又e F F r a =>=68.03.4所以可得出87.0,41.0==Y X当量动载荷N YF XF P a r 6.3566=+=因为是球轴承,所以取指数3ε=轴承寿命计算h P C n L h 50498)57.32.58(14306010)(6010366=⨯⨯=='ε 所以该轴承满足寿命要求。

二.涡轮轴上轴承的选择和寿命计算1.轴承的选择选择角接触轴承,其型号为7213AC ,主要参数如下: mm mm mm B D d 2312065⨯⨯=⨯⨯基本额定静载荷kN C or 5.52=基本额定动载荷kN C r 5.66=2.计算涡轮轴的径向力N F F F a r V r 75.373160224880221=⨯-⨯= N F F F V r r V r 25.1133122=-=N F F t H r 16161608021== N F F F H r r H r 1616122=-=所以可以得出N F F F H r V r r 7.165821211=+=N F F F H r V r r 8.197322222=+=对于7000AC 型号的轴承r d F F 68.0=N F F r d 9.112768.011==N F F r d 2.134268.022==所以可得N F F F d ae a 2.1832221=+=N F F d a 2.134222== 又68.08.19732.134222==r a F F 所以可以得出0,1==Y X 轴承的当量动载荷N F P r 8.197322==h P C n L h 445726)97.15.66(14306010)(6010363262=⨯⨯== 68.093.08.19732.183211>==r a F F 所以有87.0,41.0==Y X 当量动载荷N YF XF P a r 2274111=+=h P C n L h 291478)(60103161==。

第7章 滚动轴承的选择与校核

第7章 滚动轴承的选择与校核
'
60 nL 'h C ' = Pε 10 6 所选轴承的
额定动载荷
C≤ C
3. 轴承的当量动载荷
基本额定动载荷 C 向心轴承 推力轴承 纯径向载荷 纯轴向载荷
机械设计
实际工作中, 实际工作中,轴承同时受 当量动载荷 P 假想载荷
Fa
Fr
复合作用
转化
纯载荷 A
R
载荷系数 在该载荷作用下, 在该载荷作用下,轴承的寿命与实际复合载荷作用相同 的向心轴承: 对只承受Fr 的向心轴承: f P Fr 径向 系数 轴向 系数
内圈
滚动体 保 持 架

圆柱滚子 滚针 圆锥滚子 鼓形滚子
滚子
除滚动体外, 除滚动体外,其它元件可有可无
3. 滚动轴承的主要类型
径向接触轴承 向心轴承
机械设计
α =0
0
主要承受
球轴承亦能承受较小
Fr
Fa
向心角接触轴承 按公称接触角 分类
α
00 < α ≤ 450 同时承受 F r 和 Fa
推力角接触轴承 推力轴承
轴向力 > 单个滚动体受载产生的派生轴向力 ——多个滚动体受载的条件
结论: 结论: 角接触轴承及圆锥滚子轴承必须在Fr Fa的联合作 Fr和 1)角接触轴承及圆锥滚子轴承必须在Fr和Fa的联合作 用下工作,或成对使用对称安装。 用下工作,或成对使用对称安装。 2)为使更多的滚动体受载应使
机械设计
Fa > Fr ⋅ tanα
宽度系列为“0”一般可以省略标 注(调心滚子轴承与圆锥滚子轴 承要标注)
机械设计
6 深沟 球轴承
7 角接触球轴承
3 圆锥滚子轴承
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K81107表示推力圆柱滚子轴承81107的滚子、保持架组件。 3. 后置代号
用字母和数字表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求等等。
◆内部结构代号是用表示同一类型轴承的不同内部结构,用字 母紧跟基本代号表示。 如:公称接触角为15、25和40度的角接触球轴承,分别用C、 AC和B表示内部结构不同。
◆ 公差等级代号:分为2级、4级、5级、6级、6x级和0级。
◆ 推力轴承
其公称接触角 从45o到90o,分为:
轴向接触轴承,公称接触角 = 90o的推力轴承,只能承受轴向 载荷。
推力角接触轴承,公称接触角 从45o到90o的推力轴承,主要承 受轴向载荷,但也能承受一定的径向载荷。
推力调心滚子轴承
◆ 按自动调心性能,滚动轴承分为自动调心轴承和非自动调心轴承。
宽 高 度 系 列 代 号
直 径 系 列 代 号
内 径 代 号
代尘其材代 号结材料号
构料代 代代号 号号

1. 基本代号
由轴承内径代号和组合代号组成。
基本代号用来表明轴承的内径、直 径系列、宽(或高)度系列和类型。
直径系列:结构、内径相同的轴承 在外径或宽度方面的变化系列。
宽(或高)系列:结构、内径和直 径系列都相同的轴承,在宽(或高) 度方面的变化系列。
面、螺旋等
滚动轴承的主要优点:
摩擦力矩和发热较小。 维护比较方便,润滑剂消耗较少。 轴承单位宽度的承载能力较大。 大大减少有色金属的消耗。 滚动轴承的主要缺点:
径向外廓尺寸比滑动轴承大。 接触应力高,承受冲击载荷能力较差,高速重载时寿命低。 小批生产特殊的滚动轴承时成本较高。 减振能力比滑动轴承低。
游隙值:小
大 0组省略。
6308: 深沟球轴承,3─中系列,内径d=40mm, 公差为0级, 游隙为0组;
30213: 圆锥滚子轴承,2─轻系列,内径d=65mm,公 差为0级,游隙为0组;
7214AC/P4: 7─角接触球轴承,2─轻系列,内径d=70mm, 公差为4级,游隙为0组,公称接触角α=25°;
滚动轴承主要类型及其代号
轴承类型 双列角接触球轴承 调心球轴承 调心滚子轴承
推力调心滚子轴承 圆锥滚子轴承 双列深沟球轴承 推力球轴承 深沟球轴承
代号 0 1 2
29 3 4 5 6
轴承类型 角接触球轴承 推力圆柱滚子轴承 推力圆锥滚子轴承
圆柱滚子轴承 滚针轴承 外球面球轴承 直线轴承
代号 7 8 9
0级为普通级、省略
仅用于圆锥滚子轴承
代号为 /P0 、/P6x 、/P6 、 /P5 、/P4 、 /P2 。
低级
高级
◆ 游隙代号:
游隙:指一个套圈相对于另一个套圈,沿径向或沿轴向, 从一个极限位置到另一个极限位置的移动量。
游隙分为1组、2组、0组、3组、4组、5组,共六个组别。
代号: /C1 、/C2、 0 、/C3 、/C4 、/C5 。
N105/P5/C3:圆柱滚子轴承,1─特轻系列,内径d=25mm,公 差为5级,游隙为3组;
注:遇到看不懂的代号时,查阅GB/T272-93。
§8-3 滚动轴承的选择
设计滚动轴承部件时,需要: (1)正确选择出能满足约束条件的滚动轴承,包括:
A 合理选择轴承。 B 校核所选出的轴承是否能满足疲劳强度、转速、静强 度及经济等方面的约束。 (2)进行滚动轴承部件的组合设计。
§8-2 滚动轴承的主要类型及其代号
一、滚动轴承的主要类型、性能和特点
◆ 按滚动体的形状,滚动轴承分为球轴承和滚子轴承。 ◆ 按接触角的大小和承受载荷的方向,滚动轴承分为两类:
向心轴承和推力轴承。 向心轴承,其公称接触角从0o到45o,又可分为: 径向接触轴承和向心角接触轴承。 接触角α:滚动体与套圈接触处的法线与轴承径向平面之间的 夹角。 α↑,承受轴向力的能力↑。
一、类型选择
选择轴承类型时,需要考虑: 轴承的工作条件、各类轴承的特点、价格等因素。
径向接触轴承,公称接触角 = 0o的向心轴承,主要承受径向载 荷(如 圆柱滚子轴承)。
其中,公称接触角 = 0o的球轴承(如 深沟球轴承),除主要 承受径向载荷外,也能承受较小的轴向载荷。
向心角接触轴承,公称接触角 从0o到45o的向心轴承,同时承 受径向载荷和单向的轴向载荷(如 角接触球轴承)。
◆ 按结构形式不同,标准滚动轴承有很多类,最常用的有六类:
类型代号
深沟球轴承(6)
径向接 触轴承
调心球轴承(1)
向心角接 触轴承
角接触球轴承(7)
成对使用, 对称安装 圆锥滚子轴承(3)
圆柱滚子轴承(N、NN) 轴向接
调心滚子轴承(2)
触轴承
滚针轴承(NA)
推力球轴承(5) 推力圆柱滚子轴承(8)
N、NN NA U L
§13-2 滚动轴承的代号
二、滚动轴承的代号
用代号表示轴承的结构、尺寸、类型、精度等内容,并打印在轴承上。
滚动轴承代号构成:
前置 代号
成 套 轴 承 分 部 件
基本代号
后置代号
×××××内密保特公游承其 部封持殊差隙配它
尺寸系
结与架轴等代置代
列代号
构防及承级号代号
类 型 代 号
精品
滚动轴承的选择与校核
§8-1 概述
滚动轴承: 依靠其主要元件间的 滚动接触来支承转动或摆动零件。
合理选择 滚动轴承是标准件,主要掌握
合理使用
构造
内圈: 装在轴上。
外圈: 装在轴承座孔中。
外圈 内圈
滚动体:在两套圈之间滚动并传递载荷。 保持架
保持架:将滚动体均匀隔开。
滚动体
Hale Waihona Puke 球 常见滚动体有: 滚子: 圆柱形、滚针、圆锥形、球面、非对称球
对于调心滚子轴承(2类)、圆 锥滚子轴承(3类)和圆柱滚子 轴承(N类),宽(或高)度系 列代号0或1应标出。
无论哪类轴承,只要用()的0 或1都不标出。
◆ 直径系列代号和宽(或高)度 系列代号统称为尺寸系列代号:
2. 前置代号
表示轴承的分部件,用字母表示。
如:LN207表示N207轴承的外圈可分离;
基本代号
×××××
尺寸系 列代号
类 型 代 号
宽 高 度 系 列 代 号
直 径 系 列 代 号
内 径 代 号
◆ 内径代号:
代 号 00 内径 d 10
01 12
02 15
03 04~96 17 代号×5
直径系列代号:特轻(0、1)、轻 (2)、中(3)、重(4)。
宽度系列为0系列(窄系列)时, 或宽度系列为1系列(正常系列) 时,代号为“0(或1)”,省 略不标。
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