第14章_滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)

1、第十四章第十四章 滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容會(huì)選擇軸承類型，能進(jìn)行壽命計(jì)算會(huì)選擇軸承類型，能進(jìn)行壽命計(jì)算和靜載荷計(jì)算和靜載荷計(jì)算2保持架保持架: 將將滾動(dòng)體滾動(dòng)體分開(kāi)，分開(kāi)，沿滾道均勻分布。沿滾道均勻分布。滾動(dòng)軸承的組成：外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架。滾動(dòng)軸承的組成：外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架。內(nèi)外圈上有滾道，內(nèi)外圈上有滾道，使?jié)L動(dòng)體將沿著滾使?jié)L動(dòng)體將沿著滾道滾動(dòng)。通常內(nèi)圈道滾動(dòng)。通常內(nèi)圈隨軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈隨軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈固定。固定。14-1 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號(hào)滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號(hào)1、基本結(jié)構(gòu)、基本結(jié)構(gòu)32、滾動(dòng)軸承的主要類型、滾動(dòng)軸承的主要類型公稱接觸角公稱接觸角：滾

2、動(dòng)體與套圈接觸處的法線與軸承的：滾動(dòng)體與套圈接觸處的法線與軸承的徑徑向平面向平面(垂直于軸承軸心線垂直于軸承軸心線)之間的夾角。之間的夾角。按按接觸角接觸角分分滾動(dòng)體形狀滾動(dòng)體形狀向心軸承向心軸承-徑向載荷徑向載荷推力軸承推力軸承-軸向載荷軸向載荷圓柱滾子圓柱滾子圓錐滾子圓錐滾子球面滾子球面滾子滾針滾針球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承4接觸角接觸角 軸向承載能力軸向承載能力表表14-1 各類軸承的公稱接觸角各類軸承的公稱接觸角 = 0 向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承徑向接觸徑向接觸 向心角接觸向心角接觸軸向接觸軸向接觸推力角接觸推力角接觸0 45 = 90 45 90 5徑向載荷徑向載荷軸向載荷

3、軸向載荷公稱接觸公稱接觸角角向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承徑向接觸徑向接觸向心角接觸向心角接觸軸向接觸軸向接觸推力角接觸推力角接觸63、滾動(dòng)軸承的代號(hào)、滾動(dòng)軸承的代號(hào)代號(hào)代號(hào) = = 前置代號(hào)前置代號(hào) 基本代號(hào)基本代號(hào) 后置代號(hào)后置代號(hào)表表14-3 軸承基本代號(hào)軸承基本代號(hào) 五五二二 一一類型類型代號(hào)代號(hào)尺寸系列代號(hào)尺寸系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)寬、高系列寬、高系列直徑代號(hào)直徑代號(hào)四四三三71). .基本代號(hào)基本代號(hào)類型代號(hào)類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)尺寸系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)表表14-2直徑直徑寬度寬度零不標(biāo)零不標(biāo)表表14-4表表14-5調(diào)心滾子和圓錐滾子軸承例外調(diào)心滾子和圓錐滾子軸承例外83.后

4、置代號(hào)后置代號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)2. .前置代號(hào)前置代號(hào)成套軸承分部件成套軸承分部件表表14-6前置、后置代號(hào)作用：前置、后置代號(hào)作用：表征軸承在結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、表征軸承在結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、公差、技術(shù)要求等改變的情況公差、技術(shù)要求等改變的情況。公差等級(jí)公差等級(jí)表表14-7配置代號(hào)配置代號(hào)表表14-993.后置代號(hào)后置代號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)2. .前置代號(hào)前置代號(hào)成套軸承分部件成套軸承分部件表表14-7前置、后置代號(hào)作用：前置、后置代號(hào)作用：表征軸承在結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、表征軸承在結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、公差、技術(shù)要求等改變的情況公差、技術(shù)要求等改變的情況。公差等級(jí)公差等級(jí)表表14-8配置代號(hào)配置代號(hào)表表14-9

5、10實(shí)例：說(shuō)明滾動(dòng)軸承實(shí)例：說(shuō)明滾動(dòng)軸承 7312AC/P6 的含義的含義7 (0) 3 12 AC / P6公稱接觸角公稱接觸角 =25 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=125=60 mm直徑系列代號(hào)，直徑系列代號(hào)，3(中中)系列系列 寬度代號(hào)，寬度代號(hào)，0(窄窄)系列，不標(biāo)出系列，不標(biāo)出 角接觸球軸承角接觸球軸承 公差等級(jí)公差等級(jí)6級(jí)級(jí) 1114-2 滾動(dòng)軸承類型的選擇滾動(dòng)軸承類型的選擇根據(jù)根據(jù)載荷載荷情況、情況、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速高低、高低、空間空間位置、位置、調(diào)心性能調(diào)心性能以及以及其他要求，確定滾動(dòng)軸承的類型。其他要求，確定滾動(dòng)軸承的類型。1. .原則原則1) 球軸承球軸承承載承載能力較能力較低低，抗沖

6、擊能力較差，但旋轉(zhuǎn)，抗沖擊能力較差，但旋轉(zhuǎn)精度和精度和極限轉(zhuǎn)速高極限轉(zhuǎn)速高，適用于輕載、高速和旋轉(zhuǎn)精度，適用于輕載、高速和旋轉(zhuǎn)精度高的場(chǎng)合。高的場(chǎng)合。2) 滾子軸承承載能力較滾子軸承承載能力較高高，抗沖擊能力較強(qiáng)，但旋，抗沖擊能力較強(qiáng)，但旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)精度和極限轉(zhuǎn)速低極限轉(zhuǎn)速低，適用于重載或有沖擊載荷的，適用于重載或有沖擊載荷的場(chǎng)合。場(chǎng)合。123) 以以徑向載荷徑向載荷為主可采用為主可采用深溝球軸承深溝球軸承；軸向載荷和；軸向載荷和徑向載荷徑向載荷都較大都較大的可選用的可選用角接觸或圓錐滾子軸承角接觸或圓錐滾子軸承；軸軸向載荷向載荷比徑向載荷比徑向載荷大很多大很多或或要求變形小要求變形小的可用的

7、可用圓柱滾圓柱滾子子（或深溝球軸承）和（或深溝球軸承）和推力軸承聯(lián)合推力軸承聯(lián)合使用。使用。4) 一根軸的兩個(gè)軸承孔的同心度難以保證，或軸受一根軸的兩個(gè)軸承孔的同心度難以保證，或軸受載后發(fā)生較大的撓曲變形，應(yīng)選用載后發(fā)生較大的撓曲變形，應(yīng)選用調(diào)心軸承調(diào)心軸承。5) 考慮考慮經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性。1314-3 滾動(dòng)軸承的主要失效形式滾動(dòng)軸承的主要失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一、一、主要失效形式主要失效形式1.疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕設(shè)計(jì)：潘存云Fr徑向載荷的分布徑向載荷的分布Fmax0 0受徑向載荷受徑向載荷Fr時(shí)，各接觸點(diǎn)時(shí)，各接觸點(diǎn)存在彈性變形，導(dǎo)致內(nèi)圈沿存在彈性變形，導(dǎo)致內(nèi)圈沿F 方向下移方向下移 ，上半

8、圈滾動(dòng)體，上半圈滾動(dòng)體不受力。內(nèi)圈隨軸滾動(dòng)時(shí)，不受力。內(nèi)圈隨軸滾動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體自轉(zhuǎn)滾動(dòng)體自轉(zhuǎn)(繞自身軸心繞自身軸心)和公和公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(軸承中心軸承中心)。因此滾動(dòng)體上。因此滾動(dòng)體上所受的應(yīng)力為變應(yīng)力。所受的應(yīng)力為變應(yīng)力。142.塑性變形塑性變形低速軸承：低速軸承：nFS2, FA1=FS1=313N, FA2=FS1+FA=1113N2. 求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷3871N)(A2R2PYFXFfP2軸承軸承1：FA1/FR1=313/1000=0.313e 查手冊(cè)查手冊(cè)X=0.4，Y=1.63. 軸承壽命校核軸承壽命校核hLh 6458060106h2r)PC(nL合適合適3314-6

9、 滾動(dòng)軸承裝置設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承裝置設(shè)計(jì)軸向固定、調(diào)整、配合、裝拆、潤(rùn)滑和密封等。軸向固定、調(diào)整、配合、裝拆、潤(rùn)滑和密封等。一、滾動(dòng)一、滾動(dòng)軸承的軸向固定軸承的軸向固定1、兩端固定：工作溫度變化不大的短軸、兩端固定：工作溫度變化不大的短軸342、一端固定、一端游動(dòng)、一端固定、一端游動(dòng)C70350mm,tL深溝球軸承深溝球軸承35固定支點(diǎn)處軸向載荷較大：固定支點(diǎn)處軸向載荷較大：角接觸軸承角接觸軸承 + 深溝球軸深溝球軸承承 36固定支點(diǎn)處軸向固定支點(diǎn)處軸向載荷不大：深溝載荷不大：深溝球軸承球軸承 軸肩軸肩 固定支點(diǎn)處軸固定支點(diǎn)處軸向載荷較?。合蜉d荷較小：深溝球軸承深溝球軸承 彈性擋圈彈性擋圈 游動(dòng)支點(diǎn)

10、處：深溝球軸游動(dòng)支點(diǎn)處：深溝球軸承承游動(dòng)游動(dòng)支點(diǎn)支點(diǎn)處軸處軸向力向力較大：較大：圓柱圓柱滾子滾子軸承軸承37調(diào)整墊片調(diào)整墊片二、滾動(dòng)二、滾動(dòng)軸承裝置的調(diào)整軸承裝置的調(diào)整1、軸承間隙的調(diào)整、軸承間隙的調(diào)整調(diào)整墊片調(diào)整墊片調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整墊片調(diào)整墊片設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整382、軸承的預(yù)緊、軸承的預(yù)緊金屬墊片金屬墊片磨窄套圈磨窄套圈設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云393、軸系部件工作位置的調(diào)整、軸系部件工作位置的調(diào)整目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。如：目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。如：圓錐齒輪傳動(dòng)，要求兩個(gè)節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。圓錐齒輪傳動(dòng)，要求兩個(gè)節(jié)

11、錐頂點(diǎn)相重合。錐頂點(diǎn)不重合！錐頂點(diǎn)不重合！設(shè)計(jì)：潘存云錐頂點(diǎn)重合！錐頂點(diǎn)重合！套杯套杯+ +調(diào)整墊片調(diào)整墊片40三、滾動(dòng)三、滾動(dòng)軸承裝置的配合與裝拆軸承裝置的配合與裝拆1、軸承配合：內(nèi)圈與軸徑、外圈和軸承座間配合、軸承配合：內(nèi)圈與軸徑、外圈和軸承座間配合內(nèi)圈與軸采用內(nèi)圈與軸采用基孔制基孔制-過(guò)盈配合過(guò)盈配合松松 緊：緊：js6，j6，k6，m6，n6 DH7dk6軸承座孔公差帶G7H7Js7J7n6m6k6j6js600軸承外徑公差帶軸外徑公差帶軸承內(nèi)徑公差帶41 松松 緊：緊：G7，H7，JS7，J7DH7dk6軸承座孔公差帶G7H7Js7J7n6m6k6j6js600軸承外徑公差帶軸外徑公

12、差帶軸承內(nèi)徑公差帶外圈與座孔采用外圈與座孔采用基軸制基軸制-間隙配合間隙配合軸承內(nèi)孔的尺寸公差：上偏差為零，下偏差為負(fù)值。軸承內(nèi)孔的尺寸公差：上偏差為零，下偏差為負(fù)值。422、滾動(dòng)軸承的裝拆、滾動(dòng)軸承的裝拆大尺寸軸承大尺寸軸承-熱油加熱軸承，干冰冷卻軸頸熱油加熱軸承，干冰冷卻軸頸中小型軸承中小型軸承軟錘直接敲入或用管子壓住內(nèi)圈敲入軟錘直接敲入或用管子壓住內(nèi)圈敲入安安裝裝軸肩高度應(yīng)低于軸承內(nèi)圈高度軸肩高度應(yīng)低于軸承內(nèi)圈高度拆軸承拆軸承專用的拆卸軸承的工具：三爪拉力器專用的拆卸軸承的工具：三爪拉力器壓頭壓力軸鉤爪手柄螺桿螺母43四、滾動(dòng)四、滾動(dòng)軸承裝置的潤(rùn)滑與密封軸承裝置的潤(rùn)滑與密封1、軸承的潤(rùn)滑

13、、軸承的潤(rùn)滑潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油mm.r/min10310255mnDmm.r/min1065mnD噴油、油霧潤(rùn)滑噴油、油霧潤(rùn)滑mm.r/min10310255nDm如果采用浸油潤(rùn)滑，油面不高于最下方滾動(dòng)體的中心如果采用浸油潤(rùn)滑，油面不高于最下方滾動(dòng)體的中心潤(rùn)滑目的潤(rùn)滑目的- -減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪密封目的密封目的- -防止灰塵、水分進(jìn)入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇Х乐够覊m、水分進(jìn)入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?42、軸承的密封、軸承的密封1) 接觸式密封接觸式密封2）非接觸式密封）非接觸式密封氈圈密封氈圈密封皮碗密封皮碗密封( (密封圈密封密封圈密封)

14、 )油溝式密封油溝式密封油環(huán)與油溝組合密封油環(huán)與油溝組合密封迷宮式密封迷宮式密封脂潤(rùn)滑優(yōu)點(diǎn)：不容易流失、便于密封和維護(hù)，充填脂潤(rùn)滑優(yōu)點(diǎn)：不容易流失、便于密封和維護(hù)，充填一次，可運(yùn)轉(zhuǎn)較長(zhǎng)時(shí)間。一次，可運(yùn)轉(zhuǎn)較長(zhǎng)時(shí)間。油潤(rùn)滑優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高油潤(rùn)滑優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高溫環(huán)境下使用。溫環(huán)境下使用。45毛氈圈密封毛氈圈密封(a)設(shè)計(jì)：潘存云(b)防漏油防漏油防灰塵防灰塵密封圈密封密封圈密封密封唇朝里，密封唇朝里，目的是防漏目的是防漏油。油。密封唇朝密封唇朝外，主要外，主要目的是防目的是防灰塵、雜灰塵、雜質(zhì)質(zhì)脂潤(rùn)滑，軸徑圓周軸速脂潤(rùn)滑，軸徑圓周軸速度度v45m/s。脂

15、或油潤(rùn)滑，軸徑圓周軸脂或油潤(rùn)滑，軸徑圓周軸速度速度v7m/s。46適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合： V56m/s。 =0.10.3mm油溝式密封油溝式密封設(shè)計(jì)：潘存云(a)(b)47圖b為軸向曲路，因考慮到軸受熱后會(huì)變長(zhǎng)，間隙取 =1.52 mm。迷宮式封圈迷宮式封圈設(shè)計(jì)：潘存云(a)設(shè)計(jì)：潘存云(b)=1.52 mm48(a)(b)圖13-383）組合式密封）組合式密封甩油環(huán)甩油環(huán)49作業(yè)作業(yè)14-6, 14-11, 14-13 50AFS1FS2F正安裝正安裝S2AS1FFFSFSS2AS1FFFFSS2AFFFS1AFFS2AS1FFFS2SAS1FFFFAS2SS1AFFFFFS2FFAAFS1F

16、S2FSF正安裝正安裝51aFR可查軸可查軸承標(biāo)準(zhǔn)承標(biāo)準(zhǔn)Fn1F1FS1FS 載荷作載荷作用中心用中心FS總是由軸承外圈總是由軸承外圈指向指向“載荷作用中心載荷作用中心”52AFS1FS2F反安裝反安裝S2AS1FFFSFSS2AS1FFFFSS2AFFFS1AFFAFS1FS2F正安裝正安裝S2AS1FFFSFSS2AS1FFFFSS2AFFFS1AFF拉緊拉緊53S2AS1FFFS2SAS1FFFFAS2SS1AFFFFFS2FFAAFS1FS2FSF反安裝反安裝拉緊拉緊S2AS1FFFS2SAS1FFFFAS2SS1AFFFFFS2FFAAFS1FS2FSF正安裝正安裝54指出圖中錯(cuò)誤指

17、出圖中錯(cuò)誤1. 軸端倒角尺寸不同軸端倒角尺寸不同 2. 軸承安裝方式錯(cuò)誤軸承安裝方式錯(cuò)誤 3. 兩個(gè)鍵槽位置應(yīng)位于同一母線兩個(gè)鍵槽位置應(yīng)位于同一母線 4. 軸承蓋與軸間應(yīng)有間隙軸承蓋與軸間應(yīng)有間隙 5. 聯(lián)軸器沒(méi)有可靠固定聯(lián)軸器沒(méi)有可靠固定 6. 齒輪寬度應(yīng)超出軸頭齒輪寬度應(yīng)超出軸頭 55指出圖中錯(cuò)誤指出圖中錯(cuò)誤7. 軸肩位置過(guò)高，超過(guò)了左側(cè)軸承內(nèi)圈的高度軸肩位置過(guò)高，超過(guò)了左側(cè)軸承內(nèi)圈的高度 8. 套筒位置過(guò)高，超過(guò)了右側(cè)軸承內(nèi)圈的高度套筒位置過(guò)高，超過(guò)了右側(cè)軸承內(nèi)圈的高度 9.蝸輪應(yīng)相對(duì)于兩端軸承對(duì)稱布置蝸輪應(yīng)相對(duì)于兩端軸承對(duì)稱布置 10. 氈圈處錯(cuò)誤氈圈處錯(cuò)誤11.11.兩端倒角不一樣兩端倒角不一樣56指出圖中錯(cuò)誤指出圖中錯(cuò)誤改正圖57FA=1000NFR1=500NFR2=2000N判斷圖示一對(duì)判斷圖示一對(duì)7000AC軸承的安裝方式，并確定兩軸承的安裝方式，并確定兩個(gè)軸承所受到的軸向載荷個(gè)軸承所受到的軸向載荷Fa1、Fa2的大小。的大小。58解：為反安裝。解：為反安裝。7000AC軸