第11章滾動(dòng)軸承

第十一章

滾動(dòng)軸承合肥學(xué)院王學(xué)軍11-1

滾動(dòng)軸承的構(gòu)造和特點(diǎn)1、滾動(dòng)軸承的組成外圈1、內(nèi)圈2、滾動(dòng)體3、保持架411-1

滾動(dòng)軸承的構(gòu)造和特點(diǎn)11-1

滾動(dòng)軸承的構(gòu)造和特點(diǎn)滾動(dòng)體的種類(lèi)有1883年德國(guó)的Fischer先生發(fā)明了磨制鋼球的球磨機(jī)并創(chuàng)建FAG公司以來(lái)，伴隨著滾動(dòng)軸承工業(yè)的誕生和發(fā)展，F(xiàn)AG的產(chǎn)品在幾乎所有可能的領(lǐng)域內(nèi)得到了充分的認(rèn)證并一直扮演著十分重要的角色

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滾動(dòng)軸承的構(gòu)造和特點(diǎn)11-1

滾動(dòng)軸承的構(gòu)造和特點(diǎn)11-1

滾動(dòng)軸承的構(gòu)造和特點(diǎn)11-1

滾動(dòng)軸承的構(gòu)造和特點(diǎn)2.特點(diǎn)（與滑動(dòng)軸承相比）1)摩擦系數(shù)小，f=0.001~0.0042)啟動(dòng)靈活；3)潤(rùn)滑容易4)標(biāo)準(zhǔn)化、互換5)但抗沖擊差，重載能力差，很難做成剖分式滾動(dòng)軸承中的承載形式為點(diǎn)或線接觸，最大接觸應(yīng)力可以高達(dá)4000MPa；3.材料、熱處理及用途套圈及滾動(dòng)體：GCr15—普通、9Cr18（440C）--防銹、Cr4Mo4V(M50)—高溫、Si3N4—特殊環(huán)境保持架：高聚物、低碳鋼、銅、夾布膠木超低溫液氫泵用混合式陶瓷軸承滾動(dòng)軸承的應(yīng)用瑞典SKF公司新一代SKF球面滾子軸承--Explorer"探索者"系列的性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法，而ISO亦無(wú)法恰當(dāng)?shù)仡A(yù)測(cè)其預(yù)期壽命……

--軸承如此經(jīng)久耐用，它將改變工業(yè)設(shè)備的維修計(jì)劃

--軸承如此先進(jìn)卓越，它將為設(shè)計(jì)工程師，開(kāi)拓一個(gè)充滿(mǎn)嶄新選擇的世界，從而創(chuàng)造新一代的工業(yè)機(jī)械設(shè)備。滾動(dòng)軸承的應(yīng)用這類(lèi)軸承適用于內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)。由于其特殊的設(shè)計(jì)，可以應(yīng)用于此種高轉(zhuǎn)速、高溫、不利于潤(rùn)滑且又具有特殊載荷和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的支承。其中，KZK曲柄銷(xiāo)支承用的滾針和保持架組件，采用M型保持架，可因應(yīng)客戶(hù)特殊要求，在保持架表面進(jìn)行鍍銀、鍍銅處理。

滾動(dòng)軸承的應(yīng)用推力軸承由滾動(dòng)體、推力保持架及推力墊圈組成。滾動(dòng)體可以是滾針或圓柱滾子。滾針或圓柱滾子受到推力保持架的保持和引導(dǎo)，并和不同的推力墊圈、軸圈、座圈一起工作。滾動(dòng)軸承的應(yīng)用這種軸承由薄壁沖壓外圈、保持架和整組的滾針組成，其剖面高度極小，可節(jié)約空間，尤其適用于殼體孔不宜作為滾道的場(chǎng)所。與穿孔型軸承相比，封口型軸承的一端為密閉式，可保護(hù)軸承免于雜物侵入和防止?jié)櫥孤?/p>

滾動(dòng)軸承的應(yīng)用鐵路車(chē)輛的行車(chē)速度不斷提高，就要求配套的軸承也要達(dá)到行車(chē)安全的技術(shù)指標(biāo)，圖中為鐵路機(jī)車(chē)輪對(duì)準(zhǔn)高速軸承NV2232WB/YB2，速度為160-180km/h，壽命100萬(wàn)公里。

滾動(dòng)軸承的應(yīng)用圖中為6317絕緣軸承，用于防靜電的技術(shù)領(lǐng)域。滾動(dòng)軸承的應(yīng)用11-2

滾動(dòng)軸承的類(lèi)型和選擇一、滾動(dòng)軸承的類(lèi)型按滾動(dòng)體的形狀分球軸承滾子軸承軸承公稱(chēng)接觸角:滾動(dòng)體與外圈軌道接觸點(diǎn)的法線和軸承半徑方向的夾角1.向心軸承2.推力軸承按受力分：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T272-1993中，按載荷方向及結(jié)構(gòu)不同進(jìn)行分類(lèi)單列雙列按滾動(dòng)體列數(shù)分：多列11-2

滾動(dòng)軸承的類(lèi)型和選擇11-2

滾動(dòng)軸承的類(lèi)型和選擇11-2

滾動(dòng)軸承的類(lèi)型和選擇11-2

滾動(dòng)軸承的類(lèi)型和選擇

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滾動(dòng)軸承的類(lèi)型和選擇二、滾動(dòng)軸承類(lèi)型的選擇選擇滾動(dòng)軸承類(lèi)型時(shí)可參考以下幾點(diǎn)：（1）當(dāng)載荷較大后有沖擊載荷時(shí)，宜用滾子軸承；當(dāng)載荷較小時(shí)，宜用球軸承。（2）載荷方向當(dāng)只受徑向載荷時(shí)，或雖同時(shí)受徑向和軸向載荷，但以徑向載荷為主時(shí)，應(yīng)用向心軸承。當(dāng)只受軸向載荷時(shí)，一般應(yīng)用推力軸承，而當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，可用角接觸球軸承或深溝球軸承。當(dāng)徑向和軸向載荷都較大時(shí)，應(yīng)采用角接觸軸承。（3）當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，宜用球軸承；當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，可用滾子軸承，也可用球軸承。11-2

滾動(dòng)軸承的類(lèi)型和選擇（4）當(dāng)要求支承具有較大剛度時(shí)，應(yīng)用滾子軸承。（5）當(dāng)軸的撓曲變形大或軸承座孔不同、跨度大而對(duì)支承有調(diào)心要求時(shí)，應(yīng)選用調(diào)心軸承。（6）為便于軸承的裝拆，可選用內(nèi)、外圈分離的軸承。（7）從經(jīng)濟(jì)角度看，球軸承比滾子軸承便宜，精度低的軸承比精度高的軸承便宜，普通結(jié)構(gòu)軸承比特殊結(jié)構(gòu)的軸承便宜。11-3

滾動(dòng)軸承代號(hào)下表表示滾動(dòng)軸承代號(hào)的構(gòu)成直徑系列寬度系列11-3

滾動(dòng)軸承代號(hào)1.類(lèi)型代號(hào)：（見(jiàn)表11.1）2.尺寸系列代號(hào)：承載能力發(fā)生變化11-3

滾動(dòng)軸承代號(hào)3.內(nèi)徑代號(hào)：內(nèi)徑大小11-3

滾動(dòng)軸承代號(hào)4.內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)5.公差等級(jí)代號(hào)11-3

滾動(dòng)軸承代號(hào)6.配置代號(hào)11-3

滾動(dòng)軸承代號(hào)7.軸承代號(hào)的編制規(guī)則(1)軸承代號(hào)按表11-2所列的順序從左至右排列。(2)當(dāng)軸承類(lèi)型代號(hào)用字母表示時(shí),字母與其后的數(shù)字之間應(yīng)空一個(gè)字符。(3)基本代號(hào)與后置代號(hào)之間應(yīng)空一個(gè)字符,但當(dāng)后置代號(hào)中有“-”號(hào)或“/”號(hào)時(shí),不再留空。(4)在尺寸系列代號(hào)中,位于括號(hào)中的數(shù)字省略不寫(xiě)。(5)公差等級(jí)代號(hào)中的/P0省略不寫(xiě)。例如:7210C/P5/DF軸承類(lèi)型為角接觸球軸承尺寸類(lèi)型代號(hào),其中寬度類(lèi)型代號(hào)為0,窄系列,省略不寫(xiě);直徑系列代號(hào)為2,輕系列軸承內(nèi)徑空一個(gè)字符公稱(chēng)接觸角軸承精度等級(jí)為P5級(jí)面對(duì)面配置11-3

滾動(dòng)軸承代號(hào)7210C/P5DF3練習(xí)圓錐滾子軸承寬、輕系列直徑50mmP4級(jí)精度背對(duì)背安裝11-3

滾動(dòng)軸承代號(hào)2210/P4/DB11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則一、滾動(dòng)軸承的失效形式1.疲勞點(diǎn)蝕：滾動(dòng)軸承最常見(jiàn)的失效形式。受交變載荷。2.塑性變形：受較大靜載或沖擊載荷3.磨粒磨損：雜質(zhì)進(jìn)入4.膠合：高速、重載、發(fā)熱鋼球疲勞點(diǎn)蝕陶瓷球疲勞點(diǎn)蝕11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則滾動(dòng)軸承失效實(shí)例11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則滾動(dòng)軸承失效實(shí)例軸承膠合11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則二、滾動(dòng)軸承的計(jì)算準(zhǔn)則對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)軸承,疲勞點(diǎn)蝕是其主要失效形式,因而主要是進(jìn)行壽命計(jì)算,必要時(shí)再作靜強(qiáng)度校核。對(duì)于不轉(zhuǎn)動(dòng)、低速或擺動(dòng)的軸承，局部塑性變形是其主要失效形式，因而主要是進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)于高速軸承，發(fā)熱以至膠合是其主要失效形式，因而除進(jìn)行壽命計(jì)算外還應(yīng)該校核極限轉(zhuǎn)速。11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則一、基本公式基本額定壽命一批相同軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，90%軸承在疲勞點(diǎn)蝕前轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)（單位為106r）軸承工作溫度在100℃以下,基本額定壽命L=1×106時(shí),軸承所能承受的最大載荷為基本額定動(dòng)負(fù)荷,用C表示。基本額定動(dòng)負(fù)荷的方向:對(duì)于向心軸承為徑向載荷對(duì)于推力軸承為中心軸向載荷對(duì)于角接觸向心軸承為載荷的徑向分量疲勞曲線疲勞壽命威布爾分布11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則在當(dāng)量動(dòng)載荷P作用下的基本額定壽命為滾動(dòng)軸承的載荷與壽命之間的關(guān)系:常用小時(shí)數(shù)表示基本額定壽命Lh引入溫度系數(shù)fT和載荷系數(shù)fP11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則當(dāng)量動(dòng)載荷P的計(jì)算式為11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則二、當(dāng)量動(dòng)載荷對(duì)于同時(shí)作用有徑向載荷和軸向載荷的軸承，在進(jìn)行軸承壽命計(jì)算時(shí)，為了和基本額定動(dòng)負(fù)荷進(jìn)行比較，須把實(shí)際載荷折算為與基本額定動(dòng)負(fù)荷的方向相同的一假想載荷，在該假想載荷作用下軸承的壽命與實(shí)際載荷作用下的壽命相同，則稱(chēng)該假想載荷為當(dāng)量動(dòng)載荷，用P表示。11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則三、角接觸軸承的內(nèi)部軸向力由力的平衡條件得作用在軸承Ⅱ上的軸向載荷為作用在軸承上的軸向載荷只有自身的內(nèi)部軸向力,即取軸承內(nèi)圈和軸為分離體11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則11-4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則四、軸承壽命計(jì)算程序框圖已知選擇類(lèi)型選擇代號(hào)查計(jì)算計(jì)算計(jì)算查e值查X、Y值輸出結(jié)果YY查NN滾動(dòng)軸承中受載最大的滾動(dòng)體與最弱座圈滾道的接觸處的塑性變形量之和為滾動(dòng)體的1/10000時(shí)的載荷，是軸承的基本額定靜負(fù)荷C0滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度校核公式為當(dāng)量靜載荷P0是一個(gè)假想載荷，其作用方向與基本額定靜負(fù)荷相同，而在當(dāng)量靜載荷作用下，軸承的受載最大滾動(dòng)體與滾道接觸處的塑性變形總量與實(shí)際載荷作用下的塑性變形總量相同。，由表11-14查取11-6滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于向心軸承、角接觸軸承，當(dāng)量靜載荷取下面兩式中計(jì)算出的較大值11-6滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算滾動(dòng)軸承的極限轉(zhuǎn)速

是指軸承在一定載荷和潤(rùn)滑條件下所允許的最高轉(zhuǎn)速當(dāng)軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P超過(guò)0.1C時(shí),需將手冊(cè)中的極限轉(zhuǎn)速乘以小于1的載荷系數(shù)當(dāng)向心軸承受軸向載荷時(shí),需將手冊(cè)中查得的極限轉(zhuǎn)速乘以小于1的載荷分布系數(shù)于是,軸承允許的極限轉(zhuǎn)速為11-7滾動(dòng)軸承的極限轉(zhuǎn)速11-8

滾動(dòng)軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在機(jī)器中,傳動(dòng)件、軸、滾動(dòng)軸承、機(jī)體、潤(rùn)滑及密封等組成為一個(gè)相互聯(lián)系的有機(jī)整體，通常稱(chēng)為軸承部件。一、軸承部件的軸向固定1.兩端固定支承支點(diǎn)跨距l(xiāng)<300~500C=0.25~0.35間隙：2~3mm11-8

滾動(dòng)軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.一端固定、一端游動(dòng)支承小齒輪軸做成兩端游動(dòng)11-8

滾動(dòng)軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.兩端游動(dòng)支承11-8

滾動(dòng)軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、軸承部件的調(diào)整1.軸承間隙的調(diào)整2.軸上傳動(dòng)件位置的調(diào)整內(nèi)圈與軸：基孔制外圈與孔：基軸制配合種類(lèi)：緊配合：轉(zhuǎn)速高、載荷大、溫度高、有振動(dòng)、內(nèi)圈與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)松配合：經(jīng)常拆卸、外圈靜止、半圈受載11-8

滾動(dòng)軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、滾動(dòng)軸承的配合11-8

滾動(dòng)軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、軸承的裝拆脂潤(rùn)滑：可承受較大載荷，便于密封及維護(hù)不宜填充過(guò)多

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