滾動(dòng)軸承能力、結(jié)構(gòu)

講述新課§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算§11-5滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)1.了解滾動(dòng)軸承的主要失效形式2.理解滾動(dòng)軸承壽命與載荷的基本概念3.掌握滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算、當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算4.掌握向心角接觸軸承的軸向載荷計(jì)算5.熟悉滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈和外圈的定位和固定形式6.了解滾動(dòng)軸承的支承結(jié)構(gòu)形式§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算一、滾動(dòng)軸承的主要失效形式

1.疲勞點(diǎn)蝕接觸應(yīng)力循環(huán)變化引起。應(yīng)進(jìn)行壽命計(jì)算，并作靜強(qiáng)度校核。§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算2.塑性變形轉(zhuǎn)速極低，在載荷很大或承受沖擊載荷時(shí)引起。應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算，并作壽命校核?！?1-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算3.磨損、膠合、套圈和保持架損壞高速軸承，由于發(fā)熱而造成的粘著。應(yīng)進(jìn)行壽命計(jì)算，并校核極限轉(zhuǎn)速。§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算二、滾動(dòng)軸承壽命與載荷的基本概念1．軸承壽命與基本額定壽命軸承壽命：?jiǎn)蝹€(gè)軸承中任一套圈或滾動(dòng)體首次出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前，一套圈相對(duì)于另一套圈的轉(zhuǎn)數(shù)。基本額定壽命L10：一批軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而90%的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（以106轉(zhuǎn)為單位）或工作小時(shí)數(shù)。§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算2．基本額定動(dòng)載荷和基本額定靜載荷基本額定動(dòng)載荷C：L＝１（10轉(zhuǎn)）時(shí)，所能承受的載荷值。C值大，表明軸承的承載能力強(qiáng)。610對(duì)向心軸承和角接觸軸承C是指徑向載荷，徑向基本額定動(dòng)載荷用表示；對(duì)推力軸承是指軸向載荷，軸向基本額定動(dòng)載荷用表示。基本額定靜載荷：使軸承受載最大的滾動(dòng)體與內(nèi)、外圈滾道接觸中心處引起的接觸應(yīng)力達(dá)到一定值（對(duì)于深溝球軸承為4200MPa）的載荷?；绢~定靜載荷是靜強(qiáng)度的界限，值大，表明承受靜載荷的能力強(qiáng)。三、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算或=3球軸承=10/3滾子軸承——壽命指數(shù)P－當(dāng)量動(dòng)載荷，N對(duì)于向心軸承為徑向當(dāng)量動(dòng)載荷對(duì)于推力軸承為軸向當(dāng)量動(dòng)載荷C－基本額定動(dòng)載荷，N對(duì)于向心軸承為徑向基本額定動(dòng)載荷對(duì)于推力軸承為軸向基本額定動(dòng)載荷n－軸承轉(zhuǎn)速，r/min§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算設(shè)計(jì)公式：軸承工作時(shí)所需的基本額定動(dòng)載荷式中－軸承預(yù)期的基本額定壽命，h

－軸承工作時(shí)所需的基本額定動(dòng)載荷，N

對(duì)于向心軸承為徑向所需的基本額定動(dòng)載荷對(duì)于推力軸承為軸向所需的基本額定動(dòng)載荷

C—所選軸承的基本額定動(dòng)載荷§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算四、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算對(duì)于只受徑向載荷的軸承，當(dāng)量動(dòng)載荷P的計(jì)算公式為：對(duì)于只受軸向載荷的軸承，當(dāng)量動(dòng)載荷P的計(jì)算公式為：§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算式中P－當(dāng)量動(dòng)載荷，N

fp－載荷系數(shù)，其值查表12－7Fr－徑向載荷，N

Fa－軸向載荷，N

在按壽命計(jì)算選取軸承型號(hào)時(shí)，應(yīng)當(dāng)先初選軸承型號(hào)，查其C0r、e值，得到X、Y，進(jìn)行壽命計(jì)算。然后將按照計(jì)算結(jié)果選取的軸承型號(hào)，與初選型號(hào)相比較，判斷是否合適。X——為徑向動(dòng)載荷系數(shù)Y——為軸向動(dòng)載荷系數(shù)查表12－8§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算五、向心角接觸軸承的軸向載荷計(jì)算1、內(nèi)部軸向力大小方向

圓錐滾子軸承角接觸球軸承70000C(a=15o)70000AC(a=25o)70000B(a=40o)S=Fr／(2Y)S=eFrS=0.68FrS=1.14Fr方向：由外圈寬端面指向窄端面支反力作用點(diǎn)偏向窄端面一側(cè)§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算a)正裝（面對(duì)面）

適合于傳動(dòng)零件位于兩支承之間

b)反裝（背靠背）適合于傳動(dòng)零件處于外伸端二內(nèi)部軸向力相對(duì)二內(nèi)部軸向力相背§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算2、實(shí)際軸向載荷FA的確定

（1）當(dāng)

軸有向左移動(dòng)的趨勢(shì),軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松”

軸承1上的內(nèi)部軸向力由S1增大到Fa+S2,阻止軸左移軸承2上的軸向力為∴軸承1的實(shí)際軸向載荷為§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算（2）當(dāng)

軸有右移的趨勢(shì)，軸承2被“壓緊”，軸承1被“放松”

軸承2上的內(nèi)部軸向力由S2增大到S1-Fa

,阻止軸右移∴軸承2實(shí)際所受的軸向力為軸承1實(shí)際所受的軸向力為§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算

計(jì)算方法：①根據(jù)軸上全部軸向力（包括外加軸向載荷FA和軸承的內(nèi)部軸向力Fs）合力的指向，判明哪端軸承被“壓緊”，哪端軸承被“放松”。②被“壓緊”端軸承上的總軸向力，等于除其自身的內(nèi)部軸向力以外的其他所有軸向力的代數(shù)和。（同+、異-）③被“放松”端軸承上的總軸向力，就等于其自身的內(nèi)部軸向力?！?1-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算選擇軸承的類(lèi)型和直徑系列按軸徑確定軸承內(nèi)徑滾動(dòng)軸承選擇的一般過(guò)程如下：對(duì)沒(méi)有嚴(yán)格要求的軸承可不進(jìn)行壽命計(jì)算END進(jìn)行壽命計(jì)算合格不合格對(duì)有較嚴(yán)格要求的軸承§11-4滾動(dòng)軸承的工作能力計(jì)算§11-5滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)一、支承的剛性和同心度提高支承剛度的措施：1）增加外殼及軸承座孔的壁厚2）縮短軸承支點(diǎn)相對(duì)于箱體孔壁的懸臂3）采用加強(qiáng)筋增強(qiáng)支承部位的剛性§11-5滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)保證軸上兩個(gè)支承的座孔的同心度的方法：1）整體機(jī)座，兩軸承座孔一次鏜出2）如軸上兩軸承外徑不同——軸承孔仍應(yīng)一次鏜出，再利用襯筒來(lái)安裝尺寸較小的軸承。§11-5滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)二、滾動(dòng)軸承的軸向固定軸承內(nèi)圈軸向固定方法：軸肩——作單向固定，能承受大的單向軸向力軸肩和彈性擋圈——作雙向固定，擋圈能承受的軸向力不大軸肩和軸端擋板、緊固螺釘——作雙向固定，擋板能承受中等的軸向力軸肩和圓螺母、止動(dòng)墊片——作雙向固定，能受大的軸向力§11-5滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)軸承外圈軸向固定方法：軸承蓋彈性擋圈孔的臺(tái)肩§11-5滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)三、滾動(dòng)軸承的周向固定和配合周向固定——靠外圈與軸承座孔（或回轉(zhuǎn)零件）和內(nèi)圈與軸頸之間的配合來(lái)保證。與旋轉(zhuǎn)套圈（多數(shù)為內(nèi)圈）配合應(yīng)保證有過(guò)盈量，不旋轉(zhuǎn)的套圈應(yīng)保證間隙配合或過(guò)渡配合。滾動(dòng)軸承的配合是指內(nèi)圈與軸頸、外圈與座孔的配合。軸承內(nèi)圈與軸頸的配合采用基孔制，軸承外圈與座孔的配合采用基軸制。

四、滾動(dòng)軸承的支承結(jié)構(gòu)形式軸常用的支承結(jié)構(gòu)有三種形式：1．兩端固定支承該支承方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，但只適用于跨距較小和溫升不高（<70o）的軸。2．一端固定，一端游動(dòng)支承這種支承方式適用于軸的跨距較大或工作溫度較高的軸。3．兩端游動(dòng)支承兩個(gè)支承都采用N0000型軸承，內(nèi)、外圈都實(shí)行軸向固定，滾子可相對(duì)于外圈滾道作軸向游動(dòng)。這種支承方式適用于軸可能發(fā)生設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)法預(yù)期的左右移動(dòng)的情況，例如人字齒輪主動(dòng)軸。但需注意，與其相嚙合的齒輪軸必須雙向固定，以保證兩軸的軸向定位。五、軸承的安裝和拆卸當(dāng)軸承內(nèi)圈和軸頸之間為過(guò)盈配合時(shí)，其裝配方法可以是錘打、壓力機(jī)壓入，也可用溫差法裝配。為了使裝配時(shí)軸承在軸上得到正確的定位，軸上應(yīng)設(shè)計(jì)有相應(yīng)的軸肩，但軸肩的高度不宜過(guò)高，否則拆卸的鉤頭就無(wú)法鉤住內(nèi)圈端面。用手錘安裝軸承拆卸六、滾動(dòng)軸承的預(yù)緊軸承預(yù)緊，就是在安裝時(shí)用某種方法在軸承中產(chǎn)生并保持一定的軸向力，以消除軸承中的軸向游隙，并在滾動(dòng)體和內(nèi)、外圈接觸處產(chǎn)生初變形。預(yù)緊可提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛性，減小機(jī)器工作時(shí)軸的振動(dòng)和噪聲。六、滾動(dòng)軸承的預(yù)緊常用的預(yù)緊裝置有：在兩個(gè)軸承的內(nèi)圈或外圈之間加襯墊(a)用彈簧預(yù)緊(b)在一對(duì)軸承中間裝入長(zhǎng)度不等的套筒，預(yù)緊力可由兩套筒的長(zhǎng)度差控制(c)夾緊一對(duì)磨窄了的外圈而預(yù)緊(d)，反裝時(shí)可磨窄內(nèi)圈并夾緊七、滾動(dòng)軸承的游隙及調(diào)整

滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈間存