《機械設(shè)計基礎(chǔ) 第4版》 課件 10滾動軸承

學(xué)習(xí)指導(dǎo)

第十章滾動軸承

熟悉滾動軸承的主要類型、特點和代號，能正確選擇滾動軸承的類型；2.掌握滾動軸承承載能力的計算方法；

3.根據(jù)載荷、結(jié)構(gòu)等要求，能進行滾動軸承組合設(shè)計，能夠從定位、固定、調(diào)整、裝拆、潤滑和密封等方面，分析已有的軸承組合結(jié)構(gòu)。

一、學(xué)習(xí)要求二、重點與難點1.滾動軸承的類型、特點、代號及類型選擇；

2.滾動軸承的承載能力計算；

1)主要失效形式；

2)壽命計算。3.滾動軸承的組合設(shè)計；

1)軸承部件的軸向固定；

2)軸承部件的調(diào)整；

3)滾動軸承的配合；

4)軸承的拆裝；

5)滾動軸承的潤滑和密封。

4第一節(jié)滾動軸承的類型和代號

一、滾動軸承的構(gòu)造

滾動軸承的組成一般由內(nèi)圈1、外圈2、滾動體3和保持架組成滾動體的種類有二、滾動軸承的結(jié)構(gòu)特性和類型1.結(jié)構(gòu)特性1)游隙2)接觸角滾動軸承內(nèi)外圈和滾動體之間在軸向和徑向存有一定間隙（即相對位移），其最大位移量稱為游隙。滾動體與外圈滾道接觸點(線)的法線與軸承半徑方向的夾角為軸承的接觸角。3)偏位角4)極限轉(zhuǎn)速由于加工、安裝誤差或軸的變形等會引起軸承內(nèi)外圈中心線發(fā)生相對偏斜，其偏斜角稱為偏位角。軸承在一定載荷和潤滑條件下，允許的最高轉(zhuǎn)速稱為極限轉(zhuǎn)速。2.滾動軸承的類型向心軸承推力軸承1)按承受載荷的方向或接觸角的不同≤2)按滾動體的類型：球軸承，滾子軸承3)按滾動體的列數(shù)：單列、雙列及多列α4)按工作時軸承能否起調(diào)心作用：調(diào)心軸承，非調(diào)心軸承5)按安裝時軸承內(nèi)外圈是否分別安裝：可分離軸承和不可分離軸承6)按公差等級：0、6、5、4、2級滾動軸承常用的滾動軸承類型及特性滾動軸承代號的構(gòu)成前置代號字母成套軸承分部件代號基本代號數(shù)字或字母類型代號尺寸系列代號數(shù)字數(shù)字寬度系列代號直徑系列代號數(shù)字內(nèi)徑代號后置代號(組)內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封與防塵套圈變形保持架及其材料軸承材料公差等級游隙配置其他三、滾動軸承的代號

1.類型代號2.尺寸系列代號寬度系列與直徑系列尺寸系列代號3.內(nèi)徑代號4.內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號5.公差等級代號6.配置代號代號含義舊標準/DB/DF/DT背對背安裝方式面對面安裝方式串連安裝方式236210336210436210例如:7210C7210C/P5/DF/P5/DF軸承類型為角接觸球軸承尺寸類型代號,其中寬度類型代號為0,窄系列,省略不寫,直徑系列代號為2,輕系列。軸承內(nèi)徑空一個字符公稱接觸角軸承精度等級為5級面對面配置1.載荷：當(dāng)只受徑向載荷時，或雖同時受徑向和軸向載荷，但以徑向載荷為主時，應(yīng)用向心軸承。當(dāng)只受軸向載荷時，一般應(yīng)用推力軸承，而當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時，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，應(yīng)采用角接觸軸承。第二節(jié)滾動軸承的選擇計算

一、滾動軸承的選擇

當(dāng)載荷加大后有沖擊載荷時，宜用滾子軸承；當(dāng)載荷較小時，宜用球軸承。當(dāng)軸的撓曲變形大或軸承座孔不同、跨度大而對支承有調(diào)心要求時，應(yīng)選用調(diào)心軸承。為便于軸承的裝拆，可選用內(nèi)、外圈分離的軸承。從經(jīng)濟角度看，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。2.轉(zhuǎn)速：當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時，宜用球軸承；當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時，可用滾子軸承，也可用球軸承。3.調(diào)心：4.裝調(diào)：5.經(jīng)濟：1.失效形式(1)疲勞點蝕(2)塑性變形二、滾動軸承的疲勞壽命計算

(3)磨粒磨損1）對于轉(zhuǎn)動的滾動軸承疲勞點蝕是其主要失效形式,因而主要是進行壽命計算,必要時再作靜強度校核。2）對于不轉(zhuǎn)動、低速或擺動的軸承局部塑性變形是其主要失效形式，因而主要是進行靜強度計算。3）對于高速軸承發(fā)熱以至膠合是其主要失效形式，因而除進行壽命計算外還應(yīng)該校核極限轉(zhuǎn)速。2.計算準則滾動軸承疲勞壽命計算1)軸承壽命軸承在工作過程中，其內(nèi)圈、外圈或滾動體出現(xiàn)疲勞點蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)(或一定轉(zhuǎn)速下所工作的小時數(shù))。2)基本額定壽命同一批同種型號的軸承在相同條件下運轉(zhuǎn)，其可靠度為90％軸承所能能到或超過的壽命，用L(或)表示。3)基本額定動載荷軸承進入運轉(zhuǎn)狀態(tài)并且當(dāng)其基本額定壽命恰好為轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的載荷，用C表示。對于同時作用有徑向載荷和軸向載荷的軸承，在進行軸承壽命計算時，為了和基本額定動負荷進行比較，須把實際載荷折算為與基本額定動負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際載荷作用下的壽命相同，則稱該假想載荷為當(dāng)量動載荷，用P表示。當(dāng)量動載荷P的計算式為：4)當(dāng)量動載荷——軸承得徑向載荷和軸向載荷——徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)5)角接觸軸承軸向載荷的計算若壓緊端軸承1所受的軸向載荷為時放松端軸承2所受的軸向載荷為若壓緊端軸承2所受的軸向載荷為時放松端軸承1所受的軸向載荷為綜上所述，計算兩端軸承所受軸向載荷的步驟為：（1）根據(jù)軸承類型和表10-10求出內(nèi)部軸力；（2）根據(jù)軸上所受軸向力的合力，判斷哪個軸承被壓緊；哪個軸承被放松；（3）壓緊端軸承所受的軸向載荷等于除去自身內(nèi)部軸向力以外的其他軸向力的代數(shù)和；（4）放松端軸承所受的軸向載荷等于自身內(nèi)部軸向力。滾動軸承的載荷與壽命之間的關(guān)系:6)滾動軸承基本額定壽命計算在當(dāng)量動載荷P作用下的基本額定壽命為滾動軸承的靜承載能力是由允許的塑性變形量決定的，在靜載荷或沖擊載荷作用下的軸承可能會產(chǎn)生過大的塑性變形量，會影響到軸承的使用性能。因此，對于緩慢擺動或極低速運轉(zhuǎn)的軸承，應(yīng)按靜載荷選擇軸承的尺寸。三、滾動軸承的靜載荷計算

一、軸承的軸向固定1.單個軸承的軸向固定第三節(jié)滾動軸承的組合設(shè)計軸承內(nèi)圈固定常用方法：a)軸肩；b)軸肩和彈性擋圈；c)軸肩和軸端擋板；d)軸肩和圓螺母。軸承外圈固定常用方法：a)軸承端蓋；c)孔內(nèi)凸肩和軸承蓋作雙向固定。b)孔內(nèi)凸臺和孔用彈性擋圈作雙向固定；2.軸承組合的軸向固定(1)雙支點單向固定(2)單支點雙向固定1.軸承間隙的調(diào)整二、軸承組合的調(diào)整加減軸承蓋與機座間調(diào)整墊片的厚度；2)利用調(diào)整螺釘1通過壓蓋3移動外圈位置，調(diào)整好后利用螺母2鎖緊。2.軸承的預(yù)緊在一對軸承內(nèi)圈或外圈之間加金屬墊片；2)磨窄軸承內(nèi)圈或外圈。注意：圓錐齒輪和蝸桿必須調(diào)整軸系的軸向位置。3.軸承組合位置的調(diào)整軸承內(nèi)圈與軸松→緊js6，j6，k6，m6，n6松→緊G7，H7，JS7，J7軸承外圈與軸承座孔基孔制：基軸制：三、滾動軸承的配合提高支承剛度的措施：1）增加軸承座孔的壁厚；2）減小軸承支點相對于箱體孔壁的懸臂；3）采用加強筋加強支承部位的剛性。四、滾動軸承支承部位的剛度和同軸度五、滾動軸承的裝拆第四節(jié)滾動軸承的潤滑和密封一、滾動軸承的潤滑潤滑方式：1、脂潤滑2、油潤滑油浴或飛濺潤滑、滴油潤滑、噴油潤滑、油霧潤滑3、固體潤滑二、滾動軸承的密封典型習(xí)題

例1：某通風(fēng)機用的斜齒圓柱齒輪減速器中，有一軸頸直徑，轉(zhuǎn)速，已知兩支承上的徑向載荷，軸向載荷，并指向軸承1如圖所示。負荷有輕微振動，要求軸承壽命，試選擇軸承的類型和型號。

[解]：因轉(zhuǎn)速較高，雖有軸向載荷，但相對于徑向載荷較小，故選用結(jié)構(gòu)簡單、價格較低的深溝球軸承，如圖所示。2、求當(dāng)量動負荷由于軸承型號未定，等值都無法確定，必須試算。通常先試選軸承型號。按，試選深溝球軸承6212型，查設(shè)計手冊得：由于軸承1的徑向負荷比軸承2的大，且又受軸向力，故只計算軸承1即可。因，由設(shè)計手冊查得又因，查設(shè)計手冊得按題設(shè)負荷有輕微振動，則軸承得當(dāng)量動負荷為1、選擇軸承類型3、求軸承應(yīng)具有的徑向額定動負荷通風(fēng)機工作溫度則已知球軸承的并將已知的代入上式得由于大于所選軸承的徑向額定動負荷(),不能滿足要求，必須改選軸承型號，重復(fù)上面的計算。選6312型軸承，。計算計算所得的比6212型軸承的值略小，但較為接近，故選用6312型軸承合適。

例2

：試分析齒輪、軸、軸承部件組合設(shè)計的錯誤結(jié)構(gòu)并改之。齒輪用油潤滑，軸承用脂潤滑。1.轉(zhuǎn)動件與靜止件接觸(1)軸與端蓋發(fā)生摩擦；(2)套筒與軸承外圈發(fā)生摩擦；2.軸上零件未定位、未固定(3)套筒頂不住齒輪(過定位)；(4)聯(lián)軸器未定位；(5)軸頭不需要卡