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  第13章 滚动轴承 第13章 滚动轴承 (一) 滚动轴承的构成 滚动轴承的构成 滚动轴承的构成 滚动体的形态 ◆滚动轴承的逛隙、接触角和调心功能 ⒉滚动轴承接触角 4. 滚动轴承的调心功能 §2 滚动轴承的闭键类型及其代号 滚动轴承的类型和选用 滚动轴承的类型和选用 滚动轴承的类型和选用 (二) 滚动轴承的代号 ⑵外廓尺寸系列 ①外(直)径系列→ 睹右图 §3 滚动轴承类型的拣选 3、调心功能 §4 滚动轴承的事务状况 §5 滚动轴承尺寸的拣选 §5 滚动轴承尺寸的拣选 (三)当量动载荷 (四) 额定寿命筹划 例题:一农用水泵,决策选用深沟球轴承,轴颈直径d=40mm, 转速n=2900 r/min,径向载荷Fr=1600N, 轴向载荷Fa=720N,预期筹划寿命L h ′=6000h。试拣选该轴承型号。 (五) 角接触(向心推力)轴承的载荷筹划 ⑴两种安设方法 ⑵向心推力轴承轴向载荷Fa 的筹划措施 ⑶向心推力轴承轴向载荷Fa 的筹划措施 ⑶向心推力轴承轴向载荷Fa的筹划措施 ⑵向心推力轴承轴向载荷Fa 的筹划措施 例题1: (六)不服静载荷下的轴承寿命筹划 (七) 滚动轴承的静载荷筹划 (八) 统一支点成对安设同型军号接触轴承的筹划特质 (九) 滚动轴承的极限转速 (一)担保轴承孔的同轴度和支承刚度 §6 滚动轴承轴系构造打算(轴承安装打算) §6 滚动轴承轴系构造打算(轴承安装打算) §6 滚动轴承轴系构造打算(轴承安装打算) §6 滚动轴承轴系构造打算(轴承安装打算) (二)轴承的设备 一、三种固定方法 3、两头逛动支承 3、推力轴承的固定 (四)滚动轴承组合构造的调度 (五)滚动轴承的配合 (六)滚动轴承的预紧 (七)滚动轴承的润滑 (八)滚动轴承的密封安装※ (九)滚动轴承的装拆 学习题:轴的构造打算应满意哪些恳求?试对图中轴的构造有编号数处分歧理的地方做扼要申明,并画出修正后轴的构造图。 当:FSⅡ + FA >FSⅠ时 轴承Ⅰ(即“压紧”端)的轴向力为: 轴承Ⅱ(即“松开”端)的轴向力为: 当:FSⅡ +FA <FSⅠ时 轴承Ⅱ (即“压紧”端)的轴向力为: 轴承Ⅰ(即“松开”端)的轴向力为: →轴承Ⅰ被“压紧” ,轴承Ⅱ被“松开” → →轴承Ⅱ被“压紧” ,轴承Ⅰ被“松开”→ WⅡ WⅡ FrⅠ FrⅡ FSⅠ FSⅡ FA FrⅠ FrⅡ FSⅠ FSⅡ FA 当向心角接触轴承支承的轴上除径向载荷Fr功用外,再有外加轴向力FA 功用时,功用正在每个轴承上的轴向载荷Fa须作整体分解确定。 筹划措施如下: ①筹划每个轴承上的内部轴向力FSⅠ、FSⅡ; ②依据轴上整个轴向力(搜罗:外加轴向力Fx 和内部轴向力FSⅠ、FSⅡ)即协力的指向; →判定哪个轴承被“压紧” ?哪个轴承被“松开” ? ③被“压紧”轴承的轴向力等于除它自身内部轴向力以外的其他轴向力的代数和; 被“松开”轴承的轴向力等于其自身的内部轴向力。 FrⅠ FrⅡ FSⅠ FSⅡ FA FrⅠ FrⅡ FSⅠ FSⅡ FA FA FrⅡ FrⅠ FrⅠ FrⅡ FA 已知:FSⅠ=1175 N,FSⅡ=3290 N,FA=1020 N 求: FaⅠ、 FaⅡ FSⅠ FSⅡ →轴承Ⅰ被“压紧” ,轴承Ⅱ被“松开” FSⅡ+FA = 3290+1020= 4310 >FSⅠ, 解: 例题2: 已知:FSⅠ=1437 N,FSⅡ=2747 N,FA=950 N 求: FaⅠ、 FaⅡ FSⅠ FSⅡ FSⅠ+FA = 1437+950 = 2387 <FSⅡ, →轴承Ⅰ被“压紧” ,轴承Ⅱ被“松开” 解: 例:金属切削机床、起重机等死板中操纵的轴承,其事务载荷和转速都是正在一再地变革着。 寿命筹划:按不服静变应力时的疲乏毁伤累计外面→均匀当量动载荷 →寿命筹划公式: 正在过大的载荷功用下的滚动轴承,再有不妨爆发塑性变形,导致轴承的振动和噪声过大,影响轴承的寻常事务。是以,除对轴承要举行疲乏强度筹划外,还需举行静强度校核。而对付转速很低或正在必定角度内迟钝摆动的轴承,因其闭键失效方法便是滚动体与外里座圈滚道接触处爆发过大塑性变形,这时应依据静强度筹划其承载技能和拣选轴承尺寸与型号。 ⒈担保滚轴承不产生过大塑性变形的条目 基础额定静载荷使滚动轴承中受力最大的滚动体与座圈接触处的塑性变形总量正巧为滚动体直径万分之临时的载荷,称为基础额定静载荷。 当量静载荷当量静载荷是一个假思的载荷,正在该载荷功用下轴承与正在实质载荷功用下有同样的塑性变形量,该载荷称为当量静载荷。 静态承载和平系数, 睹外 ⒉当量静载荷的筹划 应该防卫:当筹划结果P0<Fr时,则取 P0=Fr ⑶基础参数 基础额定动载荷 额定静载荷 极限转速 ⑵当量动载荷 筹划时,X、Y 按双列轴承抉择; e 值与单列轴承相像。 ⑴支反力功用点(载荷功用中央O) ——近似以为正在这对轴承宽度的中点。 图9-15 载荷散布系数 载荷系数 滚动轴承的极限转速nlim——必定载荷和润滑条目下首肯的最高转速(查准则)。 实质事务条目下,轴承的极限转速nmax: 1、担保同轴度恳求——安设轴承的两个轴承座孔一次加工而成。 2、担保支承刚度恳求。 强化筋 §6 滚动轴承轴系构造打算(轴承安装打算) (二)轴承的设备 一、三种固定方法 1、两头固定式支承(双支点单向固定) c=0.2~0.4 协力 箱体内侧 箱体外侧 采用深沟球轴承 (二)轴承的设备 一、三种固定方法 1、两头固定式支承(双支点单向固定) 箱体内侧 箱体外侧 协力 c=0.2~0.4 采用深沟球轴承 (二)轴承的设备 一、三种固定方法 1、两头固定式支承(双支点单向固定) 箱体内侧 箱体外侧 调度垫片(一组) 调度垫片(一组) 采用向心推力轴承(正装) 协力 (二)轴承的设备 一、三种固定方法 1、两头固定式支承(双支点单向固定) 箱体内侧 箱体外侧 协力 调度垫片(一组) 调度垫片(一组) 采用向心推力轴承(正装) (二)轴承的设备 一、三种固定方法 2、 一端固定一端逛动支承(单支点双向固定) 协力 套杯 箱体内侧 箱体外侧 (二)轴承的设备 一、三种固定方法 2、 一端固定一端逛动支承(单支点双向固定) 套杯 箱体内侧 箱体外侧 协力 固定端 逛动端 对付人字齿轮轴,因为人字齿轮自身的互相限位功用,它们的轴承外里圈的轴向紧固应打算成只担保此中一根轴相对机座有固定的轴向地方,而另一根轴上的两个轴承都必需是逛动的,以防备齿轮卡死或人字齿的两侧受力不服均。 1、轴承内圈正在轴上的轴向固定措施 2、轴承外圈正在轴承孔内的轴向固定措施 轴肩固定 弹性卡圈固定 轴端挡圈固定 圆螺母固定 轴承端盖固定 凸肩固定 孔用弹性卡圈固定 (三)滚动轴承的轴向紧固 轴向地方调度垫片 轴承逛隙 调度垫片 轴承逛隙 调度垫片 碟形零件 1、轴系轴向地方的调度 2、轴承逛隙的调度 套杯 1、基准制 内圈与轴→基孔制→轴用n6,m6,k6,js6等公差带。 外圈与轴承孔→基轴制→孔用J6,J7,H7,G7公差带。 2、滚动轴承配合拣选的大凡规定: ①尺寸大、载荷大、振动大、转速高或事务温度高时→选紧少少的配合; ②每每拆卸或逛动套圈→选松少少的配合。 φ90 H7 φ40 k6 1、预紧的目标 抬高轴承的扭转精度,弥补轴承安装的刚性,减小机械事务时轴的振动。 2、预紧的措施 安设时用某种措施正在轴承中爆发并维持一轴向力,使滚动体和内、外圈接触处爆发预变形,以解除轴承中的逛隙。 3、预紧安装 ①夹紧外圈(图a) ②弹簧预紧(图b) ③加长度不等的间隔套(图c) ④磨窄座圈并夹紧(图d) 1、润滑的目标 低落摩擦阻力、减轻磨损;同时,润滑再有低落滚动体与座圈滚道的接触应力、散热、吸震、减低噪声和防锈等功用。 2、润滑油润滑 ①油浴润滑;②飞溅润滑;③滴油润滑;④油雾润滑;⑤轮回冷却油润滑。 ②飞溅润滑 ④油雾润滑 ①油浴润滑 需防卫:油面不行逾越轴承最低滚动体的中央。 3、润滑脂润滑 需防卫:润滑脂正在轴承中的填入量大凡应不逾越轴承空间的1/3 ~ 1/2。 接触式密封 非接触式密封 组合式密封 毛粘圈密封 J型橡胶圈密封 间隙式密封 迷宫式密封 毛粘圈密封 J型橡胶圈密封 间隙式密封 迷宫式密封 组合式密封 装置套管 拆卸器 打算时应防卫的是:轴承的定位轴肩和定位凸肩高渡过大,会导致轴承拆卸困苦。其合理的高度尺寸da、Da可查轴承手册。 安设措施有:①手锤套管打入法;②压入法;③温差法等。 拆卸措施有:①手锤套管敲击法;②轴承拆卸器拆卸法等。 da Da 轴肩过高 凸肩孔过小 1 2 3 4 5 6 7 8 * * 概 述 滚动轴承尺寸的选则 滚动轴承类型的拣选 滚动轴承的闭键类型及其代号 轴承安装打算 滚动轴承的事务状况 轴承 —— 支承轴的部件。 向心轴承 —— 闭键担当径向载荷; 推力轴承 —— 闭键担当轴向载荷; 向心推力轴承 —— 闭键担当径向载荷、也可担当较大的轴向载荷; 推力向心轴承 —— 闭键担当轴向载荷、也可担当较大的径向载荷。 2. 推拿擦本质分: 轴承 滑动轴承 滚动轴承 轴承 1. 依据担当载荷的倾向分: §1 概述 ◆向心轴承 1. 外圈 2. 内圈 3. 滚动体 4. 维持架 ◆滚动体形态 ◆推力轴承 1. 紧圈 2. 松圈 3. 滚动体 4. 维持架 (二) 滚动轴承的资料及特质 滚动轴承的内、外圈和滚动体是用滚动轴承钢(GCr15等)创设、并径淬火打点,硬度抵达60~65 HRC,皮相举行磨削和扔光。恳求磨削扔光。轴承元件都源委150℃的回火打点,往往轴承事务温度不高于120℃,于是轴承元件的硬度不会降落。 轴承维持架大凡用软钢冲压而成,也有效青铜、石墨或塑料制成实体维持架。 1、资料 2、滚动轴承与滑动轴承比拟 长处:摩擦阻力小,启动及运转力矩小,启动灵动,功率损耗小且轴承单元宽度承载技能较大,润滑、安设及维修利便等。 欠缺:径向轮廓尺寸大,接触应力高,高速重载下轴承寿命较低且噪声较大,抗袭击技能较差。 ⒈ 滚动轴承的逛隙 ①轴承内圈相对付外圈挪动量的最大值称为轴承的逛隙;沿径向的最大挪动量称之为径向逛隙;而沿轴向的最大挪动量称为轴向逛隙。 ②滚动轴承的逛隙分为1、2、0、3、4、5共六个组别。其径向逛隙由小到大,0组为常用逛隙可能不标,其它代号次第为C1、C2、C3、C4、C5。 ——滚动体与外圈(或松圈)滚道接触点的法线与轴承径向平面的夹角,称为滚动轴承的公称接触角。 ? =0° 0°≤?≤45° 45°≤?≤ 90° ? =90° 3.几种滚动轴承的公称接触角 因为加工、安设及轴与轴承座事务中的受力变形,导致轴承正在事务中显露内、外圈间或松、紧圈间的相对角位移。轴承可能适当角位移而维持寻常事务、不被卡死的功能,称为调心功能。首肯有较大角位移的轴承称为调心轴承。 调心轴承的构造特质是外圈(或松圈)的滚道为球面,如向心调心球轴承、向心调心滚子轴承等。 深沟球轴承 (一)常用滚动轴承的闭键类型、构造和特质 向心圆柱滚子轴承 (一)常用滚动轴承的闭键类型、构造和特质 调心球轴承 (一)常用滚动轴承的闭键类型、构造和特质 调心滚子轴承 (一)常用滚动轴承的闭键类型、构造和特质 7000C型→α=15° 7000AC型→α=25° 7000B型→α=40° 普及30000型 加大30000B型 圆锥滚子轴承 角接触球轴承 向心推力轴承 推力球轴承 ? ? ? ? ?? 类型 宽(高)度系列 直径系列内径尺寸 ⑴轴承内径: 1、基础代号 3 直径系列 代号 2 1 4 5 宽(高)度 系列代号 内径代号 尺寸系列代号 内部构造、密封防尘与座圈方法、公差等第…所加的添补代号 类型代号 成套轴承分部件 代号 后置代号 基础代号 前置代号 ① d<20mm时, →查准则 ② d = 20 ~480 mm →d = 代号×5 ③ d ≥500mm时的展现措施为:以分母方法直接展现轴承内径,如内径为500mm的向心调心滚子轴承:230/500 ⑶宽(高)度系列→内、外径相像而宽度(高度)差异的转化,称之为宽度系列。常用0、1、2、3等。代号为0时,展现寻常宽度,可略去不写(但圆锥滚子轴承必需写出) ⑷类型代号 内径相像,而外径和宽度(高度)差异的转化,称为轴承的直径系列。 轻系列 中系列 重系列 2、公差等第:/P0、/P6、/P6x、/P5、/P4、/P2(精度最高)。 /P0 (精度最低)为普及级,利用通常,代号中可省略不标。 例题:写出下列轴承代号的寄义。 学习:写出下列滚动轴承代号的事理: 6210;N218;7309B/P6;30412/P5;51415 7 2 10 AC - 公差等第为普及级 公称接触角α=25° 轴承内径d = 10×5=50 mm 外径系列——轻系列 寻常宽度 角接触球轴承 1、载荷条目※ 纯径向载荷→向心轴承。如: ①轻载或中载,可选用深沟球轴承(60000型)。 ②中载或有必定袭击载荷时,可选用圆柱滚子轴承,如(N0000型)。 纯轴向载荷→推力轴承。如: ①中、轻载下,选用推力球轴承(51000型) 或双向推力球轴承(52000型)等。 ②载荷较大时,选用推力圆柱滚子轴承(81000型)等。 同时有径向、轴向载荷时,若:轴向载荷↓→深沟球轴承 轴向载荷↑→向心推力轴承 轴向载荷↑↑→向心轴承+推力轴承 如深沟球轴承与推力球轴承或圆柱滚子轴承与推力球轴承或推力圆柱滚子轴承等的组合; 角接触球轴承 (70000型) 圆锥滚子轴承 (30000型) 对付轴的刚性较差、或轴的跨矩较大、或轴承座的创设安设精度较低、或众支点轴,均应采用调心轴承。而其它类型轴承对付偏转角相当敏锐,应尽不妨避免采用。 4、安设及拆卸恳求 为了装拆利便,应首选可差别型轴承,如圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承等。 5、经济性 正在轴承打算时应合理拣选轴承的公差等第,公差等第拣选的失当当,低了则不妨不满意事务功能恳求;过高则经济性欠好,本钱过高。对付公差等第为P0、P6、P5、P4、P2的滚动轴承代价比约为1:1.5 : 2 : 7: 10。 (极限转速——必定载荷和润滑条目下首肯的最高转速) 球轴承: 承载技能小;不耐袭击;极限转速高;创设容易; 代价低 ;宜优先选用;→轻载、高速、精度恳求高的地方 滚子轴承:承载技能大、耐袭击 ;极限转速低;→ 重载或有袭击地方 2、轴承转速※ 结论:依据受力分解可睹,滚动轴承的各个元件所受载荷为轮回变载荷,其皮相接触应力为轮回变应力。 Q0 Q1 Q1 Fr δ F0,σH F0,σH ⑴疲乏点蚀(中、高速下运转的轴承) ⑵塑性变形(低速重载或袭击载荷下) ⑶磨损(磨粒磨损(众尘)、粘着磨损(高速)) (一) 滚动轴承的失效方法及打算规则※ 2、滚动轴承的打算规则 ⑴中、高速下运转的轴承(n>10 r/min) →按疲乏强度举行打算。即担保轴承正在法则的寿命期内不产生疲乏点蚀。 ⑵对付转速很低(n ≤10r/min)或正在必定角度内迟钝摆动的轴承→按静强度举行打算,即担保轴承正在事务中不产生逾越首肯的塑性变形。 ⑶高速下运转的轴承→除按疲乏强度举行打算外,还应校核极限转速。 1、滚动轴承的闭键失效方法 (二) 基础额定寿命和基础额定动载荷 1. 滚动轴承的寿命滚动轴承中的纵情一个滚动体或座圈滚道显露疲乏点蚀之前的总转数或正在必定转速下的总事务小时数,称为该轴承的寿命。 2. 基础额定寿命对付一批相像的(类型、尺寸、资料、热打点、加工等均相像)轴承,正在相像的条目下举行运转,有10%的轴承显露点蚀摧残前的总转数或正在必定转速下的总事务小时数,就称为该批轴承的基础额定寿命。对付一批轴承而言,是90%的轴承能抵达的寿命;对付单个轴承而言则是该轴承有90%的概率抵达或逾越的该寿命。 3. 牢靠度观点所谓牢靠度是指零件正在法则运转条目下、法则寿命期内的失效概率。 4. 基础额定动载荷是指轴承正在基础额定寿命正巧为106 转时所能担当的载荷,用C展现。对付向心轴承为Cr 、对付推力轴承为Ca 。其观点可阐明为一批相像的轴承、正在相像条目下运转,经受106转的运转后,e彩票仍有90%的轴承不显露疲乏点蚀条目下所能担当的载荷值。 轴承样本或手册列出的轴承基础额定动载荷是正在必定条目下通过试验确定的,试验条目为:①内(紧)圈转动、外(松)圈固定;②基础额定寿命为106 r;③事务温度正在100℃以下。 实质轴承所受的载荷与基础额定动载荷的本质及事务条目不妨纷歧律。为此必需将实质事务载荷换算成与基础额定动载荷相像条目的载荷值,才智与基础额定动载荷举行比拟。换算后的载荷为一寿命等效的假思载荷,称为当量动载荷。 当量动载荷的筹划式为: X、Y—— 径向系数、轴向系数 与Fa/Fr及参数 e 相闭,可查外。 e—— 轴向载荷影响系数(判别系数),它是外征轴向载荷对向心轴承承载技能影响的系数,其数值与轴承类型及实质接触角相闭,即与Fa/C0相闭,查外。 引入载荷本质系数 基础额定寿命 轴承转速,r/min 当量动载荷,N 基础额定动载荷,查《死板零件打算手册》 预期寿命,查外 基础额定动载荷筹划值 ⒉修改额定寿命 ⒈基础额定寿命 当实质轴承的牢靠度恳求差异于90%、或轴承材质有出格功能恳求及须正在出格事务条目下运转时,均须正在筹划基础额定寿命时举行修改,修改后的轴承寿命则称为修改寿命。 解:本题中深沟球轴担任当径向及轴向的笼络载荷,故应按式筹划当量动载荷P ,但因轴承型号不决,故C0,Fa/C0,e,X,Y 等值均无法确定。此时,须采用试算法,即先初选某一型号轴承或初定X, Y值再举行验算。以下采用初选轴承型号的措施。 1)初选轴承型号 设为6308轴承,e彩票查《死板零件打算手册》得Cr=31.2 kN,C0r=22.2 kN。 2)筹划iFa/C0: 查外(用插值法)求得: 3)筹划Fa/Fr 4)选X,Y值 查外9-7 得X=0.56, 5)筹划当量动载荷P 由公式得 由外,取fP=1.2,得 6)筹划轴承所需的基础额定动载荷 对付6308轴承,∵Cr=31.2 kN>Cr′=27.98 kN, ∴该轴承满意恳求。 F1 F2 F2 F3 F3 Fr 1. 内部轴向力FS 2. 载荷功用中央O(支反力功用点) a Fr O 载荷功用中央 可查轴承准则 Fn1 F1 FS1 FS ——内部轴向力,是因为构造缘由而爆发的附加内部轴向力。其巨细:查外,倾向:如图。 FS FS使外里圈有差别趋向,∴向心推力轴承必需: 成对操纵,对称安设。 α ①正装(面临面安设)睹图 ②反装(背靠背安设)睹图 ◆简图: ——两外圈窄边相对 ——两外圈窄边相背 SⅠ SⅡ F F SⅠ SⅡ F F 3. 轴向载荷筹划 当向心角接触轴承支承的轴上除径向载荷Fr功用外,再有外加轴向力FA 功用时,功用正在每个轴承上的轴向载荷Fa须作整体分解确定。 ★筹划措施如下※: ①筹划每个轴承上的内部轴向力FSⅠ、FSⅡ; ②依据轴上整个轴向力(搜罗:外加轴向力FA 和内部轴向力FSⅠ 、 FSⅡ )即协力的指向; →判定哪个轴承被“压紧” ?哪个轴承被“松开” ? ③被“压紧”轴承的轴向力等于除它自身内部轴向力以外的其他轴向力的代数和; 被“松开”轴承的轴向力等于其自身的内部轴向力。 FrⅠ FrⅡ FSⅠ FSⅡ FA FrⅠ FrⅡ FSⅠ FSⅡ FA WⅠ WⅠ 当:FSⅡ + FA>FSⅠ时 轴承Ⅰ(即“压紧”端)的轴向力为: 轴承Ⅱ(即“松开”端)的轴向力为: →轴承Ⅰ被“压紧” ,轴承Ⅱ被“松开” → FrⅠ FrⅡ FSⅠ FSⅡ FA FrⅠ FrⅡ FSⅠ FSⅡ FA *

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