1、第十四章 滚动轴承设计14-1与滑动轴承相比,滚动轴承具有摩擦阻力小、效率高、启动容易、安装于维护简便等优点14-2滚动轴承类型调心球轴承 代号 1, 一般不宜承受纯轴向载荷调心滚子轴承 代号 2, 能承受较大径向载荷圆锥滚子轴承 代号 3, 可同时承受径向载荷和单向轴向载荷推力球轴承 代号 5, 只能 承受轴向载荷深沟球轴承 代号 6, 主要承受径向载荷,也可同时承受较小的轴向载荷角接触球轴承 代号 7, 可同时承受径向和轴向载荷,也可单独承受轴向载荷圆锥滚子轴承 代号 N, 能承受较大径向载荷滚针轴承 代号 NA,承受径向载荷14-3滚动轴承基本元件1、 内圈:与轴相配合并与轴一起旋转滚动
2、2、 外圈:与轴承座相配合,起支撑作用3、 滚动体:借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间,其形状大小和数量直接 影响着滚动轴承的使用性能和寿命4、 保持架:使滚动体均匀分布,防止滚动体脱落,引导滚动体旋转起润滑作用。14-4由于角接触球轴承和圆锥滚子轴承在受到径向载荷后会产生派生轴向力,为了保证轴承的正常工作,这两类轴承需成对使用两套轴承外圈宽边相对,称为“背靠背”安装或称“反装” ,这种方式使两支反力作用点相互远离,支承跨距加大两套轴承外圈窄边相对,称为“面对面”安装或称“正装” ,它使支反力作用点相互靠近,支承跨距缩短14-6滚动轴承失效形式:1、 疲劳点蚀2、 塑性变形3、 磨
3、损4、 胶合计算准则:1、 一般转速(n10r/min)轴承:疲劳点蚀,应进行疲劳寿命计算2、 极慢转速(n10r/min)或低速摆动:表面塑性变形,应按静强度计算3、 高速轴承:由发热引起的磨损、烧伤,故疲劳寿命计算和极限转速校验14-7额定寿命:指一组在相同条件下运转的滚动轴承,10%的轴承发生点蚀破坏而 90%的轴承未发生点蚀破坏前的转数或在一定转速下的工作小时数,以 L10(单位为 106r)或 Lh(单位为 h)表示基本额定动载荷:滚动轴承在基本额定寿命等于 106r 时所能承受的载荷当量载荷:是由轴承实际所受载荷转换得到的与基本额定动载荷 C 的确定条件及性质相同的假象载荷,在它的
4、作用下,滚动轴承具有与实际载荷作用时相同的寿命当量载荷计算:Fr 、Fa 分别为轴承承受的径向载荷和轴向载荷;X 、Y 分别为轴承的径向与轴向动载荷系数f p 载荷系数14-9回转套圈应选较紧配合,不回转套圈宜选择较松配合14-10预紧原因:1、 消除轴向游隙2、 提高轴承的旋转精度和支承刚度预紧方法:1、 在两轴承的内圈或外圈之间放置垫片或者磨薄一对轴承的内圈或外圈2、 在一对轴承的内、外圈间装入长度不等的套筒14-13选择相同型号的轴承,则支承同一根轴上两个轴承的轴承座孔孔径相同,以便加工时一次将其镗出,保证两孔的同轴度。如果一根轴上装有不同尺寸的轴承,可用组合镗刀一次镗出两个尺寸不同的座
5、孔,用钢制套杯结构来安装外径较小的轴承。14-141、 两端固定:工作温度较低和支承跨度较小的刚性轴的支承2、 一端固定,一端游动:支承宽度较长,工作温度高3、两端游动:常用于人字齿轮传动中课本14.21、滚子轴承比球轴承承载能力大,适用于载荷较大或有冲击的场合;球轴承适用于载荷较小、振动和冲击较小的场合2、球轴承比棍子轴承具有较高的极限转速和旋转精度,高速时应优先选用球轴承3、圆柱滚子轴承在偏斜状态下的承载能力可能低于球轴承4、球轴承比滚子轴承价格低一般而言,球轴承:高速,平稳低载;棍子轴承:载荷较大或有冲击)(arpFP14.6在额定寿命期内,一个轴承会发生失效,因为这是一个概率问题14.
6、7接触角:滚动体与外圈接触处的发线与轴承径向平面的夹角接触角的大小反映了轴承承受轴向载荷能力的大小14-8角接触球轴承和圆锥滚子轴承会产生派生轴向力对于实际工作的相信推力轴承,为保证它可靠地工作,至少应使下半圈的滚动体受载,所以规定约有半数滚动体接触的条件下计算派生轴向力14-9适当加以轴向力后,相当于轴承的预紧,消除轴承的轴向间隙,并在滚动体与内、外圈滚道接触处产生弹性预变形,以提高轴承的旋转精度和支承刚度,见笑了磨损和塑性变形,提高了轴承的寿命。14-10轴承选择考虑因素:1、 载荷的大小、方向和性质2、 轴承的转速3、 调心性能要求4、 轴承的安装和拆卸5、 经济性14-13基本额定静载
7、荷:使受载最大滚动体与滚动接触处产生的接触应力达到一定值时的载荷基本额定静载荷一定大于基本额定动载荷,从材料的疲劳曲线边可以看出,静载荷区疲劳极限最大。14-14润滑方式与轴承速度有关,一般根据轴承的 dn 值做出选择滚动轴承的润滑:1、 润滑脂:不易流失,故便于密封盒维护,且一次充填润滑脂可运转较长时间。2、 润滑油:比润滑脂摩擦阻力小,并能散热,不要用于高速或工作温度较高的轴承3、 固体润滑剂14-15密封方式1、接触式密封:均要在一定的润滑方式下工作2、非接触式密封:常用于速度较高的场合14-16调心轴承:1、 调心滚子轴承2、 调心球轴承3、 推力调心轴承适用于多支点轴、完全刚度小的轴以及难以精确对中的支承