第11章 滚动轴承

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1、第第11章章 滚动轴承滚动轴承11.111.1 概述概述11.211.2 滚动轴承的类型和选择滚动轴承的类型和选择11.311.3 滚动轴承的载荷分析、滚动轴承的载荷分析、 失效形式和计算准则失效形式和计算准则11.411.4 滚动轴承的动载荷和寿命计算滚动轴承的动载荷和寿命计算11.511.5 滚动轴承的静载荷与极限转速滚动轴承的静载荷与极限转速11.611.6 滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计 小结小结机械设计机械设计第第1313章章 滚动轴承滚动轴承目录1.1.内圈内圈: :2.2.外圈外圈: :3.3.滚动体：滚动体：4.4.保持架：保持架：限制限制滚动体滚动体轴向移动轴向

2、移动均匀隔开均匀隔开滚动体滚动体减少磨擦与磨损减少磨擦与磨损装在轴颈上装在轴颈上装在轴承座装在轴承座球、滚子球、滚子( (将滑动摩擦变为滚动摩擦）将滑动摩擦变为滚动摩擦）承载承载均匀均匀11.1概述概述有滚道有滚道章头一、一、 滚动轴承的构造滚动轴承的构造 选用滚动轴承的类型和尺寸，选用滚动轴承的类型和尺寸， 验算轴承的承载能力；验算轴承的承载能力； 组合结构的设计。组合结构的设计。 设计内容：设计内容：滚动轴承的功能：滚动轴承的功能：机械设计机械设计第第1313章章 滚动轴承滚动轴承 1.摩擦阻力小摩擦阻力小, 功率损耗少功率损耗少, 起动灵敏起动灵敏 2.润滑简便润滑简便, 易于更换易于更

3、换, 标准化，成本低。标准化，成本低。 3.抗冲击和减振能力差抗冲击和减振能力差, 高速时出现噪音高速时出现噪音; 接触接触应力大，寿命也比不上液体润滑的滑动轴承应力大，寿命也比不上液体润滑的滑动轴承三、滚动轴承的特点三、滚动轴承的特点:机械设计机械设计第第1313章章 滚动轴承滚动轴承二、滚动轴承的材料二、滚动轴承的材料: 轴承钢轴承钢章头球轴承球轴承 滚子轴承滚子轴承1.按滚动体形状分按滚动体形状分 以以径向载荷径向载荷Fr为主为主FrFaFrFa(轴向轴向) 轴向载荷轴向载荷Fa为主为主向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承径向接触径向接触: =0向心角接触向心角接触 : 0 45推力角接触推

4、力角接触 : 45 90轴向接触轴向接触: =90 滚动体与外圈接触处的法线与垂滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的平面之间的夹角。直于轴承轴心线的平面之间的夹角。愈大愈大,可承受的轴向力愈大。可承受的轴向力愈大。公称接触角公称接触角：一、滚动轴承的分类一、滚动轴承的分类2.按受载方向分按受载方向分机械设计机械设计第第1313章章 滚动轴承滚动轴承结构见图结构见图章头径向接触径向接触 向心角接触向心角接触 推力角接触推力角接触轴向接触轴向接触径向接触径向接触机械设计机械设计第第1313章章 滚动轴承滚动轴承结构图结构图章头=0 内内径径系系列列代代号号尺寸系尺寸系列代号列代号直直径径系

5、系列列代代号号宽宽度度系系列列代代号号类类型型代代号号例例 K71211/P5C2K71211/P5C2例例10、1-特轻系列特轻系列2-轻系列轻系列3-中系列中系列4-重系列重系列表示轴承分部件表示轴承分部件表示轴承表示轴承公差、公差、结构、游隙等结构、游隙等0窄系列窄系列 (可不可不 标注标注)(调心滚子调心滚子和圆锥滚子除外和圆锥滚子除外)1中中(正常正常)系列系列2宽系列宽系列1.公差等级：公差等级：高高 低低 /P0普通级普通级(代号中不标注代号中不标注)直径系列的对比直径系列的对比6410631062106110d2.径向游隙组别：径向游隙组别： C1C2C0C3C4C5小 大C0

6、基本组基本组(代号中不标注代号中不标注)3.内部结构的不同内部结构的不同(字母字母)表表131例例2例例3前置代号前置代号后置代号后置代号基本代号基本代号代号0001 02 030499内径1012 15 175代号机械设计机械设计第第1313章章 滚动轴承滚动轴承五 四 三 二 一直径为直径为2222、2828、3232除外除外章头 /P2、/P4、/P5、/P6x、/P6、/P0 各类轴承的性能比较：各类轴承的性能比较：按载荷大小、方向、转速及其它要求来选择按载荷大小、方向、转速及其它要求来选择滚子球滚子球(线点线点)、 重中轻特轻重中轻特轻2.极限转速极限转速:球滚子、球滚子、 特轻轻中

7、重特轻轻中重3.调心性能调心性能:调心非调心调心非调心 球滚子球滚子1.承载能力承载能力:三、滚动轴承类型的选择三、滚动轴承类型的选择机械设计机械设计第第1313章章 滚动轴承滚动轴承1.载荷的大小、方向与性质载荷的大小、方向与性质:(主要主要)纯纯Fr: 6类、类、 N类类(Fr大大,冲击大冲击大) 纯纯Fa:5类、类、8类类FrFa : FrFa: FrFa: FrFa:6类类7类类( =15, =25)、 3类类7类类( =40), 3类类推力推力+向心组合向心组合类型选择一般原则类型选择一般原则:2.特殊要求特殊要求:Fr+Fa:经济性经济性:调心轴承：调心轴承：1、2类类优先优先6类

8、及普通精度类及普通精度两支承跨距大两支承跨距大, 轴刚度小轴刚度小: 章头例：例：61308/P56轴承类型为：轴承类型为：深沟球轴承深沟球轴承08内径为：内径为：40 mm3直径系列为：直径系列为：中系列中系列1宽度系列为：宽度系列为：中系列中系列P5公差等级为：公差等级为：5级级游隙组别为（未标）：游隙组别为（未标）： 0组组08316/P5解：解：机械设计机械设计第第7 7章章 滚动轴承滚动轴承例：例：7 2 12 AC 深沟球轴承深沟球轴承直径系列为中直径系列为中系列系列,宽度系列为窄宽度系列为窄系列系列 (0不标不标)内径内径d=25mm(/P0，C0)普通级公差，基本组游隙普通级公

9、差，基本组游隙(不标不标)角接触球轴承角接触球轴承直径系列为直径系列为2(轻轻),宽度系列为宽度系列为0(不标不标) 内径内径d =60mm=25例：例：6 3 05 (/P0，C0)普通级公差，普通级公差， 基本组游隙基本组游隙(不标不标)机械设计机械设计第第1313章章 滚动轴承滚动轴承 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 宽度系列为宽系列宽度系列为宽系列直径系列为重系列直径系列为重系列内径为内径为45mm例例: 3 2 4 09 /P62 P66级公差，级公差， 2第第2组游隙组游隙(C2)机械设计机械设计第第1313章章 滚动轴承滚动轴承进入非承载区进入承载区Q,HQ,HTT承载区承载区非承载区

10、非承载区承载区承载区11.3 滚动轴承的载荷分析、失效形式和计算准则各滚动体受力不均匀各滚动体受力不均匀各滚动体受力均匀各滚动体受力均匀当轴承当轴承轴轴Fa 承受承受 径径Fr下半圈受载下半圈受载上半圈不受载上半圈不受载 一、受力分析一、受力分析:机械设计机械设计第第1313章章 滚动轴承滚动轴承1 .1 .向心轴承的载荷分布向心轴承的载荷分布2 .2 .轴承元件上载荷及应力的变化轴承元件上载荷及应力的变化进入非承载区进入承载区Q,HQ,HTTT滚滚动动体体定定圈圈动圈动圈章头二、失效形式二、失效形式:1. 疲劳点蚀疲劳点蚀点、线接触点、线接触 变应力变应力疲劳裂纹疲劳裂纹裂纹扩展裂纹扩展点蚀

11、点蚀正常条件下的主要失效形式正常条件下的主要失效形式机械设计机械设计第第1313章章 滚动轴承滚动轴承章头2.2.塑性变形塑性变形 转速很低或作间歇摆动转速很低或作间歇摆动三、计算准则三、计算准则一般轴承一般轴承疲劳寿命计算疲劳寿命计算 （针对点蚀）（针对点蚀）低速或摆动轴承低速或摆动轴承静强度计算静强度计算 （针对塑性变形）（针对塑性变形）5.5.工作条件不正常时的其它失效工作条件不正常时的其它失效机械设计机械设计第第1313章章 滚动轴承滚动轴承3.3.磨损磨损4.4.胶合胶合高速轴承高速轴承极限转速极限转速计算计算（针对胶合）（针对胶合）章头滚动轴承的动载荷和寿命计算一一 . 基本定义基