第十三章滚动轴承-05
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机械设计 第十三章 滚动轴承
1 第十三章 滚动轴承
(轴系零、部件)
13.1 概述
13.1.1 轴承的功用与分类
(1) 功用: 支承轴或转动零件
(2) 分类
按承载特点分
按轴承的摩擦性质分
径向轴承---主要承受径向载荷
止推轴承---主要承受轴向载荷
滑动轴承— 工作条件较特殊场合
滚动轴承— 一般工作条件 机械设计 第十三章 滚动轴承
2 第十三章 滚动轴承
13.1 概述
13.1.1 基本结构与特点
(1) 基本结构
1)外圈、2)内圆、3)滚动体（最主要元件）
滚珠（球）
滚子 a 短圆栓滚子
b 滚针滚子
c 圆锥滚子
d 球面滚子
4) 保持架(软钢，青铜，尼龙、塑料)
作用： 减摩（磨），均布滚动体、防止滚动体脱落
(2) 应用特点
摩擦阻力小，效率高，使用维护方便
抗冲击能力较差
13.1.2 材料
铬锰高碳钢--硬，脆 >60HRC
机械设计 第十三章 滚动轴承
3 13. 2 滚动轴承的类型和选择
13. 2.1 常用类型及类型代号
（1） 基本概念
1) 接触角α（P364）
（套圈与滚动体接触处的法线和垂直于轴承轴心线的平面间的夹角）
2）滚动轴承分类
向心轴承--主要承受径向力
向心推力轴承----可同时承受径向，轴向力
推力轴承-----主要承受轴向力
（2）向心轴承
1)深沟球轴承 代号6（可承受少量的轴向力（Fa））
2)圆柱滚子轴承 代号N
3)调心球轴承 代号1 (少量Fa)
4)调心滚子轴承 代号2(少量Fa)
5)滚针轴承 代号NA
（3）向心推力轴承
1)角接触球轴承 代号7
2)圆锥滚子轴承 代号3
（4）推力轴承
推力球轴承 代号5
机械设计 第十三章 滚动轴承
4 13. 2.2 类型选择要点
（1）“球”与“滚子”比较
承载力 极限转速 运动精度 价格
球 小 大 高 低
滚子 大 小 低 高
（2）“大类”的承载特点 ？ Fr大，Fa小
Fr大，Fa大
Fa
(3)具有应用特点的几类轴承
① 调心轴承（1，2）
② 滚针轴承（NA）
③ 内、外圆可分离（7，3）
④ 内、外圆可沿轴向相对滑移
机械设计 第十三章 滚动轴承
5 13. 3 滚动轴承的代号
13. 3.1 代号的结构
（补充） （核心） （补充）
前置代号 基本代号 后置代号
分部件 内部结构，精度，游隙等
13. 3.2 基本代号
组成：类型代号 尺寸系列代号 内径代号
（1） 内径代号---2位数
20
（2） 尺寸系列代号----2个数字
X X
宽度系列 直（外）径系列
要点：相同内径有不同外径 相同外径有不同宽度
1）宽度代号：正常宽度：0（除调心滚子、圆锥滚子轴承外，其余可省略）
2）直（外）径代号
7、8、9、0、1、2、3、4、5
小 → 大
机械设计 第十三章 滚动轴承
6 13. 4 滚动轴承的失效形式和计算准则
13. 4.1 失效形式
点蚀 滚道，滚动体
塑性变形 静强度
磨损 使用，维护不当--润滑污染
13. 4.2 计算准则
疲劳强度条件工作寿命承载量
校核静强度
机械设计 第十三章 滚动轴承
7 13.5 滚动轴承的动载荷和寿命计算
13.5.1 基本额定动载荷和基本额定寿命
（1） 轴承寿命：任一元件点蚀前的总转数或小时数（一定转速）
（2） 寿命的离散性
（用一批轴承在相同的工作条件下，寿命相差可达数十倍？寿命的标定？ 概率---经济性）
（3） 基本额定寿命L10或Lh(h)
90％的轴承可以达到或超过的寿命（可靠度90％）
(4)基本额定动载荷 C
L10=106(r)时轴承所能承受的纯径向或纯轴向载荷
＊ “向心类”纯径向：Cr
＊ *“推力”纯轴向： Ca
＊ **可靠度90％
一批相同的轴承中90%的轴承在点蚀前能够达到或超过的总转数，或一定转速下的工作小时数
机械设计 第十三章 滚动轴承
8 13.5.2 当量动载荷
（1） 概念： 把实际作用的联合载荷折算成与之作用相当的纯径向或纯轴向载荷
（2） 计算式：P= fP (XFr+YFa)
fP--载荷系数（表13-6）
Fr----径向载荷、Fa----轴向载荷
X,Y----径向，轴向动载荷系数(表13-5)
（3） X,Y的查表方法
① 单列向心轴承以f0rFa/C0r、角接触球轴承（当=15时）以Fa/C0r确定判断系数e（其它按型号查e）
② Fa/Fr≦e时，X=1,Y=0
Fa/Fr >e时，以e值查表13-5 f0r的简化处理：深沟球轴承f0r=14.7，角接触球轴承e需预定（例题13-2）
用弹性力学的方法推导,根据试验数据简化得计算式
机械设计 第十三章 滚动轴承
9 13.5.3 轴承寿命的计算
（1） 寿命----载荷曲线
（2） 曲线方程：
P L10=常数
P----当量动载荷
ε-----寿命指数
“球”ε=3，“滚子”ε=10/3
(3)轴承的寿命计算式（额定动载荷作用下）
C作用下：L10 = 1 （106 r）
C 1= P L10
P作用下：L10=(C/P) (106 r)
以小时为单位 )(60106hPCnLh
要求： Lh>预期寿命
机械设计 第十三章 滚动轴承
10 13.5.4 向心推力轴承的载荷计算
(1) 载荷作用中心
a--查手册
(2) 向心推力轴承中的附加轴向力 Fd
（轴系作用有径向载荷、力时，在轴承内部产生轴向力）
（等效力系模型）
Fd的计算----表13-7
问题：①若Fre不在中点。Fd1=Fd2 ? (Fr1≠Fr2,Fn1≠Fn2)
轴向如何平衡
②加入外载Fde时，轴的平衡？
（第（3）点轴承的轴向载荷计算）
机械设计 第十三章 滚动轴承
11 (3) 轴承的轴向载荷计算
已知Fd1、Fd2外载Fde
1) 对轴承1：
①若Fd1
应有：F a1’+F d1 = F d2 - Fde
轴承1的轴向载荷：Fa1= F a1’+ F d1= F d2 - Fde
②若Fd1> F d2 - Fde，则Fa1=Fd1(不低于内部附加轴向力)
Fa1=max [Fd1, F d2 - Fde]
└ 外部轴向力合力
Fd2
Fd1 Fde F’a1 机械设计 第十三章 滚动轴承
12 2）对轴承2
①若F d2< Fd1+ Fde 平衡下
应有：F’ a2+ F d2 = Fd1+ Fde
Fa2= F’ a2+ F d2 = Fd1+ Fde
②若F d2> Fd1+ Fde,则 Fa2= F d2(不低于内部附加轴向力)
Fa1=max [Fd1, F d2 - Fde]
└ 外部轴向力合力
3）通式：
Fai=max [Fd i ,外部轴向力合力]
i=1,2 Fd j Fde
j=1,2
ij
Fd2
Fd1 Fde
F’a2
Fdj
Fdi Fde
