《機(jī)械設(shè)計(jì)第十三章》PPT課件

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1、13-1 概 述13-2 滾 動(dòng) 軸 承 的 主 要 類 型 和 代 號(hào)13-3 滾 動(dòng) 軸 承 的 類 型 選 擇13-4 滾 動(dòng) 軸 承 的 工 作 情 況13-5 滾 動(dòng) 軸 承 尺 寸 的 選 擇13-6 軸 承 裝 置 的 設(shè) 計(jì)13-7 其 他 第 十 三 章 滾 動(dòng) 軸 承 概 述 滾 動(dòng) 軸 承 的 作 用 ： 依 靠 主 要 元 件 間 的 滾 動(dòng) 接 觸 來(lái) 支 承 轉(zhuǎn) 動(dòng) 零 件 滾 動(dòng) 軸 承 的 特 點(diǎn) ： 旋 轉(zhuǎn) 精 度 高 、 啟 動(dòng) 力 矩 小 、 標(biāo) 準(zhǔn) 件 ， 選 用 方 便 滾 動(dòng) 軸 承 的 構(gòu) 成 ： 內(nèi) 圈 、 外 圈 、 滾 動(dòng) 體 、 保 持 架

2、 等13-1概 述 常 用 滾 動(dòng) 體 ： 球 、 圓 柱 滾 子 、 圓 錐 滾 子 、 球 面 滾 子 、 非 對(duì) 稱 球 面 滾 子 、 滾 針 保 持 架 作 用 ： 均 勻 地 隔 開 滾 動(dòng) 體 ， 防 止 滾 動(dòng) 體 接 觸 磨 損保 持 架 類 型 ： 低 碳 鋼 板 +沖 壓 銅 合 金 、 鋁 合 金 或 塑 料 +切 削內(nèi) 、 外 圈 和 滾 動(dòng) 體 材 料 ： 高 碳 鉻 軸 承 鋼 (如 GCr15)或 滲 碳 軸 承 鋼 (如 G20Cr2Ni4A) 硬 度 ： 不 低 于 60 HRC+工 作 溫 度 120 ， 硬 度 不 下 降無(wú) 內(nèi) 圈 或 外 圈 情 況

3、： 軸 頸 或 軸 承 座 作 為 內(nèi) 圈 或 外 圈 ， 工 作 表 面 應(yīng) 具 備 相 應(yīng) 的 硬 度 和 粗 糙 度 類 型 和 代 號(hào) 1一 、 滾 動(dòng) 軸 承 的 分 類 接 觸 角 ： 滾 動(dòng) 體 與 外 圈 滾 道 接 觸 點(diǎn) 法 線 與 半 徑 方 向 夾 角 載 荷 角 ： 徑 向 載 荷 Fr與 軸 向 載 荷 Fa合 力 與 半 徑 方 向 夾 角 13-2滾 動(dòng) 軸 承 的 主 要 類 型 及 其 代 號(hào)向 心 軸 承 推 力 軸 承 向 心 推 力 軸 承 常 用 滾 動(dòng) 軸 承 的 類 型 、 主 要 性 能 和 特 點(diǎn)深 溝 球 軸 承 主 要 承 受 徑 向 載

4、 荷 ， 也 可 同 時(shí) 承 受 小 的 軸 向 載 荷 。 當(dāng)量 摩 擦 系 數(shù) 最 小 。 在 高 轉(zhuǎn) 速 且 有 輕 量 化 要 求 的 場(chǎng) 合 ， 可 用來(lái) 承 受 單 向 或 雙 向 的 軸 向 載 荷 。 工 作 中 允 許 內(nèi) 、 外 圈 軸 線 偏 斜 量 8 16， 大 量 生 產(chǎn) ， 價(jià) 格 最 低 。 圓 柱 滾 子 軸 承 有 較 大 的 徑 向 承 載 能 力 。 外 圈 (或 內(nèi) 圈 )可 以 分 離 ， 故 不能 承 受 軸 向 載 荷 ， 滾 子 由 內(nèi) 圈 (或 外 圈 )的 擋 邊 軸 向 定 位 ， 工作 時(shí) 允 許 內(nèi) 、 外 圈 有 少 量 的 軸 向

5、 錯(cuò) 動(dòng) 。 內(nèi) 外 圈 軸 線 的 允 許偏 斜 量 很 小 (2 4)。 此 類 軸 承 還 可 以 不 帶 外 圈 或 內(nèi) 圈 。 推 力 球 軸 承 工 作 時(shí) 必 須 加 有 一 定 的 軸 向 載 荷 。 軸 線 必 須 與 軸 承 座底 面 垂 直 ， 載 荷 必 須 與 軸 線 重 合 ， 以 保 證 鋼 球 載 荷 的 均 勻分 配 。 角 接 觸 球 軸 承 可 同 時(shí) 承 受 徑 向 載 荷 及 軸 向 載 荷 ， 也 可 以 單 獨(dú) 承 受 軸向 載 荷 。 能 在 較 高 轉(zhuǎn) 速 下 正 常 工 作 由 于 一 個(gè) 軸 承 只 能 承 受單 向 的 軸 向 力 ， 一

6、 般 成 對(duì) 使 用 。 承 受 軸 向 載 荷 的 能 力 與 接觸 角 有 關(guān) 。 接 觸 角 大 的 ， 承 受 軸 向 載 荷 的 能 力 也 高 。 圓 錐 滾 子 軸 承 可 以 同 時(shí) 承 受 徑 向 載 荷 及 軸 向 載 荷 (30000型 以 徑 向 載 荷為 主 ， 30000B型 以 軸 向 載 荷 為 主 )。 外 圈 可 分 離 ， 安 裝 時(shí) 可調(diào) 整 軸 承 的 游 隙 。 一 般 成 對(duì) 使 用 。 調(diào) 心 球 軸 承 外 圈 滾 道 表 面 是 以 軸 承 中 點(diǎn) 為 中 心 的 球 面 ， 能 自 動(dòng) 調(diào)心 ， 允 許 內(nèi) 圈 (軸 )相 對(duì) 外 圈 (外

7、 殼 )軸 線 偏 斜 量 2 3 ， 一般 不 宜 承 受 純 軸 向 載 荷 。 類 型 和 代 號(hào) 3前 置 代 號(hào) 基 本 代 號(hào) 后 置 代 號(hào) 軸承的分 部件代號(hào) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào) 密封與防塵結(jié)構(gòu)代號(hào) 保持架及其材料代號(hào) 特殊軸承材料代號(hào) 公差等級(jí)代號(hào) 游隙代號(hào) 多軸承配置代號(hào) 其它代號(hào)五 四 三 二 一類型代號(hào) 尺 寸 系列 代 號(hào) 內(nèi)徑代號(hào)寬度系列代號(hào) 直徑系列代號(hào) (二 )滾 動(dòng) 軸 承 的 主 要 類 型 和 代 號(hào) 在 常 用 的 各 類 滾 動(dòng) 軸 承 中 ， 每 一 種 類 型 又 可 做 成 幾 種不 同 的 結(jié) 構(gòu) 、 尺 寸 和 公 差 等 級(jí) ， 以 便 適 應(yīng)

8、不 同 的 技 術(shù) 要 求 。為 了 統(tǒng) 一 表 征 各 類 軸 承 的 特 點(diǎn) ， 便 于 組 織 生 產(chǎn) 和 選 用 ，GB/T 272-1993規(guī) 定 了 軸 承 代 號(hào) 的 表 示 方 法 。 1.基 本 代 號(hào) 1)軸 承 的 內(nèi) 徑 代 號(hào) 位 置 ： 基 本 代 號(hào) 右 起 第 一 、 二 位 數(shù) 字 常 用 ： 內(nèi) 徑 d =20 480 mm的 軸 承 ， 內(nèi) 徑 一 般 為 5的 倍數(shù) ， 這 兩 位 數(shù) 字 表 示 軸 承 內(nèi) 徑 尺 寸 被 5除 得 的 商 數(shù) ， 如 04表示 d=20mm， 12表 示 d=60mm等 。 特 例 1： 對(duì) 于 內(nèi) 徑 為 10、

9、12、 15和 17的 軸 承 ， 內(nèi) 徑 代 號(hào)依 次 為 00、 01、 02和 03。 特 例 2： 對(duì) 于 d500 mm的 特 大 型 軸 承 和 d實(shí) 體 保 持 架 沖 壓 保 持 架 (4)推 力 軸 承 極 限 轉(zhuǎn) 速 很 低 ， 工 作 轉(zhuǎn) 速 高 時(shí) ， 若 軸 向 載荷 不 大 ， 采 用 角 接 觸 球 軸 承 (5)若 工 作 轉(zhuǎn) 速 超 過(guò) 了 軸 承 樣 本 ， 可 以 提 高 公 差 等 級(jí) 、 適 當(dāng) 增 大 游 隙 、 循 環(huán) 冷 卻 3. 軸 承 的 調(diào) 心 行 性 能 軸 承 由 于 安 裝 誤 差 或 軸 的 變 形 等 都 會(huì) 引 起 內(nèi) 外 圈

10、中 心線 發(fā) 生 相 對(duì) 傾 斜 。 傾 斜 角 稱 為 角 偏 差 。 滾 針 軸 承 對(duì) 軸 線 傾 斜 最 敏 感 ， 應(yīng) 緊 可 能 避 免 在 軸 線 有 傾 斜 的 情 況 下 使 用 。 可 采 用 調(diào) 心 軸 承 (四 )軸 承 的 安 裝 和 拆 卸 軸 承 座 沒 有 剖 分 面 、 沿 軸 向 安 裝 拆 卸 內(nèi) 外 圈 可 分 離軸 承 當(dāng) 軸 承 在 長(zhǎng) 軸 上 安 裝 時(shí) ， 為 了 便 于 裝 拆 ， 可 以 選 用 內(nèi)圈 孔 為 1:12的 圓 錐 孔 的 軸 承 ， 用 以 安 裝 在 緊 定 襯 套 上 。 13-4滾 動(dòng) 軸 承 的 工 作 情 況(一 )

11、軸 承 工 作 時(shí) 軸 承 元 件 上 的 載 荷 分 布徑 向 載 荷 Fr通 過(guò) 軸 頸 作 用 于 內(nèi) 圈上 半 圈 的 滾 動(dòng) 體 不 承 載下 半 圈 的 滾 動(dòng) 體 承 載F r作 用 線 上 的 接 觸 點(diǎn) 接 觸 載 荷 最 大兩 側(cè) 載 荷 逐 漸 變 小 (二 )軸 承 工 作 時(shí) 軸 承 元 件 上 的 載 荷 及 應(yīng) 力 的 變 化 當(dāng) 滾 動(dòng) 體 進(jìn) 入 承 載 區(qū) 后 ， 載 荷 由0逐 漸 增 加 到 FN2、 FN1、 直 到 最 大 值FN0 ， 然 后 再 逐 漸 降 低 到 FN1、 FN2而 至 0。 固 定 套 圈 ， 對(duì) 于 每 一 個(gè) 位 置 的

12、點(diǎn) ，每 當(dāng) 一 個(gè) 滾 動(dòng) 體 滾 過(guò) 時(shí) ， 便 承 受 一 次載 荷 ， 大 小 是 不 變 的 ， 也 就 是 承 受 穩(wěn)定 的 脈 動(dòng) 循 環(huán) 載 荷 的 作 用轉(zhuǎn) 動(dòng) 套 圈 上 各 點(diǎn) 的 受 載 情 況 ， 類 似 于 滾 動(dòng) 體 的 受 載 情 況 。 (三 )軸 向 載 荷 對(duì) 載 荷 分 布 的 影 響 以 圓 錐 滾 子 軸 承 為 例 ， 假 設(shè) 承 受 徑 向 載 荷 Fr 滾 動(dòng) 體 反 力 分 解 為 徑 向 分 力 F Ni和 軸 向 分 力 Fdi 徑 向 分 力 FNi的 矢 量 和 =徑 向 載 荷 Fr 軸 向 分 力 Fdi的 代 數(shù) 和 派 生 軸

13、 向 力 Fd=軸 向 力 Fa 當(dāng) 只 有 最 下 面 一 個(gè) 滾 動(dòng) 體 受 載 時(shí)tana d rF F F 接 觸 角 當(dāng) 受 載 的 滾 動(dòng) 體 數(shù) 目 增 多 時(shí) ， 雖 然 在 同 樣 的 徑 向 載 荷 Fr的 作 用 下 ， 但 派 生 的 軸 向 力 Fd將 增 大 ， 即 1 1 tan tann nd di Ni ri iF F F F 上 式 表 明 n個(gè) FNi的 代 數(shù) 和 大 于 向 量 和 徑 向 力 為 Fr時(shí) ， 軸向 力 為 Frtan， 一 個(gè)滾 動(dòng) 體 受 載徑 向 力 為 Fr時(shí) ， 軸向 力 大 于 Frtan， 多個(gè) 滾 動(dòng) 體 受 載 軸 向

14、 力 Fa=Frtan時(shí) 單 個(gè) 滾 動(dòng) 體 受 載軸 向 力 Fa受 載 滾 動(dòng) 體 數(shù) 目 Fa1.25Frtan約 半 數(shù) 的 滾 動(dòng) 體 同 時(shí) 受 載Fa1.7Frtan全 部 的 滾 動(dòng) 體 同 時(shí) 受 載 為 了 可 靠 工 作 ， 應(yīng) 使 軸 承 至 少 達(dá) 到 下 半 圈 的 滾 動(dòng) 體 全部 受 載 。 在 安 裝 這 類 軸 承 時(shí) ， 不 能 有 較 大 的 軸 向 竄 動(dòng) 量 。 13-5滾 動(dòng) 軸 承 尺 寸 的 選 擇(一 )滾 動(dòng) 軸 承 的 失 效 形 式 及 基 本 額 定 壽 命疲 勞 點(diǎn) 蝕 最 基 本 和 常 見 的 失 效 形 式 壽 命 計(jì) 算 依

15、 據(jù)膠 合 斷 裂 常 見 的 失 效 形 式 ：磨 損點(diǎn) 蝕滾 動(dòng) 軸 承 的 壽 命 ： 軸 承 的 滾 動(dòng) 體 或 套 圈 首 次 出 現(xiàn) 點(diǎn) 蝕 之 前 ， 軸 承 的 轉(zhuǎn) 數(shù) 。 點(diǎn) 蝕 的 后 果 ： 出 現(xiàn) 較 強(qiáng) 烈 的 振 動(dòng) 、 噪 聲 和 發(fā) 熱 生 產(chǎn) 批 次 、 尺 寸 、 材 料 、 工 作 條 件 完 全 相 同 制 造 精 度 、 材 料 的 均 質(zhì) 程 度 差 異壽 命 差 異 很 大 以 同 一 批 試 驗(yàn) 軸 承 中 的 最 長(zhǎng) 壽 命 作 為 標(biāo) 準(zhǔn) 過(guò) 于 不 安 全以 同 一 批 試 驗(yàn) 軸 承 中 的 最 短 壽 命 作 為 標(biāo) 準(zhǔn) 過(guò) 于 保 守

16、基 本 額 定 壽 命 ： 一 組 在 相 同 條 件 下 運(yùn) 轉(zhuǎn) 的 近 于 相 同 的 軸 承 ， 將 可 靠 度 為 90%時(shí) 的 壽 命 ， 記 為 L10 5年 17年 其 他 形 式 的 失 效 ： 潤(rùn) 滑 油 不 足 使 軸 承 燒 傷 潤(rùn) 滑 油 不 清 潔 而 使 滾 動(dòng) 體 和 滾 道 磨 損 裝 配 不 當(dāng) 而 使 軸 承 卡 死 脹 破 內(nèi) 圈 擠 碎 內(nèi) 外 圈 和 保 持 架失 效 計(jì) 算 ： 目 前 尚 不 能 根 據(jù) 這 些 失 效 形 式 來(lái) 建 立 軸 承 的 計(jì) 算 理 論 和 公 式解 決 辦 法 ： 一 般 的 軸 承 裝 配 質(zhì) 量 控 制 和 完

17、善 使 用 條 件 重 要 用 途 軸 承 線 監(jiān) 測(cè) 及 故 障 診 斷 發(fā) 現(xiàn) 故 障 并 更 換 (二 )滾 動(dòng) 軸 承 的 基 本 額 定 動(dòng) 載 荷 工 作 載 荷 接 觸 應(yīng) 力 在 發(fā) 生 點(diǎn) 蝕 破 壞 前 所 能 經(jīng) 受的 應(yīng) 力 變 化 次 數(shù) 軸 承 的 壽 命 基 本 額 定 動(dòng) 載 荷 ： 軸 承 的 基 本 額 定 壽 命 恰 好 為 l06(轉(zhuǎn) )時(shí) 承 受 的 載 荷 ， 用 字 母 C代 表 。 基 本 額 定 動(dòng) 載 荷 承 載 特 性 基 本 額 定 動(dòng) 載 荷 的 獲 得 ： 大 量 的 試 驗(yàn) +理 論 分 析 (三 )滾 動(dòng) 軸 承 壽 命 的 計(jì)

18、算 公 式 610 (10 )CL rP 103 3P 其 中 ： （ 球 軸 承 ） ； （ 滾 子 軸 承 ） ； 為 軸 承 所 承 受 的 當(dāng) 量 動(dòng) 載 荷 ； 實(shí) 際 計(jì) 算 時(shí) 用 小 時(shí) 數(shù) 表 示 壽 命 比 較 方 便 ， 將 上 式 改 寫61060 ( )h CL hn P 66010 hnLC P 如 果 載 荷 P和 轉(zhuǎn) 速 n為 已 知 ， 預(yù) 期 計(jì) 算 壽 命 Lh又 已 取 定 ，則 所 需 軸 承 應(yīng) 具 有 的 基 本 額 定 動(dòng) 載 荷 C可 計(jì) 算 得 出 高 于 120 溫 度 下 工 作 的 軸 承 需 乘 以 溫 度 系 數(shù) ft， 即t tC

19、 f C 10 tf CL P 66010 ht nLPC f 考 慮 溫 度 系 數(shù) 后 的 計(jì) 算 公 式61060 th f CL n P (四 )滾 動(dòng) 軸 承 的 當(dāng) 量 動(dòng) 載 荷基 本 額 定 動(dòng) 載 荷 測(cè) 定 時(shí) 的 假 設(shè) ： 向 心 軸 承 僅 承 受 徑 向 載 荷 推 力 軸 承 僅 承 受 軸 向 載 荷軸 承 壽 命 計(jì) 算 時(shí) 的 轉(zhuǎn) 換 當(dāng) 量 動(dòng) 載 荷 =折 算 公 式 （ 徑 向 力 ， 軸 向 力 ）( ) d r aP f XF YF X、 Y為 徑 向 動(dòng) 載 荷 系 數(shù) 與 軸 向 動(dòng) 載 荷 系 數(shù) ， 見 表 13-5 f d為 載 荷 系

20、數(shù) ， 見 表 13-6 (五 )角 接 觸 球 軸 承 和 圓 錐 滾 子 軸 承 的 徑 向 載 荷 與 軸 向 載 荷 角 接 觸 球 軸 承 和 圓 錐 滾 子 軸 承 承 受 徑 向 載 荷 時(shí) ， 要 產(chǎn)生 派 生 的 軸 向 力 ， 為 保 證 正 常 工 作 ， 通 常 是 成 對(duì) 使 用 的 。 根 據(jù) 平 衡 條 件 ， 由 徑 向 力 F re的 位 置 和 大 小 可 計(jì) 算 出 兩個(gè) 軸 承 上 的 徑 向 載 荷 Fr1、 Fr2。 派 生 的 軸 向 力 Fd1、 Fd2的 大 小 可 按 照 表 13 -7中 的 公 式 計(jì) 算 計(jì) 算 所 得 的 F d值 ，

21、 相 當(dāng) 于 正 常 的 安 裝 情 況 ， 即 大 致 相當(dāng) 于 下 半 圈 的 滾 動(dòng) 體 全 部 受 載 (軸 承 實(shí) 際 的 工 作 情 況 不 允 許比 這 樣 更 壞 )。 派 生 軸 向 力 ： 軸 承 對(duì) 軸 的 力 軸 向 力 ： 軸 對(duì) 軸 承 的 力 把 派 生 軸 向 力 的 方 向 與 外 加 軸 向 載 荷 Fae的 方 向 一 致 的軸 承 標(biāo) 為 軸 承 2， 另 一 端 標(biāo) 為 軸 承 1。當(dāng) Fae Fd2 Fd1， 相 當(dāng) 于 軸 承 1被 “ 壓 緊 ” ， 軸 承 2被 “ 放 松 ” Fa1 Fae Fd2 Fa2 Fd2當(dāng) Fae Fd2 Fd1，

22、 相 當(dāng) 于 軸 承 1被 “ 放 松 ” ， 軸 承 2被 “ 壓 緊 ” Fa1 Fd1 Fa2 Fd1 Fae (六 )不 穩(wěn) 定 載 荷 和 不 穩(wěn) 定 轉(zhuǎn) 速 時(shí) 軸 承 的 壽 命 計(jì) 算 對(duì) 于 金 屬 切 削 機(jī) 床 、 起 重 機(jī) 等 機(jī) 械 中 的 軸 承 工 作 載荷 和 轉(zhuǎn) 速 頻 繁 改 變 以 疲 勞 損 傷 累 積 理 論 求 軸 承 壽 命 設(shè) 軸 承 順 次 地 在 當(dāng) 量 動(dòng) 載 荷 P1、 P2、 .Ps， 相 應(yīng) 的 轉(zhuǎn) 速為 n1、 n2、 . ns， 軸 承 在 每 種 工 作 狀 態(tài) 下 的 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí) 間 與 總 運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí) 間 之 比 為 q1、

23、 q2、 .qs。 iz 在 Pi作 用 下 實(shí) 際 的 載 荷 循 環(huán) 次 數(shù)iz 在 Pi作 用 下 極 限 的 載 荷 循 環(huán) 次 數(shù) 1 1s ii izz 根 據(jù) 疲 勞 損 傷 累 積 理 論 ， 在 壽 命 達(dá) 到 極 限 狀 態(tài) 時(shí) ， 有 假 定 軸 承 在 P1、 P2、 .Ps作 用 下 總 共 工 作 了 H時(shí) 間 后 ，元 件 壽 命 達(dá) 到 了 極 限 狀 態(tài) ， 則 軸 承 失 效 前 在 Pi作 用 下 實(shí) 際 載荷 循 環(huán) 次 數(shù) 可 按 下 式 計(jì) 算i i iz n q H 將 所 有 載 荷 作 用 次 數(shù) 的 總 和 記 為 zm 1 1 2 21 1

24、 2 2 +.+( .+ )m s ss s mz n q H n q H n q Hn q n q n q H n H 假 定 作 用 一 個(gè) 相 當(dāng) 的 載 荷 Pm來(lái) 代 替 所 有 的 載 荷 的 作 用 ，并 在 作 用 Zm次 后 ， 軸 承 達(dá) 到 極 限 狀 態(tài) ， 滿 足 10 CL P （ ） 10P L C m m i iP z P z mi miPz zP 1 1s ii izz mi miPz zP 1 1 1s si i i i ii i m mm min q H P n qP nP zP 11 s i i is i i i im i m mn q Pn q PP

25、n n 1sm i iin n q壽 命 計(jì) 算 公 式 為再 有 610 ( )60h m mCL n P 滾 動(dòng) 軸 承 尺 寸 的 選 擇 7(七 )滾 動(dòng) 軸 承 的 靜 承 載 能 力 對(duì) 于 在 工 作 載 荷 下 基 本 不 旋 轉(zhuǎn) 或 緩 慢 旋 轉(zhuǎn) 或 緩 慢 擺 動(dòng)的 軸 承 ， 其 失 效 形 式 不 是 疲 勞 點(diǎn) 蝕 ， 而 是 因 滾 動(dòng) 接 觸 面 上的 接 觸 應(yīng) 力 過(guò) 大 而 產(chǎn) 生 的 過(guò) 大 的 塑 性 變 形 。 在 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) 中 ， 對(duì) 每 一 種 規(guī) 格 的 滾 動(dòng) 軸 承 規(guī) 定 了 一 個(gè)不 應(yīng) 超 過(guò) 得 載 荷 界 限 基 本 額 定

26、 靜 載 荷 ， 用 C0表 示 。 軸 承 上 作 用 的 徑 向 載 荷 Fr與 軸 向 載 荷 Fa應(yīng) 折 合 成 一 個(gè) 當(dāng)量 靜 載 荷 P 0 P0=X0Fr+Y0Fa X0、 Y0分 別 為 當(dāng) 量 靜 載 荷 的 徑 向 載 荷 系 數(shù) 和 軸 向 載 荷 系數(shù) ， 可 由 軸 承 手 冊(cè) 查 取 。 000 PSC S0為 靜 強(qiáng) 度 安 全 系 數(shù) ， 可 由 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 查 取 。按 軸 承 靜 承 載 能 力 選 擇 軸 承 的 公 式 為 ： (八 )不 同 可 靠 度 時(shí) 滾 動(dòng) 軸 承 壽 命 的 計(jì) 算 一 般 的 工 程 問(wèn) 題 ， 以 軸 承 的 基 本

27、 額 定 動(dòng) 載 荷 和 基 本 額 定壽 命 來(lái) 衡 量 承 載 能 力 ， 對(duì) 應(yīng) 的 可 靠 度 為 90%。 對(duì) 于 航 空 航 天產(chǎn) 品 、 國(guó) 防 裝 備 等 ， 對(duì) 于 軸 承 的 可 靠 度 有 更 高 的 要 求 。 引入 可 靠 性 系 數(shù) a1， 修 正 壽 命 為 ： )(6010 16101 PCnaLaLn 可 靠 度 % 90 95 96 97 98 99Ln L10 L5 L4 L3 L2 L1a1 1.0 0.64 0.54 0.47 0.37 0.25可 靠 度 不 為 90%時(shí) 的 額 定 壽 命 修 正 系 數(shù) a1 (GB/T6391-2010) 滾

28、動(dòng) 軸 承 尺 寸 的 選 擇 8滾 動(dòng) 軸 承 選 擇 的 過(guò) 程由 力 分 析 確 定 軸 承 所 承 受 的 Fr與 Fa計(jì) 算 當(dāng) 量 動(dòng) 載 荷 P=fP(XFr+YFa)明 確 軸 承 的 工 作 轉(zhuǎn) 速 n與 預(yù) 計(jì) 壽 命 L10計(jì) 算 軸 承 應(yīng) 滿 足 的 基 本 額 定 動(dòng) 載 荷 106 1/6010nLC P 由 軸 承 樣 本 （ 手 冊(cè) ） 查 取 合 適 的 軸 承 軸 承 裝 置 的 設(shè) 計(jì) 113-6軸 承 裝 置 的 設(shè) 計(jì) 軸 承 裝 置 的 設(shè) 計(jì) 主 要 是 正 確 解 決 軸 承 的 安 裝 、 配 置 、緊 固 、 調(diào) 節(jié) 、 潤(rùn) 滑 、 密 封

29、 等 問(wèn) 題 。 下 面 提 出 一 些 設(shè) 計(jì) 中 的注 意 要 點(diǎn) 以 供 參 考 。(一 )支 承 部 分 的 剛 性 和 同 心 度 軸 和 安 裝 軸 承 的 外 殼 或 軸 承 座 ， 軸 承裝 置 中 的 其 他 受 力 零 件 必 須 有 足 夠 的 剛 性 。 外 殼 及 軸 承 座 孔 壁 足 夠 的 厚 度 外 殼 上 軸 承 座 的 懸 臂 應(yīng) 盡 可 能 地 縮 短 ， 并 用 肋 板 來(lái) 增強(qiáng) 支 承 部 位 的 剛 性 。 外 殼 是 用 輕 合 金 或 非 金 屬 制 成 的 ， 安 裝 軸 承 處 應(yīng) 采 用鋼 或 鑄 鐵 制 的 套 杯 一 根 軸 上 兩

30、個(gè) 支 承 的 座 孔 ， 必 須 盡 可 能 地 保 持 同 心 整 體 結(jié) 構(gòu) 的 外 殼 ， 并 把 安 裝 軸 承 的 兩 個(gè) 孔 一 次 鏜 出 。當(dāng) 兩 個(gè) 軸 承 孔 分 在 兩 個(gè) 外 殼 上 時(shí) ， 則 應(yīng) 把 兩 個(gè) 外 殼 組 合 在一 起 進(jìn) 行 鏜 孔 。 (二 )軸 承 的 配 置1.雙 支 點(diǎn) 各 單 向 固 定 左 邊 的 懸 臂 較 長(zhǎng) ， 支 承 剛 性 較 差 ， 軸 向 和 徑 向 熱 膨 脹 時(shí) 易 卡 死 。 采 用 深 溝 球 軸 承 的 雙 支 點(diǎn) 各 單 向 固 定 軸 向 間 隙軸 向 間 隙 適 當(dāng) 補(bǔ) 償 軸 受 熱 伸 長(zhǎng)軸 向 間 隙

31、 存 在 不 能 做 精 確 的 軸 向 定 位 軸 向 間 隙 不 能 過(guò) 大 避 免 竄 動(dòng)軸 向 間 隙 不 能 過(guò) 大 不 能 用 于 工 作 溫 度 較 高 時(shí) 2.一 支 點(diǎn) 雙 向 固 定 ， 另 一 端 支 點(diǎn) 游 動(dòng) (跨 距 大 、 溫 度 高 )固 定游 動(dòng) 用 可 分 離 型 的 圓 柱 滾 子 軸 承 或 滾 針 軸 承 時(shí) ， 內(nèi) 外 圈 都 固 定 。 軸 向 載 荷 較 大 固 定 的 支 點(diǎn) ： 向 心 軸 承 +推 力 軸 承 采 用 兩 個(gè) 角 接 觸 球 軸 承 (或 圓 錐 滾 子 軸 承 )“背 對(duì) 背 ” 或“ 面 對(duì) 面 ” 組 合 的 結(jié) 構(gòu)

32、。 3.兩 端 游 動(dòng) 支 承 兩 端 游 動(dòng)軸 向 固 定 (三 )滾 動(dòng) 軸 承 的 軸 向 緊 固內(nèi) 圈 緊 固 的 常 用 方 法 有 ：1)彈 性 擋 圈 軸 向 力 不 大 及 轉(zhuǎn) 速 不 高 時(shí)2)螺 釘 固 定 的 軸 端 擋 圈 高 轉(zhuǎn) 速 、 大 的 軸 向 力鋼 絲 串 聯(lián) 防 松 3)圓 螺 母 和 止 動(dòng) 墊 圈 轉(zhuǎn) 速 高 、 較 大 的 軸 向 力 4)緊 定 襯 套 、 止 動(dòng) 墊 圈 和 圓 螺 母 用 于 光 軸 、 軸 向 力 和 轉(zhuǎn) 速 不 大 、 內(nèi) 圈 為 圓 錐 孔 內(nèi) 圈 的 另 一 端 ， 常 以 軸 肩 作 為 定 位 面 。 為 了 便 于

33、 軸 承拆 卸 ， 軸 肩 的 高 度 應(yīng) 低 于 軸 承 內(nèi) 圈 的 厚 度 。 潘 存 云 教 授 研 制 拆 卸 軸 承 外 圈 軸 向 緊 固 的 常 用 方 法 有 :1)彈 性 擋 圈 軸 向 力 不 大 及 轉(zhuǎn) 速 不 高 時(shí) 2)彈 性 擋 圈 嵌 入 軸 承 外 圈 的 止 動(dòng) 槽 內(nèi) 3)軸 承 蓋 緊 固 用 于 高 轉(zhuǎn) 速 及 很 大 軸 向 力 時(shí) 的 各 類 軸 承 4)用 螺 紋 環(huán) 緊 轉(zhuǎn) 速 高 、 軸 向 載 荷 大 ， 不 便 使 用 軸 承 蓋 緊 固 螺 釘 (四 )軸 承 游 隙 及 軸 上 零 件 位 置 的 調(diào) 整墊 片 調(diào) 整 (操 作 簡(jiǎn) 單

34、 ) 圓 螺 母 調(diào) 整 (操 作 復(fù) 雜 ) 1)錐 齒 輪 裝 配 ， 要 調(diào) 整 軸 向 位 置 ； 2)軸 承 裝 在 套 杯 中 ， 套 杯 裝 在 外 殼 孔 中 ； 3)通 過(guò) 增 減 墊 片 ， 可 調(diào) 整 錐 齒 輪 軸 向 位 置 。 (六 )滾 動(dòng) 軸 承 的 預(yù) 緊定 義 ： 安 裝 時(shí) 產(chǎn) 生 并 保 持 一 軸 向 力 ， 消 除 軸 向 游 隙意 義 ： 內(nèi) 外 圈 徑 向 及 軸 向 相 對(duì) 移 動(dòng) 量 要 比 未 預(yù) 緊 大 大 減 少1)夾 緊 一 對(duì) 圓 錐 滾 子 軸 承 的 外 圈 而 預(yù) 緊 2)用 彈 簧 預(yù) 緊 ， 可 以 得 到 穩(wěn) 定 的 預(yù)

35、 緊 力3)軸 承 中 間 裝 入 長(zhǎng) 度 不 等 的 套 筒 而 預(yù) 緊 ， 預(yù) 緊 力 可 由 兩 套 筒的 長(zhǎng) 度 差 控 制 長(zhǎng)短 4)磨 窄 外 圈 并 夾 緊 (七 )滾 動(dòng) 軸 承 的 潤(rùn) 滑d 滾 動(dòng) 軸 承 內(nèi) 徑 ， mm n 軸 承 轉(zhuǎn) 速 ， r/min 1.脂 潤(rùn) 滑適 用 ： 不 便 經(jīng) 常 添 加 潤(rùn) 滑 劑 、 不 允 許 潤(rùn) 滑 油 流 失 而 致 污 染 產(chǎn) 品限 制 ： 較 低 的 dn值所 占 容 積 ： 1/3 2/3內(nèi) 部 空 間錐 入 度 ： dn值 大 、 載 荷 小 選 錐 入 度 較 大 粘 度 小 反 之 ， 選 錐 入 度 較 大滴 點(diǎn)

36、： 工 作 溫 度 6 10 5 mmr/min時(shí)優(yōu) 點(diǎn) ： 避 免 其 他 潤(rùn) 滑 方 法 由 于 供 油 過(guò) 多 ， 油 的 內(nèi) 摩 擦 增 大 而 增 高 軸 承 的 工 作 溫 度 。 壓 強(qiáng) 圖流 速 圖 3.固 體 潤(rùn) 滑用 途 ： 高 溫 中 使 用 的 軸 承 、 真 空 環(huán) 境 中 工 作 的 軸 承方 法 ： 1)用 粘 結(jié) 劑 將 固 體 潤(rùn) 滑 劑 粘 結(jié) 在 滾 道 和 保 持 架 上 2)固 體 潤(rùn) 滑 劑 加 入 工 程 塑 料 和 粉 末 冶 金 材 料 中 ， 制 成 有自 潤(rùn) 滑 性 能 的 軸 承 零 件 3)電 鍍 、 高 頻 濺 射 、 離 子 鍍 層

37、 、 化 學(xué) 沉 積 薄 膜 (八 )滾 動(dòng) 軸 承 的 密 封 裝 置氈 圈 油 封 (滑 動(dòng) 速 度 4 5m/s， 拋 光 軸 7 8m/s) 毛 氈 ： 工 業(yè) 常 用 工 具 ， 采 用 羊 毛 制 成 ， 加 工 粘 合 而 成 。 唇 形 密 封 圈 (精 車 軸 10m/s， 磨 光 軸 15m/s) 如 果 主 要 是 為 了 封 油 ， 密 封 唇 應(yīng) 對(duì) 著 軸 承 ； 如 果 主 要是 為 了 防 止 外 物 浸 入 ， 則 密 封 唇 應(yīng) 背 著 軸 承 (a)； 如 果 兩 個(gè) 作 用 都 要 有 ， 使 用 密 封 唇 反 向 放 置 的 兩 個(gè) 唇形 密 封 圈

38、 (b)。 密 封 環(huán) (含 鉻 的 耐 磨 鑄 鐵 100 m/s， 錫 青 銅 60 80 m/s)密 封 環(huán) 靠 缺 口 被 壓 攏 后所 具 有 的 彈 性 而 抵 緊 在靜 止 件 的 內(nèi) 孔 壁 上 隙 縫 密 封 在 軸 和 軸 承 蓋 的 通 孔 壁 之 間 留 一 個(gè) 極 窄 的 隙 縫 ， 半 徑間 隙 通 常 為 0.l 0.3 mm。 這 對(duì) 使 用 脂 潤(rùn) 滑 的 軸 承 來(lái) 說(shuō) ， 已具 有 一 定 的 密 封 效 果 。 如 果 在 軸 承 蓋 上 車 出 環(huán) 槽 ， 在 槽 中 填 以 潤(rùn) 滑 脂 ， 可 以 提 高 密 封 效 果 。 甩 油 密 封開 出 溝

39、 槽 甩 油 環(huán) 螺 旋 式 送 油 槽 曲 路 密 封 徑 向 軸 向 例 題 13-1 設(shè) 某 支 承 根 據(jù) 工 作 條 件 決 定 選 用 深 溝 球 軸 承 。 軸承 徑 向 載 荷 Fr=5500 N， 軸 向 載 荷 Fa=2700 N， 軸 承 轉(zhuǎn) 速 n = 1250 r/min， 裝 軸 承 處 的 軸 頸 直 徑 可 在 50 60mm范 圍 內(nèi) 選擇 ， 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí) 有 輕 微 沖 擊 ， 預(yù) 期 計(jì) 算 壽 命 Lh=5000 h。 試 選 擇其 軸 承 型 號(hào) 。 2700 0.495500 arFF 根 據(jù) 表 13-5， 深 溝 球 軸 承 的 最 大 e值 為

40、 0. 44， 故 此 時(shí)arF eF 按 照 表 13-6， fd=1.0 1.2， 取 fd=1.2， 見 下 頁(yè) 按 照 表 13-5， X=0.56， Y值 需 在 已 知 型 號(hào) 和 基 本 額 定 靜載 荷 C0后 才 能 求 出 。 現(xiàn) 暫 選 一 近 似 中 間 值 ， 取 Y=1.5， 則( ) 1.2 (0.56 5500 1.5 2700) 8556d r aP f XF YF N 根 據(jù) 式 (13-6)， 求 軸 承 應(yīng) 有 的 基 本 額 定 動(dòng) 載 荷 值 36 660 60 1250 50008556 6169910 10hnLC P N 按 照 軸 承 樣 本

41、 或 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 選 擇 C=61.8 kN的 6310軸 承 此 軸 承 的 基 本 額 定 靜 載 荷 C0=38 kN。 驗(yàn) 算 如 下 : 相 對(duì) 軸 向 載 荷 為 0 2700 0.0710538000aFC 1.4 1.61.6 (0.07015 0.07) 1.5970.13 0.07Y 0aFC ( ) 1.2 (0.56 5500 1.597 2700) 8870.28d r aP f XF YF N 6 6 310 1060 60 61800 4509.12 50001250 8870.28h CL n P 低 于 預(yù) 期 計(jì) 算 壽 命 。 因 題 中 的 軸 徑

42、尺 寸 允 許 取 為 5060 mm， 故 可 改 用 6311 按 照 軸 承 樣 本 或 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 選 擇 C=71.5 kN， C0=44.8 kN 0 2700 0.06026744800aFC 1.6 1.81.8 (0.060267 0.04) 1.6650.07 0.04Y 0aFC ( ) 1.2 (0.56 5500 1.665 2700) 9090.6d r aP f XF YF N 36 610 1060 60 71500 6487 50001250 9090.6h CL n P 6311可 用 深 溝 球 軸 承 的 設(shè) 計(jì) 步 驟1.計(jì) 算 軸 向 力 與 徑

43、 向 力 的 比 值 Fa/Fr Fa/Fr大 于 0.22， 初 取 X=0.56， Y=1.5 Fa/Fr小 于 0.22， 初 取 X=1， Y=02.根 據(jù) 載 荷 情 況 取 fd， 計(jì) 算 當(dāng) 量 動(dòng) 載 荷 P3.計(jì) 算 基 本 額 定 動(dòng) 載 荷 值 C( ) d r aP f XF YF 66010 hnLC P 4.選 擇 軸 承 型 號(hào) ， 然 后 確 定 C和 C05.校 核 所 選 型 號(hào) ， 先 計(jì) 算 相 對(duì) 軸 向 載 荷 0aFC 6.根 據(jù) 相 對(duì) 軸 向 載 荷 ， 確 定 e， 再 確 定 X和 Y， 最 后 算 P 61060h CL n P 7.計(jì)

44、算 使 用 壽 命 ， 看 是 否 夠 用 ， 若 不 夠 用 重 選 型 號(hào) ， 再 校 核 例 題 13-2 設(shè) 根 據(jù) 工 作 條 件 決 定 在 軸 的 兩 端 正 裝 兩 個(gè) 角 接 觸球 軸 承 ， 如 圖 13-34a所 示 。 已 知 軸 上 齒 輪 受 切 向 力Fte=2200N， 徑 向 力 Fre=900N， 軸 向 力 Fae=400N， 齒 輪 分 度圓 直 徑 d=314 mm， 齒 輪 轉(zhuǎn) 速 n=1440r/min， 運(yùn) 轉(zhuǎn) 中 有 中 等 沖擊 載 荷 ， 軸 承 預(yù) 期 壽 命 Lh=15000 h。 設(shè) 初 選 兩 個(gè) 軸 承 型 號(hào)均 為 7207C，

45、 試 驗(yàn) 算 軸 承 是 否 可 達(dá) 到 預(yù) 期 壽 命 的 要 求 。 1.求 兩 軸 承 受 到 的 徑 向 載 荷 Fr1和 Fr2 將 軸 系 部 件 受 到 的 空 間 力 系 分 解 為 鉛 垂 面 (圖 13-34b)和水 平 面 (圖 13-34c)兩 個(gè) 平 面 力 系 。F re的 平 衡 Fae的 平 衡 鉛 垂 面 內(nèi) 徑 向 力 計(jì) 算水 平 面 內(nèi) 徑 向 力 計(jì) 算 鉛 垂 面 和 水 平 面 內(nèi) 徑 向 力 合 成2.求 兩 軸 承 的 計(jì) 算 軸 向 力 Fa1和 Fa2 7207C的 C=30500， C0=20000 先 初 取 e=0. 4 =400N

46、1 2d ae dF F F 軸 有 左 移 趨 勢(shì) ， 軸 承 被 放 松 ， 軸 承 2被 壓 緊1 1 350.26a dF F N 2 1 350.26 400 750.26a d aeF F F N 3.求 軸 承 當(dāng) 量 動(dòng) 載 荷 P1和 P2 4.驗(yàn) 算 軸 承 壽 命 因 為 P1P2， 所 以 按 軸 承 2的 受 力 大 小 驗(yàn) 算故 所 選 軸 承 滿 足 壽 命 要 求 角 接 觸 球 軸 承 的 校 核 步 驟1.確 定 軸 向 力 、 徑 向 力 、 切 向 力 ， 在 鉛 垂 面 和 水 平 面 內(nèi) 計(jì) 算軸 承 的 反 力 ， 然 后 以 平 方 和 開 根

47、號(hào) 做 合 成 。2.先 初 取 e=0. 4， 計(jì) 算 派 生 軸 向 力 Fd1和 Fd2， 結(jié) 合 軸 向 力 ， 判定 軸 的 運(yùn) 動(dòng) 方 向 ， 確 定 哪 個(gè) 軸 承 放 松 ， 哪 個(gè) 軸 承 壓 緊 ， 再計(jì) 算 實(shí) 際 的 軸 向 力 Fa1和 Fa2。3.根 據(jù) 軸 承 型 號(hào) ， 確 定 C 0 ， 計(jì) 算 相 對(duì) 軸 向 載 荷 ， 再 確 定 實(shí)際 的 e值 ， 若 與 初 取 0. 4相 差 不 大 ， 則 以 實(shí) 際 的 e值 進(jìn) 行 下 面的 計(jì) 算 ， 否 則 再 取 e重 算 。4.查 表 13-5的 得 到 X和 Y值 ， 再 確 定 fd， 計(jì) 算 兩 個(gè) 軸 承 的 當(dāng) 量動(dòng) 載 荷 ， 取 較 大 P值 計(jì) 算 實(shí) 際 壽 命 ， 看 是 否 大 于 設(shè) 計(jì) 壽 命 。 13-3某 深 溝 球 軸 承 需 在 徑 向 載 荷 Fr =7150 N作 用 下 ， 以 n=1 800 r/min的 轉(zhuǎn) 速 工 作 3800 h。 試 求 此 軸 承 應(yīng) 有 的 基 本 額 定 動(dòng)載 荷 C。 ( ) 1 (1 7150 0 0) 7150P r aP f XF YF 36 660 60 1800 38007150 53134N10 10hnLC P