第7章滚动轴承的选择与校核[1].ppt
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1、1.滚动轴承部件设计的主要内容,已知条件,设计内容,工作条件,载荷大小及性质,转速,工作温度,选择轴承的类型,轴承的组合设计,轴承的固定和调整,轴承的配合,轴承的润滑和密封,轴承寿命(尺寸)的验算,第七章 滚动轴承选择与校核,一、概述,球,滚子,圆柱滚子,滚针,鼓形滚子,圆锥滚子,除滚动体外,其它元件可有可无,2.滚动轴承的基本结构,向心轴承,径向接触轴承,向心角接触轴承,主要承受,球轴承亦能承受较小,:滚动体同外圈滚道接触点的法线与垂直于轴承轴心线的平面之间的夹角,推力轴承,推力角接触轴承,轴向接触轴承,也承受较小,主要承受,只能承受,3.滚动轴承的主要类型,球轴承,滚子轴承,4.滚动轴承的
2、代号,前置代号,基本代号,后置代号,用字母和数字表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求等,例如;,用字母表示轴承的分部件,例如;L表示分离轴承 的可分离套圈,P2与P0价格相差10倍,/P6X仅用于圆锥滚子轴承,基本代号,6 1 2 0 6,宽度系列为“0”一般可以省略标注(调心滚子轴承与圆锥滚子轴承要标注),圆柱滚子球轴承(N类),最为常用的6类轴承,圆柱滚子轴承N,1.类型选择,(1)载荷的大小、方向和性质,载荷大小,小:,球轴承(点接触),大:,滚子轴承(线接触),载荷方向,:深沟球轴承(6类),圆柱滚子轴承,:推力球轴承(5类),推力滚子轴承,和,(6类),(5类)+(6类),角接触球轴
3、承(7类),圆锥滚子轴承(3类),、,载荷性质,平稳:,球轴承,冲击:,滚子轴承,二、滚动轴承的选择,(2)转速和旋转精度,球轴承 极限转速 和 旋转精度 比滚子轴承的高,推力轴承 极限转速 低(离心力使滚动体与保持架摩擦严重),整体保持架 极限转速 比分离的高,球轴承,滚子轴承,高速、轻载,低速、重载,(3)调心性能,(4)其它,支承刚度差、轴承座孔不同心、多支点,内外圈相对偏转一定角度仍可正常运转,装拆方便,价格,球轴承比滚子轴承低,精度低的价格低(一般公差等级选 0 级),内外圈分离的轴承(圆锥滚子轴承),2.尺寸选择,轴承内径,与轴颈直径相等,直径系列,载荷很小,超轻或特轻系列,载荷很
4、大,重系列,一般情况,轻或中系列,宽度系列,一般选正常系列,深沟球轴承,Q2,Qmax,Q1,Q2,Q1,对于点接触轴承:,对于线接触轴承:,全部滚动体个数,三、滚动轴承的受力分析、计算准则,1.受力及其失效分析,受纯径向力:最多只有半圈滚动体受载,受纯轴向力:各滚动体均匀受力,(2)应力分布,滚动体上某点 c 的接触应力,内圈上某点 a 的接触应力,外圈上某点 b 的接触应力,滚动体与套圈滚道接触点的接触应力是变应力,可看成脉动循环变应力,2、失效形式及计算准则,控制动载荷,控制静载荷,控制动载荷,控制静载荷,疲劳寿命计算,静强度校核,轴承磨损,控制极限转速,四、滚动轴承的疲劳寿命计算,1、
5、基本概念,轴承寿命,轴承中任一元件 出现疲劳点蚀 前所经历的总转数(单位为106 r)或总工作小时数(h)。,轴承寿命的离散性,目的:防止轴承在预定的工作期间内发生疲劳点蚀,基本额定寿命,一批相同 的轴承,在相同的条件下运转,其中10 的轴承发生疲劳点蚀 前所经历的总转数或总工作小时数。,用 L10 表示。,(失效概率为10),90,10,完好,对单个轴承而言,能达到此寿命的可靠度为 90%,(1)载荷-寿命曲线,对一批轴承,在不同载荷下作寿命试验所得曲线,(2)基本额定动载荷,基本额定动载荷 C,径向,轴向,向心轴承 纯径向载荷,推力轴承 纯轴向载荷,同类轴承:,2、轴承的寿命计算式,(3)
6、寿命计算式,外载为 P 时轴承的寿命,以小时表示,考虑到温度变化,引入温度系数,滚子轴承,球轴承,轴承的转速,预期寿命,所需额定动载荷,校核轴承寿命,已知,轴承型号(即C),外载,选择轴承型号(即C),已知,外载,预期寿命,计算寿命,预期寿命,所选轴承的额定动载荷,所需的额定动载荷,3.轴承的当量动载荷,基本额定动载荷 C,向心轴承,纯径向载荷,纯轴向载荷,推力轴承,纯载荷,当量动载荷,假想载荷,在该载荷作用下,轴承的寿命与实际复合载荷作用相同,径向系数,轴向系数,载荷系数,径向载荷系数 X 和轴向载荷系数 Y 的确定,基本额定静载荷,轴承的极限静载荷值,亦分,深沟球轴承径向载荷支反力矢量合成
7、深沟球轴承轴向载荷一为外载荷,一为零,4、向心角接触轴承(3、7 类)轴向载荷 Fa 的计算,1)角接触轴承的派生轴向力 S,径向载荷 Fr 的计算见轴系受力分析,即:,而轴向载荷:,向心角接触轴承(角接触球轴承、圆锥滚子轴承)受纯径向载荷作用后,会产生派生轴向分力 S。,O,O 支反力作用点,即法线与轴线的交点。,角接触球轴承,注意 S 的方向,径向载荷:,Y-对应于Fa/Fre时的Y值,2)角接触轴承的排列方法,为使 S 得到平衡,角接触轴承必须成对使用。,一般有两种安装形式:,正装 面对面安装,两轴承外圈的窄边相对,,即派生轴向力指向相对。,反装 背靠背安装,两轴承外圈的宽边相对,,即派
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