机械设计基础—常用零部件设计 教学课件 作者 李贵三 第十章 滚动轴承的选择与设计.ppt

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1、第十章滚动轴承的选择与设计第十章滚动轴承的选择与设计第一节概述第二节滚动轴承的类型及选择第三节滚动轴承的代号第四节滚动轴承的选择计算第五节滚动轴承的润滑和密封第六节滚动轴承的组合设计第一节概述一、基本构造及材料二、滚动轴承的优缺点一、基本构造及材料滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成，如图10-1所示。图10-1滚动轴承结构一、基本构造及材料按滚动体形状，滚动轴承可分为球轴承（图10-2a）和滚子轴承。滚子又分为圆柱滚子（图10-2b）、圆锥滚子（图10-2c）、球面滚子（图10-2d）和滚针（图10-2e）等。图10-2滚动体的形状二、滚动轴承的优缺点与滑动轴承

2、相比，滚动轴承的主要优点：维护简单，消耗润滑剂较少；摩擦阻力小，发热少，功率消耗少；在通常的速度范围内，摩擦力矩很少随速度的改变而改变，起动转矩也比滑动轴承小；轴承单位宽度的承载能力较大；大大减少了有色金属的用量。滚动轴承的缺点：径向外廓尺寸比滑动轴承大；接触应力高，承受冲击载荷的能力差，高速、重载条件下寿命低，不适用于有冲击和瞬间过载的场合；减振性能比滑动轴承差；运转时有噪声。第二节滚动轴承的类型及选择一、滚动轴承的类型二、滚动轴承类型的选择一、滚动轴承的类型常用滚动轴承的类型及特性见表10-1。特性和应用能同时承受径向和双向轴向载荷，接触角30°双排钢球，外圈滚道为

3、内球面形，具有自动调心性能，主要承受径向力一、滚动轴承的类型特性和应用与调心球轴承相似，有较高的承载力能同时承受径向和单向轴向载荷，承载能力大，通常成对使用推力球轴承只能承受轴向载荷，极限转速低，套圈可分离一、滚动轴承的类型特性和应用结构简单，主要承受径向载荷，也可承受一定的双向轴向载荷，摩擦系数小，价廉，应用范围最广能同时承受径向和单向轴向载荷，接触角α有15°、25°和40°三种能承受较大的单向轴向载荷，轴向刚度高。极限转速低，不允许轴与外圈轴线有倾斜一、滚动轴承的类型特性和应用用于承受较大的径向载荷，内外圈可作自由轴向移动，不能承受轴向载荷滚针轴承只能承受径向载荷，承

4、载能力大，径向尺寸特别小，一般无保持架一、滚动轴承的类型表10-2列出了各类球轴承的公称接触角。二、滚动轴承类型的选择可按下列原则来选用轴承。1）转速较高、载荷较小、要求旋转精度高时应选用球轴承；转速较低、载荷较大或有冲击载荷时则选用滚子轴承。2）轴承同时承受径向和轴向载荷时，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承；若径向载荷较大、轴向载荷较小，可选用深沟球轴承；而当轴向载荷较大、径向载荷较小时，可采用推力角接触球轴承、四点接触球轴承或选用推力球轴承和深沟球轴承的组合结构。3）在同样外形尺寸下，滚子轴承的承载能力约为球轴承的15~3倍。所以，在载荷较大或有冲击载荷时宜采

5、用滚子轴承。图10-3滚动轴承4）轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内、外圈轴线发生相对倾斜。该倾斜角称为角偏差θ（图10-3）。5）为了便于安装、拆卸和调整间隙，常选用内、外圈可分离型轴承（如圆锥滚子轴承、角接触球轴承，见表10-1）、具有内锥孔的轴承或带紧定套的轴承第三节滚动轴承的代号我国滚动轴承的代号由基本代号、前置代号和后置代号构成(1)基本代号　表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。按国家标准生产的滚动轴承的基本代号，由轴承类型代号、尺寸系列代号和内径代号构成。(2)前置代号　用字母表示轴承的分部件。前置代号及其含义可参阅相关资料。(3)后置代号　

6、用字母(或加数字)表示轴承的结构、公差及材料等特殊要求，置于基本代号右边，并与基本代号空半个汉字距离或用符号“-”、“／”分隔。轴承后置代号排列顺序见表10-3。第三节滚动轴承的代号图10-4内径相同而直径系列表10-5轴承内部结构代号第四节滚动轴承的选择计算一失效形式二轴承寿命三当量动载荷的计算四角接触相信轴承载荷的计算五滚动轴承的静强度校核一失效形式滚动轴承的主要失效形式如下。（1）疲劳点蚀通常，疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式。（2）永久变形此外，维护和保养不当或密封润滑不良等因素，也能引起轴承早期磨损、胶合、内外圈和保持架破损等不正常失效。图10-5载荷的分

7、布及应力变化a)径向载荷的分布b)轴承元件上的载荷及应力变化二、轴承寿命轴承的一个套圈或滚动体的材料出现第一个疲劳扩展迹象前，一个套圈相对于另一个套圈的总转数，或在某一转速下的工作小时数，称为轴承的寿命。大量的轴承寿命试验表明，轴承的可靠性与寿命之间有如图10-6所示的关系。图10-6轴承寿命曲线轴承的可靠性常用可靠度R来度量。一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分比，称为轴承寿命的可靠度。如图10-6所示，当寿命L为106r时，可靠度R为90%；L为5×106r时，可靠度R为50%。当一个轴承进入运转并且