球轴承和轻系列的轴承能适应较高的转速,滚子轴承和重系 列的轴承则反之;推力轴承的极限转速很低。 3.调心性要求(角偏差)
滚动轴承工作时,并非所有滚动体都同时受载。 滚动体同时受载的程度与轴承所受的径向力和轴 向力的大小有关,一般以控制约半圈滚动体同时受载 为宜(如右图所示)。
基本额定动载荷:使轴承的基本额定寿 命恰好为106转时,轴承所能承受的载荷
§16-1 滚动轴承的基本类型和特点 §16-2 滚动轴承的代号 §16-3 滚动轴承的选择计算 §16-4 滚动轴承的润滑与密封 §16-5 滚动轴承的组合设计
滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件之一,它是依靠主要元 件间的滚动接触来支承转动零件的(例如:转动的齿轮与轴)。
旋转精度高、启动力矩小、是标准件,选用方便。抗冲击能力差, 高速时有噪声,寿命较液体滑动摩擦短。
◆ 按滚动体的不同分类:球轴承、滚子轴承; ◆ 按可承受的外载荷分类:向心轴承、推力轴承、向心推力轴承;
式中:X0、Y0分别为当量静载荷的径向载荷系数和轴向载荷系 数,可由轴承手册查取。 按轴承静承载能力选择轴承的公式为:
P = XFr YFa 式中:Fr与Fa分别为轴承实际承受的径向载荷与轴向载荷
X、Y分别为轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数(查表16-11) 表中Fa为轴向载荷,C0r为径向额定静载荷,e为界限值。
等级为0级,游隙组为0组; 注:滚动轴承代号比较复杂,上述代号仅为最常用的、最有规律的部分。 具体应用时,若遇到看不懂的代号时,应查阅GB/T272-93。
三、滚动轴承的当量动载荷 在进行轴承寿命计算时,应把作用在轴承上的实际载荷
转换为与确定轴承C值的载荷条件相一致的当量动载荷(用 字母P表示)。 各类轴承的当量动载荷可按下式计算:
当FA+FS2<FS1时,相当于轴承1被“放松”,轴承2被“压紧”, 轴承1的轴向力为Fa1=FS1 轴承2的轴向力为Fa2=FS1-FA
角接触向心轴承的轴向载荷Fa与轴承的内部轴向力FS和轴上所受的轴向载荷FA有 关。取轴和与其向配合的轴承内圈为分离体,当达到轴向平衡时,应满足
向心推力轴承实际承受的轴向力Fa取决于产生内部轴向力FS 和外加于轴承的轴向力FA
当FA+FS2>FS1时,相当于轴承1被“压紧”,轴承2被“放松”, 轴承1的轴向力为Fa1=FA+FS2 轴承2的轴向力为Fa2=FS2
滚动轴承的寿命主要是指轴承的疲劳寿命,由于疲劳寿命 与概率密切相关,因此轴承的寿命必然与可靠性问题相关。
一、滚动轴承的失效形式 滚动轴承在运转时可能出现各种类型的失效,下列为常见的失效形式:
◆ 内径代号:内径代号×5=内径,如:08表示轴承内径d=5×08=40mm。
◆ 公差等级代号:公差分2、4、5 、6(6x)、 0级,共五个级别 。
滚动轴承是标准零件,在机械设计过程中,根据使用的要求较 合理地选择滚动轴承的类型与规格。 一、滚动轴承选择的一般过程如下:
1.承受载荷情况(承载能力) 方向:向心轴承用于受径向力;推力轴承用于受轴向力;向 心推力轴承用于承受径向力和轴向力联合作用。 大小:滚子轴承或尺寸系列较大的轴承能承受较大载荷;球 轴承或尺寸系列较小的轴承则反之。
三、轴承代号示例 6308: 6─深沟球轴承,3─中系列,08 ─内径d=40mm, 公差等级为0
N105/P5:N─圆柱滚子轴承,1─特轻系列,05─内径d=20mm,公差等
其中: ε 称为寿命指数 ε =3 (球轴承); ε = 10 (滚子轴承);
考虑轴承工作温度与工作中的冲击和振动对轴承寿命的影响,引入温 度系数ft (表16-8)和载荷系数fP (表16-9) ,修正后寿命计算式为:
向心推力轴承所受轴向力Fa的计算方法可以归纳为: 由内部轴向力及外加轴向力的计算与分析,判断被“放松”或被 “压紧”的轴承;
向心推力轴承在纯径向力Fr的作用下会产生内部轴向力FS。当 约有半圈滚动体受载时,FS计算如下:
由于FS1和FS2是按公式计算的,不一定恰好满足上述关系式,有两种情况: 当FA+FS2>FS1时,相当于轴承1被“压紧”,轴承2被“放松”, 轴承1的轴向力为Fa1=FA+FS2 轴承2的轴向力为Fa2=FS2 当FA+FS2<FS1时,相当于轴承1被“放松”,轴承2被“压紧”, 轴承1的轴向力为Fa1=FS1 轴承2的轴向力为Fa2=FS2-FA
夹角α叫作轴承的(公称)接触角; 轴承承受的径向载荷与总载荷的夹角β叫作载荷角。
在实际应用中,滚动轴承的结构形式有很多。作为标准的滚动轴 承,在国家标准中分为13类,其中,最为常用的轴承大约有下列6类:
向心推力轴承实际承受的轴向力Fa取决于产生内部轴向力FS和外加 于轴承的轴向力FA
滚动轴承尺寸的选择取决于轴承承受的载荷、对轴承寿命 要求以及可靠性的要求等。
滚动轴承的载荷有动载荷与静载荷之分,不同的载荷对应着 不同的失效形式。载荷及失效形式的分析是本节的重要内容。
7214AC/P4:7─角接触球轴承,2─轻系列,14─内径d=70mm,公差等
30213: 3─圆锥滚子轴承,2─轻系列,13─内径d=65mm,0─正常
工作时,轴承各个元件上载荷及产生的应力是 时时变化的,而固定套圈受载最大处的工作状态最 为恶劣。
向心推力轴承在纯径向力Fr的作用下会产生内部轴向力FS。当约有半 圈滚动体受载时,FS计算如下:
除了点蚀以外,轴承还可能发生其它多种的失效形式。例如: 转速较高而润滑油不足时引起轴承烧伤; 润滑油不清洁而使滚动体和滚道过度磨损; 装配不当而使轴承卡死、胀破内圈、挤碎内外圈和保持架等。 这些失效形式可以通过加强装配过程管理等措施来克服。
宽度系列代号:宽度系列代号: (8、0、1、…、6)一般正常 宽度为“0”,通常不标注。一般正常宽度为“0”,通常不标注。 但对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”。
对于在工作载荷下基本不旋转或缓慢旋转或缓慢摆动的轴 承,其失效形式不是疲劳点蚀,而是因滚动接触面上的接触应力 过大而产生的过大的塑性变形。
在国家标准中,对每一种规格的滚动轴承规定了一个不应 超过的载荷界限—基本额定静载荷,用C0表示。 轴承上作用的径向载荷Fr与轴向载荷Fa应折合成一个当量静载荷P0
滚动轴承的寿命是指轴承的滚动体或套圈首次出现点蚀之前,轴承的转 数或相应的运转小时数。滚动轴承寿命通常是指滚动轴承的疲劳寿命。