滚动轴承轴向力教程课件.ppt
1,1、滚动轴承的组成 外圈 内圈 保持架 滚动体,复习,2,前置代号（字母）,基本代号（数字、字母）,后置代号(字母+数字),五 四 三 二 一,轴承分部件代号,内径代号,宽度系列代号,直径系列代号,类型代号,其他代号,公差等级代号,特殊轴承材料代号,保持架及材料代号,密封与防尘代号,内部结构代号,游隙代号,3,滚动轴承的类型选择,工作载荷、转速、支承刚性、安装精度,1）n高，载荷小，旋转精度高 球轴承,n低，载荷大，或冲击载荷 滚子轴承,2）主要受Fr 向心轴承,主要受Fa，n不高时推力轴承,同时受Fr和Fa均较大时,Fr较大，Fa较小时,Fa较大，Fr较小时,深沟球轴承,角接触球轴承7类（n较高时）,圆锥滚子轴承3类（n较低时）,深沟球轴承+推力球轴承 推力角接触轴承,4,3）要求nnlim极限转速,6、7、Nnlim较高,5nlim较低,4）轴的刚性较差，轴承孔不同心调心轴承,5）便于装拆和间隙调整内、外圈不分离的轴承,6）3、7两类轴承应成对使用，对称安装,7）旋转精度较高时较高的公差等级和较小的游隙,8）优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承,5,16.3 滚动轴承的选择计算一、滚动轴承的失效形式与设计准则,1、工作情况分析2、失效分析与设计准则,二、滚动轴承的寿命计算,1、滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷2、滚动轴承的寿命计算3、滚动轴承的当量动载荷4、滚动轴承的静载荷,6,一、滚动轴承的失效形式与设计准则,（一）轴承工作时轴承元件上的载荷分布,R,1、工作情况分析,7,一、滚动轴承的载荷分布,1、受轴向载荷Fa,各滚动体平均分担,2、受径向载荷Fr,上半圈滚动体不受力下半圈滚动体受力,一、滚动轴承的失效形式与设计准则,（一）轴承工作时轴承元件上的载荷分布,1、工作情况分析,8,（二）轴承元件上的载荷及应力的变化载荷,轴向力由滚动体平均分担受最大径向载荷的滚动体负载为,1、工作情况分析,9,三、滚动轴承的失效形式和计算准则,主要失效形式：,1）疲劳点蚀,安装润滑和维护良好,10,2）塑性变形,转速很低或作间歇摆动,11,3）磨损,润滑不良、密封不严、多尘条件,12,（一）滚动轴承的失效形式 失效形式 对策,1.点蚀 寿命计算,2.塑性变形 静载荷计算，正确使用,3.磨损 润滑，密封,4.元件回火 润滑，散热，限制最高转速,5.元件破裂 正确安装使用,2、滚动轴承失效形式与设计准则,13,2、滚动轴承失效形式与设计准则,（二）设计准则,转速小于10r/min,静强度计算转速大于10r/min,寿命计算高速轴承，寿命计算，校验极限转速,14,1、滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷,在相同的运转条件下，一组轴承中10的轴承发生点蚀破坏，而90的轴承不发生点蚀破坏前的转数（以106为单位）或小时数作为轴承的寿命，并将这个寿命称为基本额额定寿命（L10）。,（一）基本额定寿命,15,（二）滚动轴承的基本额定动载荷,轴承的基本额定动载荷为使轴承的基本额定寿命等于106次的载荷值，用符号C表示。,对于向心轴承、角接触球轴承或圆锥滚子轴承 径向基本额定动载荷Cr对推力轴承 轴向基本额定动载荷Ca,1、滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷,16,2、滚动轴承的寿命计算,载荷寿命曲线,17,2、滚动轴承的寿命计算,轴承预期寿命P279表16-10,引入温度系数ft,18,3、滚动轴承的当量动载荷,仅能承受径向载荷的轴承N类 P=fp Fr,仅能承受轴向载荷的轴承 5类 P=fp Fa,P=fp（X Fr+Y Fa）,轴向载荷系数，P280表16-11,径向载荷系数,载荷系数，P279表16-9,例题,向心推力轴当量承载荷的计算,19,1、计算轴承上的Fr和Fa；2、计算P；查Cor；计算,由插入法查取e值；查取X、Y；3、查取ft、fp；计算Lh,滚动轴承的寿命计算步骤,P=fp（X Fr+Y Fa）,20,例题：齿轮减速器的高速轴轴承转速4000r/min,采用一对内径40mm的深沟球轴承，已知轴承径向载荷Fr=2000N，轴向载荷Fa=900N,预期寿命Lh=4000h,试选择轴承型号。,解：1、求当量动载荷P,由表16-9，fp=1.3,初选60308，C0r=24 kN,由表16-11，得X=0.56，Y=1.895,21,(2)求基本额定动载荷,(3)选择轴承型号,由附录表3，按内径d=40mm,选60308轴承Cr=40800N32974N，,结论：选用深沟球轴承60308合适,22,3、滚动轴承的当量动载荷,向心推力轴承当量载荷的计算,1、内部轴向力2、向心推力轴承的轴向载荷3、向心推力轴承的当量动载荷例题,23,1、内部轴向力,s,派生轴向力S的方向从外圈宽边指向窄边，也即吹喇叭的方向,24,派生轴向力S1、S2,Fr,Fa,Fa,Fr,R1,R2,R2,R1,S1,S1,S2,S2,保证半圈受力Y、e查表16-11,30000 70000C 70000AC 70000BS=Fr/2Y S=e Fr S=0.68 Fr S=1.14 Fr,表16-12,1、内部轴向力,正安装,反安装,派生轴向力S的方向从外圈宽边指向窄边，也即吹喇叭的方向,25,根据S1、S2及外加轴向载荷FA“判断”：,Fr,FA,R1,R2,S1,S2,Fa2=S2,2、向心推力轴承的轴向载荷Fa,1、,轴承 1被压紧，轴承2被放松则 S2+FA=S1+S S=S2+FA-S1 Fa1=S+S1=S2+FA-S1+S1=FA+S2,结论：1.“放松”轴承的轴向力等于其自身派生轴向力；2.“压紧”轴承的轴向力等于除自身派生轴向力外其余轴向力的代数和。,S,1,2,26,轴承2 被压紧，轴承1 被放松则,2、S=S1-(S2+FA),根据S1、S2及外加轴向载荷FA“判断”：,Fr,FA,R1,R2,S1,S2,结论：1.“放松”轴承的轴向力等于其自身派生轴向力；2.“压紧”轴承的轴向力等于除自身派生轴向力外其余轴向力的代数和。,2、向心推力轴承的轴向载荷Fa,Fa1=S1Fa2=S+S2=S1-(S2+FA)+S2=S1-FA,S,1,2,27,3、向心推力轴承的当量动载荷,由径向受力平衡条件求出支点反力,28,例题：图示斜齿轮轴系，两端正装两个圆锥滚子轴承30205，轴上径向载荷Fr=3000N,轴向载荷FA=500N,求轴承的轴向载荷。,1.计算径向力Fr1=Fr2=1500N,50,50,Fr1,Fr2,Fr,F a,2.计算内部轴向力S,R1,R2,Fa=500N,S1,S2,查表16-11，Y=1.6由表16-12,1,2,29,轴承1放松：Fa1=S1=468.7N轴承2压紧：Fa2=FA+S1=968.7N,R1,R2,FA=500N,S1,S2,3.计算轴向载荷,1,2,30,慢摆动或转速极低的轴承失效形式是塑性变形。基本额定静载荷C0：使受载最大的滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力达到一定值的载荷。当量静载荷P0：P0=X0Fr+Y0Fa 静载荷计算：,S0 静强度安全系数,S0 1？,4、滚动轴承的静载荷,31,例：已知一对7210C轴承，分别承受径向载荷Fr1=5200N，Fr2=8000N，外加轴向载荷K=5800N，e0.4，求两轴承的轴向载荷。1 2 K Fr1 Fr2,解：查表得7210C轴承内部轴向力计算公式为,32,例：已知一对7210C轴承，分别承受径向载荷Fr1=5200N，Fr2=8000N，外加轴向载荷K=5800N，e0.4，求两轴承的轴向载荷。1 2 K Fr1 Fr2,轴有向左移移动趋势，轴承1被压紧，轴承2被放松,答：轴承1的轴向载荷为9000N，轴承2的轴向载荷3200N。,33,作业：,根据工作条件，决定在轴的两端选用=15的两个角接触球轴承，代号7210C(36210)，如图所示，已知两轴承的径向载荷分别为Fr1=3390N，Fr2=1040N，e=0.47,外部轴向载荷KA=870N，方向水平向右，求各轴承的轴向力Fa。,34,1、计算轴承上的Fr和Fa；2、查Cor；3、计算,由插入法查取e值；4、查取X、Y；5、计算P；6、查取ft、fp；7、计算Lh。,滚动轴承的寿命计算步骤,复习,P=fp（X Fr+Y Fa）,35,复习,“放松”轴承的轴向力等于其自身派生轴向力；“压紧”轴承的轴向力等于除自身派生轴向力外其余轴向力的代数和。,P=fp（X Fr+Y Fa）径向接触轴承Fa=0，P=fp Fr轴向接触轴承 Fr=0，P=fp Fa角接触轴承：Fa和Fr均不为0,派生轴向力的方向从外圈宽边指向窄边，也即吹喇叭的方向,
