机械设计第16章滚动轴承.ppt

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1、2023/11/15,机械设计,1,16.2滚动轴承的失效形式与设计准则,工作情况分析失效分析与设计准则,16.3滚动轴承的寿命计算,滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷滚动轴承的寿命计算滚动轴承的当量动载荷滚动轴承的静载荷,2023/11/15,机械设计,2,16.2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,16.2.1 工作情况分析,2023/11/15,机械设计,3,（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,16.2.1 工作情况分析,2023/11/15,机械设计,4,（一）滚动轴承的失效形式 失效形式

2、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,滚动轴承失效形式与设计准则,2023/11/15,机械设计,5,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,2023/11/15,机械设计,6,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（L

3、10）。,（一）基本额定寿命,2023/11/15,机械设计,7,（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,滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷,2023/11/15,机械设计,8,滚动轴承的寿命计算,载荷寿命曲线,2023/11/15,机械设计,9,滚动轴承的寿命计算,轴承预期寿命P267表16-3,2023/11/15,机械设计,10,滚动轴承的当量动载荷,仅能承受径向载荷的轴承N类 P=fpR,仅能承受轴向载荷的轴承

4、5类 P=fpA,P=fp（X Fr+Y Fa）,径向载荷系数，P268表16-5,轴向载荷系数,载荷系数，P267表16-4,例题,向心推力轴当量承载荷的计算,2023/11/15,机械设计,11,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16-4，fp=1.3,初定,由表16-5，得X=0.56，Y=1.9,2023/11/15,机械设计,12,(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

5、,选6308轴承Cr=40800NCrc，C0r=24000N,Fa/C0r=0.0375,仍满足,结论：选用深沟球轴承6308,2023/11/15,机械设计,13,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,2023/11/15,机械设计,14,1、内部轴向力,s,2023/11/15,机械设计,15,派生轴向力S1、S2（p268表16-5）,Fr,Fa,Fa,Fr,R1,R2,R2,R1,S1,S1,S2,S2,保证半圈受力Y、e查附录表3,30000 70000C 70000AC 70000BS=Fr/2

6、Y S=e Fr S=0.68 Fr S=1.14 Fr,表16-6,1、内部轴向力,2023/11/15,机械设计,16,根据S1、S2及外加轴向载荷FA“判断”：,Fr,FA,R1,R2,S1,S2,轴承 被压紧，轴承被放松则 Fa1=FA+S2 Fa2=S2,结论：1.“放松”轴承的轴向力等于其派生轴向力；2.“压紧”轴承的轴向力等于外部轴向力的代数和。,轴承 被压紧，轴承 被放松则 Fa1=S1 Fa2=S1-FA,2、向心推力轴承的轴向载荷Fa,2023/11/15,机械设计,17,3、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,2023/11/15,机械设计,18,例

7、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,查附录表2，Y=1.6由表16-6,2023/11/15,机械设计,19,轴承放松：Fa1=S1=468.7N轴承压紧：Fa2=FA+S1=968.7N,R1,R2,FA=500N,S1,S2,3.计算轴向载荷,2023/11/15,机械设计,20,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（13-16）静载荷计算：,S0 静强度安全系数，表13-8,S0 1？,滚动轴承的静载荷,2023/11/15,机械设计,21,滚动轴承习题：P274 16-3 16-10,