机械设计基础参赛课件 滚动轴承

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1、滚动轴承参赛选手：****第7章滚动轴承教学基本要求:1.了解滚动轴承的结构、材料、特点和应用；2.掌握滚动轴承的类型、代号和选择；3.掌握滚动轴承的失效形式、设计准则及校核计算方法；4.能正确进行滚动轴承的组合设计。重点与难点:1.滚动轴承的失效形式、设计准则及滚动轴承的选择；2.角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷的计算以及滚动轴承基本额定寿命的计算；3.滚动轴承的组合设计。功能：轴承是支承轴颈的部件，有时也用来支承轴上的回转零件。7.1概述滚动轴承设计的内容一般为：①根据工作条件合理选用滚动轴承的类型和尺寸，验算轴承的承载能力；②综合考虑滚动轴承的定位、装拆、

2、调整、润滑和密封等问题，进行轴承的组合结构设计。7.1.1滚动轴承的构造滚动轴承的组成外圈内圈滚动体保持架支撑轴支撑零件或轴系滑动滚动将滚动体分开7.1.2轴承的材料内、外圈和滚动体：较高的接触疲劳强度和硬度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般用特殊轴承钢（含铬合金钢）如GCr15、GCr15SiMn等制造，热处理后硬度≥60HRC，工作表面要求磨削和抛光。由于一般轴承的这些元件都经过150℃的回火处理，所以通常当轴承的t工≤120℃时，零件的硬度不会下降。保持架可以是用低碳钢薄板冲压结构，也可以是实体式结构。冲压结构保持架生产率高，价格便宜，但制造精度差，保持架与滚

3、动体之间的间隙较大。实体保持架可以使用铜合金，铝合金，塑料，树脂等，金属材料实体保持架须经切削加工，价格较高。由于形状准确，与滚动体配合良好，因而性能较好。7.1.3滚动轴承的优缺点及应用优点：摩擦力矩和发热较小，在通常的速度范围内，摩擦力矩很少随速度而改变；启动转矩比滑动轴承小；消耗润滑剂少，便于密封，易于维护；大大地减少了有色金属的消耗；轴承单位宽度的承载能力较大；标准化程度高，成批生产，成本较低。缺点：接触应力高，承受冲击载荷的能力较差，高速重载荷下轴承的寿命较低；径向尺寸比滑动轴承大；减振性能比滑动轴承差，工作时振动和噪音较大；小批生产特殊的滚动轴承时成本

4、较高。滚动轴承在海上钻井平台上的应用滚动轴承在火车车轮轴中的应用滚动轴承在减速器中的应用7.2滚动轴承的类型、代号和选择7.2.1滚动轴承的主要类型、性能与特点推力轴承轴承类型按载荷方向分按滚动体形状分向心轴承推力轴承向心推力轴承FaFr向心轴承向心推力轴承FrFaα径向平面接触点法线β径向支反力RN支点总反力轴向支反力S接触角载荷角2.载荷角β：总载荷N与径向平面的夹角1.接触角α：滚动体与外圈轨道接触点的法线与轴承径向平面的夹角注意：公称接触角越大，滚动轴承承受轴向载荷的能力越大。α=0˚0˚<α<45˚αα=90˚α45˚<α<90˚α各类轴承的公称接触角轴

5、承类型公称接触角向心轴承推力轴承径向接触角接触轴向接触角接触圆柱滚子圆锥滚子球面滚子滚针球轴承滚子轴承轴承类型按载荷方向分按滚动体形状分向心轴承推力轴承向心推力轴承表7-1滚动轴承的主要类型和特性轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差主要特性和应用调心球轴承10000中2˚~3˚主要承受径向载荷，同时也能承受少量轴向载荷。因为外滚道表面是以轴承中点为中心的球面，故能调心。轴承名称、类型及代号结构承载简图方向极限转速允许角偏差主要特性和应用表7-1滚动轴承的主要类型和特性（续）调心滚子轴承20000C低0.5˚~2˚能承受很大的径向载荷和少量轴向载荷

6、。承载能力大，具有调心性能。圆锥滚子轴承30000中2’能同时承受较大的径向和单向轴向载荷。因线性接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，成对使用。推力球轴承50000低不允许只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处。a)单向轴承名称、类型及代号结构承载简图方向极限转速允许角偏差主要特性和应用表7-1滚动轴承的主要类型和特性（续）推力球轴承50000低不允许只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩

7、擦发热严重，寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处。深沟球轴承60000高8’~16’能承受较大的径向载荷，也可承受不大的轴向载荷。摩擦阻力小，极限转速高，结构简单，价格便宜，应用最广。角接触球轴承70000C(α=15˚)70000AC(α=25˚)70000B(α=40˚)较高2’~10’能同时承受径向、轴向联合载荷。α越大，承载能力越大，有三种规格。成对使用。b)双向轴承名称、类型及代号结构承载简图方向极限转速允许角偏差主要特性和应用表7-1滚动轴承的主要类型和特性（续）推力圆柱滚子轴承80000低不允许能承受很大的单向轴向载荷。适用于低速重载荷场合圆柱滚

8、子轴承N0