内容正文:
任务七 滚动轴承及其选择
7.1 滚动轴承的结构、类型和应用特点
7.2 滚动轴承代号
7.3 滚动轴承的选择
7.4 滚动轴承组合设计
任务七 滚动轴承及其选择
7.2 滚动轴承代号
如图7-6所示,滚动轴承的代号由前置代号、基本代号和后置代号三部分组成。其中,基本代号是滚动轴承代号的核心;前置代号和后置代号只有在轴承的尺寸、技术要求等有所改变时才使用,一般情况下可部分或全部省略,故本内容只介绍基本代号。
任务七 滚动轴承及其选择
图7-6 滚动轴承的代号示例
任务七 滚动轴承及其选择
1. 类型代号
基本代号中右起第五位数字或字母为类型代号,见表7.1。
2. 尺寸系列代号
尺寸系列代号包括轴承的宽(高)度系列和直径系列代号。直径系列代号为右起第三位数字,表示同一内径不同的外径系列,见表7.2,用两位数字表示。宽(高)度系列代号为右起第四位数字,表示轴承的内径、外径相同,宽(高)度不同的系列,见表7.3。
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3. 内径代号
基本代号中右起第一、二位数字表示内径代号,用以表示轴承的内径,轴承内径代号与其内径对应关系见表7.4。
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7.3 滚动轴承的选择
1. 类型选择
(1) 当转速较高,载荷较小时选择球轴承;转速较低,载荷较大或有冲击载荷时,选择滚子轴承。
(2) 若以径向载荷为主,则选择深沟球轴承;若以轴向载荷为主,则选择推力轴承;当径向、轴向载荷相差不多时,选择角接触轴承。
(3) 当跨度较大,或难以保证轴承孔的同轴度时,可选择调心轴承。
(4) 为了便于安装或经常拆卸,可选用内、外圈能分离的圆锥滚子轴承。
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2. 尺寸选择
1) 类比法选择
轴承内径根据轴颈直径选取,轴承外廓系列根据空间位置用类比法选取。这种方法较简便,适用于一般机械的轴承。
2) 计算法选择
(1) 对于低速轴承(n<1 r/min),其主要失效形式为塑性变形,适合于静强度计算,这种情况应用较少,本节不作介绍。
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(2) 对于一般转速的轴承(10 r/min < n < nlim),其主要失效形式为疲劳点蚀,应该用寿命计算,设计公式如下:
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设计公式的意义是所选轴承的基本额定动载荷C,应略大于工作所要求基本额定动载荷的计算值。
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例7.1 一鼓风机选用深沟球轴承,已知轴的直径d = 50 mm,转速n = 1450 r/min,轴承所受的径向载荷Fr = 1700 N,工作温度正常,要求轴承预期寿命为12 000 h,试选择轴承型号。
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例7.2 一水泵选用深沟球轴承,已知轴的直径d = 35 mm,转速n = 2900 r/min,轴承所受的径向载荷Fr = 2300 N,轴向载荷Fa = 540 N,工作温度正常,要求轴承预期寿命为5000 h,试选择轴承型号。
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确定所需轴承基本额定动载荷为
因Cr = 25 500 N > 24 356 N,故轴承6207可用。
注:若试算结果不可用,则应把预选轴承型号进行调整,重新选择轴承型号,再进行计算。
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7.4 滚动轴承组合设计
1. 轴承组合的轴向固定
1) 轴承内圈的轴向固定
图7-7(a)为利用轴肩作单向固定,它能承受较大的轴向力;图7-7(b)为利用轴肩和轴用弹性挡圈作双向固定,挡圈能承受的轴向力较小;图7-7(c)为利用轴肩和轴端挡板作双向固定,挡板能承受中等的轴向力;图7-7(d)为利用轴肩和圆螺母,能受较大的轴向力。
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图7-7 轴承内圈的轴向固定
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2) 轴承外圈的轴向固定
图7-8(a)为利用轴承盖作单向固定,能承受较大的轴向力;图7-8(b)为利用孔内凸肩和孔用弹性挡圈作双向固定,挡圈能承受的轴向力较小;图7-8(c)为利用孔内凸肩和轴承盖作双向固定,能承受较大的轴向力。
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图7-8 轴承外圈的轴向固定
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2. 支承结构的基本形式
1) 两端单向固定
如图7-9所示,考虑到轴受热伸长,对于深沟球轴承可在轴承盖与外圈端面之间留出热补偿间隙0.2~0.4 mm。间隙量的大小可用一组垫片来调整。这种支承结构简单,安装调整方便,它适用于工作温度变化不大的短轴。
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图7-9 两端单向固定
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2) 一端双向固定,一端游动
如图7-10所示,双向固定端的轴承可承受双向轴向载荷,游动端的轴承端面与轴承盖之间留有较大的间隙(3~8 mm),以适应轴的伸缩量。这种支承结构适用于轴的温度变化大且跨距较大的场合。
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图7-10 一端双向固定,一端游动
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3. 滚动轴承的配合和装拆
1) 滚动轴承的配合
滚动轴承是标准件,因此,轴承内圈与轴颈的配合采用基孔制,轴承外圈与座孔的配合采用基轴制。为了防止轴颈与内圈在旋转时有相对运动,轴承内圈与轴颈一般选用m5、m6、n6、p6、r6、js6等较紧的配合。轴承外圈与座孔一般选用J7、K7、M7、H7等较松的配合。
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2) 滚动轴承的装拆
轴承的内圈与轴颈配合较紧,对于小尺寸的轴承,一般可用压力直接将轴承的内圈压入轴颈,如图7-11所示。
图7-11 轴承的装拆
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4. 提高支撑系统的刚度和同轴度
与轴承配合的轴和轴承支座孔应具有足够的刚度,为保证轴承支座孔的刚度,可采用加强筋和增加轴承座孔的厚度,如图7-12所示减速器箱体上加强筋。同一根轴上的轴承座孔应保证同心,应使两轴承座孔直径相同,以便加工时能一次定位镗孔,如减速器高速轴两端的轴孔。
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图7-12 减速器外形
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