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1、第第13章章 滚动轴承滚动轴承带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。13-1 13-1 概述概述13-2 13-2 滚动轴承的主要类型和代号滚动轴承的主要类型和代号13-3 13-3 滚动轴承的类型选择滚动轴承的类型选择13-4 13-4 滚动轴承的工作情况滚动轴承的工作情况13-5 13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择13-6 13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计13-7 13-7 滚动轴承与滑动轴承性能对照滚动轴承与滑动轴承性能对照13-8 13-8 滚动轴承例题分析滚动轴承例题分析青岛科
2、技大学专用 潘存云教授研制 13-1 概概 述述各零件的作用：各零件的作用：外圈：外圈：支撑零件或轴系；支撑零件或轴系；保持架保持架:将滚动体分开。将滚动体分开。内圈：内圈：支撑轴；支撑轴；滚动体：滚动体：滑动滑动滚动；滚动；硬度和接触疲劳强度硬度和接触疲劳强度、耐磨性和冲击韧性、耐磨性和冲击韧性 用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：6165HRC。工作表面需经磨削或抛光。工作表面需经磨削或抛光。保持架：低碳钢，保持架：低碳钢，冲压制成高速轴承：有色金属或塑料。高速轴承：有色金属或塑料。滚动轴承的组成：滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。外圈、内圈、
3、滚动体、保持架。内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。装在机座或零件轴孔内；滚动副的材料要求：滚动副的材料要求：青岛科技大学专用 潘存云教授研制 优点：优点：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、和易于互换等。和易于互换等。缺点：缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音。抗冲击能力差、高速时出现噪音。滚动轴承按其承受载荷的方向（接触角）和滚动体的形状分类。接触角：接触角：滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴 心线的平面之间的夹角称为公称接触角。心线的平面之间的夹角称为公称接触角。接触角接触角 轴向承
4、载能力轴向承载能力=0 表表13-1 各类轴承的公称接触角各类轴承的公称接触角 轴承类型轴承类型公称接触角公称接触角向心轴承向心轴承主要承受径向载荷推力轴承推力轴承主要承受轴向载荷径向接触径向接触角接触角接触轴向接触轴向接触角接触角接触0 4545=9=90 它是滚动轴承的一个重要参数，轴承的受力分析和承载能力等都与接触角有关。45 9090滚动轴承滚动轴承 标准化标准化;并由专业厂大批量生产。设计人员的主要任务是设计人员的主要任务是:熟悉标准，正确选用。熟悉标准，正确选用。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 推力轴承推力轴承轴承轴承类型类型按载荷按载荷方向分方向分按滚动体按滚动体形状分形状分向
5、心轴承向心轴承推力轴承推力轴承一、分类一、分类 向心推力轴承向心推力轴承FaFr向心轴承向心轴承向心推力轴承向心推力轴承FrFa13-2 13-2 滚动轴承的主要类型和代号滚动轴承的主要类型和代号 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 圆柱滚子圆柱滚子圆锥滚子圆锥滚子球面滚子球面滚子滚针滚针球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承表表13-2 滚动轴承的主要类型和特性滚动轴承的主要类型和特性轴承名称、轴承名称、类型及代号类型及代号结构简图结构简图 承载方向承载方向极限转速极限转速 允许角偏差允许角偏差主要特性和应用主要特性和应用调心球轴承调心球轴承10000中中2 3 主要承受径向载荷，主要承受径向载荷，同时
6、也能承受少量同时也能承受少量轴向载荷。因为外轴向载荷。因为外滚道表面是以轴承滚道表面是以轴承中点为中心的球面，中点为中心的球面，故能调心。故能调心。轴承轴承类型类型按载荷按载荷方向分方向分按滚动体按滚动体形状分形状分向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承一、分类一、分类 向心推力轴承向心推力轴承青岛科技大学专用 潘存云教授研制 调心滚调心滚子轴承子轴承20000C低低 2 比10000小能承受很大的径向载荷能承受很大的径向载荷和少量轴向载荷。承载和少量轴向载荷。承载能力大，具有调性能。能力大，具有调性能。圆锥滚圆锥滚子轴承子轴承30000中中2 能同时承受较大的径向、能同时承受较大的径向、轴向联合载
7、荷。因线性轴向联合载荷。因线性接触，承载能力大，内接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，外圈可分离，装拆方便，称对使用。称对使用。推力球轴承推力球轴承50000低低不允许不允许 只能承受轴向载荷，且作用线只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时，因滚动体离向两种。高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命较低，可用于轴向严重，寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处。载荷大、转速不高之处。a)单向单向表表13-2 滚动轴承的主要类型和特性（续）滚动轴承的主要类型和特性（续）轴承名称、轴承名称、类型及代
8、号类型及代号结构简图结构简图 承载方向承载方向极限转速极限转速 允许角偏差允许角偏差主要特性和应用主要特性和应用青岛科技大学专用 潘存云教授研制 推力球轴承推力球轴承50000低低不允许不允许 只能承受轴向载荷，且作用线只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时，因滚动体离向两种。高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命较低，可用于轴向严重，寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处。载荷大、转速不高之处。b)双向双向深沟球轴承深沟球轴承60000高高816 能同时承受较大的径向、能同时承受较大的径向、轴向
9、联合载荷。因线性轴向联合载荷。因线性接触，承载能力大，内接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，外圈可分离，装拆方便，称对使用。称对使用。角接触角接触球轴承球轴承70000C(=15=15)70000AC(=25=25)70000B(=40=40)较高较高210 能同时承受较大的径向、能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。轴向联合载荷。大，大，承载能力越大，有三种承载能力越大，有三种规格。称对使用。规格。称对使用。表表13-2 滚动轴承的主要类型和特性（续）滚动轴承的主要类型和特性（续）轴承名称、轴承名称、类型及代号类型及代号结构简图结构简图 承载方向承载方向极限转速极限转速 允许角偏差允许角
10、偏差主要特性和应用主要特性和应用青岛科技大学专用 潘存云教授研制 表表13-2 滚动轴承的主要类型和特性（续）滚动轴承的主要类型和特性（续）轴承名称、轴承名称、类型及代号类型及代号结构简图结构简图 承载方向承载方向极限转速极限转速 允许角偏差允许角偏差主要特性和应用主要特性和应用推力圆柱推力圆柱滚子轴承滚子轴承80000低低不允许不允许 能承受很大的单向能承受很大的单向轴向载荷。轴向载荷。圆柱滚圆柱滚子轴承子轴承N0000较高较高24 能承受较大的径向。因能承受较大的径向。因线性接触，内外圈只允线性接触，内外圈只允许有小的相对偏转。除许有小的相对偏转。除U结构外，还有内圈无挡结构外，还有内圈无
11、挡边边(NU)、外圈单挡边、外圈单挡边(NF)、内圈单挡边、内圈单挡边(NJ)等等型式型式滚针轴承滚针轴承a)NA0000b)RNA0000低低只能承受径向载荷。承只能承受径向载荷。承载能力大，径向尺寸特载能力大，径向尺寸特小。一般无保持架，因小。一般无保持架，因而滚针间有摩擦，极限而滚针间有摩擦，极限转速低。转速低。不允许不允许 a)b)青岛科技大学专用 潘存云教授研制 滚动轴承的类型很多，而各类轴承又有不同的结构、尺寸、公差等级、技术要求等，为便于组织生产和选用，规定了滚动轴承的代号，二、二、滚动轴承的代号滚动轴承的代号宽宽(高高)度度系列代号系列代号直径系列直径系列代号代号前置代号前置代
12、号 基本代号基本代号共5位 后置代号后置代号表表13-3 滚动轴承代号的排列顺序滚动轴承代号的排列顺序（）类类型型代代号号尺寸系列代号尺寸系列代号注：注：代表字母；代表字母；代表数字代表数字 或加或加2.基本代号：基本代号：表示轴承的基本类型、结构和尺寸。表示轴承的基本类型、结构和尺寸。类型代号类型代号-左起第一位，为左起第一位，为0（双列角接触球轴承双列角接触球轴承）则省略。则省略。是轴承代号的基础，有三项成套轴承分成套轴承分部件代号部件代号1.前置代号前置代号-成套轴承分部件代号。成套轴承分部件代号。0青岛科技大学专用 潘存云教授研制 调心滚子轴承调心滚子轴承20000C圆锥滚子轴承圆锥滚
13、子轴承30000推力球轴承推力球轴承50000a)单向单向b)双向双向深沟球轴承深沟球轴承60000角接触球轴承角接触球轴承70000推力圆柱推力圆柱滚子轴承滚子轴承80000圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承N0000滚针轴承滚针轴承a)NA0000b)RNA0000调心球轴承调心球轴承10000青岛科技大学专用 潘存云教授研制 6 6深沟球轴承深沟球轴承L L直线轴承直线轴承5 5推力球轴承推力球轴承U U外球面球轴承外球面球轴承4 4双列深沟球轴承双列深沟球轴承NANA滚针轴承滚针轴承3 3圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承N N圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承2929推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承9 9推力圆锥
14、滚子轴承推力圆锥滚子轴承2 2调心滚子轴承调心滚子轴承8 8推力滚子轴承推力滚子轴承1 1调心球轴承调心球轴承7 7角接触球轴承角接触球轴承0 0双列角接触球轴承双列角接触球轴承代号代号轴承类型轴承类型代号代号轴承类型轴承类型滚动轴承主要类型代号表滚动轴承主要类型代号表 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 内径相同，而直径系列代号不同的四种轴承的比较。000300400200尺寸系列代号尺寸系列代号-左起第二、三位。左起第二、三位。宽宽(高高)度度系列代号系列代号直径系列直径系列代号代号前置代号前置代号 基本代号基本代号 后置代号后置代号表表13-3 滚动轴承代号的排列顺序滚动轴承代号的排列顺序
15、（）类类型型代代号号尺寸系列代号尺寸系列代号注：注：代表字母；代表字母；代表数字代表数字 或加或加成套轴承分成套轴承分部件代号部件代号青岛科技大学专用 潘存云教授研制 表表13-4 向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号直径系列代号直径系列代号推力轴承推力轴承向心轴承向心轴承01(0)0(0)1101120211011234特轻特轻轻轻中中重重(0)2(0)3(0)41213222324121314222324(0)1212窄窄正常正常宽宽正常正常尺寸系列代号尺寸系列代号宽度系列代号宽度系列代号高度系列代号高度系列代号青岛科技大学专用 潘存云教授研制 内径代号
16、内径代号-基本代号左起第四、五位。基本代号左起第四、五位。表表13-5 轴承的内径代号轴承的内径代号 内径代号内径代号轴承内径尺寸轴承内径尺寸 mm00100102030499数字数字 5121517宽宽(高高)度度系列代号系列代号直径系列直径系列代号代号前置代号前置代号 基本代号基本代号 后置代号后置代号表表13-3 滚动轴承代号的排列顺序滚动轴承代号的排列顺序（）类类型型代代号号尺寸系列代号尺寸系列代号注：注：代表字母；代表字母；代表数字代表数字 或加或加成套轴承分成套轴承分部件代号部件代号青岛科技大学专用 潘存云教授研制 3.后置代号后置代号-用字母（或加数字）表示。用字母（或加数字）表
17、示。内部内部结构结构表表13-6 轴承后置代号排列顺序轴承后置代号排列顺序后置代号组后置代号组含含 义义1密封与防尘密封与防尘套圈变形套圈变形238保持架保持架及材料及材料游隙游隙轴承轴承材料材料公差公差等级等级配置配置其它其它7456宽宽(高高)度度系列代号系列代号直径系列直径系列代号代号前置代号前置代号 基本代号基本代号 后置代号后置代号表表13-3 滚动轴承代号的排列顺序滚动轴承代号的排列顺序（）类类型型代代号号尺寸系列代号尺寸系列代号注：注：代表字母；代表字母；代表数字代表数字 或加或加成套轴承分成套轴承分部件代号部件代号青岛科技大学专用 潘存云教授研制 注：注：公差等级中公差等级中0
18、级最低，向右依次增高，级最低，向右依次增高，2级最高。级最高。表表13-7 轴承内部结构常用代号轴承内部结构常用代号 轴承类型轴承类型 代代 号号 含含 义义 示示 例例 B =4=40 7210B 角接触球轴承角接触球轴承 C =15=15 7210C AC =25=25 7210AC圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 B 接触角接触角加大加大 32310BE 加强型加强型 N207E表表13-8 公差等级代号公差等级代号 代代 号号 省略省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2公差等级符合标准的公差等级符合标准的 0级级 6级级 6x级级 5级级 4级级 2级级示示 例例 6203 6203/
19、P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P2青岛科技大学专用 潘存云教授研制 三、滚动轴承代号示例三、滚动轴承代号示例 6 2 2 037 (0)3 12 AC /P6轴承内径轴承内径 d=17 mm直径系列代号，直径系列代号，2(轻轻)系列系列 宽度系列代号，宽度系列代号，2(宽宽)系列系列 深沟球轴承深沟球轴承 公称接触角公称接触角=25 轴承内径轴承内径 d=125=60 mm直径系列代号，直径系列代号，3(中中)系列系列 宽度系列代号，宽度系列代号，0(窄窄)系列，代号为系列，代号为0，不标出，不标出 角接触球轴承角接触球轴承 公差等级公差等级6级级 公差等
20、级为公差等级为0级级;游隙组为游隙组为0组；组；游隙组为游隙组为0组；组；青岛科技大学专用 潘存云教授研制 N 1 05/P5公差等级公差等级5级级 轴承内径轴承内径 d=25 mm直径系列代号，直径系列代号，1(特轻特轻)系列系列 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 游隙组为游隙组为0组；组；3 0 2 13轴承内径轴承内径 d=65 mm直径系列代号，直径系列代号，2(轻轻)系列系列 宽度系列代号，宽度系列代号，0(窄窄)系列系列 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 公差等级为公差等级为0级级;游隙组为游隙组为0组；组；青岛科技大学专用 潘存云教授研制 13-3 滚动轴承的类型选择滚动轴承的类型选择 滚动轴承
21、是标准零件，要求设计者应能在机械设计过程中，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一、滚动轴承选择的一般过程 根据载荷性质选择轴根据载荷性质选择轴承的类型和直径系列承的类型和直径系列按轴径确定轴承内径按轴径确定轴承内径不进行承载不进行承载能力验算能力验算N NY YEND合格吗？合格吗？校核承载能力校核承载能力 Y Y有严格要求吗？有严格要求吗？N N青岛科技大学专用 潘存云教授研制 1）轴承的载荷轴承的载荷 由于结构不同，各类轴承的使用性能也不相同，现说明如下。二、滚动轴承选择应考虑的问题二、滚动轴承选择应考虑的问题 载荷方向：载荷方向：向心轴承用于受径向
22、力；向心轴承用于受径向力；Fr青岛科技大学专用 潘存云教授研制 1）轴承的载荷轴承的载荷 二、滚动轴承选择应考虑的问题二、滚动轴承选择应考虑的问题 载荷方向：载荷方向：向心轴承用于受径向力；向心轴承用于受径向力；向心推力轴承用于承受径向力和周向力向心推力轴承用于承受径向力和周向力联合作用。联合作用。FaFr青岛科技大学专用 潘存云教授研制 1）轴承的载荷轴承的载荷 二、滚动轴承选择应考虑的问题二、滚动轴承选择应考虑的问题 载荷方向：载荷方向：向心轴承用于受径向力；向心轴承用于受径向力；推力轴承用于受轴向力；推力轴承用于受轴向力；向心推力轴承用于承受径向力和周向力向心推力轴承用于承受径向力和周向
23、力联合作用。联合作用。推力轴承推力轴承Fa载荷大小：载荷大小：一般：一般：滚子轴承滚子轴承(1.53)球轴承球轴承当当d 20 mm时，两者承载能力接时，两者承载能力接近，宜采用球轴承。近，宜采用球轴承。大载荷大载荷 采用滚子轴承采用滚子轴承因滚子轴承贵角接触球轴承可以同时承受径向载荷和轴向载荷。在同样的外形尺寸下，滚子轴在同样的外形尺寸下，滚子轴承的承载能力大于球轴承。承的承载能力大于球轴承。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 承受径向载荷为主；承受径向载荷为主；0 4545 45 90 Fr tg Fae 轴承不会沿轴向窜动，实际轴向力应取决于轴承不会沿轴向窜动，实际轴向力应取决于Fd与与F
24、ac中较大的一个，即：中较大的一个，即：Fa=max Fd Fae 1)1)假设没有外部轴向力假设没有外部轴向力Fae 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 工作过程中，滚动体相对内外圈不断转动，因此滚动体和滚道接触表面受脉动循环变应力，产生疲劳点蚀。-最常见最常见13-5 13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择轴承承受的载荷轴承承受的载荷轴承寿命要求轴承寿命要求可靠性的要求可靠性的要求决定了滚动轴承尺寸决定了滚动轴承尺寸 滚动轴承的载荷滚动轴承的载荷动载荷动载荷静载荷静载荷失效形式不同。失效形式不同。疲劳破坏疲劳破坏永久变形永久变形当轴承转速很低或间歇摆动时，不会产生疲劳损坏。但很大的静
25、载荷或冲击载荷作用下，会使滚道和滚动体产生永久变形，从而使轴承在运转过程中产生剧烈振动和噪音而失效。早期磨损早期磨损胶合胶合轴承元件破裂轴承元件破裂 维护保养不当而造成。维护保养不当而造成。一、一、滚动轴承的滚动轴承的失效形式失效形式 失效失效形式形式青岛科技大学专用 潘存云教授研制 2051015501000R(%)轴承的寿命曲线轴承的寿命曲线L/(110-6 r)对一组同一型号的轴承，由于材料、热处理和工艺等很多随机因素的影响，即使在相同条件下运转，寿命也不一样，有的甚至相差几十倍。因此，对一个具体的轴承，很难预知其确切的寿命。实验表明：寿命与可靠性有关。如图定义：定义：轴承在一定转速下，
26、其轴承在一定转速下，其中任何零件出现疲劳扩展迹象中任何零件出现疲劳扩展迹象之前的工作小时数称为：之前的工作小时数称为：可靠度：可靠度：一组相同轴承能达到一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分比或超过规定寿命的百分比.基本额定寿命：基本额定寿命：一组同一型号轴一组同一型号轴承，在同一运转条件下，其可靠承，在同一运转条件下，其可靠度度R为为9090%时，能达到或超过的寿时，能达到或超过的寿命命L(LL(Lh h)在到达额定寿命时，有在到达额定寿命时，有9090%的轴承的轴承没坏，只损坏了没坏，只损坏了1010%。对于单个轴承而言，其损坏的可能性只有90%单位为百万转106 r，或小时.换句话说寿命
27、为1百万转时.可靠度为90%，寿命为5百万转时.可靠度只有50%，轴承寿命轴承寿命 二、二、滚动轴承的滚动轴承的寿命计算寿命计算 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 表表13-3 轴承预期寿命轴承预期寿命Lh的参考值的参考值 使使 用用 场场 合合 不经常使用的仪器和设备不经常使用的仪器和设备 500 Lh/h 短时间或间断使用，中断时不致引起严重后果短时间或间断使用，中断时不致引起严重后果 40008000 间断使用，中断时会引起严重后果间断使用，中断时会引起严重后果 800012000 每天每天8h工作的机械工作的机械 1200020000 每天每天24h连续工作的机械连续工作的机械 400
28、0060000 定义：定义：当一套轴承运转达到一百万（当一套轴承运转达到一百万（106）转时，轴转时，轴 承所能承受的载荷承所能承受的载荷C。.向心轴承记为：向心轴承记为：Cr，可查表推力轴承记为：推力轴承记为：Ca基本额定动载荷基本额定动载荷 不同的轴承该值不一样，它表征了轴承的承载特不同的轴承该值不一样，它表征了轴承的承载特性。是在大量试验的基础上，通过理论分析得到，需性。是在大量试验的基础上，通过理论分析得到，需要时可从设计手册或轴承样本中查得。要时可从设计手册或轴承样本中查得。.青岛科技大学专用 潘存云教授研制 寿命计算公式寿命计算公式 通过试验得出如图所示通过试验得出如图所示6208
29、6208轴承的载荷轴承的载荷寿命寿命曲曲线。线。曲曲线上对应于线上对应于 Lh=106 的载的载荷为荷为:KN。载荷载荷-寿命曲线的公式：寿命曲线的公式：寿命指数：寿命指数：-球轴承球轴承-滚子轴承滚子轴承用小时表示：用小时表示：3 310/310/3=0 1 2 3 4 5 10 15 L(106)29.5252015105P KN基本额定动载荷：基本额定动载荷：P-动载荷动载荷 LLh h-预期寿命预期寿命 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 当当 t100t100 时，时，C C 引进温度系数引进温度系数 ft 进行修正。进行修正。表表13-4 温度系数温度系数 轴承工作轴承工作 温度温度
30、 温度系数温度系数 ft 10025020015012530010.950.900.700.800.60Ct=ft C修正后的计算公式：修正后的计算公式：青岛科技大学专用 潘存云教授研制 表表13-6 载荷系数载荷系数 载荷性质载荷性质 无冲击或轻微冲击无冲击或轻微冲击 中等冲击中等冲击 强烈冲击强烈冲击fP1.01.21.21.81.83.0最终计算公式：最终计算公式：工作中冲击振动工作中冲击振动 C C 引进载荷系数引进载荷系数 fP 进行修正。进行修正。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 三、当量动载荷的计算三、当量动载荷的计算滚动轴承的基本动载荷是在一定的实验条件下确定的。对于向心轴承是
31、指轴承承受纯径向载荷；对于推力轴承是指承受中心轴向载荷。实际情况可能既受径向载荷又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与实验条件相同的载荷后，才能和基本额定动载荷进行比较。换算后的载荷是一种假定载荷，称为当量载荷。含义：含义：当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重双重影响影响，经换算后的，经换算后的假想载荷假想载荷。其效果与某一个基本额定。其效果与某一个基本额定动载荷相当。动载荷相当。计算公式：计算公式：P=X Fr+Y FaX-径向动载荷系数；径向动载荷系数；Y-轴向动载荷系数。轴向动载荷系数。见下页 向心轴承：向心轴承：P=Fr推力轴承：推力轴承：P
32、=Fa理由：理由：基本额定动载荷是单向载荷（径向或轴向）试基本额定动载荷是单向载荷（径向或轴向）试验条件下得出的。实际情况可能受到双重载荷作用。验条件下得出的。实际情况可能受到双重载荷作用。很显然，单向载荷与双向载荷作用下，轴承的寿命是很显然，单向载荷与双向载荷作用下，轴承的寿命是不一样的。不一样的。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 表表13-5 向心轴承当量载荷系数向心轴承当量载荷系数X、Y的值的值轴承类型轴承类型 深沟球轴承深沟球轴承0.172 0.19 2.312.3Fa C0r eFa/Fr eFa/Fr eXYXY0.345 0.22 1.990.689 0.26 1.711.03
33、0.28 1.551.38 0.30 0.56 1.45 1 0 0.178 0.38 1.470.357 0.40 1.400.714 0.23 1.301.07 0.46 1.23=15 1.43 0.47 0.44 1.19 1 0 角角接接触触球球轴轴承承=25=25 -0.68 0.41 0.87 1 0=4=40 -1.14 0.35 0.57 1 0 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承(单列单列)-1.5tg 0.4 0.4ctg 1 0 调心球轴承调心球轴承(双列双列)-1.5tg 0.65 0.65ctg 1 0 (单列单列)青岛科技大学专用 潘存云教授研制 1.1.若若 Fae+Fd
34、2 Fd1压紧端：压紧端：Fa1=Fae+Fd2 放松端：放松端：Fa2=Fd2 2.2.若若 Fae+Fd2 Fd1 则有：则有：压紧端：压紧端：Fa1=Fae+Fd2 放松端：放松端：Fa2=Fd2 2.2.若若 Fae+Fd2 Fd1 ,则有：则有：放松端：放松端：Fa1=Fd1 压紧端：压紧端：Fa2=Fd1-Fae结论与正装相同：结论与正装相同：放松端轴承的轴向载荷放松端轴承的轴向载荷=内部轴向力内部轴向力压紧端轴承的轴向载荷压紧端轴承的轴向载荷=其余轴向力的代数和其余轴向力的代数和本身除外青岛科技大学专用 潘存云教授研制 五、滚动轴承的静承载能力五、滚动轴承的静承载能力 对于在工作
35、载荷下基本不旋转或缓慢旋转或缓慢摆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。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得载荷界限个不应超过得载荷界限基本额定静载荷，用基本额定静载荷，用C0表示。表示。轴承上作用的径向载荷轴承上作用的径向载荷Fr与轴向载荷与轴向载荷Fa应折合成一应折合成一个当量静载荷个当量静载荷P0，即：，即：P0=X0Fr+Y0Fa 按轴承静
36、承载能力选择轴承的公式为：按轴承静承载能力选择轴承的公式为：式中：式中：S0为静强度安全系数，可由设计手册查取。为静强度安全系数，可由设计手册查取。C0 S0P0 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 旋转条件旋转条件 载荷条件载荷条件 S0 使用条件使用条件 S0 滚动轴承的静强度安全系数滚动轴承的静强度安全系数 S0普通载荷普通载荷 12 高精度旋转场合高精度旋转场合 1.52.5冲击载荷冲击载荷 23 振动冲击场合振动冲击场合 1.22.5普通载荷普通载荷 0.5 1.01.211.5 允许有变形量允许有变形量 0.31.0连续旋转轴承连续旋转轴承不常旋转及不常旋转及作摆动运动作摆动运动的轴
37、承的轴承冲击及不冲击及不均匀载荷均匀载荷普通旋转普通旋转精度场合精度场合青岛科技大学专用 潘存云教授研制 六、滚动轴承尺寸选择的过程六、滚动轴承尺寸选择的过程 由力分析确定轴承所承受的由力分析确定轴承所承受的Fr与与Fa计算当量动载荷计算当量动载荷P=fP(XFr+YFa)明确轴承的工作转速明确轴承的工作转速n与预计寿命与预计寿命L10计算轴承应满足的基本额定动载荷计算轴承应满足的基本额定动载荷由轴承样本（手册）查取合适的轴承由轴承样本（手册）查取合适的轴承青岛科技大学专用 潘存云教授研制 七、滚动轴承的可靠度七、滚动轴承的可靠度 在一般工程问题中，均以轴承的基本额定动载荷和在一般工程问题中，
38、均以轴承的基本额定动载荷和基本额定寿命来衡量轴承的承载能力，这时对应的可靠基本额定寿命来衡量轴承的承载能力，这时对应的可靠度均为度均为90%。但是，对于航空航天产品、国防装备等，。但是，对于航空航天产品、国防装备等，对于轴承的可靠度有更高的要求。这时滚动轴承寿命的对于轴承的可靠度有更高的要求。这时滚动轴承寿命的计算须引入可靠性系数计算须引入可靠性系数a1，即修正寿命为：，即修正寿命为：a1也可按下式计算确定：也可按下式计算确定：R-为预期可靠度。为预期可靠度。可靠度不为可靠度不为90%时的额定寿命修正系数时的额定寿命修正系数a1(GB/T6391-1995)可靠度可靠度%90 95 96 97
39、 98 99Ln L10 L5 L4 L3 L2 L1 a1 1.0 0.62 0.53 0.44 0.3 0.21 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 13-6 13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 设计内容设计内容:轴承的定位和紧固轴承的定位和紧固轴承的配置设计轴承的配置设计轴承位置的调节轴承位置的调节轴承的润滑与密封轴承的润滑与密封轴承的配合轴承的配合轴承的装拆轴承的装拆一、滚动轴承的定位和紧固一、滚动轴承的定位和紧固滚动轴承的轴向紧固是指将轴承的内圈或外圈相对于滚动轴承的轴向紧固是指将轴承的内圈或外圈相对于轴或轴承座实施紧固。轴或轴承座实施紧固。具体的紧固方法有很多，下面列举常用的方法
40、。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 内圈的紧固方法：内圈的紧固方法：弹性挡圈固定弹性挡圈固定圆螺母与止圆螺母与止动垫圈固定动垫圈固定轴端挡圈固定轴端挡圈固定紧定衬套、圆螺紧定衬套、圆螺母、止动垫圈与母、止动垫圈与锥孔内圈固定。锥孔内圈固定。外圈的紧固方法：外圈的紧固方法：端端盖盖固固定定孔孔用用挡挡圈圈轴承外圈止动槽轴承外圈止动槽螺纹环紧固螺纹环紧固 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 二、滚动轴承的配置二、滚动轴承的配置轴承配置轴承配置-指对于一个轴系应采用几个轴承支承、指对于一个轴系应采用几个轴承支承、如何支承、如何配置等问题。如何支承、如何配置等问题。常用配制方案常用配制方案双支点各单向固
41、定双支点各单向固定 一个支点双向固定、另一端游动。一个支点双向固定、另一端游动。常用的轴承配置方案有以下三类，每一类又有若干具体方案。两端均游动两端均游动 两端固定支承两端固定支承C=0.20.3 mm预留补偿间隙预留补偿间隙双支点各单向固定双支点各单向固定 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 两端固定支承两端固定支承双支点各单向固定双支点各单向固定 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 二、滚动轴承的配置二、滚动轴承的配置轴承配置轴承配置-指对于一个轴系应采用几个轴承支承、指对于一个轴系应采用几个轴承支承、如何支承、如何配置等问题。如何支承、如何配置等问题。常用配制方案常用配制方案双支点各单向固定
42、双支点各单向固定 一个支点双向固定、另一端游动。一个支点双向固定、另一端游动。两端均游动两端均游动 固定支承固定支承游动支承游动支承 L 游动支承游动支承选用圆柱滚子轴承时，外圈应双向固定。选用深沟球轴承时，外圈与端盖间应留有间隙。适用于温适用于温度变化较度变化较大的长轴。大的长轴。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 二、滚动轴承的配置二、滚动轴承的配置轴承配置轴承配置-指对于一个轴系应采用几个轴承支承、指对于一个轴系应采用几个轴承支承、如何支承、如何配置等问题。如何支承、如何配置等问题。常用配制方案常用配制方案双支点各单向固定双支点各单向固定 一个支点双向固定、另一端游动。一个支点双向固定、另
43、一端游动。两端均游动两端均游动 人字齿轮由于本身的轴向限位作用，其中一根轴设计成两端固定的形式，另外一根轴必须游动，否则会卡死。两端游动两端游动青岛科技大学专用 潘存云教授研制 螺钉调整螺钉调整调整垫片调整垫片加减垫片加减垫片三、三、轴系部件的调整轴系部件的调整加减垫片的厚度加减垫片的厚度调整垫片调整垫片加减垫片加减垫片1.轴承间隙的调整轴承间隙的调整螺钉调整螺钉调整方法：方法：青岛科技大学专用 潘存云教授研制 2.轴承的预紧轴承的预紧对于某些可调游隙的轴承，在安装时给与一定的轴向压紧力，使得内外圈产生相对移动而消除游隙，并在套圈和滚动体接触处产生弹性预变形，借此提高轴的旋转精度和刚度。这种方
44、法称为轴承的预紧。方法方法加金属垫片加金属垫片磨窄套圈磨窄套圈青岛科技大学专用 潘存云教授研制 3.轴承组合位置的调整轴承组合位置的调整对于某些可调游隙的轴承，在安装时给与一定的轴向压紧力，使得内外圈产生相对移动而消除游隙，并在套圈和滚动体接触处产生弹性预变形，借此提高轴的旋转精度和刚度。这种方法称为轴承的预紧。目的：目的：使轴上的零件具有准确的工作位置。使轴上的零件具有准确的工作位置。如齿轮、带轮等例如：例如：圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。对于蜗杆传动，要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线。对于蜗杆传动，要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线。才能保证正确啮合
45、。方法：方法：套杯套杯+调整垫片调整垫片青岛科技大学专用 潘存云教授研制 轴承组合位置调整的方法：轴承组合位置调整的方法：套杯套杯+调整垫片调整垫片锥顶点不重合！锥顶点不重合！锥顶点重合！锥顶点重合！青岛科技大学专用 潘存云教授研制 润滑的目的润滑的目的降低滚动轴承内部的摩擦，减少磨损和发热量；降低滚动轴承内部的摩擦，减少磨损和发热量；四、四、滚动轴承的润滑和密封滚动轴承的润滑和密封轴承的摩擦发热使轴承升温，油润滑可以到起冷却轴承的摩擦发热使轴承升温，油润滑可以到起冷却 作用，从而降低轴承的工作温度，延长使用寿命；作用，从而降低轴承的工作温度，延长使用寿命；良好的润滑状态，可在滚动体与滚道间形
46、成一层使良好的润滑状态，可在滚动体与滚道间形成一层使 两者隔开的油膜，减小接触压力；两者隔开的油膜，减小接触压力；轴承零件表面覆盖一层润滑剂，可以防止表面氧化轴承零件表面覆盖一层润滑剂，可以防止表面氧化 生锈；生锈；润滑剂还能吸收振动，并降低噪音。润滑剂还能吸收振动，并降低噪音。1 1、滚动轴承的润滑、滚动轴承的润滑 密封目的密封目的-防止灰尘、水分进入轴承，阻止润滑剂流失。防止灰尘、水分进入轴承，阻止润滑剂流失。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 润滑剂润滑剂 润滑脂润滑脂润滑油润滑油固体润滑剂固体润滑剂 用于特殊场合用于特殊场合用速度因素用速度因素dn 值作为选择润滑剂的条件值作为选择润滑剂
47、的条件:-常用常用-高速、高温高速、高温脂润滑优点：脂润滑优点：不容易流失、便于密封和维护，充填一不容易流失、便于密封和维护，充填一 次，可运转较长时间。次，可运转较长时间。油润滑优点：油润滑优点：摩擦阻力小、能散热，可在摩擦阻力小、能散热，可在高速、高温高速、高温环环 境下使用。境下使用。dn间接反映了轴颈的圆周速度。d-滚动轴承的内径，单位：滚动轴承的内径，单位：mm；n-轴承转速，单位：轴承转速，单位：r/min。对于不同类型的轴承，润滑剂和润滑方式的选择可对于不同类型的轴承，润滑剂和润滑方式的选择可参照下表进行。参照下表进行。青岛科技大学专用 潘存云教授研制 轴承的常用润滑方式轴承的常
48、用润滑方式 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 2 2、滚动承的密封、滚动承的密封润滑油的选择：润滑油的选择：润滑油的粘度根据速度因素润滑油的粘度根据速度因素dn和工作温度和工作温度t t来确定。来确定。1000000500000200000100000500002000010000-40-20 0 20 4060100 12080dn/(mmr/min)t/润滑油粘度的选择润滑油粘度的选择5cSt(40时时)102065110250400滚动承的密封方式的选择与滚动承的密封方式的选择与润润滑的种类、工作环境、温度、滑的种类、工作环境、温度、密封表面的圆周速度密封表面的圆周速度有关。有关。分类分
49、类接触式接触式非接触式非接触式组合式密封组合式密封毛毡圈密封毛毡圈密封密封圈密封密封圈密封间隙密封间隙密封迷宫式密封迷宫式密封-毛毡迷宫式密毛毡迷宫式密封封例如：例如：dn=100000，t=90 可用可用 110 号润滑油号润滑油 110青岛科技大学专用 潘存云教授研制 毛毡圈密封毛毡圈密封适用场合：适用场合：脂润滑，要求环境清洁，脂润滑，要求环境清洁，轴颈圆周轴速度轴颈圆周轴速度v45 m/s，工作温度不超过工作温度不超过90 矩形断面的毛毡圈被安装在梯形槽内，它对轴产生一定的压力而起到密封作用。适用场合：适用场合：脂或油润滑，轴颈圆周轴脂或油润滑，轴颈圆周轴速度速度v45 m/s，工作温
50、工作温度度:-40100(a)(b)防漏油防漏油防灰尘防灰尘密封圈密封密封圈密封密封圈用皮革、塑料或耐油橡胶制成，有的具有金属骨架，有的没有，制成标准件。密封唇朝里，目的是防漏油。密封唇朝外，主要目的是防灰尘、杂质接触式密封：接触式密封：青岛科技大学专用 潘存云教授研制 适用场合：适用场合：脂润滑，要求环境干燥清洁。脂润滑，要求环境干燥清洁。靠轴与端盖之间的细小环形间隙密封，间隙愈小愈长，效果愈好，间隙取0.10.3 mm。间隙封圈间隙封圈(a)(b)=0.10.3 mm非接触式密封：非接触式密封：青岛科技大学专用 潘存云教授研制 适用场合：适用场合：脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封用脂润滑