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1、第十四章第十四章 滚动轴承滚动轴承2 教学目标和基本要求1、了解各类滚动轴承的结构特点，能正确选择轴承的类型。2、熟悉滚动轴承代号，掌握常用滚动轴承的类型和代号。3、熟练掌握滚动轴承寿命计算方法（即：承载能力校核计算方法）。4、能正确进行滚动轴承部件的组合设计，会画滚动轴承部件装配图。本章重点：本章重点：1、滚动轴承的结构特点、代号及类型选择。2、滚动轴承的寿命计算方法。3、滚动轴承部件的组合设计。本章难点本章难点:滚动轴承轴向力的计算方法。3 目录14-1 概述14-2 滚动轴承的主要类型及代号14-3 滚动轴承的类型选择14-4 滚动轴承的尺寸选择计算14-5 滚动轴承的组合设计4 14-
2、1 概述概述 一、一、滚动轴承的结构特点滚动轴承的结构特点5 14-2 滚动轴承类型和代号滚动轴承类型和代号 一、一、滚动轴承的类型滚动轴承的类型 一、滚动轴承的类型一、滚动轴承的类型径向平面径向平面接触点法线接触点法线接触角接触角1.1.接触角接触角：滚动体与外圈轨道接触点的法线：滚动体与外圈轨道接触点的法线 与轴承径向平面的夹角与轴承径向平面的夹角6 14-2 滚动轴承类型和代号滚动轴承类型和代号 一、一、滚动轴承的类型滚动轴承的类型 径向接触径向接触轴承轴承向心角接向心角接触轴承触轴承轴向接触轴向接触轴承轴承轴向角接轴向角接触轴承触轴承各类滚动轴承的特点见表各类滚动轴承的特点见表14-1
3、14-17 二、滚动轴承代号二、滚动轴承代号（GB272/T-93）前置代号前置代号 基本代号基本代号 后置代号后置代号 轴轴承承的的分分部部件件代代号号内内部部结结构构代代号号密密封封与与防防尘尘结结构构代代号号保保持持架架及及其其材材料料代代号号特特殊殊轴轴承承材材料料代代号号公公差差等等级级代代号号游游隙隙代代号号多多轴轴承承配配置置代代号号其其它它代代号号五五四四三三二二一一类类型型代代号号尺寸系尺寸系列代号列代号内内径径代代号号宽宽度度系系列列代代号号直直径径系系列列代代号号滚动轴承代号构成滚动轴承代号构成：32309/C2/P232309/C2/P2代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸
4、、类型、精度等代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等前置代号前置代号表示轴承的分部件。表示轴承的分部件。基本代号基本代号表示轴承的类型与尺寸等主要特征。表示轴承的类型与尺寸等主要特征。后置代号后置代号表示轴承的精度与材料的特征。表示轴承的精度与材料的特征。14-2 滚动轴承类型代号与选择滚动轴承类型代号与选择 二、二、滚动轴承的代号滚动轴承的代号8 14-2 14-2 滚动轴承类型代号与选择滚动轴承类型代号与选择 二、滚动轴承的代号二、滚动轴承的代号1.1.基本代号基本代号五五四四三三二二一一类型代号类型代号尺寸系列代号尺寸系列代号内径代号内径代号宽度系列代号宽度系列代号直径系列代号直
5、径系列代号(1)(1)内径代号内径代号(右起一二位右起一二位)内内径尺寸径尺寸内径代号内径代号000001010202030304049696内径尺寸内径尺寸1010121215151717代号代号5=(205=(20480mm)480mm)(2)(2)尺寸代号尺寸代号(右起三四位右起三四位)内内径相同、外径宽度不同径相同、外径宽度不同a.a.直径系列直径系列(右起第三位右起第三位)结构结构内内径相同、外径宽度变化径相同、外径宽度变化向心及向心推力轴承：向心及向心推力轴承：0 0、1-1-特轻、特轻、2-2-轻、轻、3-3-中、中、4-4-重系列重系列；b.b.宽度系列宽度系列(右起第四位右起
6、第四位)结构结构内内径外径相同、宽度变化径外径相同、宽度变化 正常宽度正常宽度0 0不标不标（对（对圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承(3类类)和调心滚子轴承和调心滚子轴承(2类类)不能省略不能省略“0”）9 14-2 14-2 滚动轴承类型和代号滚动轴承类型和代号 二、滚动轴承的代号二、滚动轴承的代号(3)(3)类型代号类型代号(右起五位右起五位)轴承类型（表轴承类型（表9-19-1）常用：常用：3 30209-0209-圆锥滚子、圆锥滚子、6 63710-3710-深沟球、深沟球、7 71915-1915-角接触球角接触球6 6深沟球轴承L直线轴承5推力球轴承U外球面球轴承4双列深沟球轴承NA滚针轴
7、承3 3圆锥滚子轴承N圆柱滚子轴承29推力调心滚子轴承9推力圆锥滚子轴承2调心滚子轴承8推力滚子轴承1调心球轴承7 7角接触球轴承0双列角接触球轴承代号轴承类型代号轴承类型10 14-2 14-2 滚动轴承类型和代号滚动轴承类型和代号 二、滚动轴承的代号二、滚动轴承的代号2.2.后置代号（字母或数字）后置代号（字母或数字）-基本代号的补充：表示结构、尺寸、公差、材料特殊性基本代号的补充：表示结构、尺寸、公差、材料特殊性(1)(1)内部结构代号内部结构代号-同类轴承，内部结构不同同类轴承，内部结构不同例：例：7310C7310C（ACAC、B B）-接触角分别为接触角分别为15、25、40(2)
8、(2)公差等级代号公差等级代号共共5 5个级别个级别序号序号新标准精度等级新标准精度等级标注代号标注代号旧标准精度等级旧标准精度等级备注备注 1 12 2 精度高精度高/P2/P2B B标注示例：标注示例：72310C/P272310C/P22 24 4/P4/P4C C3 35 5/P5/P5D D4 46 6（6X6X）/P6/P6（/P6X/P6X）E E仅用于圆锥滚子轴承仅用于圆锥滚子轴承5 50 0 精度低精度低/P0/P0G G普通级普通级/P0/P0不标不标(3)(3)径向游隙系列径向游隙系列径向游隙组径向游隙组:(游隙小游隙小)1、2、0、3、4、5（游隙大）（游隙大）标标 注
9、注 方方 法：法：/C1、/C2、（0组常用，不标注）、组常用，不标注）、/C3、/C4、/C511 14-2 14-2 滚动轴承类型代号与选择滚动轴承类型代号与选择 二、滚动轴承的代号二、滚动轴承的代号3.3.前置代号（字母）前置代号（字母）-表示轴承的分部件表示轴承的分部件(1)L-(1)L-可分离轴承的内外圈可分离轴承的内外圈例：例：LNU207-内圈无档边圆柱滚子轴承的内圈内圈无档边圆柱滚子轴承的内圈(2)K-(2)K-滚动体与保持架组件滚动体与保持架组件滚动轴承代号示例：滚动轴承代号示例：6305:表表示示内内径径为为25，中中系系列列深深沟沟球球，正正常常宽宽度度系系列列，正正常常
10、结结构构，0级级公公差差，0组游隙。组游隙。7210C/C3/P4:表表示示内内径径为为50，轻轻系系列列角角接接触触球球，正正常常宽宽度度，正正常常结结构构，接接触触角角15，4级公差，级公差，3组游隙。组游隙。30310/P6:表表示示内内径径为为50，中中系系列列圆圆锥锥滚滚子子轴轴承承，正正常常宽宽度度，正正常常结结构构，6级级公差，公差，0组游隙。组游隙。12 14-3 14-3 滚动轴承的类型选择滚动轴承的类型选择滚动轴承的选择滚动轴承的选择-原则：原则：轴承特性与工作条件匹配轴承特性与工作条件匹配类型选择考虑的主要因素：类型选择考虑的主要因素：(1)(1)承载情况承载情况方向：纯
11、轴向载荷方向：纯轴向载荷轴向接触轴承（推力轴承）轴向接触轴承（推力轴承）纯径向载荷纯径向载荷径径向接触轴承（向心轴承）向接触轴承（向心轴承）径向径向+轴向载荷轴向载荷-角接触轴承角接触轴承(2)(2)转速要求（转速要求（nnnnmaxmax）高速、要求旋转精度高，优先采用球轴承高速、要求旋转精度高，优先采用球轴承,低速可选滚子轴承低速可选滚子轴承 。(3)(3)调心性调心性长轴（刚度低）或多支点，要求轴承具有调心性长轴（刚度低）或多支点，要求轴承具有调心性调调心轴承心轴承大小：载荷大、有冲击大小：载荷大、有冲击滚滚子轴承；载荷小子轴承；载荷小球轴承球轴承13 内外圈可分离内外圈可分离 圆圆锥滚
12、子，圆柱滚子锥滚子，圆柱滚子长轴上安装长轴上安装 内锥内锥孔与紧定套轴承孔与紧定套轴承(6)(6)价格价格-球轴承低，滚子轴承高球轴承低，滚子轴承高(5)(5)装拆方便装拆方便具体可参照具体可参照P325P325的建议进行选择。的建议进行选择。(4)(4)空间限制空间限制径径向尺寸受限，滚针轴承向尺寸受限，滚针轴承滚针轴承滚针轴承带内锥孔与紧带内锥孔与紧定套轴承定套轴承圆锥滚子圆锥滚子轴承轴承14-3 滚动轴承的类型选择滚动轴承的类型选择14 14-3 滚动轴承的尺寸选择计算滚动轴承的尺寸选择计算 一、失效形式及计算准则一、失效形式及计算准则1 1、内部载荷分布、内部载荷分布纯轴向载荷：滚动体
13、均匀受载纯轴向载荷：滚动体均匀受载受径向载荷：滚动体受载不均受径向载荷：滚动体受载不均 （承载与非承载区）（承载与非承载区）2 2、轴承元件上的应力、轴承元件上的应力-变应力变应力一、失效形式及计算准则一、失效形式及计算准则15 14-3 滚动轴承的尺寸选择计算滚动轴承的尺寸选择计算 一、失效形式及计算准则一、失效形式及计算准则 3 3、滚动轴承的失效形式、滚动轴承的失效形式4 4、滚动轴承设计准则、滚动轴承设计准则 1)1)点蚀点蚀交变接触应力作用导致元件点蚀（轴承主要失效形式）交变接触应力作用导致元件点蚀（轴承主要失效形式）2)2)塑变塑变过大静载或冲击载荷致局部塑变（低速轴承失效形式）过
14、大静载或冲击载荷致局部塑变（低速轴承失效形式）3)3)磨损、胶合、套圈或保持架断裂磨损、胶合、套圈或保持架断裂维护不当、润滑不良维护不当、润滑不良1)1)转速转速n10r/minn10r/min轴承：点蚀失效，验算寿命轴承：点蚀失效，验算寿命2)2)转速转速n10r/minnFA+S2时，轴有右移的趋势，轴承时，轴有右移的趋势，轴承2被压紧，轴承被压紧，轴承1被放松。被放松。轴承轴承1（放松端）的轴向力：（放松端）的轴向力：A1=S1由平衡条件得轴承由平衡条件得轴承2（压紧端）的轴向力：（压紧端）的轴向力：A2=S1-FA同理当同理当S1FA+S2时，轴有向左移的趋势，轴承时，轴有向左移的趋势
15、，轴承1被压被压紧，轴承紧，轴承2被放松。轴承被放松。轴承1（压紧端）的轴向力（压紧端）的轴向力:A1=FA+S2轴承轴承2（放松端）的轴压力：（放松端）的轴压力：A2=S2(2)A(2)A的计算（公式归纳法和的计算（公式归纳法和“压紧、放松压紧、放松”判别法）判别法）14-3 滚动轴承的尺寸选择计算滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算二、滚动轴承的寿命计算24 结论：结论：轴承轴向力的计算首先判断轴承的轴承轴向力的计算首先判断轴承的“压紧与放松压紧与放松”；压紧端轴承的轴向力等于除自身内部轴向力以外的其它所压紧端轴承的轴向力等于除自身内部轴向力以外的其它所有轴向力的代数和；放松端轴
16、承的轴向力等于自身的内部有轴向力的代数和；放松端轴承的轴向力等于自身的内部轴向力。轴向力。14-3 滚动轴承的尺寸选择计算滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算二、滚动轴承的寿命计算正安装：外圈窄边相对，正安装：外圈窄边相对，S S相对相对25 2 2）公式归纳法）公式归纳法轴系承受的轴向和径向轴系承受的轴向和径向外载荷外载荷（已知）（已知）轴承承受的径向载荷（径向支反力轴承承受的径向载荷（径向支反力可求）可求）轴承承受的轴向载荷轴承承受的轴向载荷（轴向反力（轴向反力-待求）待求）正安装：外圈窄边相对，正安装：外圈窄边相对，S S相对相对反安装：外圈宽边相对，反安装：外圈宽边相对，S
17、S相背相背14-3 滚动轴承的尺寸选择计算滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算二、滚动轴承的寿命计算26 正安装：外圈窄边相对，正安装：外圈窄边相对，S S相对相对正安装向心角接触轴承轴向力分析：正安装向心角接触轴承轴向力分析：14-3 滚动轴承的尺寸选择计算滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算二、滚动轴承的寿命计算27 轴向力计算通式：轴向力计算通式：寿命计算：寿命计算：正安装：外圈窄边相对，正安装：外圈窄边相对，S S相对相对14-3 滚动轴承的尺寸选择计算滚动轴承的尺寸选择计算 二、滚动轴承的寿命计算二、滚动轴承的寿命计算支反力支反力查表查表28 (一一)静强度计算原
18、则静强度计算原则(二二)基本额定静负荷基本额定静负荷C C0 0(三三)当量静载荷当量静载荷P P0 0(四四)静强度计算静强度计算1、低速轴承：、低速轴承：n10r/min塑塑变失效变失效2、冲击载荷过大，疲劳、静强度均验算、冲击载荷过大，疲劳、静强度均验算C C0 0：受力最大滚动体与滚道接触处受力最大滚动体与滚道接触处,永久变形量的总和达永久变形量的总和达到滚动体直径的到滚动体直径的0.00010.0001时时,轴承上所加载荷。轴承上所加载荷。C C0 0性质：性质：向心轴承：径向负荷向心轴承：径向负荷 推力轴承：轴向负荷推力轴承：轴向负荷14-3 滚动轴承的尺寸选择计算滚动轴承的尺寸选
19、择计算 三、滚动轴承的静强度计算三、滚动轴承的静强度计算29 14-5 滚动轴承组合设计滚动轴承组合设计 一、轴承的轴向固定一、轴承的轴向固定一、一、轴承的轴向固定轴承的轴向固定要求：保证轴系轴向定位和适当热膨胀空间要求：保证轴系轴向定位和适当热膨胀空间1.全固式（双支点单向固定）全固式（双支点单向固定）(1)每个支点限定一个方向运动每个支点限定一个方向运动(2)温度补偿间隙温度补偿间隙0.20.4mm(3)适用小跨度、温升小轴适用小跨度、温升小轴双支点单向固定双支点单向固定2.固游式固游式(单支点双向固定单支点双向固定)(1)固定端限定轴系双向运动固定端限定轴系双向运动(3)适用大跨度、温升
20、高轴适用大跨度、温升高轴单支点双向固定单支点双向固定30 3.轴承内圈、外圈定位方法轴承内圈、外圈定位方法14-5 滚动轴承组合设计滚动轴承组合设计 一、轴承的轴向固定一、轴承的轴向固定31 14-5 14-5 滚动轴承组合设计滚动轴承组合设计 二二.轴承的轴向固定轴承的轴向固定二、轴承的轴向位置及游隙调整二、轴承的轴向位置及游隙调整32 14-5 14-5 滚动轴承组合设计滚动轴承组合设计 三、三、轴承的配合与装拆轴承的配合与装拆三、轴承的配合与装拆三、轴承的配合与装拆1.1.配合要求配合要求:轴承标准件，内圈与轴基孔制；外圈与孔基轴制；轴承标准件，内圈与轴基孔制；外圈与孔基轴制；（1 1）
21、转动圈（内圈）配合紧，）转动圈（内圈）配合紧，n6,k6n6,k6（2 2）固定圈（外圈）配合松，）固定圈（外圈）配合松，H7,J7H7,J7（3 3）游动端外圈与孔配合松）游动端外圈与孔配合松-有利于轴向移动有利于轴向移动注：滚动轴承内圈与轴的配合较常规公差配合紧注：滚动轴承内圈与轴的配合较常规公差配合紧33 14-5 14-5 滚动轴承组合设计滚动轴承组合设计 三、三、轴承的配合与装拆轴承的配合与装拆内径与轴的配合内径与轴的配合外径与孔的配合外径与孔的配合34 14-5 14-5 滚动轴承组合设计滚动轴承组合设计 三、轴承的配合与装拆三、轴承的配合与装拆2.2.装拆：温差法与压入法装拆装拆
22、：温差法与压入法装拆（1 1）温差法：）温差法：加热轴承或冷却轴加热轴承或冷却轴（2 2）压入法装拆：）压入法装拆：专用工具，正确施压专用工具，正确施压35 14-5 14-5 滚动轴承组合设计滚动轴承组合设计 四、轴承的预紧四、轴承的预紧四、预紧：四、预紧：保证旋转精度、刚度、降噪保证旋转精度、刚度、降噪36 14-5 14-5 滚动轴承组合设计滚动轴承组合设计 五、轴承的刚度五、轴承的刚度五、保证支撑刚度：五、保证支撑刚度：避免支撑变形引起内外圈轴线偏斜，影响轴承寿命与旋转精度避免支撑变形引起内外圈轴线偏斜，影响轴承寿命与旋转精度（1 1）适当加大壁厚、加支撑筋）适当加大壁厚、加支撑筋（2
23、 2）轴承座悬臂尽可能短）轴承座悬臂尽可能短（3 3）提高两轴承座孔同轴度（一次镗孔加工）提高两轴承座孔同轴度（一次镗孔加工）37 14-5 14-5 滚动轴承组合设计滚动轴承组合设计 六、六、轴承的润滑轴承的润滑六、润滑：六、润滑：减少摩擦磨损，冷却、吸振、防锈、降噪减少摩擦磨损，冷却、吸振、防锈、降噪七、密封：（七、密封：（1 1）接触式密封）接触式密封 （2 2）非接触式密封）非接触式密封（1 1）脂润滑：轴承空间充填润滑脂）脂润滑：轴承空间充填润滑脂（2 2）油润滑：）油润滑：油浴润滑：轴承部分浸油，油面不超过滚动体中心油浴润滑：轴承部分浸油，油面不超过滚动体中心飞溅润滑：利用传动零件溅油润滑轴承飞溅润滑：利用传动零件溅油润滑轴承喷油润滑：高速重载轴承，利用压力喷油润滑喷油润滑：高速重载轴承，利用压力喷油润滑（3 3）固体润滑：二硫化钼等）固体润滑：二硫化钼等38 14-5 14-5 滚动轴承组合设计滚动轴承组合设计 七、七、轴承的密封轴承的密封（1 1）接触式密封）接触式密封39 14-5 14-5 滚动轴承组合设计滚动轴承组合设计 七、七、轴承的密封轴承的密封（2 2）非接触式密封）非接触式密封40 本章结束本章结束