化学滚动轴承

1、结束放映 概述概述 13.1 13.1 概概 述述 轴承 支承轴的部件。 向心轴承向心轴承 主要承受径向载荷；主要承受径向载荷； 推力轴承推力轴承 主要承受轴向载荷；主要承受轴向载荷； 向心推力轴承向心推力轴承 主要承受径向载荷、也可承受较大的轴向载荷；主要承受径向载荷、也可承受较大的轴向载荷； 推力向心轴承推力向心轴承 主要承受轴向载荷、也可承受较大的径向载荷。主要承受轴向载荷、也可承受较大的径向载荷。 轴承轴承 滑动轴承滑动轴承 滚动轴承滚动轴承 轴承轴承 概述概述 滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承 转动零件的 13.1 13.1 概概 述述 1.

2、 滚动轴承的组成：内圈、外圈、滚动体、保持架等 13.1.1 13.1.1 滚动轴承的结构、材料及特点滚动轴承的结构、材料及特点 概述概述 滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支 承转动零件的 13.1 13.1 概概 述述 一、滚动轴承的构成：内圈、外圈、滚动体、保持架等 二、滚动体的形状 2. 滚动体的形状 概述概述 13.1 13.1 概概 述述 3. 滚动轴承的材料 4. 特点（与滑动轴承比较） 滚动轴承的内、外圈和滚动体是用滚动轴承钢（GCr15GCr15等）制造、并径淬火处 理，硬度达到606065 HRC65 HRC，表面进行磨削和抛光。 轴承元

3、件都经过150150的回火处理，通常轴承工作温度不高于120120，所以轴承 元件的硬度不会下降。 保持架一般用软钢冲压而成，也有用青铜、石墨或塑料制成实体保持架。 优点：摩擦阻力小，启动及运转力矩小，启动灵敏，功率损耗小且轴承单位宽度承载 能力较大，润滑、安装及维修方便等。 缺点：径向轮廓尺寸大，接触应力高，高速重载下轴承寿命较低且噪声较大，抗冲击 能力较差。 旋转精度高、启动力矩小、是标准件，选用方便。 13.1 13.1 概概 述述 13.1.2 13.1.2 滚动轴承的游隙和接触角滚动轴承的游隙和接触角 轴承内圈相对于外圈移动量的最大值称为轴承的游隙；沿径向的最大移动量称之为轴承内圈相

4、对于外圈移动量的最大值称为轴承的游隙；沿径向的最大移动量称之为 径向游隙；而沿轴向的最大移动量称为轴向游隙。径向游隙；而沿轴向的最大移动量称为轴向游隙。 滚动轴承的游隙分为滚动轴承的游隙分为1、2、0、3、4、5共六个组别。其径向游隙由小到大，共六个组别。其径向游隙由小到大，0组为常组为常 用游隙可以不标，其它代号依次为用游隙可以不标，其它代号依次为C1、C2、C3、C4、C5。 2. 滚动轴承接触角 滚动体与外圈（或松滚动体与外圈（或松 圈）滚道接触点的法线与圈）滚道接触点的法线与 轴承径向平面的夹角，称轴承径向平面的夹角，称 为滚动轴承的公称接触角为滚动轴承的公称接触角 。 0 00 0

5、45454545 90 90 9090 几种滚动轴承的公称接触角几种滚动轴承的公称接触角 13.1 13.1 概概 述述 13.1.2 13.1.2 滚动轴承的游隙和接触角滚动轴承的游隙和接触角 滚动轴承的调心性能 由于加工、安装及轴与轴承座工作中的受力变形，导致轴承在工作中出现内、外由于加工、安装及轴与轴承座工作中的受力变形，导致轴承在工作中出现内、外 圈间或松、紧圈间的相对角位移。轴承能够适应角位移而保持正常工作、不被卡死的圈间或松、紧圈间的相对角位移。轴承能够适应角位移而保持正常工作、不被卡死的 性能，称为调心性能。允许有较大角位移的轴承称为调心轴承。性能，称为调心性能。允许有较大角位移

6、的轴承称为调心轴承。 调心轴承的结构特点是外圈（或松圈）的滚道为球面，如向心调心球轴承、向心调心轴承的结构特点是外圈（或松圈）的滚道为球面，如向心调心球轴承、向心 调心滚子轴承等。调心滚子轴承等。 13.1 13.1 概概 述述 类 型 和 代 号类 型 和 代 号 2 2 在实际应用中，滚动轴承的结构形式有很多。作为标准的滚动轴承，在国家标准中分 为13类，其中，最为常用的轴承大约有下列类: 深沟球轴承 圆柱滚子轴承推力球轴承 角接触球轴承圆锥滚子轴承调心球轴承 其它类型请查手册 13.2.1 13.2.1 滚动轴承的主要类型、性能与特点滚动轴承的主要类型、性能与特点 13.2 13.2 滚

7、动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 深沟球深沟球 轴承轴承 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 向心圆柱向心圆柱 滚子轴承滚子轴承 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 调心球调心球 轴承轴承 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 调心滚子调心滚子 轴承轴承 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 7000C型型=15 7000AC型型=25 7000B型型=40 普通普通30000型型 加大加大30000B型型 圆锥滚子圆锥滚子 轴承

8、轴承 角接触球角接触球 轴承轴承 统称：角接触轴承统称：角接触轴承 （向心推力轴承） 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 推力球推力球 轴承轴承 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 类 型 和 代 号类 型 和 代 号 3 3 13.2.2 13.2.2 滚动轴承的代号滚动轴承的代号 前置代号 基本代号 后置代号 轴 承 的 分 部 件 代 号 内 部 结 构 代 号 密 封 与 防 尘 结 构 代 号 保 持 架 及 其 材 料 代 号 特 殊 轴 承 材 料 代 号 公 差 等 级 代 号 游 隙 代 号 多 轴

9、承 配 置 代 号 其 它 代 号 五四三二一 类 型 代 号 尺寸系 列代号 内 径 代 号 宽 度 系 列 代 号 直 径 系 列 代 号 滚动轴承代号构成： 代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等。 前置代号表示轴承的分部件。 基本代号表示轴承的类型与尺寸等主要特征。 后置代号表示轴承的精度与材料的特征。 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 类型和代号类型和代号 4 4 （1）内径代号： 内径内径 d10121517 代代 号号00010203 d d 10mm10mm和d 500 mm 查标准 d d = 20 = 20 480480 mm

10、 d d = = 代号代号5 5 如：08表示轴承内径 d=508=40mm d = 22、28、32 mm 的除外 查标准 d d = 10 = 10 17 17 mm 1. 1. 基本代号 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 类型和代号类型和代号 4 4 该代号按7、8、9、0、 1(特轻)、 2(轻)、 3(中)、 4(重)顺序递增。 （2）直径系列代号：表示内径相同，但采用不同尺寸的滚动体时，轴承外径和 宽度不同的变化系列 。 1. 1. 基本代号 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 轻系列轻系列中系列中系列

11、重系列重系列 类型和代号类型和代号 4 4 （2）直径系列代号：表示内径相同，但采用不同尺寸的滚动体时，轴承外径和 宽度不同的变化系列 。 1. 1. 基本代号 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 （3）宽（高）度系列代号：表示内、外径均相同，但轴承宽度（或高度）不 同的变化系列 。 宽度系列（向心轴承）：8、0、1、2、3、4、5、6 高度系列（推力轴承）：7、9、1、2 小 大 直径系列代号和宽度系列代号统称为尺寸系列代号 见标准。 类型和代号类型和代号 4 4 （4）类型代号： 1. 1. 基本代号 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动

12、轴承的主要类型及其代号 6 6深沟球轴承 L L直线轴承5 5推力球轴承 U U外球面球轴承4 4双列深沟球轴承 NANA滚针轴承3 3圆锥滚子轴承 N N圆柱滚子轴承2929推力调心滚子轴承 9 9推力圆锥滚子轴承2 2调心滚子轴承 8 8推力滚子轴承1 1调心球轴承 7 7角接触球轴承0 0双列角接触球轴承 代号轴承类型代号轴承类型 类型和代号类型和代号 4 4 （1）内部结构代号：表示同一类型轴承的不同内部结构 2. 后置代号 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 如：角接触球轴承 接触角 为15 、 25 、 40 分别用 C、AC、B表示 圆锥滚子

13、轴承 普通锥角 = 10 18 大锥角 = 27 = 27 30 用 B表示 （2）公差等级代号： 公差分 2、4、5 、6(6x)、 0级，共五个级别 高级 低级 以/P2 、/P4、 /P5、 /P6(/P6x)为代号，0级不标注 。 类型和代号类型和代号 4 4 2. 后置代号 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 3）游隙代号： 游隙：轴承内圈相对于外圈移动量的最大值游隙：轴承内圈相对于外圈移动量的最大值 径向游隙、轴向游隙径向游隙、轴向游隙 径向游隙分1 、2、 0 、3 、4 、5共六个组别 以/C1 、/C2、 /C3 、/C4 、/C5为代号

14、，0组不标注。 游隙值：小 大 类型和代号类型和代号 4 4 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 3. 轴承代号举例 72 10AC 公差等级为普通级公差等级为普通级 公称接触角公称接触角=25 轴承内径轴承内径d d = = 10105=50 mm5=50 mm 外径系列外径系列轻系列轻系列 正常宽度正常宽度 角接触球轴承角接触球轴承 类 型 和 代 号类 型 和 代 号 5 5 3. 轴承代号举例 6308： 6深沟球轴承，3中系列，08 内径 d=40mm， 公差等级为0级，游隙组为0 组； N105/P5： N圆柱滚子轴承，1特轻系列，05内径d=

15、20mm，公差等级为 5级，游隙组为0组； 7214AC/P4：7角接触球轴承，2轻系列，14内径d=70mm，公差等级为4级，游隙 组为0组，公称接触角=15； 30213： 3圆锥滚子轴承，2轻系列，13内径d=65mm，0正常宽度(0不可省略)， 公差等级为0级，游隙组为0组； 6103： 6深沟球轴承，1特轻系列，03内径d=17mm，公差等级为0级，游隙组 为0组； 注：滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有规律的部分。 具体应用时，若遇到看不懂的代号时，应查阅GB/T272-93。 13.2 13.2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 类 型 选 择类

16、 型 选 择 1 1 13.3 13.3 滚动轴承的类型和精度的选择滚动轴承的类型和精度的选择 滚动轴承是标准件 合理选择类型与规格，表13-2 ，主要考虑以下因素： 13.3.1 13.3.1 载荷的性质、大小及方向载荷的性质、大小及方向 纯径向载荷 向心轴承。如： 轻载或中载，可选用深沟球轴承（60000型） 中载或有一定冲击载荷时，可选用圆柱滚子轴承，如（N0000型） 纯轴向载荷 推力轴承。如： 中、轻载时，可选用推力球轴承（50000型） 载荷较大时，选用推力圆柱滚子轴承(81000型）等 同时有径向、轴向载荷， 轴向载荷 深沟球轴承； 轴向载荷 向心推力轴承（70000型或3000

17、0型） 轴向载荷 向心轴承推力轴承 如：（60000型+50000型） 类 型 选 择类 型 选 择 1 1 13.3 13.3 滚动轴承的类型和精度的选滚动轴承的类型和精度的选 择择 13.3.2 13.3.2 轴承的转速轴承的转速 （极限转速 一定载荷和润滑条件下允许的最高转速，在样本中标出） 承载能力小；不耐冲击；极限转速高；制造容易；价格低 ； 宜优先选用； 轻载、高速、精度要求高的场合 承载能力大、耐冲击 ；极限转速低； 重载或有冲击场合 直径系列越小 极限转速 内径相同，外径滚动体 离心力 推力轴承极限转速较低 高速轻载时可用角接触球轴承承受纯轴向载荷 类 型 选 择类 型 选 择

18、 2 2 13.3.4 13.3.4 对轴承尺寸的限制及装拆的要求对轴承尺寸的限制及装拆的要求 13.3.3 13.3.3 对调心性能的要求对调心性能的要求 对于轴的刚性较差、或轴的跨矩较大、或轴承座的制造安装精度较低、或多支点 轴，均应采用调心轴承。（1000010000型，2000020000型） 当对轴承的径向尺寸有较的严格限制时，可选用 滚针轴承。 为了装拆方便，应首选可分离型轴承，如圆锥滚子 轴承、圆柱滚子轴承等。 若轴承装在长轴上，为了便于装拆和紧固，可选用 带内锥孔或带紧固套的轴承( (图13-5)13-5)。 13.3.5 经济性经济性 在轴承设计时应合理选择轴承的公差等级，公

19、差等级选择的不适当，低了则可能 不满足工作性能要求；过高则经济性不好，成本过高。对于公差等级为P0P0、P6P6、P5P5、 P4P4、P2P2的滚动轴承价格比约为1:1.5 : 2 : 7: 101:1.5 : 2 : 7: 10。 13.3 13.3 滚动轴承的类型和精度的选择滚动轴承的类型和精度的选择 工 作 情 况工 作 情 况 1 1 13.4 13.4 滚动轴承的受力情况、失效形式及设计准则滚动轴承的受力情况、失效形式及设计准则 1. 滚动轴承的载荷分布 滚动轴承工作时，并非所有滚动体都同时受载。 滚动体同时受载的程度与轴承所受的径向力和轴向力的大小有关，一般以控制 约半圈滚动体同

20、时受载为宜。 FN0 FN1FN1 F0 F1 F1 F2 F2 F Fr r 2. 向心角接触轴承中的内部附加轴向力Fs a Fr 载荷作用中心载荷作用中心 可查轴承标准可查轴承标准 Fni Fi Fsi ssi rni FF FF = = Fs Fs使内外圈有分离趋势，使内外圈有分离趋势， 向心推力轴承必须：向心推力轴承必须： 成对使用，对称安装。成对使用，对称安装。 13.4 13.4 滚动轴承的受力情况、失效形式及设计准滚动轴承的受力情况、失效形式及设计准 则则 当向心角接触轴承仅承受径向载荷时，由于存在接触角，各受载滚动体上 除受有径向载荷外，还受有轴向载荷（内部附加轴向力Fs ）

21、Fs 内部附加轴向力，是内部附加轴向力，是 由于结构原因而产生的附加内由于结构原因而产生的附加内 部轴向力。部轴向力。其大小：其大小：待述；待述；方方 向：向：沿轴向由外圈的宽端面指沿轴向由外圈的宽端面指 向窄端面，向窄端面，如图。如图。 在复合载荷作用下，轴承中受载滚动体的数目不等。可能是半圈、多半圈或整圈 滚动体受载，这与轴向载荷Fa和径向载荷Fr的比值有关。 3. 轴向载荷对载荷分布的影响 Fa/Fr 愈大，愈大，承载的滚动体数目愈多，轴承受力情况愈好，承载能力愈高。承载的滚动体数目愈多，轴承受力情况愈好，承载能力愈高。 研究表明：当研究表明：当Fa/Fr =e （ e为判别系数，见表1

22、3-6）时：约有半圈滚动体受载； 当当Fa/Fr e 时时 ：承载的滚动体数目将增加，使承载区大于承载的滚动体数目将增加，使承载区大于180，甚至可，甚至可 扩大到整圈（见图扩大到整圈（见图13-813-8）。）。 13.4 13.4 滚动轴承的受力情况、失效形式及设计准则滚动轴承的受力情况、失效形式及设计准则 13.4 13.4 滚动轴承的受力情况、失效形式及设计准则滚动轴承的受力情况、失效形式及设计准则 4. 轴承元件上的载荷及应力变化 1、滚动体及动圈上某一点的载荷及应力 2、静圈上某一点的载荷及应力 滚动轴承的各个元件所受载荷为循环滚动轴承的各个元件所受载荷为循环 变载荷，其表面接触应

23、力为循环变应变载荷，其表面接触应力为循环变应 力。力。 13.4 13.4 滚动轴承的受力情况、失效形式及设计准则滚动轴承的受力情况、失效形式及设计准则 1. 滚动轴承的主要失效形式 （1）疲劳点蚀（中、高速下运转的轴承） （2）塑性变形（低速重载或冲击载荷下） （3）磨损（磨粒磨损（多尘）、粘着磨损（高速） （4）其他失效形式 2. 滚动轴承的设计准则 （1）中、高速下运转的轴承(n10 r/min) 按疲劳强度进行设计。即保 证轴承在规定的寿命期内不发生疲劳点蚀。 （2）对于转速很低（n 10r/min)或在一定角度内缓慢摆动的轴承按静 强度进行设计，即保证轴承在工作中不发生超过允许的塑性

24、变形。 （3）高速下运转的轴承除按疲劳强度进行设计外，还应校核极限转速。 滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择 1 1 13.5 13.5 滚动轴承的计算滚动轴承的计算 滚动轴承中的任意一个滚动体或套圈滚道出现疲劳点蚀之前的总转数或在一定转速 下的总工作小时数。 但滚动轴承的寿命的离散性很大 对于一批相同的（类型、尺寸、材料、热处理、加工等均相同）轴承，在相同的条 件下进行运转，有10%10%的轴承出现点蚀破坏前的总转数或在一定转速下的总工作小时数， 就称为该批轴承的基本额定寿命。对于一批轴承而言，是90%90%的轴承能达到的寿命；对于 单个轴承而言则是该轴承有

25、90%90%的概率达到或超过的该寿命。 是指轴承在基本额定寿命恰好为106 转时所能承受的载荷，用C表示。对于向心轴承 为Cr 、对于推力轴承为Ca 。其概念可解释为一批相同的轴承、在相同条件下运转，经受 106转的运转后，仍有90%的轴承不出现疲劳点蚀条件下所能承受的载荷值。 滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择 1 1 轴承样本或手册列出的轴承基本额定动载荷是在一定条件下通过试验确定的，试验条件 为：内（紧）圈转动、外（松）圈固定；基本额定寿命为10106 6 r r；工作温度在100 100以 下； 向心轴承（向心推力）轴承承受纯径向载荷；推力轴承承受纯轴

26、向载荷。 但实际轴承所受的载荷与基本额定动载荷的性质及工作条件可能不一致。为此必须将实 际工作载荷换算成与基本额定动载荷相同条件的载荷值，才能与基本额定动载荷进行比较。 换算后的载荷为一寿命等效的假想载荷，称为。 ar YFXFP= 式中：Fr、Fa 分别为轴承实际承受的径向载荷与轴向载荷 X、Y 分别为轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数，(查表13-6 P275） 考虑实际载荷波动的影响，再乘以载荷系数 f p 。(查表13-6, P321） )( arP YFXFfP=：即 13.5 13.5 滚动轴承的计算滚动轴承的计算 滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择滚 动 轴 承 尺 寸 的 选

27、 择 1 1 。为轴承的工作转速 载荷；为轴承所承受的当量动 （滚子轴承）；（球轴承）；其中： min)/( 3 10 3 rn P = 常数= 10 LP 常数=1 C )10( 6 10 r P C L = )( t 6 60 10 h P Cf n Lh或 = 常数= 10 LP 6 h t 10 60Ln f P C = 如果已知轴承的载荷P、转速n以及轴承的预期寿命Lh ，则所需轴承的基本额 定动载荷计算值为： 13.5 13.5 滚动轴承的计算滚动轴承的计算 在高温下工作时，还应 乘以温度系数 ft 一农用水泵，决定选用深沟球轴承，轴颈直径一农用水泵，决定选用深沟球轴承，轴颈直径d

28、=40mm, 转速转速n=2900 r/min，径，径 向载荷向载荷Fr=1600N, 轴向载荷轴向载荷Fa=720N，预期计算寿命，预期计算寿命L h =6000h。试选择该轴承型号。试选择该轴承型号。滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择 9 9 解：解：本题中深沟球轴承承受径向及轴向的联合载荷，故应按式（本题中深沟球轴承承受径向及轴向的联合载荷，故应按式（13-5）计算当量动载）计算当量动载 荷荷P ，但因轴承型号未定，故，但因轴承型号未定，故C0，Fa/C0，e，X，Y 等值均无法确定。此时，须采用试等值均无法确定。此时，须采用试 算法，即先初选某一型号轴

29、承或初定算法，即先初选某一型号轴承或初定X, Y值再进行验算。以下采用初选轴承型号的方法。值再进行验算。以下采用初选轴承型号的方法。 1）初选轴承型号）初选轴承型号 设为设为6308轴承，查轴承，查附表附表13-2得得Cr=40.8 kN，C0r=24.0 kN。 2）计算）计算Fa/C0： 03.0 00402 720 0 a = C F 查表查表13-6（用插值法）求得：（用插值法）求得：232 . 022. 0028. 003. 0 028. 0056. 0 22. 062 . 0 = =e 3）计算）计算Fa/Fr 232 . 045. 0 1600 720 r a =e F F 13

30、.5 13.5 滚动轴承的计算滚动轴承的计算 滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择 9 9 4）选）选X，Y值值 查表查表13-6 得得X=0.56， 969 . 199. 122. 0322. 0 22. 026. 0 99. 117 . 1 = =Y 5)计算当量动载荷计算当量动载荷P 由式（由式（12-8a） arP YFXFfP=由表由表13-7，取，取fP=1.2，得，得 6) 计算轴承所需的基本额定动载荷计算轴承所需的基本额定动载荷 N28166 10 6000290060 42.2776 10 60 3 66 h t = = = nL f P C

31、N42.2776)720969 .1160056.0(2 .1=P 对于对于6308轴承，轴承，Cr=40.8 kNCr=28.166 kN, 该轴承满足要求。该轴承满足要求。 或者验算轴承的寿命：或者验算轴承的寿命： 6000hh37.9218 2776.42 408001 290060 10 60 10 3 6 t 6 h = = = P Cf n L 该轴承满足要求该轴承满足要求,但裕度较大。可再试选但裕度较大。可再试选6208轴承计算并比较后选定。轴承计算并比较后选定。 13.5 13.5 滚动轴承的计算滚动轴承的计算 FN0 FN1 FN1 FN2 FN2 F Fr r 1. 载荷作

32、用中心载荷作用中心O（支反力作用点）（支反力作用点） 2.内部（派生派生）轴向力轴向力Fs计算计算 a Fr 载荷作用中心载荷作用中心 可查轴承标准可查轴承标准 FNi FNi Fsi ssi rNi FF FF = = Fs Fs使内外圈有分离趋势，使内外圈有分离趋势， 向心推力轴承必须：向心推力轴承必须： 成对使用，对称安装。成对使用，对称安装。 13.5 13.5 滚动轴承的计算滚动轴承的计算 Fs内部轴向力，是由于内部轴向力，是由于 结构原因而产生的附加内部结构原因而产生的附加内部 轴向力。轴向力。其大小：其大小：见下页；见下页； 方向：方向：沿轴向由外圈的宽端沿轴向由外圈的宽端 面指

33、向窄端面，面指向窄端面，如图。如图。 设有半圈滚动体受载，则： 或查表13-10 p278 F.Ftan251 rs 13.5 13.5 滚动轴承的计算滚动轴承的计算 2.内部（派生派生）轴向力轴向力Fs计算计算 两种安装方式 见图见图13-12a 见图见图13-12b 简图：简图： 两外圈窄边相对两外圈窄边相对 两外圈窄边相背两外圈窄边相背 Fs1Fs2S S Fs1Fs2 Fs1 Fs2Fs1Fs2 3.3.角接触轴承的轴向载荷计算 当向心角接触轴承支承的轴上除径向载荷当向心角接触轴承支承的轴上除径向载荷F Fre re作用外，还有外加轴向力 作用外，还有外加轴向力F Fae ae 作用时

34、，作用在每个轴承上的径向载荷作用时，作用在每个轴承上的径向载荷即为支反力，而轴向载荷即为支反力，而轴向载荷须作须作 具体分析确定。具体分析确定。 计算每个轴承上的派生轴向力计算每个轴承上的派生轴向力Fs1、Fs2； 根据轴上全部轴向力（包括：根据轴上全部轴向力（包括：外加轴向力外加轴向力Fae 和内部轴向力和内部轴向力Fs1 、 Fs2）即）即合力的指向合力的指向 ； 判断哪个轴承被判断哪个轴承被“压紧压紧” ？哪个轴承被？哪个轴承被“放松放松” ？ 被被“压紧压紧”轴承的轴向力等于除它本身派生轴向力以外的其他轴向力的轴承的轴向力等于除它本身派生轴向力以外的其他轴向力的； 被被“放松放松”轴承

35、的轴向力等于其本身的派生轴向力。轴承的轴向力等于其本身的派生轴向力。 Fr1Fr2 Fs1Fs2Fae Fr1Fr2 Fs1Fs2Fae Fs2 + FaeFs1时时 轴承轴承（即（即“压紧压紧”端）的轴向力为：端）的轴向力为： 轴承轴承（即（即“放松放松”端）的轴向力为：端）的轴向力为： 2sae1s1s2sae1sa1 FFFFFFFWF= 1s2sae FFFW= 2sa2 FF= 轴承轴承被被“压紧压紧” ，轴承，轴承被被“放松放松” Fr1F Fr2 r2 Fs2 FaeFs1 Fr1 F Fr2 r2 Fs1 Fs 2 Fae Fs2 + FaeFs1时时 轴承轴承（即（即“压紧压

36、紧”端）的轴向力为：端）的轴向力为： 轴承轴承（即（即“放松放松”端）的轴向力为：端）的轴向力为： 2sae1s1s2sae1sa1 FFFFFFFWF= 1s2sae FFFW= 2sa2 FF= 轴承轴承被被“压紧压紧” ，轴承，轴承被被“放松放松” Fr1Fr2 Fs2 FaeF Fs1 s1 Fr1 Fr2 Fs1 Fs 2 F Fae ae W W Fs2 + FaeFs1时时 轴承轴承被被“压紧压紧” ，轴承，轴承被被“放松放松” 2sae1s FFFW= 轴承轴承 （即（即“压紧压紧”端）的轴向力为：端）的轴向力为： 轴承轴承（即（即“放松放松”端）的轴向力为：端）的轴向力为：

37、ae1s2s2sae1s2sa2 FFFFFFFWF= 1sa1 FF = 当向心角接触轴承支承的轴上除径向载荷当向心角接触轴承支承的轴上除径向载荷F Fre re作用外，还有外加轴向力 作用外，还有外加轴向力F Fae ae 作用时，作用在每个轴承上的径向载荷作用时，作用在每个轴承上的径向载荷即为支反力，而轴向载荷即为支反力，而轴向载荷须作须作 具体分析确定。具体分析确定。 计算每个轴承上的派生轴向力计算每个轴承上的派生轴向力Fs1、Fs2； 根据轴上全部轴向力（包括：外加轴向力根据轴上全部轴向力（包括：外加轴向力F Fae ae 和内部轴向力 和内部轴向力Fs1 、 Fs2）即合力的指向）

38、即合力的指向 ； 判断哪个轴承被判断哪个轴承被“压紧压紧” ？哪个轴承被？哪个轴承被“放松放松” ？ 被被“压紧压紧”轴承的轴向力等于除它本身派生轴向力以外的其他轴向力的轴承的轴向力等于除它本身派生轴向力以外的其他轴向力的； 被被“放松放松”轴承的轴向力等于其本身的派生轴向力。轴承的轴向力等于其本身的派生轴向力。 Fr1Fr2 Fs1Fs2Fae Fr1Fr2 Fs1Fs2Fae 滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择 1 1 例题例题1： Fr1 Fr2 Fae 已知：已知：Fs1=1175 N，Fs2=3290 N，Fae=1020 N 求：求： Fa1、 F

39、a2 Fs2+Fae = 3290+1020= 4310 Fs1， N431032901020 s2aea1 =FFF N3290 s2a2 = FF 解：解： 轴承轴承1 1被被“压紧压紧” ，轴承，轴承2 2被被“放松放松” 1 2 F FA A Fr2 Fr1 滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择 1 1 例题例题2： 已知：已知：Fs1=1437 N，Fs2=2747 N，Fae=950 N 求：求： Fa1、 Fa2 Fs1+Fae = 1437+950 = 2387 Fs2 aes2a1 =FFF N2747 s2a2 =

40、FF 解：解： 轴承轴承1 1被被“压紧压紧” ，轴承，轴承2 2被被“放松放松” 1 2 滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择 7 7 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个不应超过的载荷界限基 本额定静载荷，用C0表示。 轴承上作用的径向载荷Fr与轴向载荷Fa应折合成一个当量静载荷P0 即： P0=X0Fr+Y0Fa 式中：X0、Y0分别为当量静载荷的径向载荷系数和轴向载荷系数，可由轴承 手册查取。 按轴承静承载

41、能力选择轴承的公式为： 000 PSC 式中：S0为静强度安全系数，可由表13-11或设计手册查取。 13.5 13.5 滚动轴承的计算滚动轴承的计算 滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择 7 7 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个不应超过的载荷界限基 本额定静载荷，用C0表示。 轴承上作用的径向载荷Fr与轴向载荷Fa应折合成一个当量静载荷P0 即： P0=X0Fr+Y0Fa 式中：X0、Y0分别为当量静载荷的径

42、向载荷系数和轴向载荷系数，可由轴承 手册查取。 按轴承静承载能力选择轴承的公式为： 000 PSC 式中：S0为静强度安全系数，可由表13-11或设计手册查取。 13.5 13.5 滚动轴承的计算滚动轴承的计算 滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择 9 913.5.7 13.5.7 不同可靠度时轴承寿命的计算不同可靠度时轴承寿命的计算 在一般的工程问题中，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，这时对应的可靠度均为90%。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计算须引入可靠性系数a1，即修正寿

43、命 为： )( 60 10 1 6 101 P C n a LaLn= 可靠度%909596979899 LnL10L5L4L3L2L1 a11.00.620.530.440.330.21 可靠度不为90%时的额定寿命修正系数a1 (GB/T6391-2003) 13.5 13.5 滚动轴承的计算滚动轴承的计算 滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择滚 动 轴 承 尺 寸 的 选 择 9 913.5.8 13.5.8 滚动轴承的极限转速滚动轴承的极限转速 滚动轴承的极限转速滚动轴承的极限转速是在一定载荷和润滑条件下所允许的最高转速。轴承工是在一定载荷和润滑条件下所允许的最高转速。轴承工 作转速应低

44、于极限转速。轴承样本中给出了每种型号轴承的极限转速，它适作转速应低于极限转速。轴承样本中给出了每种型号轴承的极限转速，它适 用与当量动载荷用与当量动载荷P 0.1C (C为轴承的基本额定动载荷为轴承的基本额定动载荷)；润滑与冷却条件正常；润滑与冷却条件正常； 向心轴承只受径向载荷，推力轴承只受轴向载荷的向心轴承只受径向载荷，推力轴承只受轴向载荷的0级公差轴承。级公差轴承。 当轴承的当轴承的当量动载荷当量动载荷P0.1C时时，滚动体与滚道接触面的接触应力增大，温，滚动体与滚道接触面的接触应力增大，温 度升高，将影响润滑剂性能，破坏油膜，因此度升高，将影响润滑剂性能，破坏油膜，因此需将极限转速进行

45、修正需将极限转速进行修正。 在实际工作条件下，轴承的极限转速，即工作时允许的最高转速在实际工作条件下，轴承的极限转速，即工作时允许的最高转速详见教材详见教材。 13.5 13.5 滚动轴承的计算滚动轴承的计算 （三种） 1. 1. 两端固定支承（双支点各单向固定） 主要用于温升不大的短轴。 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 =0.20.4mm 箱体内侧箱体内侧箱体外侧箱体外侧 采用深沟球轴承采用深沟球轴承 （三种） 1. 1. 两端固定支承（双支点各单向固定） 主要用于温升不大的短轴。 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 箱体内侧箱体内侧箱体外侧箱体外侧 =0.2

46、0.4mm 采用深沟球轴承采用深沟球轴承 （三种） 1. 1. 两端固定支承（双支点各单向固定） 主要用于温升不大的短轴。 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 箱体内侧箱体内侧 箱体外侧箱体外侧 调整垫片调整垫片 （一组）（一组） 调整垫片调整垫片 （一组）（一组） 采用向心角接触轴承（正装）采用向心角接触轴承（正装） （三种） 1. 1. 两端固定支承（双支点各单向固定） 主要用于温升不大的短轴。 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 箱体内侧箱体内侧 箱体外侧箱体外侧 调整垫片调整垫片 （一组）（一组）调整垫片调整垫片 （一组）（一组） 采用向心角接触轴承（正装）

47、采用向心角接触轴承（正装） 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 2 2 （三种） 1. 两端固定支承（双支点各单向固定） 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 （三种） 2. 一端固定一端游动支承（一支点双向固定，另一支点游动） 主要用于温升较大的长轴。 套杯套杯 箱体内侧箱体内侧 箱体外侧箱体外侧 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 （三种） 2. 一端固定一端游动支承（一支点双向固定，另一支点游动） 主要用于温升较大的长轴。 套杯套杯 箱体内侧箱体内侧 箱体外侧箱体外侧 固定端固定端游动端游动端 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计

48、轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 2 2 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 （三种） 2. 一端固定一端游动支承（一支点双向固定，另一支点游动） 图13-19a： 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 2 2 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 （三种） 2. 一端固定一端游动支承（一支点双向固定，另一支点游动） 图13-19a： 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 2 2 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 （三种） 2. 一端固定一端游动支承（一支点双向固定，另一支点游动） 图13-19b：

49、轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 2 2 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 （三种） 2. 一端固定一端游动支承（一支点双向固定，另一支点游动） 图13-19c： 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 2 2 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 （三种） 2. 一端固定一端游动支承（一支点双向固定，另一支点游动） 图13-19d： （三种）（三种） 3. 两端游动支承主要用于人字齿轮轴。主要用于人字齿轮轴。 对于人字齿轮轴，由于人字齿轮本身的相互限位作用，它们的轴承内外圈的轴对于人字齿轮轴，由于人字齿轮本身的相互限位作用，它们的

50、轴承内外圈的轴 向紧固应设计成只保证其中一根轴相对机座有固定的轴向位置，而另一根轴上的两向紧固应设计成只保证其中一根轴相对机座有固定的轴向位置，而另一根轴上的两 个轴承都必须是游动的，以防止齿轮卡死或人字齿的两侧受力不均匀。个轴承都必须是游动的，以防止齿轮卡死或人字齿的两侧受力不均匀。 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 内圈的紧固 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 1 1 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 将轴承的内圈或外圈相对于轴或轴承座实施紧固。常用方法如下： 外圈的紧固 轴肩定位 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 3

51、 3 锥齿轮或蜗杆在装配时，通常需要进行轴向位置的调整。为了便于调整， 可将确定其轴向位置的轴承装在一个套杯中，改变套杯在外壳孔中的位置即可 方便地对轴系部件进行整体调整。 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 轴承游隙 调整垫片 轴向位置 调整垫片 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 5 5 1 1、基准值： 轴承内孔与轴的配合基孔制 轴承外径与孔的配合基轴制。 2 2、基准件的公差带 滚动轴承的内孔和外径都规定的0 0、6 6、5 5、4 4、2 2五个公差等级，且公差带均为 单向制，采用上偏差为零，下偏差为负值的分布 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装

52、置的设计 13-6 13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 5 5 五、滚动轴承的配合 3、轴承内孔与轴的配合 轴常用轴常用 n6，m6，k6，js6 等公差带。等公差带。 轴承内孔与轴的配合轴承内孔与轴的配合 13-6 13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 5 5 五、滚动轴承的配合 4、轴承外径与孔的配合 孔常用孔常用 J6，J7，H7，G7公差带公差带 轴承外径与外壳孔的配合轴承外径与外壳孔的配合 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 5 5 3 3、装配图上的标

53、注： 轴承内孔与轴的配合 基孔制 轴承外径与孔的配合 基轴制。 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 90 H7 40 k6 4、滚动轴承配合选择的、滚动轴承配合选择的 一般原则：一般原则： 尺寸大、载荷大、振动尺寸大、载荷大、振动 大、转速高或工作温度高大、转速高或工作温度高 时时选紧一些的配合；选紧一些的配合； 经常拆卸或游动套圈经常拆卸或游动套圈 选松一些的配合。选松一些的配合。 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 6 6 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 1、预紧的目的、预紧的目的 提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减小机器工作时轴的

54、振动。提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减小机器工作时轴的振动。 2、预紧的方法、预紧的方法 安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，使滚动体和内、外圈接触处产安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，使滚动体和内、外圈接触处产 生预变形，以消除轴承中的游隙。生预变形，以消除轴承中的游隙。 3、预紧装置、预紧装置 加长度不等的间隔套 弹簧预紧 夹紧内圈 夹紧外圈 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 5 5 装拆滚动轴承时，不能通过滚动体来传力，以免使滚道或滚动体造成损伤。由于 轴承的配合较紧，装拆时以使用专门的工具为宜。 错误的施力正确的施力 13.6 13.6

55、轴承装置的设计轴承装置的设计 安装方法有： 手锤套管打入法；压入法；温差法等。 拆卸方法有： 手锤套管敲击法；轴承拆卸器拆卸法等。 13-6 13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 5 5 六、滚动轴承的装拆 装拆滚动轴承时，不能通过滚动体来传力，以免使滚道或滚动体造成损伤。由于 轴承的配合较紧，装拆时以使用专门的工具为宜。 错误的施力正确的施力 轴承的定位轴肩和定位凸肩高度过大，会导致轴承拆卸 困难。其合理的高度尺寸d da a、D Da a可查轴承手册。 da Da 轴肩过高轴肩过高 凸肩孔过小凸肩孔过小 13.6 13.6 轴承装置的

56、设计轴承装置的设计 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 4 4 （七）滚动轴承的润滑（七）滚动轴承的润滑 1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成一层油膜，使接触压力减小； 轴承零件表面覆盖一层润滑剂，可以防止表面氧化生锈。 2润滑方式的选择 轴承常用的润滑方式有油润滑和脂润滑两类。 选哪一类润滑方式，这与轴承的速度有关。选择润滑方式时，可查阅各类润滑方 式的dn值界限表。（表13-13，p289） 详见教材。 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 13.6 13.6 轴承

57、装置的设计轴承装置的设计 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 4 4 13.6.8 滚动轴承的密封装置滚动轴承的密封装置 密封的作用：阻止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，防止润滑剂流失。 密封装置可分为：非接触式密封和接触式密封。 接触式密封接触式密封 非接触式密封非接触式密封 组合式密封组合式密封 毛粘圈密封毛粘圈密封 J型橡胶圈密封型橡胶圈密封 间隙式密封间隙式密封 迷宫式密封迷宫式密封 13.6 13.6 轴承装置的设计轴承装置的设计 13.6.8 滚动轴承的密封滚动轴承的密封 13-6 13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 四、滚动轴承的润滑与密封 3密封 作用：

58、阻止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，防止润滑剂流失。 密封装置可分为：非接触式密封和接触式密封。 接触式密封接触式密封 13-6 13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 4 4 四、滚动轴承的润滑与密封 3密封 作用：阻止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，防止润滑剂流失。 密封装置可分为：非接触式密封和接触式密封。 非接触式密封非接触式密封 轴 承 装 置 的 设 计轴 承 装 置 的 设 计 6 6 如果轴和轴承孔不能保证同轴度时或者轴及轴承 座（或机座）的刚度不足时，将使轴承滚动体运动受 阻碍而导致轴承提前损坏。 13.6 13.6 轴承装置的设