第十八章-滚动轴承ppt

1、 滚动轴承与滑动轴承的对照表滚动轴承与滑动轴承的对照表 18181 1 概概 述述 一、滚动轴承的构造一、滚动轴承的构造 外圈、外圈、 内圈、内圈、 滚动体、滚动体、 保持架保持架 滚动体的形状滚动体的形状 二、滚动轴承的材料二、滚动轴承的材料 1 1、内圈、外圈和滚动体、内圈、外圈和滚动体 强度高，耐磨性好的铬锰高碳强度高，耐磨性好的铬锰高碳 刚，如刚，如GCr15GCr15，GCr15SiMnGCr15SiMn 2 2、保持架、保持架 较软的材料，如低碳钢、铜合较软的材料，如低碳钢、铜合 金、铝合金、工程塑料等金、铝合金、工程塑料等 三、滚动轴承的特点三、滚动轴承的特点 1 1、优点：、优

2、点： 1).1).摩擦小，效率高摩擦小，效率高, ,启动力矩小启动力矩小 2).2).径向游隙小，运转精度高径向游隙小，运转精度高 3).3).宽度小，结构紧凑宽度小，结构紧凑 4).4).大多可受轴向和径向载荷，结构简单大多可受轴向和径向载荷，结构简单 5).5).消耗的润滑剂少，便于密封，易于维护消耗的润滑剂少，便于密封，易于维护 6).6).不需要有色金属不需要有色金属 7).7).标准件，成本低标准件，成本低 2 2、缺点：、缺点： 1).1).承受冲击载荷能力差承受冲击载荷能力差 2).2).高速重载时寿命较低高速重载时寿命较低 3).3).振动噪音较大振动噪音较大 4).4).径向

3、尺寸大径向尺寸大 滚动轴承与滑动轴承的对照表滚动轴承与滑动轴承的对照表 =00454590=90 (a)(b)(c)(d) 182 滚动轴承的类型与选择滚动轴承的类型与选择 一、滚动轴承的主要类型与特点一、滚动轴承的主要类型与特点 接触角接触角 ：滚动轴承中套圈与滚动体接触处的法线和垂：滚动轴承中套圈与滚动体接触处的法线和垂 直于轴心线的平面间的夹角称为公称接触角直于轴心线的平面间的夹角称为公称接触角 向心轴承向心轴承 径向力径向力 向心角接触轴承向心角接触轴承 推力角接触轴承推力角接触轴承 推力轴承推力轴承 径向力（主要）径向力（主要） 轴向力轴向力 径向力径向力 轴向力轴向力 （主要）（主

4、要） 轴向力轴向力 滚子轴承滚子轴承承载能力高，极限转速低承载能力高，极限转速低 按滚动体形状：按滚动体形状： 球球 轴承轴承 承载能力低，极限转速高承载能力低，极限转速高 常用滚动轴承的类型常用滚动轴承的类型表表13131 1 二、常用的标准滚动轴承二、常用的标准滚动轴承 深深 沟沟 球球 轴轴 承承 圆圆 柱柱 滚滚 子子 轴轴 承承 角角 接接 触触 球球 轴轴 承承 调调 心心 球球 轴轴 承承 滚滚 针针 轴轴 承承 圆圆 锥锥 滚滚 子子 轴轴 承承 推推 力力 球球 轴轴 承承 推推 力力 滚滚 子子 轴轴 承承 主要承受径向载荷，也可以同时承受不大的轴向载荷。当量摩擦主要承受径

5、向载荷，也可以同时承受不大的轴向载荷。当量摩擦 系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、 外圈轴线偏斜量外圈轴线偏斜量881616，与其它类型的轴承相比，应用最普遍，与其它类型的轴承相比，应用最普遍， 价格也最低。价格也最低。 内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷。滚子由内圈内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷。滚子由内圈 （或外圈）的挡边轴向定位，工作时允许内、外圈有少量的轴向错（或外圈）的挡边轴向定位，工作时允许内、外圈有少量的轴向错 动。圆柱滚子轴承有较大的径向承载能力，但内外圈轴线的允许偏动。圆柱滚

6、子轴承有较大的径向承载能力，但内外圈轴线的允许偏 斜量很小（斜量很小（2244），因此，此类轴承不宜承受偏载。），因此，此类轴承不宜承受偏载。 可以同时承受径向载荷及轴向载荷，也可以单独承受轴向载荷。能可以同时承受径向载荷及轴向载荷，也可以单独承受轴向载荷。能 在较高转速下正常工作。由于一个轴承只能承受单向的轴向力，因在较高转速下正常工作。由于一个轴承只能承受单向的轴向力，因 此此, ,一般成对使用。承受轴向载荷的能力由接触角一般成对使用。承受轴向载荷的能力由接触角决定。接触角决定。接触角 大的，承受轴向载荷的能力也高，常用角接触轴承的接触角有：大的，承受轴向载荷的能力也高，常用角接触轴承的接

7、触角有： 1515、2525和和4040。 可以同时承受径向载荷及轴向载荷。外圈可分离，安装时可调整可以同时承受径向载荷及轴向载荷。外圈可分离，安装时可调整 轴承的游隙。一般成对使用。对于接触角为轴承的游隙。一般成对使用。对于接触角为10101818的圆锥滚子的圆锥滚子 轴承轴承(30000(30000型型),),以承受径向载荷为主以承受径向载荷为主; ;对于大接触角对于大接触角(27(2730)30) 的圆锥滚子轴承（的圆锥滚子轴承（30000B30000B型）型）, ,以承受轴向载荷为主。以承受轴向载荷为主。 外圈滚道表面是以轴承中点为中心，故能自动调心，允许内外圈滚道表面是以轴承中点为中

8、心，故能自动调心，允许内 圈（轴）对外圈（外壳）轴线有小量偏斜圈（轴）对外圈（外壳）轴线有小量偏斜( (2 23 3) )。有。有 少量轴向限位能力，但一般不宜承受纯轴向载荷。少量轴向限位能力，但一般不宜承受纯轴向载荷。 在同样内径的条件下，与其它类型轴承相比，滚针轴承外径在同样内径的条件下，与其它类型轴承相比，滚针轴承外径 最小。内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷，工作时最小。内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷，工作时 允许内、外圈有少量的轴向错动。有较大的径向承载能力。允许内、外圈有少量的轴向错动。有较大的径向承载能力。 只能承受轴向载荷。为了防止钢球与滚道之间的滑动，工作

9、时只能承受轴向载荷。为了防止钢球与滚道之间的滑动，工作时 必须加一定的轴向载荷。高速时离心力大，钢球与保持架摩擦，必须加一定的轴向载荷。高速时离心力大，钢球与保持架摩擦， 发热严重，寿命降低，故极限转速很低。工作时必须保持轴线与发热严重，寿命降低，故极限转速很低。工作时必须保持轴线与 轴承座底面垂直，载荷必须与轴线重合，以保证钢球载荷的均匀轴承座底面垂直，载荷必须与轴线重合，以保证钢球载荷的均匀 分配。该类轴承可分为单列推力球轴承和双列推力球轴承。单列分配。该类轴承可分为单列推力球轴承和双列推力球轴承。单列 推力球轴承只能承受单方向的推力，而双列推力球轴承可以承受推力球轴承只能承受单方向的推力

10、，而双列推力球轴承可以承受 双向推力。双向推力。 推力圆柱滚子轴承可以用于承受单向的轴向载荷，它比推力推力圆柱滚子轴承可以用于承受单向的轴向载荷，它比推力 球轴承的轴向承载能力大得多。并且刚性大，占用轴向空间小。球轴承的轴向承载能力大得多。并且刚性大，占用轴向空间小。 推力圆柱滚子轴承适用于转速低的场合。推力圆柱滚子轴承与推推力圆柱滚子轴承适用于转速低的场合。推力圆柱滚子轴承与推 力调心滚子轴承、推力圆锥滚子轴承和推力滚针轴承常统称为推力调心滚子轴承、推力圆锥滚子轴承和推力滚针轴承常统称为推 力滚子轴承。力滚子轴承。 三、滚动轴承类型的选择三、滚动轴承类型的选择 工作载荷、转速、支承刚性、安装

11、精度工作载荷、转速、支承刚性、安装精度 1 1） n n高，载荷小，旋转精度高高，载荷小，旋转精度高 球轴承球轴承 n n低，载荷大，或冲击载荷低，载荷大，或冲击载荷 滚子轴承滚子轴承 1 1、考虑轴承的转速、考虑轴承的转速 一般来讲，球轴承比滚子轴承能适应更高的转速，轻系列的一般来讲，球轴承比滚子轴承能适应更高的转速，轻系列的 轴承比重系列的轴承能适应更高的转速；此外，各类推力轴承的轴承比重系列的轴承能适应更高的转速；此外，各类推力轴承的 极限转速很低，不易用于高转速的情况。极限转速很低，不易用于高转速的情况。 2 2） 要求要求nnlimnnlim极限转速极限转速 6 6、7 7、N Nn

12、 nlim lim较高 较高 5 5n nlim lim较低 较低 角接触球轴承角接触球轴承7 7类（类（n n较高时）较高时） 2 2）同时受）同时受FrFr和和FaFa均较大时均较大时 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承3 3类（类（n n较低时）较低时） FrFr较大，较大，FaFa较小时较小时 FaFa较大，较大，FrFr较小时较小时 深沟球轴承深沟球轴承 深沟球轴承深沟球轴承+ +推力球轴承推力球轴承 推力角接触轴承推力角接触轴承 1 1）主要受）主要受Fr Fr 向心轴承向心轴承 主要受主要受FaFa，n n不高时不高时推力轴承推力轴承 2 2、考虑轴承的承受载荷情况、考虑轴承的承受载荷情况

13、 3 3、考虑对轴承尺寸的限制、考虑对轴承尺寸的限制 当对轴承的径向尺寸严格限制时，可选用滚针轴承；当对轴承的径向尺寸严格限制时，可选用滚针轴承； 5 5、便于装拆和间隙调整、便于装拆和间隙调整内、外圈不分离的轴承内、外圈不分离的轴承 6 6、 3 3、7 7两类轴承应成对使用，对称安装两类轴承应成对使用，对称安装 7 7、旋转精度较高时、旋转精度较高时较高的公差等级和较小的游隙较高的公差等级和较小的游隙 8 8、优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承、优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承 4 4、轴的刚性较差，轴承孔不同心、轴的刚性较差，轴承孔不同心调心轴承调心轴承 前置代号前置代号 （字母）（字

14、母） 基本代号（数字、字母）基本代号（数字、字母）后置代号后置代号 ( (字母字母+ +数字数字) ) 五五 四四 三三 二二 一一 轴轴 承承 分分 部部 件件 代代 号号 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 类类 型型 代代 号号 其其 他他 代代 号号 公公 差差 等等 级级 代代 号号 特特 殊殊 轴轴 承承 材材 料料 代代 号号 保保 持持 架架 及及 材材 料料 代代 号号 密密 封封 与与 防防 尘尘 代代 号号 内内 部部 结结 构构 代代 号号 游游 隙隙 代代 号号 183 滚动轴承的代号滚动轴承的代号 一、滚动

15、轴承的代号一、滚动轴承的代号 1、基本代号、基本代号 （1）轴承类型）轴承类型 深沟球轴承深沟球轴承 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 角接触球轴承角接触球轴承 调心球轴承调心球轴承 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 推力球轴承推力球轴承 基本代号右起五位基本代号右起五位 （2）尺寸系列）尺寸系列 基本代号右起三、四位基本代号右起三、四位 宽度系列宽度系列右起第四位右起第四位 0系列（正常宽度）可省略系列（正常宽度）可省略 有时有时1系列也可省略系列也可省略 数字数字 0 9 1 3 5 6 7 N 尺寸系列 直径系列直径系列右起第三位右起第三位 数字数字 0 9 （3）轴承的内径）轴承的内径右起一二位数字右

16、起一二位数字 a) d=10, 12, 15, 17mm 时时 代号代号 00 01 02 03 b) d= 20 480mm 时时 d=代号代号5(mm) c) d120时，因金属组织硬度和润滑条件等的变时，因金属组织硬度和润滑条件等的变 化，轴承的基本额定动载荷化，轴承的基本额定动载荷C有所下降有所下降 引入温度系数引入温度系数 f t 轴承工轴承工 作温度作温度 1201200 01251250 01501500 01751750 02002000 02252250 02502500 03003000 03503500 0 温度系温度系 数数f t 1.001.000.950.950.9

17、00.900.850.850.800.800.750.750.700.700.600.600.500.50 6 10 60 h t Ln f P CC 当当P、n已知，预期寿命为已知，预期寿命为Lh ， 则要求选取的轴承的额定动载荷为则要求选取的轴承的额定动载荷为 选轴承型号和尺寸选轴承型号和尺寸 例例: :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=35mmd=35mm，转，转 速速n=2900r/minn=2900r/min，已知轴承承受的径向载荷，已知轴承承受的径向载荷Fr=1810N,Fr=1810N,外部轴向载外部轴向载 荷荷FaFa=740N

18、=740N，预期寿命为，预期寿命为6000h6000h，载荷系数，载荷系数 fdfd=1.2.=1.2.试选择轴承的试选择轴承的 型号。型号。 四、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷四、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷FaFa的计算的计算 1 1）派生轴向力大小方向）派生轴向力大小方向 a)a)正装（面对面）正装（面对面） 适合于传动零件适合于传动零件 位于两支承之间位于两支承之间 b)b)反装（背靠背）反装（背靠背） 适合于传动零件适合于传动零件 处于外伸端处于外伸端 开始开始 开始开始 当轴承受径向载荷当轴承受径向载荷Frc时时, 轴轴 承各产生径向反力承各产生径向反力Fr1,Fr2

19、 开始开始 当轴承受径向载荷当轴承受径向载荷Frc时时, 轴轴 承各产生径向反力承各产生径向反力Fr1,Fr2 同时产生派生轴向力同时产生派生轴向力FS1,FS2 开始开始 当轴承受径向载荷当轴承受径向载荷Frc时时, 轴轴 承各产生径向反力承各产生径向反力Fr1,Fr2 同时产生派生轴向力同时产生派生轴向力FS1,FS2 一般一般F FS1 S1 F FS2 S2, , 若若F FS1 S1F FS2 S2, ,轴 轴 向力在平均分配后达到平衡向力在平均分配后达到平衡. . 则则: : Fa1=Fa2 = FS2 开始开始 当轴承受径向载荷当轴承受径向载荷Frc时时, 轴轴 承各产生径向反力

20、承各产生径向反力Fr1,Fr2 同时产生派生轴向力同时产生派生轴向力FS1,FS2 一般一般F FS1 S1 F FS2 S2, , 若若F FS1 S1F FS2 S2, ,轴 轴 向力在平均分配后达到平衡向力在平均分配后达到平衡. . 则则: : Fa1=Fa2 = FS2 轴上又受到轴向力轴上又受到轴向力F FA A时时, ,以轴以轴 为平衡体为平衡体 左上图左上图 FA+FS2 FS1 Fa1=FA+FS2 Fa2=FS2 FA+FS2FS1 Fa1=FS1 Fa2=FS1-FA 开始开始 当轴承受径向载荷当轴承受径向载荷Frc时时, 轴轴 承各产生径向反力承各产生径向反力Fr1,Fr

21、2 同时产生派生轴向力同时产生派生轴向力FS1,FS2 一般一般F FS1 S1 F FS2 S2, , 若若F FS1 S1F FS2 S2, ,轴 轴 向力在平均分配后达到平衡向力在平均分配后达到平衡. . 则则: : Fa1=Fa2 = FS2 轴上又受到轴向力轴上又受到轴向力F FA A时时, ,以轴以轴 为平衡体为平衡体 左下图左下图 FA+FS1FS2 Fa1=FS1 Fa2=FA+FS1 FA+FS1FS2 Fa1=FS2-FA Fa2=FS2 结论：结论：实际轴向力实际轴向力Fa的计算方法的计算方法 1）分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷，判定被）分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷

22、，判定被“压紧压紧” 和和“放松放松”的轴承。的轴承。 2）“压紧压紧”端轴承的轴向力等于除本身派生轴向力外，轴端轴承的轴向力等于除本身派生轴向力外，轴 上其他所有轴向力代数和。上其他所有轴向力代数和。 3）“放松放松”端轴承的轴向力等于本身的派生轴向力端轴承的轴向力等于本身的派生轴向力 例例1:某减速器轴上装有一对某减速器轴上装有一对30312 轴承，已查出轴承，已查出C=101000N，判，判 断系数断系数e=0.30，x=0.4，y=2， 轴的转速轴的转速n=10000rpm，受力，受力 如图，已求出两轴承的径向支如图，已求出两轴承的径向支 反力反力Fr1=6000N，Fr2=8000N

23、， 齿轮的轴向力齿轮的轴向力FA=1000N，载，载 荷系数荷系数fd=1，试求轴承寿命为，试求轴承寿命为 多少小时？多少小时？ 例例2.圆锥滚子轴承，受力情况如图，求其当量动载荷各为多少圆锥滚子轴承，受力情况如图，求其当量动载荷各为多少? FRFA a3a4a FA 2aa 0.5F FR a FA a)b) c)d) 2a a 五、不稳定载荷和转速下的轴承寿命计算五、不稳定载荷和转速下的轴承寿命计算 载荷载荷P和转速和转速n变化时，根据疲劳累积假说求平均当量转变化时，根据疲劳累积假说求平均当量转 速速nm和平均当量动载荷和平均当量动载荷Pm 求轴承寿命求轴承寿命 kkm ananann.

24、2211 m kkk m n PanPanPan P . 222111 )( 60 10 6 m t m h P Cf n L Pi为当量动载荷为当量动载荷, ni为相应的转速为相应的转速 , ai为每种工况下运转时为每种工况下运转时 间占总运转时间的百分比间占总运转时间的百分比 i=1k 六、修正额定寿命六、修正额定寿命 3_运转条件寿命修正系数运转条件寿命修正系数 hnah na LaaaL LaaaL 10321 10321 2_特殊轴承性能寿命修正系数特殊轴承性能寿命修正系数 1_为计算不同可靠度时轴承的寿命，引入的寿命修正系数为计算不同可靠度时轴承的寿命，引入的寿命修正系数 1010

25、 1 10536. 0 1 ) 9 . 0 1 (ln ll 滚子轴承） 球轴承） (8/9 (9/10 n l eR 186 滚动轴承的静载荷与极限转速滚动轴承的静载荷与极限转速 一、滚动轴承的静载荷一、滚动轴承的静载荷 1、基本额定静载荷、基本额定静载荷C0: 指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心引 指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心引 起以下接触应力时所相当的假想径向载荷或中心轴向载荷起以下接触应力时所相当的假想径向载荷或中心轴向载荷 当轴承转速很低或作间歇摆动时，轴承的失效形式为塑性变形当轴承转速很低或作间歇摆动时，轴承的失效形式为塑性变形 、当量静载荷、当量静载荷 : 1） 的向心轴承

26、 的向心轴承 P = Fr P = Fa P0 = MAX（X Fr +Y Fa）， ）， Fr 4） 的推力轴承 的推力轴承 ） 的向心轴承 的向心轴承 3） 的推力轴承 的推力轴承 P0 = 2.7 Fr +Fa 3、按静载选择轴承的条件、按静载选择轴承的条件 000 PSC 二、滚动轴承的极限转速二、滚动轴承的极限转速N0 021 NffN 轴承实际许用转速为：轴承实际许用转速为： 滚动轴承的极限转速滚动轴承的极限转速N0：指轴承在一定工作条件下，达到：指轴承在一定工作条件下，达到 所能承受最高热平衡温度时的转速所能承受最高热平衡温度时的转速 f1：载荷系数：载荷系数 f2：载荷分布系数

27、：载荷分布系数 189 滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计 一、滚动轴承支承的结构型式一、滚动轴承支承的结构型式 1、两端固定支承、两端固定支承 调整垫片 调整垫片 (a)(b) 3、7类轴承在大端轴向固定类轴承在大端轴向固定 图 13-16 (a)(b) 图 13-17 L1 b L2 b 2、一端双向固定，一端游动、一端双向固定，一端游动 3 3、两端游动、两端游动人字齿轮高速主动轴人字齿轮高速主动轴 低速齿轮轴必须两端固定低速齿轮轴必须两端固定 二、滚动轴承的轴向固定二、滚动轴承的轴向固定 内圈与轴：内圈与轴： 5）开口圆锥）开口圆锥 紧定套紧定套+圆螺圆螺 母母 和止动垫圈和

28、止动垫圈 1）轴肩轴肩 2）轴用弹性挡圈）轴用弹性挡圈 3）轴端档圈）轴端档圈 +紧固螺钉紧固螺钉 4）圆螺母）圆螺母 +止动垫圈止动垫圈 外圈与座孔：外圈与座孔： 1）孔用弹性挡圈）孔用弹性挡圈 2）轴承外圈止动槽）轴承外圈止动槽 内嵌入止动环固定内嵌入止动环固定 3）轴承端盖）轴承端盖 4）轴承座孔凸肩）轴承座孔凸肩 5）螺纹环）螺纹环 6）轴承套环）轴承套环 三、支承的刚度和座孔的同心度三、支承的刚度和座孔的同心度 提高支承刚度的措施：提高支承刚度的措施： 1）增加轴承座孔的壁厚）增加轴承座孔的壁厚 2）减小轴承支点相对于箱体孔壁的悬臂）减小轴承支点相对于箱体孔壁的悬臂 减小悬臂 加筋板

29、 支点悬臂大 3）采用加强筋加强支承部位的刚性）采用加强筋加强支承部位的刚性 保证轴上两个支承的座孔的同心度的方法保证轴上两个支承的座孔的同心度的方法 1）整体机座，两轴承座孔一次镗出）整体机座，两轴承座孔一次镗出 2）如轴上两轴承外径不同）如轴上两轴承外径不同采用套杯结构采用套杯结构 四、滚动轴承游隙和轴系轴向位置的调整四、滚动轴承游隙和轴系轴向位置的调整 通过带螺纹的零件或端盖下的垫片来调节通过带螺纹的零件或端盖下的垫片来调节 轴承的调整：轴承的调整： 1）轴承游隙的调整）轴承游隙的调整 2）轴系轴向位置的调整）轴系轴向位置的调整 注意：圆锥齿轮和蜗杆必须调整轴系的轴向位置注意：圆锥齿轮和蜗杆必须调整轴系的轴向位置 L2 b 方法：调整套杯端面与轴承座端面间垫片厚度方法：调整套杯端面与轴承座端面间垫片厚度 五、滚动轴孔的配合五、滚动轴孔的配合 轴承内圈与轴轴承内圈与轴 松松 紧紧 js6，j6，k6，m6，n6 松松 紧紧 G7，H7，JS7，J7 轴承外圈与轴承座孔轴承外圈与轴承座孔 DH7 dk6 轴承座孔公差带 G7 H7 Js7 J7 n6 m6 k6 j6 js6 0 0 轴承外径公差带 轴外径公差带 轴承内径公差带 基孔制：基孔制： 基轴制：基轴制： DH7 dk6 轴承座孔公差带 G7 H7 Js7 J7 n6 m6 k6 j6 js6 0 0 轴承外径公