武汉理工机械设计考研课件

1、第十章 滚动轴承设计研制：侯玉英10-2 滚动轴承的主要类型及代号 10-1 概述 10-3 滚动轴承的主要失效形式及计算准则 内圈装在轴颈上，随轴转动外 圈内 圈滚动体保持架球圆柱滚子滚 针常用的滚动体形状 球面滚子圆锥滚子一.滚动轴承的构造外圈装在轴承座孔内，一般不转动滚动体滚动轴承的核心元件保持架将滚动体均匀隔开，避免摩擦由四种元件组成10-1 概述缺点：抗冲击能力较差，高速时噪声大，工作寿命不及液 体摩擦的滑动轴承，径向尺寸比滑动轴承大。二. 滚动轴承的特点 摩擦系数小，启动力矩小，效率高； 轴向尺寸（宽度）较小； 某些滚动轴承能同时承受径向和轴向载荷，因此 可使机器结构简化、紧凑；

2、径向间隙小，还可预紧方法消除间隙，因此运转 精度高； 润滑简单，耗油量少，维护保养简便； 标准件，易于互换等优点，所以获得广泛应用。优点：3滚动轴承部件组合设计（包括轴承内外圈固定、间隙调 整、轴承配合、轴承装拆、润滑与密封等） 重点型号（尺寸）选择轴承寿命计算 重点类型选择三. 本章的主要内容：2滚动轴 承选择难点：角接触轴承轴向载荷FA的确定1滚动轴承的类型及代号重点一滚动轴承的尺寸及性能参数10-2 滚动轴承的主要类型及代号 轴承内径d轴承内圈孔径，它与轴颈直径相同，是轴承公称直径； Dd轴承宽度B 轴承两端面之间的轴向距离。 一）滚动轴承的主要尺寸轴承外径D 轴承外圈外径，它与轴承座孔

3、直径相同；B三）滚动轴承的主要性能参数 轴承的公称接触角 滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向平面之间的夹角。反映轴承承受轴向载荷的能力， 越大，轴承承受轴向载荷的能力越强。轴承的极限转速nlim 轴承的工 作转速n轴承内外圈轴线相对偏斜角反映轴承自动调心的能力。调心轴承简图调心球轴承按轴承所能受的载荷方向或公称接触角的不同可分为以下几种 二滚动轴承分类轴承类型公称接触角向心轴承(主要承受径向负荷FR)推力轴承(主要承受轴向负荷FA)径向接触向心角接触推力角接触轴向接触= 0000450450 900= 900图例三 滚动轴承的主要类型和特点类型代号：（10000）承载类型主承径向负荷FR也能

4、承受少量的双向轴向负荷FA，FRFAFAFRFAFA1.调心球轴承承载类型主承径向负荷FR ，也能承受少量的双向轴向负荷FA特点具有调心性能， = 20302.调心滚子轴承特点具有调心性能，=0.5020 类型代号：（20000）承载类型能承受较大的径向负荷FR 和单向的轴向负荷FA。FRFA结构特点：内外圈可分离,公称接触角有 120，260,越大，承轴向载荷 的能力就越大。3.推力调心滚子轴承类型代号：（29000）承载类型可承很大的轴向负荷FA 和一定径向负荷FR特点具有调心性能，=20304.圆锥滚子轴承使用要求：成对使用类型代号：（30000）FAFRFR正装（面对面安装）圆锥滚子轴

5、承安装形式一：正装简图反装（背对背安装）圆锥滚子轴承安装形式二：反装简图松圈松圈5.推力球轴承51000单向推力球轴承，只能受单向FA类型代号： （50000）52000双向推力球轴承，能受双向FAFA5100052000紧圈结构特点：由紧圈（内孔较小，装在轴上）松圈（内孔较大，装在机座上）和滚动体组成，套圈与滚动体可分离。承载类型只能受轴向负荷FA松圈紧圈滚动体FAFA极限转速低6.深沟球轴承 承载类型能同时承受径向负 荷FR与单向轴向负荷FAFRFAFAFRFA承载类型主要承受径向负荷FR，也可同时承受少量双向轴向负荷FA类型代号： （60000）极限转速高7.角接触球轴承类型代号： （7

6、0000）结构特点：公称接触角有150，250，400 越大，承轴向载荷的能力就越大。使用要求：成对使用正装（面对面安装）角接触轴承安装形式一：正装简图反装（背对背安装）角接触轴承安装形式二：反装简图8.圆柱滚子轴承FR（N0000）（NN0000）承载类型只能承受径向负荷FR， 不能承受轴向负荷。结构特点：内外圈可分离类型代号：外圈无挡边圆柱滚子轴承双列圆柱滚子轴承FRN0000NN0000FRNA00009. 滚针轴承类型代号：（NA0000）结构特点：内外圈可分离，可以没有 保持架承载类型只能承受径向负荷FR， 不能承受轴向负荷。一）轴承代号组成由基本代号、前置代号构成。三. 滚动轴承的

7、代号轴承代号前置代号 后置代号 类型代号尺寸系列代号内径代号向心轴承推力轴承直径系列代号宽度系列代号高度系列代号结构形状、尺寸公差技术要求 成套分轴承部件基本代号 类型代号尺寸系列代号内径代号向心轴承推力轴承直径系列代号宽度系列代号高度系列代号二. 基本代号 圆锥滚子轴承:3推力球轴承 :5深沟球轴承 :6角接触球轴承:7圆柱滚子轴承:N窄: 0正常: 1宽: 2特低：7低：9正常：1（单向）正常：2（双向）轻：2中：3重：4特宽：3特宽：4特宽：5特宽：6d 500 mm以上轴承代号：/内径毫米 表示特轻：0特轻：1调心球轴承 :1调心滚子轴承:2推力调心滚子轴承 :29滚针轴承 :NA尺寸

8、系列代号表示方法 直径系列代号尺 寸 系 列 代 号向心轴承宽度系列代号推力轴承高度系列代号0（窄）1（正常）2（宽）7（特低）9（低）1（正常）2（正常）2（轻）3（中）4（重）021222031323041424729212227393132374941424向心轴承中直径系列正常宽度系列如：尺寸系列代号为：13双向推力轴承轻直径系列正常高度系列如：尺寸系列代号为：222213d02031324DDDBBBB表示同一公称内径d的轴承，其外径D和宽度B的变化情况轴承尺寸系列的含义轻窄系列中窄系列中宽系列重宽系列三）后置代号后 置 代 号12345678内部结构 密封与防尘套圈变型 保持架及材

9、料 轴承材料 公差等级 游隙 配置其他C： 角接触球轴 承，=150 AC：角接触球轴 承，=250 B： 角接触球轴 承，=400 B： 圆锥滚子轴 承，接触角 加大E： 加强型/P0：0级（省略不标）/P6： 6级/P6X：6X级/P5： 5级/P4： 4级/P2： 2级6（0）2 06 （/P0）3 32 15 E （/P0）公差等级为0级加强型轴承内径d =75 mm尺寸系列32,为特宽轻系列圆锥滚子轴承解答：轴承内径d=30mm 尺寸系列（0）2,为窄轻系列深沟球轴承公差等级为0级例10-1 试说明轴承代号6206、33215E、7312C及52412/P6的 含义。7（0）3 12

10、 C（/P0）5 14 10 /P6公差等级为6级轴承内径d = 50 mm尺寸系列14,为正常高度、重系列单向推力求轴承轴承内径d=60mm 尺寸系列（0）3,为窄中系列角接触球轴承公差等级为0级=150四. 滚动轴承类型的选择承轻、中及较小波动载荷的场合选球轴承承重及较大波动的载荷的场合选滚子轴承一）根据轴承所受的载荷选载荷的大小、性质载荷的方向深沟轴承（6类）圆柱滚子轴承（N类）及滚针轴承（NA类）纯径向负荷可选用纯轴向负荷可选用推力轴承（5类）同时受径向负荷和轴向负荷时径向负荷为主可用深沟球轴承（6类）径向负荷，轴向负荷都很大角接触球轴承（7类）圆锥滚子轴承（3类）可用推力调心滚子轴承

11、（29类）也可用圆柱滚子N类（或深沟球轴承6类）与推力轴承（5类）联合使用。轴向负荷很大径向负荷较小转速较高、负荷较小或要求旋转精度较高时宜选用球轴承转速较低、负荷较大或有冲击载荷时宜选用滚子轴承二）轴承 的转速 当两轴承座孔同心度难以保证，或轴受载后挠曲变形较大时，应选用调心球轴承或调心滚子轴承。三）调心性能的要求四）安装和拆卸方便 一般，球轴承价格最低，滚子轴承比球轴承价格高。轴承精度愈高，则价格愈高，选择轴承时，在满足工作要求的前提下，应使成本最低。 当轴承座不是剖分式而必须沿轴向安装和拆卸轴承时，应优先选用内外圈可分离的轴承五）考虑经济性 10-3 滚动轴承的主要失效形式及计算准则 一

12、滚动轴承的受力及应力分析（以深沟球轴承为例）FR 当深沟球轴承承受径向力FR时，由于各接触点存在着弹性变形，使内圈沿FR方向下移一距离。 只有下半圈滚动体受载，上半圈动体不受载。沿FR作用线上滚动体受载最大（FQ），而邻近的滚动体受载逐渐减小（FQFQ1FQ2)FQ2FQFQ1FQ1FQ2 一）受力分析二）轴承工作时元件上应力的变化滚动体当滚动体进入承载区后，所受负荷就由零逐渐增大到最大，然后，再逐渐减小到直至零。因此，对滚动体某一点而言，它的应力是周期性不稳定变化的。 转动的内圈其上各点的受载情况类似于滚动体。因此，旋转圈上任一点的应力是周期性不稳定变化的。 固定的外圈各点所受应力随位置不同

13、而大小不同，对位于承载区内的任一点，当每个滚动体滚过一次便受载一次，而所受负荷和应力的最大值是不变的，承受稳定的脉动循环应力。滚动轴承工作时，一般是内圈转动，外圈固定。Ht0Ht0Ht0通过承载区时间通过非承载区时间通过承载区时间通过非承载区时间滚动体应力的变化内圈应力的变化外圈应力的变化1疲劳点蚀滚动轴承工作时，由于它的内圈、外圈和滚动体上任意点的接触应力都是变化的，工作一定时间后，其接触表面就可能发生疲劳点蚀。点蚀发生后，噪声和振动加剧，发热严重，致使轴承失效。一般在安装、润滑和密封正常的情况下，疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式。二. 滚动轴承的失效形式及计算准则一） 失效形式2塑性变形转速很低或间歇往复摆动的轴承，一般不会发生疲劳点蚀，但在很大的静载荷或冲击载荷作用下，会使套圈滚道和滚动体接触处的局部应力超过材料的屈服极限，以致表面出现塑性变形（凹坑），运转精度降低，并会出现振动和噪声而不能正常工作