第14章滚动轴承

14.2滚动轴承的主要类型和代号14.3滚动轴承类型的选择14.4滚动轴承的工作情况14.5滚动轴承尺寸的选择14.6轴承装置的设计14.7滚动轴承典型例题分析14.1概述第14章滚动轴承设计本章学习的基本要求：熟练掌握的内容1）各类滚动轴承的特点、代号（代号的主要内容），正确选择滚动轴承的原则和方法；2）滚动轴承的失效形式，基本额定寿命、基本额定动载荷C和基本额定静载荷C0的概念，当量动载荷及轴承寿命的计算；3）滚动轴承的组合结构设计，包括轴承的安装结构形式，轴承的定位及固定，内外圈的配合、装拆要求，轴承的预紧及间隙的调整；本章的重点：滚动轴承的尺寸选择计算和组合结构设计。难点是角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向力和当量动载荷的计算。滚动轴承的组合结构设计要与轴的结构设计等联系起来考虑。

14.1概述

滚动轴承是现代机器中应用广泛的一种部件，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承旋转的轴。缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音。优点：摩擦阻力小、功率损耗少、启动灵敏和易于互换等。

组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。（一）结构常用的滚动体:球圆柱滚子圆锥滚子球面滚子滚针

14.1概述其中，滚动体必不可少，其余可有可无。用轴承铬钢制造，热处理后硬度达：61~65HRC。保持架----

低碳钢板冲压制成。（二）材料内、外圈和滚动体----

14.1概述设计人员的主要任务是:熟悉标准，正确选用。

本章主要讨论如何根据具体的工作条件选择轴承的类型及尺寸并计算其寿命，以及如何解决轴承的安装、调整、润滑和密封等问题。滚动轴承作为一种标准件，由专业工厂大量生产。

14.1概述推力轴承按载荷方向分向心轴承推力轴承(一)类型向心推力轴承FaFr向心轴承向心推力轴承FrFa

14.2

滚动轴承的主要类型及其代号----主要承受径向载荷Fr----只能承受轴向载荷Fa----可同时承受径向和轴向载荷轴圈座圈向心推力轴承的接触角α

：

滚动体与外圈滚道接触点处的法线与轴承半径方向之间的夹角。接触角α↑→

轴向承载能力

↑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。向心推力轴承α

14.2

滚动轴承的主要类型及其代号

轴承实际所承受的径向载荷Fr与轴向载荷Fa的合力与半径方向的夹角β----载荷角向心推力轴承

FaFrβ

14.2

滚动轴承的主要类型及其代号表

常用滚动轴承的类型、主要性能和特点

轴承名称、类型及代号结构简图

承载方向极限转速允许角偏差主要特性和应用调心球轴承

10000中2˚~3˚

主要承受径向载荷，同时也能承受少量轴向载荷。因为外滚道表面是以轴承中点为中心的球面，故能调心。(一)滚动轴承的主要类型、性能与特点按载荷方向分向心轴承推力轴承向心推力轴承

14.2

滚动轴承的主要类型及其代号

轴承的调心性能影响轴承正常运转。角偏差

↑→

调心轴承

----在轴与轴承座孔的轴线有不大的相对偏斜时仍能正常工作。

轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内外圈轴线发生相对倾斜。其倾斜角---角偏差。调心轴承θ

14.2

滚动轴承的主要类型及其代号推力球轴承

50000低不允许

只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命降低，故极限转速很低。a)单向调心滚子轴承20000C低0.5˚~2˚

能承受很大的径向载荷和少量轴向载荷。承载能力大，具有调心性能。表

常用滚动轴承的类型、主要性能和特点（续）轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差主要特性和应用推力球轴承

50000低不允许

只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命降低，故极限转速很低。b)双向深沟球轴承60000高8’~16’

主要承受径向载荷，也可同时承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最小。高速时，可用来承受纯轴向载荷。大量生产，价格最低。表

常用滚动轴承的类型、主要性能和特点（续）轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差主要特性和应用

角接触球轴承70000C(α=15˚)70000AC(α=25˚)70000B(α=40˚)较高2’~10’

可同时承受径向及轴向载荷。α大的，承受轴向载荷的能力也高。由于一个轴承只能承受单向的轴向力，故一般成对使用。α圆锥滚子轴承30000中2’

能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。因线性接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，对称使用。α表

常用滚动轴承的类型、主要性能和特点（续）轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差主要特性和特点推力圆柱滚子轴承

80000低不允许

能承受很大的单向轴向载荷。圆柱滚子轴承N0000较高2’~4’

外圈（或内圈）可分离，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，但因线性接触，内外圈轴线的允许偏斜量很小。

滚针轴承a)NA0000b)RNA0000低

只能承受径向载荷。承载能力大，径向尺寸特小。一般无保持架，因而滚针间有摩擦，极限转速低。不允许a)b)(二)滚动轴承的代号宽度系列代号直径系列代号前置代号基本代号后置代号表

滚动轴承代号的构成类型代号尺寸系列代号

轴承分部件代号内径代号五二一三四内部结构代号公差等级代号游隙代号

14.2

滚动轴承的主要类型及其代号2）直径系列代号----基本代号右起第三位数字。

表示：结构、内径相同的轴承在外径和宽度方面的变化系列7、8、9、0、1、2、3、4、5

内径相同，而直径系列代号不同的四种轴承的尺寸对比：6110621063106410轴承的内径表示方法

内径代号

轴承内径尺寸

mm001001020304~99代号

51215171）内径代号---基本代号右起第一、二位数字。3）宽度系列代号-----基本代号右起第四位数字。

表示：结构、内、外径都相同的轴承，在宽度方面的变化系列正常系列----0系列，代号0可不标出（除圆锥滚子轴承、调心滚子轴承外）

表

轴承内部结构常用代号

轴承类型角接触球轴承

接触角

α=15˚

α=25˚

α=40˚

代号

CACB

示例

7210C7210AC7210B代号

/P2/P4/P5/P6/P6x/P0（可省略）

公差等级2级4级5级6级6x级0级表

公差等级代号说明仅用于圆锥轴承

普通级注：公差等级中2级最高，从左向右依次降低。表

径向游隙系列常用代号

游隙系列

1组2组0组3组4组5组

代号

/C1/C2常用、不标出

/C3/C4/C5（三）滚动轴承代号示例63037312AC/P6轴承内径d=17mm深沟球轴承接触角α=25˚

轴承内径d=12×5=60mm尺寸系列03角接触球轴承

6级公差0级公差0组游隙0组游隙尺寸系列03N105/P5公差等级为5级轴承内径d=25mm直径系列为1(正常宽度系列)圆柱滚子轴承游隙组为0组；30213轴承内径d=65mm直径系列为2宽度系列为0系列（正常系列）圆锥滚子轴承公差等级为0级;游隙组为0组；

14.2

滚动轴承的主要类型及其代号

14.3滚动轴承的类型选择

不同类型的轴承应用场合是不一样的。

要合理地选择轴承的类型，首先对各种类型轴承的性能特点有充分的了解，然后依据以下几个因素：（一）轴承的载荷（二）轴承的转速（三）轴承的调心性能（四）轴承的安装和拆卸Fr

14.4滚动轴承的工作情况（一）轴承元件上的载荷分布δ0

在径向载荷Fr作用下，上半圈滚动体不受力，下半圈各滚动体承受大小不同的载荷。潘存云教授研制

各滚动体从开始受力到受力终止所对应的区域------承载区向心轴承：径向载荷的分布FN0FN1FN1FN2FN2最下方的滚动体受载最大，两旁逐渐减少。FN0FN1FN1FN2FN2Fr（二）轴承元件上的载荷及应力的变化

滚动体所处位置不同，所受载荷不同。滚动体、转动套圈上某点的应力变化σHFNito承载区非承载区是周期性不稳定变化FN0FN1FN1FN2FN2Fr固定套圈上某点的应力变化σHFNito

滚动轴承各元件承受的都是脉动变化的接触应力是稳定的脉动循环变化

FS=∑FSi

（三）向心推力轴承的派生轴向力FaFrαF’NiFSiFNi

α---派生轴向力F’Ni径向分力FNi轴向分力FSi径向载荷Fr∑FNi=FrFSi=FNitanα

FS---

将迫使轴颈（连同内圈和滚动体）有向右移动的趋势，从而与外圈分离。Fr

为避免在FS的作用下，滚动体与套圈相分离，向心推力轴承必须成对使用。派生轴向力：

FS=∑FSi

派生轴向力FS应在轴向力Fa作用下达到平衡。αFdFrFaFSFrFaF’NiFNi

FSiααFrFrFa2.轴向力Fa对载荷分布的影响FNi▲当只有最下方一个滚动体受载时：=

FaFNFNFS=FrtanαFdFNiFSiα

当受载滚动体数目增多时，派生轴向力FS将增大，

这时平衡派生轴向力FS所需施加的轴向力

Fa

也随之增大为：Fa

=

FS

>

Frtanα▲当Fa≈1.25Frtanα时，▲当Fa≈1.7Frtanα时，

当受载滚动体数目增多时，派生轴向力FS将增大

，

这时平衡派生轴向力FS所需施加的轴向力Fa

也随之增大：Fa=

FS

>

Frtanα根据研究：---约半圈滚动体同时受载---全部滚动体同时受载

14.4滚动轴承的工作情况2.轴向力Fa对载荷分布的影响

▲

为了平衡FS

就必须在FS

的反向增加轴向力Fa。

当Fa↑，→受载滚动体数目↑，→套圈滚道上径向载荷的承载区↑，→轴承承受径向载荷的能力↑。▲为了保证轴承能可靠地工作，应使它至少达到下半圈滚动体全部受载。以上分析说明：▲

（角）及（锥）轴承须在Fr

和Fa

的联合作用下工作。一般都是成对使用。

14.4滚动轴承的工作情况

14.5

滚动轴承尺寸的选择过度磨损烧伤卡死、元件破裂（一）滚动轴承的失效形式及基本额定寿命1、失效形式（正常）-----

点蚀破坏----非正常失效（维护保养不当而造成）2、轴承的寿命

单个轴承在出现点蚀破坏前，一个套圈相对另一个套圈的转数。3、基本额定寿命L10

对每一个轴承来讲，在额定寿命期内能正常工作的概率为90%

，提前发生破坏的概率仅为10%。

一批相同的轴承在相同的运转条件下工作，其中10%的轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承不发生点蚀破坏前的转数（以106为单位）或工作小时数。

一组在相同条件下运转的相同型号的轴承，其可靠度为90%时的寿命作为标准寿命。规定：

14.5

滚动轴承尺寸的选择L’h/h表

推荐的轴承预期计算寿命L’h

机器类型

不经常使用的仪器或设备

300~3000短时间或间断使用的机械，中断时不致引起严重后果

3000~8000

间断使用的机械，中断使用后果严重8000~12000

每天8h工作的机械（利用率不高）

12000~20000每天24h连续工作的机械

40000~60000预期计算寿命L’h

----设计机器时所要求的轴承寿命；通常可参照机器的大修期限取定。

14.5

滚动轴承尺寸的选择定义：使轴承的基本额定寿命恰好为106

转时，轴承所能承受的载荷值。推力轴承---指纯轴向载荷，记为：Ca（二）滚动轴承的基本额定动载荷C

C----表征了不同型号轴承的承载特性。可从设计手册或轴承样本中查取。向心轴承---指纯径向载荷，记为：Cr向心推力轴承---指使套圈产生纯径向位移的载荷的 径向分量

14.5

滚动轴承尺寸的选择（三）滚动轴承寿命的计算公式1、寿命计算要解决的两个问题：（1）当载荷P=C

时，L10=106转；当P≠C时，L10=？（2）已知载荷P,要求预期计算寿命L’h，应选C=?的轴承？2、寿命计算公式0123451015Lh(106r)25.5252015105PKN

14.5

滚动轴承尺寸的选择轴承的载荷—寿命曲线若已知轴承转速n，则：Lh≥L’h

（计算正确）（解决第一类问题）P---当量动载荷指数：310/3ε=---球轴承---滚子轴承式中：（三）滚动轴承寿命的计算公式

14.5

滚动轴承尺寸的选择若轴承的预期计算寿命L’h已知，则：查手册，可选择所需要的轴承的型号：C≤C手册（计算正确）（解决第二类问题）（三）滚动轴承寿命的计算公式

14.5

滚动轴承尺寸的选择注：高温轴承（t>125℃

）→C↓

引进温度系数ft

修正后的计算公式：Ct=ftC表

温度系数

轴承工作温度/℃

温度系数

ft≤12025020015012530010.950.900.700.750.601752250.850.80

14.5

滚动轴承尺寸的选择(四)滚动轴承的当量动载荷P

当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重影响，经换算后的假想载荷。1、当量动载荷的概念：

实际工作中，轴承常常同时承受径向载荷Fr

和轴向载荷Fa。在计算轴承寿命时，必须将实际载荷换算成与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的当量动载荷。

14.5

滚动轴承尺寸的选择2、当量动载荷P的计算公式：P=fP（XFr+Y

Fa）X----径向动载荷系数

Y----轴向动载荷系数式中：见表fP----载荷系数；见表对只能承受纯径向载荷Fr的轴承（如N、NA类轴承）：P=fPFr对只能承受纯轴向载荷Fa的轴承（如5类轴承）：P=fPFa表

径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y轴承类型深沟球轴承0.0250.222.0Fa

C0r

eFa/Fr>eFa/Fr

≤eXYXY0.0400.241.80.0700.271.60.1300.311.40.2500.370.561.210………………0.0150.381.470.0290.401.400.0580.431.300.0870.461.23

α=

15˚0.1200.470.441.1910…………角接触球轴承α=

25˚----0.680.410.8710α=

40˚----1.140.350.5710

圆锥滚子轴承

----(e)

0.40(Y)10调心球轴承

----(Y2)

(Y1)

0.65--1表

载荷系数

fP

载荷性质无冲击或轻微冲击中等冲击强烈冲击fP1.0~1.21.2~1.81.8~3.0

14.5

滚动轴承尺寸的选择3、举例：解：由表e在0.24~0.27之间由插入法求得:

Y=1.72有一60000型轴承6312，C=81800N，C0=51800N，

已知：Fr=5500N,

Fa=2700N,

fP=1.2，试求

P=?X=0.56，Y=1.8~1.6

14.5

滚动轴承尺寸的选择▲特别提醒：

Fr

与Fa

是轴承自身所受的径向和轴向载荷，不是轴上传动零件（如齿轮、蜗轮等）所受的径向和轴向载荷。（在齿轮受力分析中的径向和轴向载荷在本章中写为Fre

和

Fae

）公式

P=fP（XFr+Y

Fa）

中

14.5

滚动轴承尺寸的选择(五)角接触球轴承和圆锥滚子轴承的径向载荷

Fr与轴向载荷Fa的计算

1、轴承的安装方式----使轴的支点中心距离加大。----使轴的支点中心（压力中心）靠近(1)正装（面对面安装）(2)反装（背靠背安装）轴承压力中心（支反力作用点、支点中心）-----轴承反力的径向分力在轴心线上的作用点。

14.5

滚动轴承尺寸的选择一般取在轴承与轴颈配合宽度的中点FS221FS1FaeFS2FS112Fae外圈窄边相对安装(正装)a2a121FS1Fr1FS2Fr2FreFaea1a221外圈宽边相对安装(反装)FS2Fr2

FS1Fr1FaeFre

14.5

滚动轴承尺寸的选择2、径向载荷

Fr的计算公式：中注意：Fr可能是支点处水平支反力与垂直支反力的合力FreFr1、Fr2按材力求支反力方法

14.5

滚动轴承尺寸的选择3、轴向载荷

Fa的计算Fa≠

Fae

Fa的计算既要考虑所有作用在轴上的轴向外载荷Fae

，又要考虑由

Fr

所产生的派生轴向力

FS

。FreFr1Fr2FS1FS2Faea2a121

14.5

滚动轴承尺寸的选择

派生轴向力FS的大小，见表FS=1.14FrFS=0.68FrFS=eFrFS=Fr／(2Y)70000B(a=40º)70000AC(a=25º)70000C(a=15º)角接触球轴承圆锥滚子轴承表派生轴向力

FS的计算公式

派生轴向力FS的方向，则总是与压力中心的偏离方向相一致。

14.5

滚动轴承尺寸的选择1.当

Fae+FS2>FS1时，FS1=Fae+FS2

被放松轴承2：

Fa2=FS2

被压紧轴承1：

Fa1=Fae+FS2

由于轴承1的右端已固定，轴不能向左移动，轴承1被压紧。由平衡条件得轴承1(压紧端)承受的轴向载荷：Faea2a121FS1Fr1FS2Fr2Fre

计算时，首先应画出轴及轴承的结构简图

当轴处于平衡时，应满足：不满足时，会出现两种情况：轴有左移趋势，FS2FS112Fae轴及轴承的结构简图轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”Faea2a121FS1Fr1FS2Fr2Fre2.当

Fae+FS2<FS1时，被放松轴承1：

Fa1=FS1

轴有右移趋势，被压紧轴承2：

Fa2=FS1-

FaeFS2FS112Fae轴及轴承的结构简图轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”

总结：角、锥轴承所受轴向力的计算方法：1）根据轴承的受力和结构，判断出全部轴向力（包括外载荷和派生轴向力）合力的指向。2）被“放松”轴承的轴向力Fa

=本身的派生轴向力FS，被“压紧”轴承的轴向力Fa=除去本身派生的轴向力后，其余各轴向力的代数和。分析哪一端轴承被“压紧”、哪一端轴承被“放松”。

14.5滚动轴承尺寸的选择（六）滚动轴承的静载荷在工作载荷下基本不旋转或缓慢摆动及转速极低的轴承，其失效形式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。滚动轴承不能超过的外载荷界限

—基本额定静载荷C0。应按轴承的静强度来选择轴承的尺寸。

规定：使受载最大的滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力达到一定值的载荷，作为轴承静强度的界限，----基本额定静载荷。

14.5

滚动轴承尺寸的选择P0

----当量静载荷：P0=X0Fr+Y0Fa按轴承静承载能力选择轴承的公式为：C0≥

S0P0式中：S0----静强度安全系数，查表13--8。X0、Y0

----当量静载荷的径向、轴向系数，其值可查手册。

14.5

滚动轴承尺寸的选择（七）滚动轴承尺寸选择的过程

由力分析确定轴承所承受的Fr与Fa计算当量动载荷P=fP(XFr+YFa)明确轴承的工作转速n与预期寿命L’h计算轴承应满足的基本额定动载荷

由手册查取合适的轴承C手册≥C（八）计算滚动轴承寿命的过程

由轴上零件的载荷情况求出Fr与Fa计算当量动载荷P=fP(XFr+YFa)计算轴承的寿命当Lh≥Lh’

时，则满足使用要求

14.6

轴承装置的设计目的：为了正确解决轴承的安装、配置、紧固、调整、润滑、密封等问题。（一）支承部分的刚性和同心度▲轴及轴承座必须有足够的刚性，以避免变形使滚动体的滚动受阻滞；●轴承座孔壁应有足够的厚度；●轴承座的悬臂应尽可能地缩短，并增加肋板；●采用套杯以防止座孔被压坏。使用钢衬筒的轴承座孔钢衬筒用加强筋增强轴承座孔刚性肋板L▲

一根轴上两个支承的座孔，必须尽可能地保持同心，以免轴承内外圈间产生过大的偏斜。●采用整体结构的外壳，并把两个轴承孔一次镗出；●在一根轴上的不同尺寸的轴承孔仍应一次镗出，这时可利用衬筒来安装尺寸较小的轴承。

14.6

轴承装置的设计闭式齿轮传动（二）轴承的配置

----指一个轴系应采用几个轴承支承、如何支承、如何配置等问题。合理的轴承配置应考虑：▲轴在机器中有正确的位置▲防止轴向窜动▲轴受热膨胀后不致将轴承卡死等因素

14.6

轴承装置的设计双支点各单向固定一支点双向固定、另一端支点游动两端均游动C=0.2~0.3mm预留补偿间隙双支点各单向固定常用的轴承配置方法：用于工作温度不高的短轴（L<400mm）L1b小锥齿轮轴支承结构之一特点：1、面对面安装4、调节外圈可对轴承进行预紧2、轴支承刚性差3、调整轴承游隙容易5、受热膨胀后易卡死6、轴装配较容易7、轴上应力集中小bL2小锥齿轮轴支承结构之二

14.6

轴承装置的设计b小锥齿轮轴支承结构之二特点：1、背靠背安装4、调节内圈可对轴承进行预紧2、轴支承刚性好3、调整轴承游隙不容易5、受热膨胀后不易卡死6、轴装配不容易7、轴上应力集中大L2常用的轴承配置方法：双支点各单向固定一个支点双向固定、另一端支点游动两端均游动固定支承游动支承选用圆柱滚子轴承时，外圈应双向固定。游动支承L适用于工作温度较高的长轴选用深沟球轴承时，外圈与端盖间应留有间隙。

14.6

轴承装置的设计

14.6

轴承装置的设计

14.6

轴承装置的设计

14.6

轴承装置的设计

14.6

轴承装置的设计双支点各单向固定一个支点双向固定、另一端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。两端游动常用的轴承配置方法：（三）滚动轴承的轴向紧固---将轴承内圈或外圈相对于轴或轴承座实施紧固。

14.6

轴承装置的设计内圈的紧固方法：弹性挡圈固定圆螺母与止动垫圈固定轴端挡圈固定紧定衬套、圆螺母、止动垫圈与锥孔内圈固定。端盖固定孔用挡圈轴承外圈止动槽螺纹环紧固外圈的紧固方法：

14.6

轴承装置的设计调整垫片加减垫片（四）轴承游隙及轴上零件位置的调整1.轴承游隙的调整螺钉调整调整垫片加减垫片加减垫片的厚度螺钉调整方法：2.轴上零件位置的调整目的：使轴上的零件具有准确的工作位置。例如：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。才能保证正确啮合。方法：套杯+调整垫片轴承组合位置调整的方法：套杯+调整垫片锥顶点不重合！锥顶点重合！(五)滚动轴承的配合▲滚动轴承作为一种通用的标准件，规定采用以下配合类型：内圈----轴→基孔制外圈----轴承座孔→

基轴制----指内圈与轴颈、外圈与轴承座孔的配合。常用的轴公差代号有：k6、m6

常用的孔公差代号有：

H7、J7、Js7

14.6

轴承装置的设计

对某些可调游隙的轴承，在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，使内、外圈产生相对移动以消除轴承中的轴向游隙，并在滚动体和内、外圈接触处产生预压变形。（六）滚动轴承的预紧目的：提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减少机器工作时轴的振动。

14.6

轴承装置的设计（六）滚动轴承的预紧方法加金属垫片磨窄套圈潘存云教授研制

14.6

轴承装置的设计（七）滚动轴承的润滑

轴承中润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还可以起散热、减少接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用。润滑方式脂润滑油润滑按dn值查表脂润滑优点：油膜强度高，不易流失、便于密封，充填一次，可运转较长时间。油润滑优点：摩擦阻力小、能散热，可在高速、高温环境下使用。

14.6

轴承装置的设计

当滚动轴承的速度较低（dn≤2×105mm.r/min）时，常采用脂润滑。

在高温、高速的条件下，通常采用油润滑。飞溅润滑-----是一般闭式齿轮传动装置中的轴承常用的润滑方法。

即当箱内齿轮的圆周速度较大（v≥2~3

m/s）时，利用齿轮转动时飞溅带起的油来润滑轴承。

14.6

轴承装置的设计装拆轴承时，要特别注意：（八）滚动轴承的安装与拆卸1)不允许通过滚动体来传力，以免使滚道或滚动体造成损伤。2)由于轴承的配合较紧，装拆时应使用专门的工具。潘存云教授研制错误的施力正确的施力错误正确轴承内圈的拆卸滚动轴承的安装装内圈于轴上

14.6

轴承装置的设计内外圈上同时受力h1h1轴承外圈的拆卸

14.6

轴承装置的设计

14.6

轴承装置的设计

密封方式的选择与润滑的种类、工作环境、温度、密封表面的圆周速度有关。分类接触式非接触式组合式毛毡圈密封密封圈密封间隙密封迷宫式密封---毛毡迷宫式密封（九）滚动轴承的密封装置

14.6

轴承装置的设计毛毡圈密封适用场合：脂润滑，要求环境清洁，轴颈圆周轴速度v<4~5

m/s，工作温度不超过90℃。

矩形断面的毛毡圈被安装在梯形槽内，对轴产生一定的压力而起到密封作用。接触式密封：

14.6

轴承装置的设计适用场合：脂或油润滑，轴颈圆周速度v<4~5m/s，工作温度:-40~100℃。

(a)(b)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。接触式密封：

密封唇朝里，目的是防漏油

密封唇朝外，目的是防灰尘适用场合：

脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封用脂的滴点。密封效果可靠。

因考虑到轴受热后会变长，间隙取δ=1.5~2mm迷宫式密封δ=0.1~0.2mm(a)(b)δδ=1.5~2mmδ

将旋转件与静止件之间的间隙做成迷宫形式，并在间隙中充填润滑脂以加强密封效果。径向曲路径向曲路适用场合：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0.1~0.3mm。间隙密封(a)(b)δ=0.1~0.3mmδ非接触式密封：δ适用场合：适用于脂润滑或油润滑，密封效果可靠。

把多种密封形式组合在一起，可充分发挥各自的优点，提高密封效果。组合密封---毡圈加迷宫组合式密封：

14.6

轴承装置的设计

一对70000AC型轴承的结构如图13---13a)所示。例1：

已知轴上的Fre=9000N，Fae1=3000N，Fae2=5000N，

求：径向载荷Fr1、Fr2和轴向载荷Fa1、Fa2。21Fae1Fae22LLFre

14.7

滚动轴承典型例题分析Fr2Fr1解：（1）画简图，求Fr1、Fr2由材力求反力方法可知：FS1FS2（2）求FS1、FS2，并判明指向由表13---7知，70000AC型轴承的Fs=0.68Fr指向如图示21Fae1Fae22LLFre已知:Fre=9000N，Fae1=3000N，Fae2=5000N，求：Fr1、Fr2和Fa1、Fa2。FsFs（3）判明轴承压紧放松情况向左的合力：

FS1+Fae1=5040N＜向右的合力：

FS2+Fae2=9080N轴有右移趋势，（4）求Fa1、Fa2FS1FS221Fae1Fr2Fr1Fae22LLFre故1轴承被“压紧”，2轴承“被放松”。Fs2Fs2例2：已知一对30304轴承所受的载荷情况如图示。 若n=1500rpm，fp=1，试判断哪个轴承危险， 并求危险轴承的寿命？C=31.5KN，C0=20.8KN，e=0.3，Y=2，FS=Fr/2YFa/Fr≤e时，X=1，Y=0，Fa/Fr>e时，X=0.4，Y=230304轴承注：21Fae=1000NFre=3000N2LL21Fae=1000NFre=3000N2LLFr2Fr1⑴求两轴承的径向载荷Fr1、Fr2对1点取矩：Fre×3L=Fr2×2LFr2=3/2Fre=3/2×3000=4500N∴对2点取矩：Fre×L+Fr1×2L=0Fr1=-Fre／2=-3000／2=-1500N(负号表示方向向下)∴FS2FS1⑵求派生轴向力FS1、FS2FS1=Fr1／2Y=1500/2×2=375NFS2=Fr2／2Y=4500/2×2=1125N（方向如图示）Fr2Fr121Fae=1000NFre=3000N2LLFS2FS1⑶求两轴承的轴向载荷Fa1、Fa2Fae+FS2=1000+1125=2125N＞FS1=375N∵∴轴有左移趋势，1被“压紧”，2被“放松”

∴Fa1=Fae+FS2=1000+1125=2125NFa2=FS2=1125N⑸求轴承的寿命

Lh⑷求两轴承的当量动载荷

P1、P2∴X1=0.4，Y1=2∴X2=1，Y2=0∴P1=fp

(X1Fr1+Y1Fa1)

=0.4×1500+2×2125=4850NP2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)

=1×4500=4500N∵P1>P2，∴轴承1危险例题

31、分析：∵轴颈直径在50~60mm之间，∴内径代号可取10~12若：直径为φ50，可选用型号有：6010，6110，6210，6310，6410

直径为φ55，可选用型号有：6011，6111，6211，6311，6411直径为φ60，可选用型号有：6012，6112，6212，6312，64122、由手册选：6310轴承，C=61800N，C0=38000N，取fp

=1.2由表13—5知：e在0.27~0.31之间∵，∴X=0.56，Y在1.6~1.4之间由插入法求得：

Y=1.597X=0.56，Y=1.597∴3、求当量动载荷P4、验算6310轴承的寿命即低于预期计算寿命，故该轴承不可用。

因题中的轴径尺寸允许取为50~60mm，故可改为6311或6312轴承，验算从略。例14.1

说明轴承代号6212、30208／P6x、7310C/P5的含义。解：6212：6表示深沟球轴承；2为尺寸系列代号，已略去宽度系列代号0，故2仅为直径系列代号；12表示轴承内径d＝125mm＝60mm；公差等级为P0级（省略）。30208/P6x：3表示圆锥滚子轴承；02为尺寸系列代号，其中0为宽度系列代号，2直径系列代号；08表示轴承内径d＝85mm＝40mm；P6x表示公差等级6x级。7310C/P5：7表示角接触球轴承；3仅为直径系列代号，略去宽度系列代号0，故3仅为直径系列代号；10表示轴承内径d＝10×5mm＝50mm；C表示轴承接触角α＝15º；P5表示轴承的公差等级为5级。103例14-2

有6211型轴承，所受径向载荷Fr＝6000N，轴向负荷Fa＝3000N，轴承转速n＝1000r／min，有轻微冲击，常温下工作，试求其寿命。解查手册得6211型轴承的基本额定动载荷Cr＝43.2kN，