模块四-任务三- 学习滚动轴承

模块四轴系零部件的认知与应用任务三学习滚动轴承任务三学习滚动轴承轴承是支承轴或轴上回转零件的部件，那么在设计过程中，有没有简便的方法来评估轴承的支承效果？如何确保轴承在工作过程中能够有效减少轴与轴上零件间的摩擦和磨损？滚动轴承作为标准零件，具有摩擦阻力小、起动灵敏、效率高等优点，那么在设计和计算过程中，有没有简便的方法来评估这些优点对机器性能的影响？如何确保轴承的润滑系统设计合理，同时便于维护和更换，从而提高设备的可靠性和使用寿命？如何确保其在高速、高负荷条件下仍能保持稳定的工作性能？【任务描述】一、滚动轴承的结构、类型和代号1.滚动轴承的结构滚动轴承是由外圈、内圈、滚动体和保持架等组成。内、外圈分别与轴颈、轴承座孔装配在一起。当内、外圈相对转动时滚动体即在内外圈的滚道间滚动。保持架使滚动体分布均匀，减少滚动体的摩擦和磨损。一、滚动轴承的结构、类型和代号外圈：支承零件或轴系；保持架:

将滚动体均匀分开。内圈：支承轴；滚动体：使滑动变滚动；各组成部分的作用：一、滚动轴承的结构、类型和代号滚动体类型滚动体是滚动轴承的核心零件，其种类有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子、长弧面滚子等六种。一、滚动轴承的结构、类型和代号2.滚动轴承的类型、特性及应用

向心轴承--主要用于承受径向载荷。推力轴承--主要用于承受轴向载荷。向心轴承由滚动体、保持架、内圈、外圈等组成。滚动体保持架轴圈座圈推力轴承由滚动体、保持架、轴圈（安装在轴上的轴承垫圈）、座圈（安装在轴承座内的轴承垫圈）等组成。（1）按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同分类一、滚动轴承的结构、类型和代号向心轴承主要用于承受径向载荷，其公称接触角；推力轴承主要用于承受轴向载荷，其公称接触角为。

轴承公称接触角是指滚动轴承的滚动体与外圈滚道接触点的法线和轴承径向平面的夹角。一、滚动轴承的结构、类型和代号向心轴承径向接触轴承角接触向心轴承推力轴承角接触推力轴承轴向接触轴承一、滚动轴承的结构、类型和代号2.滚动轴承的类型、特性及应用

（2）按滚动体的种类分类球轴承--滚动体为球的轴承。滚子轴承--滚动体为滚子的轴承。滚子轴承按滚子种类的不同又分为圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承和长弧面滚子轴承。圆柱滚子轴承滚针轴承圆锥滚子轴承调心滚子轴承长弧面滚子轴承一、滚动轴承的结构、类型和代号2.滚动轴承的类型、特性及应用

（3）按其能否调心分类调心轴承—轴承滚道是球面形的，能适应两滚道轴心线间较大角偏差及角运动的轴承是调心轴承。非调心轴承—能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承是非调心轴承。调心滚子轴承深沟球轴承（非调心）一、滚动轴承的结构、类型和代号2.滚动轴承的类型、特性及应用

（4）按滚动体的列数分类单列轴承—具有一列滚动体的轴承。双列轴承—具有两列滚动体的轴承。多列轴承—具有多于两列滚动体的轴承。单列圆柱滚子轴承双列圆锥滚子轴承多列圆柱滚子轴承一、滚动轴承的结构、类型和代号2.滚动轴承的类型、特性及应用

（5）按主要用途分类通用轴承—应用于通用机械或一般用途的轴承是通用轴承。专用轴承—专门用于或主要用于特定主机或特殊工况的轴承是专用轴承。奔驰卡车专用轴承通用轴承一、滚动轴承的结构、类型和代号3.滚动轴承的代号

前置、后置代号是滚动轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充说明。

滚动轴承代号由前置代号、基本代号和后置代号构成，其排列顺序如下：前置代号基本代号后置代号基本代号表示滚动轴承的基本类型、结构和尺寸，是滚动轴承代号的基础。

滚动轴承类型较多，加之同一系列中有不同的结构、尺寸精度及技术要求，为便于组织生产和选用，国家标准规定每一滚动轴承用同一形式的一组数据表示，称为滚动轴承代号，并打印在滚动轴承端面上。一、滚动轴承的结构、类型和代号3.滚动轴承的代号

一、滚动轴承的结构、类型和代号3.滚动轴承的代号

类型代号

尺寸系列代号

内径代号

基本代号阿拉伯数字或大写拉丁字母表示

1—调心球轴承

3—圆锥滚子轴承

5—推力球轴承

6—深沟球轴承

7—角接触球轴承

N—圆柱滚子轴承

C—长弧面滚子轴承内径尺寸代号1000120115021703代号×504~96滚动轴承基本代号具有相同内径的轴承在外径和宽度（或高度）方面的变化，按7、8、9、0、l、2、3、4、5的顺序，外径依次增大，轴承的承载能力也相应增大。由轴承的宽(高)度系列和直径系列代号(2位数字)组成。向心轴承用宽度系列代号表示，按8、0、l、2、3、4、5、6的顺序排序；推力轴承用高度系列代号表示，按7、9、l、2的顺序排序。一、滚动轴承的结构、类型和代号3.滚动轴承的代号

二、滚动轴承的设计1.滚动轴承的工作情况分析滚动轴承内、外套圈间有相对运动，滚动体既有自转又围绕轴承中心公转。以径向接触轴承为例，轴承承受中心轴向力Fa与径向力Fr。在理想状态下，轴向力由各滚动体均匀分担，而径向力只由半圈滚动体承受,最下面的滚动体所受载荷最大。轴承在工作状态下，滚动体与旋转套圈承受变化的脉动接触应力，固定套圈上最下端一点承受最大脉动接触应力。二、滚动轴承的设计2.滚动轴承失效形式和计算准则滚动轴承的主要失效形式有以下几种：（1）疲劳点蚀轴承工作时，滚动体和内、外套圈的接触处产生循环变化的接触应力，轴承长期工作时就会产生疲劳点蚀，使轴承运转时产生振动、噪声，运转精度降低。（2）塑性变形对转速较低和间歇摆动的轴承，在承受较大的冲击或静载荷下，滚道和滚动体出现永久的塑性变形，当变形量超过一定界限便不能正常工作。（3）磨损轴承在多粉尘或润滑不良条件下工作时，滚动体和套圈工作表面容易产生磨损。速度过高时还会出现胶合、表面发热甚至滚动体回火。二、滚动轴承的设计3.基本额定寿命和基本额定动载荷（1）寿命滚动轴承任一元件的材料首次出现疲劳点蚀前的总转数或在某一给定的恒定转速下运转的小时数称为轴承寿命。（2）基本额定寿命一批相同型号的轴承，在同样的工作条件下，其寿命一般并不相同，最低与最高寿命相差可达数十倍。基本额定寿命是指一批相同的轴承，在相同运转条件下，其中90%的轴承在疲劳点蚀前能运转的总转数或给定转速下能运转的总工作时数，其可靠度为90%。即当一批轴承工作运转达到额定寿命时，有10%的轴承已先后出现疲劳点蚀。二、滚动轴承的设计3.基本额定寿命和基本额定动载荷（3）基本额定动载荷轴承的基本额定寿命为一百万转（10⁶r）时所能承受的最大载荷为轴承的基本额定动载荷，以C表示。在基本额定动载荷C作用下，这些轴承中的90%可以工作10⁶r，而不发生点蚀失效。显然，轴承基本额定动载荷数值高，则抗点蚀破坏的能力相应要强。二、滚动轴承的设计4.当量动载荷在实际使用中，轴承往往既承受轴向载荷又承受径向载荷，为了便于研究，将实际的轴向、径向载荷等效为一假想的当量动载荷P来处理，在此载荷作用下，轴承的工作寿命与在实际工作载荷下的寿命相等。其计算公式为

P=XFr+YFa

式中P——当量动载荷（N）；Fr——轴承所承受的实际径向载荷（N）；Fa——轴承所承受的实际轴向载荷（N）；X、Y——径向载荷系数和轴向载荷系数。二、滚动轴承的设计4.当量动载荷二、滚动轴承的设计5.滚动轴承寿命计算轴承的载荷P与寿命L10的关系可以用疲劳曲线（P-L曲线）表示二、滚动轴承的设计6.角接触轴承和圆锥滚子轴承的内部轴向力三、滚动轴承部件组合设计1.滚动轴承组合的轴向固定轴承组合的轴向固定主要解决的问题是：轴承的轴向固定、轴承与其他零件的配合等问题。滚动轴承的内圈和外圈都需要进行轴向定位，使轴上零件在工作时不致发生轴向窜动。为了方便起见，先介绍单个轴承的轴向固定。

三、滚动轴承部件组合设计1.滚动轴承组合的轴向固定轴承的内圈常以轴肩作为轴向定位面。为了便于轴承拆卸，轴肩的高度应低于轴承内圈的厚度。滚动轴承内圈紧固的常用方法有：（1）用轴用弹性挡圈嵌在轴的沟槽内，主要用于轴向力不大及转速不高时（图4-3-8a）；（2）用螺钉固定的轴端挡圈紧固，可用于在高转速下承受大的轴向力（图4-3-8b）；（3）用圆螺母和止动垫圈紧固，主要用于轴承转速高、承受较大的轴向力的情况（图4-3-8c）。

三、滚动轴承部件组合设计2.轴承部件的调整（1）轴承间隙的调整采用两端固定支承的轴承部件，为补偿轴在工作时的热伸长在装配时应留有相应的轴向间隙。轴承间隙的调整方法有：①通过加减轴承盖与轴承座端面间的垫片厚度来实现；②通过调整螺钉，经过轴承外圈压盖，移动外圈来实现，在调整后，应拧紧防松螺母。

三、滚动轴承部件组合设计2.轴承部件的调整（2）轴承组合位置的调整在某些机器部件中，轴上传动件需要准确的轴向位置，这可以通过调整移动轴承的轴向位置来达到。图4-3-13所示为一小锥齿轮轴承的组合结构，套杯与机座之间的垫片1用来调整轴系的轴向位置，垫片2则用来调整轴承的轴向游隙。

三、滚动轴承部件组合设计3.轴承的装拆滚动轴承是一种比较精密的组件，在轴系的结构设计中应考虑便于装拆。轴承的装配可以采用锤打或压力机压入法，也可采用温差法。不管采用什么方法，都应使压力均匀地作用