湖理工机械设计基础课件16滚动轴承

第十六章滚动轴承§16—1概述一、滚动轴承的基本结构如图16-1，滚动轴承由内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4组成滚动轴承按照滚动体形状分为球轴承和滚子轴承。图16-2示，滚子分为a)圆柱滚子

b)圆锥滚子c)球面滚子

d)滚针保持架主要是均匀地隔开滚动体二、滚动轴承的材料轴承的内、外圈和滚动体一般用轴承铬钢制造。硬度不低于HRC60

滚动轴承构造滚子形式§16—2滚动轴承的主要类型及其代号（一）滚动轴承的主要类型、性能与特点表16-2各类滚动轴承的性能和特点。下一页A)向心轴承B)推力轴承C)向心推力轴承图13-3不同类型的轴承的承载情况返回（一）轴承的载荷大小、方向和性质

载荷是选择轴承的主要依据。滚子轴承受较大载荷；依载荷方向可选不同轴承。（二）轴承的转速：转速较高时才会影响。１）高速时优先选用球轴承２）在内径相同时，外径越小适于更高速。３）保持架材料和结构对轴承转速影响大。４）推力轴承的极限转速均很低，转速高时，若轴向载荷不十分大，采用角接触球轴承。５）若工作转速超过样本规定极限转速，可提高轴承公差等级，或适当加大轴承径向游隙，或油雾润滑等。（三）轴承的调心性能：圆柱滚子或滚针轴承对偏斜敏感。（四）轴承的安装和拆卸：轴承没有部分面时，应优先用内外圈可分离的轴承（N0000，NA0000，30000等）。图13-5选择轴承时考虑的因素：

表征轴承结构和工作性能的某些要

素

1、游隙—一个套圈固定，另一个套圈沿径向或轴向的最大移动量。

2、接触角—滚动体与外圈滚道接触点（或线）的法线与径向平面之间的夹角

(表16-1）

3、角偏位：内圈对外圈轴线偏斜量

4、极限转速—最大工作转速

（二）滚动轴承的代号GB/T272-93（1994年月1日起）新标准GB272-88旧代号滚动轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号组成，用字母和数字表示。表13-2滚动轴承代号的构成1。基本代号基本代号用来表明轴承的内径、直径系列、宽度系列和类型1）内径用基本代号右起第一、二位数字表示。对于内径为10~500mm的轴承用5的倍数表示其内径。滚动轴承旧代号GB272-88字母精度等级xxxxxxx数字宽度系列代号结构特点代号类型代号外径系列代号（图16-5）内径系列代号（表16-3）（表16-2）（用字母C、D、E、G表示）由于通常所用轴承为正常结构，且对宽度无特殊要求，代号右起第5、6、7位数字均可省略，常见的是四位数字返回前页

C—2

02轴承内径d=15mm轻系列向心球轴承（

=0）代号为0不注C级精度—

３

６

３

１3轴承内径d=65中系列角接触向心球轴承公称接触角

＝１５°Ｇ级精度，不标出例１例２返回前页2）轴承的直径系列（即结构相同、内径相同的轴承在外径和宽度方面的变化系列）用基本代号右起第三位数字表示。

图13-43）轴承的宽度系列（即结构、内径和直径系列都相同的轴承在宽度方面的变化系列）用基本代号右起第四位数字表示。当宽度系列为0系列（正常系列）时，对多数轴承可不标。直径系列代号和宽度系列代号统称为尺寸系列代号。4）轴承类型代号用基本代号右起第5位数字表示。表13-12。后置代号轴承的后置代号用字母和数字等表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求等。1）内部结构代号是表示同一类型轴承的不同内部结构，用字母紧跟着基本代号表示。如接触角为15°、25°、40°的角接触轴承分别用C、AC、和B表示。2）轴承的公差等级分别为2级、4级、5级、6级、6X级和0级共6个等级。依次由高到低代号分别为/P2、/P4、/P5、/P6、/P6X和C5表示。6X仅适用于圆锥滚子轴承，0级为普通级，在轴承代号中不标出。3）常用的轴承径向游隙系列为1组、2组、0组、3组、4组和5组，共6个组别。径向游隙依次由小到大。0组为常用组别，不标。其余分别用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。3。前置代号轴承的前置代号用于表示轴承的分部件，用字母表示。如用L表示可分离轴承的可分离套圈；K表示轴承的滚动体与保持架组件。滚动轴承详细的代号方法可查阅GB/T272-93。代号举例：6308－表示内径为４０mm，中系列深沟球轴承，正常宽度系列，０级公差，０组游隙。问：７２１１c/p5表示什么？７２１１c/p5－内径为５５mm，轻系列角接触球轴承，正常宽度，接触角

＝１５

，５级公差，０组游隙。§1６—3滚动轴承的失效形式及选择计算一、滚动轴承的失效形式

1）疲劳破坏（点蚀）

2）塑性变形

3）磨损

4）破裂二、轴承的寿命寿命：单个轴承，其中一个套圈或滚动体材料首次出现疲劳扩展之前，一套圈相对于另一套圈的转数。图13-11为一典型的轴承寿命分布曲线。轴承的额定寿命（基本额定寿命）：按一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承一发生点蚀破坏前的转数（以106为单位）或工作小时作为轴承的寿命。这一寿命称轴承的额定寿命。二、轴承工作时轴承元件上的载荷分布以向心轴承为例，滚动体处于图13-6位置。按变形协调条件，不在Ｒ作用线上的其它各点的径向变形量为：三、额定动载荷及寿命计算１。滚动轴承的额定动载荷轴承额定动载荷：使轴承的额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷值，用字母C代表。对向心轴承，称径向基本额定动载荷Cr对推力轴承，称轴向基本额定动载荷Ca对角接触球轴承或圆锥滚子轴承，指的是使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量。２。寿命计算返回Pr四、角接触向心轴承轴向载荷的计算－当角接触球轴承或圆锥滚子轴承承受径向载荷时，图16-8示产生派生轴向力S为了平衡内部轴向力，以免串动，通常成对使用。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、派生轴向力S（表16-7计算公式）

如图16-9示，轴承成对使用。“面对面”或“背靠背”Ka+S2=S12、轴向载荷FaFa并不完全由外界的轴向载荷作用力Ka产生，而是应该根据Ka和S之间的平衡条件求出。如图16-9a)示：当Ka+S2>S1时，轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”的趋势

Fa1=Ka

+S2,Fa2=S2当Ka+S2<S1时，轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”的趋势

Fa2=S1-Ka,Fa1=S1图16-9b)示Ka方向相反，分析方法相同五、滚动轴承当量动载荷P（Pr或Pa)计算

Ｐr=XFr+YFa对于只承受纯径向载荷轴承：Pr=Fr对于只承受纯轴向载荷轴承：Pa=Fa为考虑冲击力、不平衡力、惯性力等，乘上一个载荷系数fp(表13-6）:P=fp(XFr+YFa),P=fpFr,Pa=fpFa寿命计算公式中，载荷F实际计算时应用当量载荷Pr代替！寿命公式六、滚动轴承的额定静载荷GB/T4662-93规定，应力最大的滚动体和滚道接触处总变形量不超过万分之一是静载荷，作为轴承静强度的界限，称为额定静载荷。C0（C0r或C0a)

当量静载荷P0rP0r=X0Fr+Y0Fa，

C0

S0P0r，

S0-轴承静强度安全系数径向载荷的分布轴承寿命曲线§16-4滚动轴承的润滑和密封一、滚动轴承的润滑1。润滑脂2。油润滑（图16-11，选择润滑油的粘度）1）油浴润滑

2）滴油润滑

3）飞溅润滑

4）喷油润滑

5）油雾润滑3。固体润滑（二硫化、石墨、聚四氟乙烯等）1）用粘接剂将固体润滑剂粘接在滚道和保持架上；2）把固体润滑剂加入工程塑料和粉未冶金材料中，制成有自润滑性能的轴承零件；3）用电镀、高频溅射、离子镀等在轴承零件表面形成耐磨层二、滚动轴承的密封（表16-9）1。接触式密封1）毡圈密封：2)唇形密封圈：3）密封环：2。非接触式密封1）隙缝密封：2）甩油密封：3）曲路密封：返回§13—6滚动轴承的组合设计一、轴承的固定

1。两端固定常用两个反装角接触轴承或圆锥滚子轴承。如图13-16、13-17。深沟球轴承也可以用此支承，图16-12。

2。一端固定、一端游动对于跨距大于350mm且工作温度较高的轴，其热伸长量大，应采用一支点双向固定，另一支点游动的支承结构。图16-13。当轴向载荷较大时，作为固定的支点可以采用向心轴承和推力轴承组合结构，图13-21。也可用两个角接触轴承“背靠背”或“面对面”组合结构。如图13-22。返回两端固定轴承一端固定一端游动轴承3。滚动轴承的轴向紧固方法内圈紧固的方法：1）轴向力不大时，用轴向弹性挡圈嵌在轴的沟槽内2）当轴端切割螺纹困难时，用螺钉固定的轴端挡圈紧固3)转速高时轴向力较大时，用圆螺母和止动垫圈紧固（图4)光轴、轴向力和转速不大、内圈为圆锥孔的轴承，用紧定衬套、止动垫圈和圆螺母紧固。外圈轴向紧固常用方法1）当轴向力不大，向心轴承，用嵌入外壳沟槽内的孔用弹性挡圈紧固；2）当外壳不便设凸肩且外壳为剖分式结构时，用止动环嵌入轴承外圈的止动槽内紧固3)对高速及轴向力很大时，各类轴承用轴承盖紧固。4)对高速及轴向力很大又不适于用轴承盖时，用螺纹环紧固。二、轴承组合的调整

1、轴承间隙的调整1）靠加减轴承盖与机座间垫片厚度调整；2）图16-14b)通过轴承外圈压盖3移动外圈位置来进行调整；2、轴承的预紧1）利用金属垫片（图16-15a)2)磨窄套圈（图