第十四章 滾動軸承

1、第十四章第十四章 滾動軸承滾動軸承 軸承的功用是支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少軸承的功用是支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損, ,并承受載荷。并承受載荷。 根據(jù)支承處相對運(yùn)動表面的摩擦性質(zhì)，軸承分為滑動摩擦軸根據(jù)支承處相對運(yùn)動表面的摩擦性質(zhì)，軸承分為滑動摩擦軸承和滾動摩擦軸承，分別簡稱為滑動軸承和滾動軸承，如圖所承和滾動摩擦軸承，分別簡稱為滑動軸承和滾動軸承，如圖所示。示。 滾動軸承（向心軸承）滾動軸承（向心軸承）滾動軸承（推力軸承）滾動軸承（推力軸承）14141 1 滾動軸承的構(gòu)造，類型及特點(diǎn)滾動軸承的構(gòu)造，類型及特點(diǎn)一、滾

2、動軸承的構(gòu)造一、滾動軸承的構(gòu)造 滾動軸承滾動軸承依靠滾動體與軸承座圈間的滾動接觸來工作，依靠滾動體與軸承座圈間的滾動接觸來工作，用于支撐旋轉(zhuǎn)零件或擺動零件用于支撐旋轉(zhuǎn)零件或擺動零件(各類滾動體)滾動軸承的材料滾動軸承的材料 滾動軸承的內(nèi)外圈和滾動體應(yīng)具有較高的硬度和接觸疲滾動軸承的內(nèi)外圈和滾動體應(yīng)具有較高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用特殊軸承鋼制造，勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用特殊軸承鋼制造，常用材料有常用材料有GCrl5GCrl5、GCrl5SiMnGCrl5SiMn、GCr6GCr6、GCr9GCr9等，經(jīng)熱處理后等，經(jīng)熱處理后硬度可達(dá)硬度可達(dá)60-65HR

3、C60-65HRC。滾動軸承的工作表面必須經(jīng)磨削拋光，。滾動軸承的工作表面必須經(jīng)磨削拋光，以提高其接觸疲勞強(qiáng)度。保持架多用低碳素鋼板通過沖壓成以提高其接觸疲勞強(qiáng)度。保持架多用低碳素鋼板通過沖壓成形方法制造，也可采用有色金屬或塑料等材料。形方法制造，也可采用有色金屬或塑料等材料。 二、滾動軸承的類型與特點(diǎn) 1.1.調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承10001000 2.2.調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承20002000 3. 3.圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承3000 3000 4.4.雙列深溝球軸承雙列深溝球軸承400040005.5.推力球軸承推力球軸承500050006.6.深溝球軸承深溝球軸承60006000 7

4、.7.角接觸球軸承角接觸球軸承700070008.8.推力圓柱滾子軸承推力圓柱滾子軸承800080009.9.圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承N N 滾子軸承承載能力高，極限轉(zhuǎn)速低 球 軸承 承載能力低，極限轉(zhuǎn)速高1、基本代號（見教材表、基本代號（見教材表14-2）（1）軸承類型）軸承類型基本代號右起五位基本代號右起五位軸承類型軸承類型代號代號軸承類型軸承類型代號代號雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承0 0深溝球軸承深溝球軸承6 6調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承1 1角接觸球軸承角接觸球軸承7 7調(diào)心滾子軸承和推力調(diào)心滾子調(diào)心滾子軸承和推力調(diào)心滾子軸承軸承2 2推力圓柱滾子軸承推力圓柱滾子軸承8 8圓錐滾子軸承圓

5、錐滾子軸承3 3圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承N N雙列深溝球軸承雙列深溝球軸承4 4外球面球軸承外球面球軸承U U推力球軸承推力球軸承5 5四點(diǎn)接觸球軸承四點(diǎn)接觸球軸承QJQJ一、滾動軸承的代號一、滾動軸承的代號( (前置代號前置代號+ +基本代號基本代號+ +后置代號）后置代號）14142 2 滾動軸承的代號及類型選擇滾動軸承的代號及類型選擇寬度系列寬度系列右起第四位右起第四位數(shù)字?jǐn)?shù)字09（2）尺寸系列（見教材表）尺寸系列（見教材表14-3）基本代號右起三、四位基本代號右起三、四位寬度系列在前，直徑系列在后寬度系列在前，直徑系列在后 8 0 1 2 3 4 5 6 7 9 1 28 0 1 2

6、3 4 5 6 7 9 1 2特窄特窄 窄窄 正常正常 寬寬 特寬特寬 特低特低 低低 正常正常 向心軸承寬度增加向心軸承寬度增加推力軸承高度增加推力軸承高度增加但對圓錐滾子軸承但對圓錐滾子軸承(3(3類類) )和調(diào)心滾子軸和調(diào)心滾子軸承承(2(2類類) )不能省略不能省略“0 0”。寬度系列代號：一般寬度系列代號：一般正常寬度為正常寬度為“0 0”，通，通常不標(biāo)注。常不標(biāo)注。直徑系列直徑系列右起第三位右起第三位數(shù)字?jǐn)?shù)字097 8 9 0 1 2 3 4 57 8 9 0 1 2 3 4 5 超輕超輕 特輕特輕 輕輕 中中 重重 特重特重直徑增加直徑增加（3）軸承的內(nèi)徑）軸承的內(nèi)徑右起一二位數(shù)

7、字右起一二位數(shù)字a)d=10,12,15,17mm時時代號代號00010203b)d=20480mm時時d=代號代號5(mm)c)d500mm，d=22，28，32mm時時代號代號=內(nèi)徑尺寸內(nèi)徑尺寸直徑代號直徑代號/內(nèi)徑代號內(nèi)徑代號6308：6深溝球軸承，深溝球軸承，3中系列，中系列，08內(nèi)徑內(nèi)徑d=40mm，公差等級為公差等級為0級級N105/P5：7214AC/P4： 7角接觸球軸承，角接觸球軸承，2輕系列，輕系列，14內(nèi)徑內(nèi)徑d=70mm，公差等級為，公差等級為4級級30213：3圓錐滾子軸承，圓錐滾子軸承，2輕系列，輕系列，13內(nèi)徑內(nèi)徑d=65mm，0正常寬度正常寬度(0不可不可省略省

8、略)6103： 6深溝球軸承，深溝球軸承，1特輕系列，特輕系列，03內(nèi)徑內(nèi)徑d=17mm，公差等級為，公差等級為0級級N圓柱滾子軸承，圓柱滾子軸承，1特輕系列，特輕系列，05內(nèi)徑內(nèi)徑d=20mm，公差等級為，公差等級為5級級滾動軸承的標(biāo)記形式為：軸承 數(shù)字代號 國標(biāo)代號滾動軸承的內(nèi)徑代號含義見下表滾動軸承的內(nèi)徑代號含義見下表詳見教材表14-41）n高，載荷小，旋轉(zhuǎn)精度高高，載荷小，旋轉(zhuǎn)精度高球軸承球軸承n低，載荷大，或沖擊載荷低，載荷大，或沖擊載荷滾子軸承滾子軸承2）主要受）主要受Fr向心軸承（徑向接觸軸承）向心軸承（徑向接觸軸承）主要受主要受Fa，n不高時不高時推力軸承（軸向接觸軸承）推力軸

9、承（軸向接觸軸承）n高時高時角接觸球軸承或深溝球軸承角接觸球軸承或深溝球軸承二二.滾動軸承的類型選擇滾動軸承的類型選擇3）要求）要求nnlim極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速球軸承極限轉(zhuǎn)速高球軸承極限轉(zhuǎn)速高滾子軸承極限轉(zhuǎn)速低滾子軸承極限轉(zhuǎn)速低推力軸承極限轉(zhuǎn)速低推力軸承極限轉(zhuǎn)速低4）軸的剛性較差，軸承孔不同心）軸的剛性較差，軸承孔不同心調(diào)心軸承調(diào)心軸承5）便于裝拆和間隙調(diào)整）便于裝拆和間隙調(diào)整內(nèi)、外圈不分離的軸承內(nèi)、外圈不分離的軸承6）3、7兩類軸承應(yīng)成對使用，對稱安裝兩類軸承應(yīng)成對使用，對稱安裝7）旋轉(zhuǎn)精度較高時）旋轉(zhuǎn)精度較高時較高的公差等級和較小的游隙較高的公差等級和較小的游隙8）優(yōu)先考慮用普通公差等級的深

10、溝球軸承）優(yōu)先考慮用普通公差等級的深溝球軸承9) 9) 要求支承剛度高時要求支承剛度高時滾子軸承滾子軸承 1、受力分析、受力分析1)、受軸向載荷、受軸向載荷Fa各滾動體平均分擔(dān)各滾動體平均分擔(dān)2)、受徑向載荷、受徑向載荷Fr上半圈滾動體不受力上半圈滾動體不受力下半圈滾動體受力下半圈滾動體受力一、滾動軸承失效形式及計算準(zhǔn)則一、滾動軸承失效形式及計算準(zhǔn)則 14143 3 滾動軸承的壽命計算滾動軸承的壽命計算2.主要失效形式： 1）疲勞點(diǎn)蝕 安裝潤滑和維護(hù)良好更多的失效2）塑性變形 轉(zhuǎn)速很低或作間歇擺動 3）磨損潤滑不良、密封不嚴(yán)、多塵條件 滾滾 動動 軸軸 承承 的的 失失 效效 形形 式式二、滾

11、動軸承的壽命計算二、滾動軸承的壽命計算1 1、滾動軸承的基本額定壽命與可靠度、滾動軸承的基本額定壽命與可靠度（1 1）單個軸承的壽命：軸承中任一元件首次出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前軸）單個軸承的壽命：軸承中任一元件首次出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前軸承所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)，或恒定轉(zhuǎn)速下的總工作小時數(shù)。滾動軸承承所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)，或恒定轉(zhuǎn)速下的總工作小時數(shù)。滾動軸承的壽命的離散性很大。的壽命的離散性很大。（2 2）一批軸承的壽命：對一組同型號的）一批軸承的壽命：對一組同型號的滾動軸承，在相同條件下進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，滾動軸承，在相同條件下進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，可得出軸承的可靠性（即不發(fā)生疲勞破壞）可得出軸承的可靠性（即不發(fā)生疲勞破壞）與壽命之間有

12、如右圖（見教材圖與壽命之間有如右圖（見教材圖14-614-6）的）的關(guān)系。關(guān)系。10090 80 70 60 5040 30 20 10 0151020未失效軸承數(shù)量%軸承的壽命軸承的壽命/ /（10106 6r r）（3 3）基本額定壽命：一批相同的軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中）基本額定壽命：一批相同的軸承，在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中90%90%的軸承不出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕時的總轉(zhuǎn)數(shù)或在給定轉(zhuǎn)速下工作的小時的軸承不出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕時的總轉(zhuǎn)數(shù)或在給定轉(zhuǎn)速下工作的小時數(shù)，用數(shù)，用L(L(單位為單位為 ）或）或L Lh h ( (單位為小時）表示。單位為小時）表示。610（4 4）基本額定動載荷：一批同型號的軸承

13、基本額定壽命為）基本額定動載荷：一批同型號的軸承基本額定壽命為1(101(106 6轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)) )時軸承所承受的載荷，用時軸承所承受的載荷，用C C表示。表示。對徑向接觸軸承對徑向接觸軸承(6,7,3) C=(6,7,3) C=徑向載荷用徑向載荷用C Cr r表示；表示； 對推力軸承對推力軸承 C=C=軸向載荷用軸向載荷用C Ca a表示；表示； Ca與與Cr的值可通過查表的值可通過查表14-15，表，表14-16，表，表14-17查得。查得。（5）、滾動軸承的壽命計算公式）、滾動軸承的壽命計算公式載荷與壽命的關(guān)系載荷與壽命的關(guān)系(P LC常 數(shù) )610()60hCLnP用工作小時數(shù)表示軸承壽用

14、工作小時數(shù)表示軸承壽命時：命時：P-當(dāng)量動載荷，當(dāng)量動載荷，N;-壽命指數(shù)。球軸承壽命指數(shù)。球軸承=3，滾，滾子軸承子軸承=103;n-軸承轉(zhuǎn)數(shù)，軸承轉(zhuǎn)數(shù)，r/min;表14-15表14-17給出的C值是在軸承工作溫度低于120下得到的，若工作溫度高于120，引入溫度系數(shù) 考慮到振動和沖擊對軸承壽命的影響引入載荷系數(shù) 對C值進(jìn)行修正。 與 可通過表14-8與14-9選取。修正后，壽命計算公式變?yōu)椋捍斯娇勺鳛檫x擇軸承壽命或型號的依據(jù)。 參考值見表14-10tfpftfhL610()60thpf CLnf P三、滾動軸承的當(dāng)量動載荷三、滾動軸承的當(dāng)量動載荷P1對只能承受徑向載荷對只能承受徑向載荷

15、R的軸承（的軸承（6，N、NA軸承）軸承）P=R3同時受徑向載荷同時受徑向載荷R和軸向載荷和軸向載荷A的軸承的軸承2對只能承受軸向載荷對只能承受軸向載荷A的軸承（的軸承（5和和8）P=AP=XR+YAX徑向載荷系數(shù)徑向載荷系數(shù)Y軸向載荷系數(shù)軸向載荷系數(shù)X,Y值可由教材表值可由教材表14-11查取查取見教材例14-2四四、滾動軸承的靜強(qiáng)度計算滾動軸承的靜強(qiáng)度計算對于在工作載荷下基本不旋轉(zhuǎn)或緩慢旋轉(zhuǎn)或緩慢擺動的軸承，對于在工作載荷下基本不旋轉(zhuǎn)或緩慢旋轉(zhuǎn)或緩慢擺動的軸承，其失效形式不是疲勞點(diǎn)蝕，而是因滾動接觸面上的接觸應(yīng)力過大而其失效形式不是疲勞點(diǎn)蝕，而是因滾動接觸面上的接觸應(yīng)力過大而產(chǎn)生的過大的塑

16、性變形。產(chǎn)生的過大的塑性變形。在國家標(biāo)準(zhǔn)中，對每一種規(guī)格的滾動軸承規(guī)定了一個不應(yīng)超在國家標(biāo)準(zhǔn)中，對每一種規(guī)格的滾動軸承規(guī)定了一個不應(yīng)超過得載荷界限過得載荷界限基本額定靜載荷，用基本額定靜載荷，用C C0 0表示。表示。000PSC 式中：式中： P P0 0當(dāng)量靜載荷當(dāng)量靜載荷S S0 0靜強(qiáng)度安全系數(shù)其值查表靜強(qiáng)度安全系數(shù)其值查表14141414X0、Y0靜徑向和軸向載荷系數(shù)靜徑向和軸向載荷系數(shù)教材表教材表1413 第五節(jié) 滾動軸承的組合設(shè)計一、軸承的軸向固定一、軸承的軸向固定1、全固式2、固游式二、軸向位置及軸承游隙的調(diào)整二、軸向位置及軸承游隙的調(diào)整 利用軸承蓋與套杯之間的墊片組，調(diào)整軸承

17、的軸向游隙。利用軸承蓋與套杯之間的墊片組，調(diào)整軸承的軸向游隙。1、滾動軸承與軸和座孔的配合的配合軸承內(nèi)圈與軸軸承內(nèi)圈與軸松松緊緊js6，j6，k6，m6，n6松松緊緊G7，H7，JS7，J7軸承外圈與軸承座孔軸承外圈與軸承座孔DH7dk6軸承座孔公差帶G7H7Js7J7n6m6k6j6js600軸承外徑公差帶軸外徑公差帶軸承內(nèi)徑公差帶基孔制：基孔制：基軸制：基軸制：DH7dk6軸承座孔公差帶G7H7Js7J7n6m6k6j6js600軸承外徑公差帶軸外徑公差帶軸承內(nèi)徑公差帶 滾動軸承的配合是指內(nèi)圈與軸頸、外圈與外殼孔的配合。滾動軸承的配合是指內(nèi)圈與軸頸、外圈與外殼孔的配合。 滾動軸承內(nèi)孔與軸的

18、配合采用基滾動軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制，外徑與外殼孔的配合采用基孔制，外徑與外殼孔的配合采用基軸制。軸制。三、配合和裝拆三、配合和裝拆2. 2. 滾動軸承的安裝與拆卸滾動軸承的安裝與拆卸軸承的內(nèi)圈與軸頸配合較緊，對于小尺寸的軸承，一般可用壓力直軸承的內(nèi)圈與軸頸配合較緊，對于小尺寸的軸承，一般可用壓力直接將軸承的內(nèi)圈壓入軸頸。對于尺寸較大的軸承，可先將軸承放在接將軸承的內(nèi)圈壓入軸頸。對于尺寸較大的軸承，可先將軸承放在溫度為溫度為8010080100的熱油中加熱，使內(nèi)孔脹大，然后用壓力機(jī)裝在軸的熱油中加熱，使內(nèi)孔脹大，然后用壓力機(jī)裝在軸頸上。拆卸軸承時應(yīng)使用專用工具。為便于拆卸，設(shè)計時軸肩高度

19、頸上。拆卸軸承時應(yīng)使用專用工具。為便于拆卸，設(shè)計時軸肩高度不能大于內(nèi)圈高度。不能大于內(nèi)圈高度。 四、支撐部分的剛度和同軸度四、支撐部分的剛度和同軸度 應(yīng)盡量保證軸及軸承座有足夠的剛度，以避免過大的變形使?jié)L動體受阻滯應(yīng)盡量保證軸及軸承座有足夠的剛度，以避免過大的變形使?jié)L動體受阻滯而使軸承提前損壞。而使軸承提前損壞。提高支承剛度的措施：1）增加軸承座孔的壁厚2）減小軸承支點(diǎn)相對于箱體孔壁的懸臂3）采用加強(qiáng)筋加強(qiáng)支承部位的剛性減小懸臂加筋板支點(diǎn)懸臂大4 4）同一根軸上的軸承座孔應(yīng)保證同心，否則會使軸）同一根軸上的軸承座孔應(yīng)保證同心，否則會使軸線有較大的偏移，影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度，從而降低線有較大的偏移，影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度，從而降低軸承使用壽命。軸承使用壽命。 1、滾動軸承的潤滑、滾動軸承的潤滑潤滑目的：減少摩擦和磨損，減振，散熱，防腐潤滑目的：減少摩擦和磨損，減振，散熱，防腐潤滑劑：潤滑劑：潤滑油潤滑油、潤滑脂（軸頸圓周