機(jī)械設(shè)計(jì)之滾動(dòng)軸承

湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授滾動(dòng)軸承§1概述§2滾動(dòng)軸承的主要類型和代號(hào)§3滾動(dòng)軸承的類型選擇§4滾動(dòng)軸承的工作情況§5滾動(dòng)軸承尺寸的選擇§6軸承裝置的設(shè)計(jì)§7滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承性能對(duì)照§8滾動(dòng)軸承例題分析湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制§1概述各零件的作用：外圈：支撐零件或軸系；保持架:將滾動(dòng)體分開(kāi)。內(nèi)圈：支撐軸；滾動(dòng)體：滑動(dòng)滾動(dòng)；硬度和接觸疲勞強(qiáng)度↑

、耐磨性和沖擊韌性↑

用含鉻合金鋼制造，經(jīng)熱處理后硬度達(dá)：61~65HRC。工作表面需經(jīng)磨削或拋光。保持架：低碳鋼，沖壓制成高速軸承：有色金屬或塑料。滾動(dòng)軸承的組成：外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架。內(nèi)外圈上有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體將沿著滾道滾動(dòng)。裝在機(jī)座或零件軸孔內(nèi)；滾動(dòng)副的材料要求：湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、啟動(dòng)靈敏、效率高、潤(rùn)滑簡(jiǎn)便、和易于互換等。缺點(diǎn)：抗沖擊能力差、高速時(shí)出現(xiàn)噪音。滾動(dòng)軸承按其承受載荷的方向（接觸角）和滾動(dòng)體的形狀分類。接觸角：滾動(dòng)體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角。接觸角↑

軸向承載能力

↑α=0?表1各類軸承的公稱接觸角軸承類型公稱接觸角向心軸承主要承受徑向載荷推力軸承主要承受軸向載荷徑向接觸角接觸軸向接觸角接觸0?<α<45?αα=90?α它是滾動(dòng)軸承的一個(gè)重要參數(shù)，軸承的受力分析和承載能力等都與接觸角有關(guān)。45?<α<90?α滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)化;并由專業(yè)廠大批量生產(chǎn)。設(shè)計(jì)人員的主要任務(wù)是:熟悉標(biāo)準(zhǔn)，正確選用。湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制向心推力軸承向心軸承潘存云教授研制潘存云教授研制推力軸承軸承類型按載荷方向分按滾動(dòng)體形狀分向心軸承推力軸承一、分類向心推力軸承潘存云教授研制§2滾動(dòng)軸承的主要類型和代號(hào)

FrFaFrFa湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授圓柱滾子圓錐滾子球面滾子滾針球軸承滾子軸承表2滾動(dòng)軸承的主要類型和特性軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用調(diào)心球軸承10000中2?~3?

主要承受徑向載荷，同時(shí)也能承受少量軸向載荷。因?yàn)橥鉂L道表面是以軸承中點(diǎn)為中心的球面，故能調(diào)心。潘存云教授研制軸承類型按載荷方向分按滾動(dòng)體形狀分向心軸承推力軸承一、分類向心推力軸承湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授調(diào)心滾子軸承20000C低0.5?~2?

比10000小能承受很大的徑向載荷和少量軸向載荷。承載能力大，具有調(diào)性能。圓錐滾子軸承30000中2’能同時(shí)承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。因線性接觸，承載能力大，內(nèi)外圈可分離，裝拆方便，稱對(duì)使用。潘存云教授研制推力球軸承50000低不允許只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為單、雙向兩種。高速時(shí)，因滾動(dòng)體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。潘存云教授研制(a)單向表2滾動(dòng)軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用潘存云教授研制湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授推力球軸承50000低不允許只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為單、雙向兩種。高速時(shí)，因滾動(dòng)體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。潘存云教授研制潘存云教授研制(b)雙向深溝球軸承60000高8’~16’能同時(shí)承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。因線性接觸，承載能力大，內(nèi)外圈可分離，裝拆方便，稱對(duì)使用。潘存云教授研制角接觸球軸承70000C(α=15?)70000AC(α=25?)70000B(α=40?)較高潘存云教授研制2’~10’

能同時(shí)承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。α大，承載能力越大，有三種規(guī)格。稱對(duì)使用。表2滾動(dòng)軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授表2滾動(dòng)軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用推力圓柱滾子軸承80000低不允許能承受很大的單向軸向載荷。圓柱滾子軸承N0000較高2’~4’

能承受較大的徑向。因線性接觸，內(nèi)外圈只允許有小的相對(duì)偏轉(zhuǎn)。除U結(jié)構(gòu)外，還有內(nèi)圈無(wú)擋邊(NU)、外圈單擋邊(NF)、內(nèi)圈單擋邊(NJ)等型式潘存云教授研制滾針軸承(a)NA0000(b)RNA0000低只能承受徑向載荷。承載能力大，徑向尺寸特小。一般無(wú)保持架，因而滾針間有摩擦，極限轉(zhuǎn)速低。不允許a)b)湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制滾動(dòng)軸承的類型很多，而各類軸承又有不同的結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級(jí)、技術(shù)要求等，為便于組織生產(chǎn)和選用，規(guī)定了滾動(dòng)軸承的代號(hào)，二、滾動(dòng)軸承的代號(hào)寬(高)度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)共5位

后置代號(hào)表3滾動(dòng)軸承代號(hào)的排列順序（）類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)注：代表字母；代表數(shù)字或加2.基本代號(hào)——表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸。類型代號(hào)——左起第一位，為0（雙列角接觸球軸承）則省略。是軸承代號(hào)的基礎(chǔ)，有三項(xiàng)成套軸承分部件代號(hào)1.前置代號(hào)——成套軸承分部件代號(hào)。0湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制推力球軸承50000滾針軸承(a)NA0000(b)RNA0000潘存云教授研制調(diào)心球軸承10000潘存云教授研制潘存云教授研制調(diào)心滾子軸承20000C潘存云教授研制潘存云教授研制圓錐滾子軸承30000潘存云教授研制(a)單向潘存云教授研制潘存云教授研制(b)雙向潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制深溝球軸承60000潘存云教授研制潘存云教授研制角接觸球軸承70000潘存云教授研制推力圓柱滾子軸承80000圓柱滾子軸承N0000潘存云教授研制潘存云教授研制湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制6深溝球軸承L直線軸承5推力球軸承U外球面球軸承4雙列深溝球軸承NA滾針軸承3圓錐滾子軸承N圓柱滾子軸承29推力調(diào)心滾子軸承9推力圓錐滾子軸承2調(diào)心滾子軸承8推力滾子軸承1調(diào)心球軸承7角接觸球軸承0雙列角接觸球軸承代號(hào)軸承類型代號(hào)軸承類型滾動(dòng)軸承主要類型代號(hào)表湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授內(nèi)徑相同，而直徑系列代號(hào)不同的四種軸承的比較。000潘存云教授研制300潘存云教授研制400潘存云教授研制200尺寸系列代號(hào)——左起第二、三位。寬(高)度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)

后置代號(hào)表3滾動(dòng)軸承代號(hào)的排列順序（）類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)注：代表字母；代表數(shù)字或加成套軸承分部件代號(hào)湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制表4向心軸承和推力軸承的常用尺寸系列代號(hào)直徑系列代號(hào)推力軸承向心軸承01(0)0(0)1101120211011234特輕輕中重(0)2(0)3(0)41213222324121314222324(0)1212窄正常寬正常尺寸系列代號(hào)寬度系列代號(hào)高度系列代號(hào)湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授內(nèi)徑代號(hào)——基本代號(hào)左起第四、五位。表5軸承的內(nèi)徑代號(hào)

內(nèi)徑代號(hào)軸承內(nèi)徑尺寸/mm001001020304~99數(shù)字

5121517寬(高)度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)

后置代號(hào)表3滾動(dòng)軸承代號(hào)的排列順序（）類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)注：代表字母；代表數(shù)字或加成套軸承分部件代號(hào)湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授3.后置代號(hào)——用字母（或加數(shù)字）表示。內(nèi)部結(jié)構(gòu)表6軸承后置代號(hào)排列順序后置代號(hào)組含義1密封與防塵套圈變形238保持架及材料游隙軸承材料公差等級(jí)配置其它7456寬(高)度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)

后置代號(hào)表3滾動(dòng)軸承代號(hào)的排列順序（）類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)注：代表字母；代表數(shù)字或加成套軸承分部件代號(hào)湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制注：公差等級(jí)中0級(jí)最低，向右依次增高，2級(jí)最高。

表7軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)常用代號(hào)軸承類型代號(hào)含義示例

Bα=40?7210B

角接觸球軸承Cα=15?7210C

ACα=25?7210AC圓錐滾子軸承B接觸角α加大32310BE

加強(qiáng)型

N207E表8公差等級(jí)代號(hào)

代號(hào)省略/P6/P6x/P5/P4/P2公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)的0級(jí)6級(jí)6x級(jí)5級(jí)4級(jí)2級(jí)示例62036203/P630201/P6x6203/P56203/P46203/P2湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授三、滾動(dòng)軸承代號(hào)示例622037(0)312AC/P6軸承內(nèi)徑d=17mm直徑系列代號(hào)，2(輕)系列寬度系列代號(hào)，2(寬)系列深溝球軸承公稱接觸角α=25?軸承內(nèi)徑d=12×5=60mm直徑系列代號(hào)，3(中)系列寬度系列代號(hào)，0(窄)系列，代號(hào)為0，不標(biāo)出角接觸球軸承公差等級(jí)6級(jí)公差等級(jí)為0級(jí);游隙組為0組；游隙組為0組；湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授N105/P5公差等級(jí)5級(jí)軸承內(nèi)徑d=25mm直徑系列代號(hào)，1(特輕)系列圓柱滾子軸承游隙組為0組；30213軸承內(nèi)徑d=65mm直徑系列代號(hào)，2(輕)系列寬度系列代號(hào)，0(窄)系列圓錐滾子軸承公差等級(jí)為0級(jí);游隙組為0組；湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制§3滾動(dòng)軸承的類型選擇滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)零件，要求設(shè)計(jì)者應(yīng)能在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)使用的要求較合理地選擇滾動(dòng)軸承的類型與規(guī)格。一、滾動(dòng)軸承選擇的一般過(guò)程根據(jù)載荷性質(zhì)選擇軸承的類型和直徑系列按軸徑確定軸承內(nèi)徑不進(jìn)行承載能力驗(yàn)算NYEND合格嗎？校核承載能力Y有嚴(yán)格要求嗎？N湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制1）軸承的載荷由于結(jié)構(gòu)不同，各類軸承的使用性能也不相同，現(xiàn)說(shuō)明如下。二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問(wèn)題載荷方向向心軸承用于受徑向力Fr湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制1．軸承的載荷二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問(wèn)題載荷方向向心軸承用于受徑向力向心推力軸承用于承受徑向力和周向力聯(lián)合作用FaFr湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制推力軸承1．軸承的載荷二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問(wèn)題載荷方向向心軸承用于受徑向力推力軸承用于受軸向力向心推力軸承用于承受徑向力和周向力聯(lián)合作用Fa載荷大?。阂话悖簼L子軸承≈(1.5~3)球軸承當(dāng)d≤20mm時(shí)，兩者承載能力接近，宜采用球軸承。大載荷采用滾子軸承因滾子軸承貴角接觸球軸承可以同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。

在同樣的外形尺寸下，滾子軸承的承載能力大于球軸承。湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授承受徑向載荷為主；0?<α<45?

45?<α<90?

承受軸向載荷為主；α=0?

α=90?

滾動(dòng)體為滾子，則只能承受徑向載荷；若滾動(dòng)體為球，可承受一定的軸向載荷。只能承受軸向載荷。2.軸承的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速過(guò)高

溫度↑

潤(rùn)滑失效

滾動(dòng)體回火或膠合破壞。極限轉(zhuǎn)速——滾動(dòng)軸承在一定載荷與潤(rùn)滑條件下，允許的最高轉(zhuǎn)速。具體可查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)或軸承樣本。選用原則：(1)球軸承比滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速高，應(yīng)優(yōu)先選用球軸承；(2)在高速時(shí)，以選用超輕、特輕及輕系列的軸承；內(nèi)徑相同時(shí)，外徑越小，滾動(dòng)體就越輕小，產(chǎn)生的離心慣性力也小，；湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制調(diào)心軸承3.軸承的調(diào)心行性能影響軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)。角偏差↑

可采用調(diào)心軸承。滾針軸承對(duì)軸線傾斜最敏感，應(yīng)緊可能避免在軸線有傾斜的情況下使用。軸承由于安裝誤差或軸的變形等都會(huì)引起內(nèi)外圈中心線發(fā)生相對(duì)傾斜。其傾斜角稱為角偏差。(3)保持架的材料對(duì)軸承轉(zhuǎn)速影響極大，實(shí)體保持架比沖壓保持架允許有更高一些的轉(zhuǎn)速；(4)推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低，當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，若軸向載荷不是十分大，可以采用角接觸球軸承來(lái)承受純軸向力；(5)若工作轉(zhuǎn)速超過(guò)了軸承樣本，可以用提高公差等級(jí)、適當(dāng)增大游隙、選用循環(huán)冷卻等方法。θ湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制Fr§4滾動(dòng)軸承的工作情況一、滾動(dòng)體的受力分析受純徑向載荷Fr時(shí)，上半圈滾動(dòng)體不受力；下半圈各滾動(dòng)體受力大小方向均不同?？梢詫?dǎo)出

z為滾動(dòng)體的總數(shù)。所有水平分力相互抵銷，鉛垂分力與外載荷平衡。受純軸向載荷時(shí)，各滾動(dòng)體受力相同；徑向載荷的分布Fmax二、滾動(dòng)體的應(yīng)力變化情況潘存云教授研制滾動(dòng)體、動(dòng)圈上確定點(diǎn)的應(yīng)力變化σHFNito固定圈上確定點(diǎn)的應(yīng)力變化σHFNito有載荷無(wú)載荷δ0湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制——派生軸向力FNi

=Fdi+FriFd=∑Fdi

=∑Fri

tanβ

第i個(gè)滾動(dòng)體

當(dāng)角接觸球軸承或圓錐滾子軸承承受徑向載荷Fr時(shí)，由于存在接觸角α

，第i個(gè)滾動(dòng)體所受力為FNi?？煞纸鉃閮蓚€(gè)軸向和徑向兩個(gè)分力：所有滾動(dòng)體軸向力之和其中Fdi=Fritanβ

三、軸向載荷的計(jì)算βFaFaeFrαFNiFd將迫使內(nèi)圈和軸徑向右移動(dòng)。可按下表來(lái)計(jì)算Fd

Fd=1.14FrFd=0.68FrFd=eFrFd=Fr／(2Y)70000B(a=40o)70000AC(a=25o)70000C(a=15o)角接觸球軸承圓錐滾子軸承由于產(chǎn)生了派生軸向力，此時(shí)軸承所承受的實(shí)際軸向力不再等于外部軸向力，即：Fa

≠

Fae假設(shè)作用在軸上的軸向外載荷為：Fae

F’riFdi湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制αFrFae潘存云教授研制αFrβFrFNiFdi潘存云教授研制當(dāng)多個(gè)滾動(dòng)體受載時(shí)有因?yàn)楦鱌i方向不同，它們的合力雖然與R平衡，但其代數(shù)和必然大于R，而派生力S=∑Si，是代數(shù)和，故有此結(jié)論。2.當(dāng)施加有外部軸向力Fae時(shí)當(dāng)只有一個(gè)滾動(dòng)體受載時(shí)βFrFa=

Fd

Fa=

Fd=∑Fri

tanβFNFN=Frtanβ

=Frtanα

FaFdFNiFa>

Frtanα

Fae軸承不會(huì)沿軸向竄動(dòng)，實(shí)際軸向力應(yīng)取決于Fd與Fac中較大的一個(gè)，即Fa=max{Fd

Fae

}1.假設(shè)沒(méi)有外部軸向力Fae

湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授工作過(guò)程中，滾動(dòng)體相對(duì)內(nèi)外圈不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，因此滾動(dòng)體和滾道接觸表面受脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕?！畛Ｒ?jiàn)§5滾動(dòng)軸承尺寸的選擇軸承承受的載荷軸承壽命要求可靠性的要求決定了滾動(dòng)軸承尺寸滾動(dòng)軸承的載荷動(dòng)載荷靜載荷失效形式不同。疲勞破壞永久變形當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動(dòng)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生疲勞損壞。但很大的靜載荷或沖擊載荷作用下，會(huì)使?jié)L道和滾動(dòng)體產(chǎn)生永久變形，從而使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生劇烈振動(dòng)和噪音而失效。早期磨損膠合軸承元件破裂維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)而造成。一、滾動(dòng)軸承的失效形式失效形式湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制2051015501000R/(%)軸承的壽命曲線L/(1×10-6r)對(duì)一組同一型號(hào)的軸承，由于材料、熱處理和工藝等很多隨機(jī)因素的影響，即使在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，壽命也不一樣，有的甚至相差幾十倍。因此，對(duì)一個(gè)具體的軸承，很難預(yù)知其確切的壽命。實(shí)驗(yàn)表明：壽命與可靠性有關(guān)。如圖定義：軸承在一定轉(zhuǎn)速下，其中任何零件出現(xiàn)疲勞擴(kuò)展跡象之前的工作小時(shí)數(shù)稱為可靠度：一組相同軸承能達(dá)到或超過(guò)規(guī)定壽命的百分比.基本額定壽命：一組同一型號(hào)軸承，在同一運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，其可靠度R為90%時(shí)，能達(dá)到或超過(guò)的壽命L(Lh)在到達(dá)額定壽命時(shí)，有90%的軸承沒(méi)壞，只損壞了10%。對(duì)于單個(gè)軸承而言，其損壞的可能性只有90%單位為百萬(wàn)轉(zhuǎn)106r，或小時(shí).換句話說(shuō)壽命為1百萬(wàn)轉(zhuǎn)時(shí).可靠度為90%，壽命為5百萬(wàn)轉(zhuǎn)時(shí).可靠度只有50%，軸承壽命二、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授表3軸承預(yù)期壽命Lh的參考值使用場(chǎng)合不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備500Lh/h

短時(shí)間或間斷使用，中斷時(shí)不致引起嚴(yán)重后果4000~8000間斷使用，中斷時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重后果8000~12000每天8h工作的機(jī)械12000~20000每天24h連續(xù)工作的機(jī)械40000~60000定義：當(dāng)一套軸承運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到一百萬(wàn)（106）轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷C。.向心軸承記為Cr，可查表推力軸承記為Ca基本額定動(dòng)載荷

不同的軸承該值不一樣，它表征了軸承的承載特性。是在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析得到，需要時(shí)可從設(shè)計(jì)手冊(cè)或軸承樣本中查得。.湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授壽命計(jì)算公式通過(guò)試驗(yàn)得出如圖所示6208軸承的載荷—壽命曲線。曲線上對(duì)應(yīng)于Lh=106

的載荷為29.5kN。載荷——壽命曲線的公式：壽命指數(shù)——球軸承——滾子軸承用小時(shí)表示310/3ε=0123451015L∞(106)29.5252015105PKN基本額定動(dòng)載荷P——?jiǎng)虞d荷L’h——預(yù)期壽命湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授當(dāng)t>100℃

時(shí)，

C↓

引進(jìn)溫度系數(shù)ft

進(jìn)行修正。表4溫度系數(shù)軸承工作溫度/℃

溫度系數(shù)ft

10025020015012530010.950.900.700.800.60Ct=ft

C修正后的計(jì)算公式湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授最終計(jì)算公式工作中沖擊振動(dòng)

C

↓引進(jìn)載荷系數(shù)fP

進(jìn)行修正。表6載荷系數(shù)

載荷性質(zhì)載荷系數(shù)fP

無(wú)沖擊或輕微沖擊1.0~1.2中等沖擊1.2~1.8強(qiáng)烈沖擊1.8~3.0應(yīng)用舉例電機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等機(jī)床、車輛、動(dòng)力機(jī)械、起重機(jī)、造紙機(jī)、選礦基、冶金機(jī)械、卷?yè)P(yáng)機(jī)等碎石機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、振動(dòng)篩等湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授三、當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算滾動(dòng)軸承的基本動(dòng)載荷是在一定的實(shí)驗(yàn)條件下確定的。對(duì)于向心軸承是指軸承承受純徑向載荷；對(duì)于推力軸承是指承受中心軸向載荷。實(shí)際情況可能既受徑向載荷又有軸向載荷，則必須將實(shí)際載荷換算成與實(shí)驗(yàn)條件相同的載荷后，才能和基本額定動(dòng)載荷進(jìn)行比較。換算后的載荷是一種假定載荷，稱為當(dāng)量載荷。含義：當(dāng)量動(dòng)載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷雙重影響，經(jīng)換算后的假想載荷。其效果與某一個(gè)基本額定動(dòng)載荷相當(dāng)。計(jì)算公式P=XFr+YFaX

——徑向動(dòng)載荷系數(shù)；Y

——軸向動(dòng)載荷系數(shù)。見(jiàn)下頁(yè)

向心軸承——P=Fr推力軸承——P=Fa理由：基本額定動(dòng)載荷是單向載荷（徑向或軸向）試驗(yàn)條件下得出的。實(shí)際情況可能受到雙重載荷作用。很顯然，單向載荷與雙向載荷作用下，軸承的壽命是不一樣的。湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制表5向心軸承當(dāng)量載荷系數(shù)X、Y的值軸承類型深溝球軸承0.1720.192.312.3Fa

C0r

eFa/Fr>eFa/Fr

≤eXYXY0.3450.221.990.6890.261.711.030.281.551.380.300.561.4510………………0.1780.381.470.3570.401.400.7140.231.301.070.461.23α=15?1.430.470.441.1910………………角接觸球軸承α=25?—

0.680.410.8710α=40?—

1.140.350.5710圓錐滾子軸承(單列)—1.5tanα

0.40.4ctanα10調(diào)心球軸承(雙列)—1.5tanα

0.650.65ctanα

10(單列)湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制1.若Fae+Fd2>Fd1壓緊端Fa1=Fae+Fd2

放松端Fa2=Fd2

2.若Fae+Fd2<Fd1放松端Fa1=Fd1

壓緊端Fa2=Fd1-FaeFae外圈窄邊相對(duì)安裝(正裝)結(jié)論：放松端軸承的軸向載荷=內(nèi)部軸向力壓緊端軸承的軸向載荷=其余軸向力的代數(shù)和本身除外軸承2(放松端)承受的軸向載荷：a1a2O1O212Fd2Fr2Fd1Fr1由于軸承1的右端已固定，軸不能向右移動(dòng)，軸承1被壓緊。由平衡條件得軸承1(壓緊端)承受的軸向載荷：則軸承2被壓緊。由平衡條件得：四、向心推力軸承的軸向力計(jì)算湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制a2a1O1O212外圈寬邊相對(duì)安裝(反裝)FaeFd2Fr2Fd1Fr1反裝時(shí)選左邊的軸承為1，右邊的軸承為2。1.若

Fae+Fd2>Fd1

則有：壓緊端Fa1=Fae+Fd2

放松端Fa2=Fd2

2.若Fae+Fd2<Fd1

,則有：放松端Fa1=Fd1

壓緊端Fa2=Fd1-Fae結(jié)論與正裝相同：放松端軸承的軸向載荷=內(nèi)部軸向力壓緊端軸承的軸向載荷=其余軸向力的代數(shù)和本身除外湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授五、滾動(dòng)軸承的靜承載能力對(duì)于在工作載荷下基本不旋轉(zhuǎn)或緩慢旋轉(zhuǎn)或緩慢擺動(dòng)的軸承，其失效形式不是疲勞點(diǎn)蝕，而是因滾動(dòng)接觸面上的接觸應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生的過(guò)大的塑性變形。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)每一種規(guī)格的滾動(dòng)軸承規(guī)定了一個(gè)不應(yīng)超過(guò)得載荷界限—基本額定靜載荷，用C0表示。

軸承上作用的徑向載荷Fr與軸向載荷Fa應(yīng)折合成一個(gè)當(dāng)量靜載荷P0，即P0=X0Fr+Y0Fa按軸承靜承載能力選擇軸承的公式為式中S0為靜強(qiáng)度安全系數(shù)，可由設(shè)計(jì)手冊(cè)查取。C0≥

S0P0湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授旋轉(zhuǎn)條件載荷條件S0

使用條件S0

滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度安全系數(shù)S0普通載荷1~2

高精度旋轉(zhuǎn)場(chǎng)合1.5~2.5沖擊載荷2~3

振動(dòng)沖擊場(chǎng)合1.2~2.5普通載荷0.5

1.0~1.21~1.5

允許有變形量0.3~1.0連續(xù)旋轉(zhuǎn)軸承不常旋轉(zhuǎn)及作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軸承沖擊及不均勻載荷普通旋轉(zhuǎn)精度場(chǎng)合湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授六、滾動(dòng)軸承尺寸選擇的過(guò)程由力分析確定軸承所承受的Fr與Fa計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P=fP(XFr+YFa)明確軸承的工作轉(zhuǎn)速n與預(yù)計(jì)壽命L10計(jì)算軸承應(yīng)滿足的基本額定動(dòng)載荷潘存云教授研制由軸承樣本（手冊(cè)）查取合適的軸承湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授七、滾動(dòng)軸承的可靠度在一般工程問(wèn)題中，均以軸承的基本額定動(dòng)載荷和基本額定壽命來(lái)衡量軸承的承載能力，這時(shí)對(duì)應(yīng)的可靠度均為90%。但是，對(duì)于航空航天產(chǎn)品、國(guó)防裝備等，對(duì)于軸承的可靠度有更高的要求。這時(shí)滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算須引入可靠性系數(shù)a1，即修正壽命為a1也可按下式計(jì)算確定R——為預(yù)期可靠度。可靠度不為90%時(shí)的額定壽命修正系數(shù)a1(GB/T6391—1995)可靠度/%909596979899Ln

L10L5

L4L3L2

L1a11.00.620.530.440.30.21湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授§6軸承裝置的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)內(nèi)容軸承的定位和緊固軸承的配置設(shè)計(jì)軸承位置的調(diào)節(jié)軸承的潤(rùn)滑與密封軸承的配合軸承的裝拆一、滾動(dòng)軸承的定位和緊固滾動(dòng)軸承的軸向緊固是指將軸承的內(nèi)圈或外圈相對(duì)于軸或軸承座實(shí)施緊固。具體的緊固方法有很多，下面列舉常用的方法。湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制內(nèi)圈的緊固方法：彈性擋圈固定圓螺母與止動(dòng)墊圈固定軸端擋圈固定緊定襯套、圓螺母、止動(dòng)墊圈與錐孔內(nèi)圈固定。外圈的緊固方法：端蓋固定孔用擋圈軸承外圈止動(dòng)槽螺紋環(huán)緊固潘存云教授研制湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制二、滾動(dòng)軸承的配置軸承配置——指對(duì)于一個(gè)軸系應(yīng)采用幾個(gè)軸承支承、如何支承、如何配置等問(wèn)題。常用配制方案雙支點(diǎn)各單向固定一個(gè)支點(diǎn)雙向固定、另一端游動(dòng)。常用的軸承配置方案有以下三類，每一類又有若干具體方案。兩端均游動(dòng)兩端固定支承雙支點(diǎn)各單向固定潘存云教授研制C=0.2~0.3mm預(yù)留補(bǔ)償間隙湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制二、滾動(dòng)軸承的配置軸承配置——指對(duì)于一個(gè)軸系應(yīng)采用幾個(gè)軸承支承、如何支承、如何配置等問(wèn)題。常用配制方案雙支點(diǎn)各單向固定一個(gè)支點(diǎn)雙向固定、另一端游動(dòng)。兩端均游動(dòng)固定支承游動(dòng)支承L潘存云教授研制游動(dòng)支承選用圓柱滾子軸承時(shí)，外圈應(yīng)雙向固定。選用深溝球軸承時(shí)，外圈與端蓋間應(yīng)留有間隙。適用于溫度變化較大的長(zhǎng)軸。湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制二、滾動(dòng)軸承的配置軸承配置——指對(duì)于一個(gè)軸系應(yīng)采用幾個(gè)軸承支承、如何支承、如何配置等問(wèn)題。常用配制方案雙支點(diǎn)各單向固定一個(gè)支點(diǎn)雙向固定、另一端游動(dòng)。兩端均游動(dòng)人字齒輪由于本身的軸向限位作用，其中一根軸設(shè)計(jì)成兩端固定的形式，另外一根軸必須游動(dòng)，否則會(huì)卡死。兩端游動(dòng)湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授調(diào)整墊片加減墊片的厚度方法三、軸系部件的調(diào)整1.軸承間隙的調(diào)整潘存云教授研制潘存云教授研制螺釘調(diào)整加減墊片潘存云教授研制調(diào)整墊片加減墊片螺釘調(diào)整湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制潘存云教授研制2.軸承的預(yù)緊對(duì)于某些可調(diào)游隙的軸承，在安裝時(shí)給與一定的軸向壓緊力，使得內(nèi)外圈產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)而消除游隙，并在套圈和滾動(dòng)體接觸處產(chǎn)生彈性預(yù)變形，借此提高軸的旋轉(zhuǎn)精度和剛度。這種方法稱為軸承的預(yù)緊。方法加金屬墊片磨窄套圈潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授3.軸承組合位置的調(diào)整對(duì)于某些可調(diào)游隙的軸承，在安裝時(shí)給與一定的軸向壓緊力，使得內(nèi)外圈產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)而消除游隙，并在套圈和滾動(dòng)體接觸處產(chǎn)生彈性預(yù)變形，借此提高軸的旋轉(zhuǎn)精度和剛度。這種方法稱為軸承的預(yù)緊。目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。如齒輪、帶輪等例如：錐齒輪傳動(dòng)，要求兩個(gè)節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。對(duì)于蝸桿傳動(dòng)，要求蝸輪中間平面通過(guò)蝸桿的軸線。才能保證正確嚙合。方法：套杯+調(diào)整墊片湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潘存云教授研制軸承組合位置調(diào)整的方法：套杯+調(diào)整墊片錐頂點(diǎn)不重合！潘存云教授研制錐頂點(diǎn)重合！湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用作者：潘存云教授潤(rùn)滑的目的▲降低滾動(dòng)軸承內(nèi)部的摩擦，減少磨損和發(fā)熱量四、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封▲軸承的摩擦發(fā)熱使軸承升溫，油潤(rùn)滑可以到起冷卻作用，從而降低軸承的工作溫度，延長(zhǎng)使用壽命▲良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，可在滾動(dòng)體與滾道間形成一層使兩者隔開(kāi)的油膜，減小接觸壓力▲軸承零件表面覆蓋一層潤(rùn)滑劑，可以防止表面氧化生銹▲潤(rùn)滑劑還能吸收振動(dòng)，并降低噪音1、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑密封目的防止灰塵、水分進(jìn)入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。湖北汽車工業(yè)學(xué)院專用