第十四章滾動(dòng)軸承

第十四章滾動(dòng)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，減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損,并承受載荷。

根據(jù)支承處相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面的摩擦性質(zhì)，軸承分為滑動(dòng)摩擦軸承和滾動(dòng)摩擦軸承，分別簡(jiǎn)稱為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承，如圖所示。

滾動(dòng)軸承（向心軸承）滾動(dòng)軸承（推力軸承）§14—1滾動(dòng)軸承的構(gòu)造，類型及特點(diǎn)一、滾動(dòng)軸承的構(gòu)造滾動(dòng)軸承依靠滾動(dòng)體與軸承座圈間的滾動(dòng)接觸來(lái)工作，用于支撐旋轉(zhuǎn)零件或擺動(dòng)零件(各類滾動(dòng)體)滾動(dòng)軸承的材料

滾動(dòng)軸承的內(nèi)外圈和滾動(dòng)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，常用材料有GCrl5、GCrl5SiMn、GCr6、GCr9等，經(jīng)熱處理后硬度可達(dá)60-65HRC。滾動(dòng)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(guò)沖壓成形方法制造，也可采用有色金屬或塑料等材料。二、滾動(dòng)軸承的類型與特點(diǎn)

1.調(diào)心球軸承1000

2.調(diào)心滾子軸承2000

3.圓錐滾子軸承3000

4.雙列深溝球軸承4000

5.推力球軸承5000

6.深溝球軸承6000

7.角接觸球軸承7000

8.推力圓柱滾子軸承80009.圓柱滾子軸承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(hào)（見(jiàn)教材表14-2）

（1）軸承類型

基本代號(hào)右起五位

軸承類型代號(hào)軸承類型代號(hào)雙列角接觸球軸承0深溝球軸承6調(diào)心球軸承1角接觸球軸承7調(diào)心滾子軸承和推力調(diào)心滾子軸承2推力圓柱滾子軸承8圓錐滾子軸承3圓柱滾子軸承N雙列深溝球軸承4外球面球軸承U推力球軸承5四點(diǎn)接觸球軸承QJ一、滾動(dòng)軸承的代號(hào)(前置代號(hào)+基本代號(hào)+后置代號(hào)）§14—2滾動(dòng)軸承的代號(hào)及類型選擇寬度系列——右起第四位

數(shù)字

0~9（2）尺寸系列（見(jiàn)教材表14-3）

基本代號(hào)右起三、四位

寬度系列在前，直徑系列在后801234567912特窄窄正常寬特寬特低低正常向心軸承寬度增加推力軸承高度增加但對(duì)圓錐滾子軸承(3類)和調(diào)心滾子軸承(2類)不能省略“0”。寬度系列代號(hào)：一般正常寬度為“0”，通常不標(biāo)注。直徑系列——右起第三位

數(shù)字

0~9789012345

超輕特輕輕中重特重直徑增加（3）軸承的內(nèi)徑——右起一二位數(shù)字

a)d=10,12,15,17mm時(shí)

代號(hào)00010203

b)d=20~480mm時(shí)d=代號(hào)×5(mm)

c)d<10mm，d>500mm，d=22，28，32mm時(shí)

代號(hào)=內(nèi)徑尺寸

直徑代號(hào)/內(nèi)徑代號(hào)

6308：6─深溝球軸承，3─中系列，08─內(nèi)徑d=40mm，公差等級(jí)為0級(jí)N105/P5：7214AC/P4：7─角接觸球軸承，2─輕系列，14─內(nèi)徑d=70mm，公差等級(jí)為4級(jí)30213：3─圓錐滾子軸承，2─輕系列，13─內(nèi)徑d=65mm，0─正常寬度(0不可省略)6103：6─深溝球軸承，1─特輕系列，03─內(nèi)徑d=17mm，公差等級(jí)為0級(jí)N─圓柱滾子軸承，1─特輕系列，05─內(nèi)徑d=20mm，公差等級(jí)為5級(jí)滾動(dòng)軸承的標(biāo)記形式為：軸承數(shù)字代號(hào)國(guó)標(biāo)代號(hào)滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑代號(hào)含義見(jiàn)下表詳見(jiàn)教材表14-41）n高，載荷小，旋轉(zhuǎn)精度高→球軸承

n低，載荷大，或沖擊載荷→滾子軸承

2）主要受Fr→向心軸承（徑向接觸軸承）主要受Fa，n不高時(shí)→推力軸承（軸向接觸軸承）

n高時(shí)→角接觸球軸承或深溝球軸承二.滾動(dòng)軸承的類型選擇3）要求n<nlim——極限轉(zhuǎn)速

球軸承極限轉(zhuǎn)速高滾子軸承極限轉(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——調(diào)心軸承

5）便于裝拆和間隙調(diào)整——內(nèi)、外圈不分離的軸承6）3、7兩類軸承應(yīng)成對(duì)使用，對(duì)稱安裝7）旋轉(zhuǎn)精度較高時(shí)——較高的公差等級(jí)和較小的游隙8）優(yōu)先考慮用普通公差等級(jí)的深溝球軸承9)要求支承剛度高時(shí)——滾子軸承

1、受力分析

1)、受軸向載荷Fa

各滾動(dòng)體平均分擔(dān)

2)、受徑向載荷Fr

上半圈滾動(dòng)體不受力下半圈滾動(dòng)體受力

一、滾動(dòng)軸承失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則§14—3滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算2.主要失效形式：

1）疲勞點(diǎn)蝕

安裝潤(rùn)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(dòng)

3）磨損潤(rùn)滑不良、密封不嚴(yán)、多塵條件

二、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算1、滾動(dòng)軸承的基本額定壽命與可靠度（1）單個(gè)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(shí)數(shù)。滾動(dòng)軸承的壽命的離散性很大。（2）一批軸承的壽命：對(duì)一組同型號(hào)的滾動(dòng)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）與壽命之間有如右圖（見(jiàn)教材圖14-6）的關(guān)系。軸承的壽命/（106r）（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90%的軸承不出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕時(shí)的總轉(zhuǎn)數(shù)或在給定轉(zhuǎn)速下工作的小時(shí)數(shù)，用L(單位為）或Lh(單位為小時(shí)）表示。（4）基本額定動(dòng)載荷：一批同型號(hào)的軸承基本額定壽命為1(106轉(zhuǎn))時(shí)軸承所承受的載荷，用C表示。

對(duì)徑向接觸軸承(6,7,3)C=徑向載荷用Cr表示；對(duì)推力軸承C=軸向載荷用Ca表示；

Ca與Cr的值可通過(guò)查表14-15，表14-16，表14-17查得。（5）、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算公式

載荷與壽命的關(guān)系

用工作小時(shí)數(shù)表示軸承壽命時(shí)：P----當(dāng)量動(dòng)載荷，N;----壽命指數(shù)。球軸承=3，滾子軸承=10\3;n----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(dòng)和沖擊對(duì)軸承壽命的影響引入載荷系數(shù)對(duì)C值進(jìn)行修正。與可通過(guò)表14-8與14-9選取。修正后，壽命計(jì)算公式變?yōu)椋捍斯娇勺鳛檫x擇軸承壽命或型號(hào)的依據(jù)。參考值見(jiàn)表14-10三、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P1．對(duì)只能承受徑向載荷R的軸承（6，N、NA軸承）P=R3．同時(shí)受徑向載荷R和軸向載荷A的軸承2．對(duì)只能承受軸向載荷A的軸承（5和8）P=AP=XR+YA

X——徑向載荷系數(shù)Y——軸向載荷系數(shù)X,Y值可由教材表14-11查取見(jiàn)教材例14-2四、滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算對(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。式中：P0—當(dāng)量靜載荷S0—靜強(qiáng)度安全系數(shù)其值查表14—14X0、Y0——靜徑向和軸向載荷系數(shù)——教材表14—13

第五節(jié)滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)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

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(dòng)軸承與軸和座孔的配合的配合軸承內(nèi)圈與軸

松————→緊js6，j6，k6，m6，n6

松————→緊G7，H7，JS7，J7軸承外圈與軸承座孔基孔制：基軸制：

滾動(dòng)軸承的配合是指內(nèi)圈與軸頸、外圈與外殼孔的配合。

滾動(dòng)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軸制。三、配合和裝拆2.滾動(dòng)軸承的安裝與拆卸軸承的內(nèi)圈與軸頸配合較緊，對(duì)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(duì)于尺寸較大的軸承，可先將軸承放在溫度為80~100℃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(shí)應(yīng)使用專用工具。為便于拆卸，設(shè)計(jì)時(shí)軸肩高度不能大于內(nèi)圈高度。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(guò)大的變形使?jié)L動(dòng)體受阻滯而使軸承提前損壞。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(duì)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4）同一根軸上的軸承座孔應(yīng)保證同心，否則會(huì)使軸線有較大的偏移，影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度，從而降低軸承使用壽命。

1、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑潤(rùn)滑目的：減少摩擦和磨損，減振，散熱，防腐潤(rùn)滑劑：潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂（軸頸圓周速度v<4—5m/s用脂）潤(rùn)滑油：優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小，散熱冷卻好缺點(diǎn)：易于流失應(yīng)用：速度及溫度較高的場(chǎng)合常用：L-AN

選用：溫度，P，dn

方式：油浴（油面不能高于最下方滾動(dòng)體中心，攪油損耗）飛濺潤(rùn)滑噴油潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑（高速）

潤(rùn)滑脂：優(yōu)點(diǎn)：不易流失，便于密封與維護(hù)。缺點(diǎn)：摩擦阻力大，不利于散熱