第13章 滾動軸承-第八版

第13章滾動軸承§13-1概述§13-2滾動軸承的類型、特點和代號§13-3滾動軸承類型的選擇

第四篇軸系零、部件§13-4滾動軸承負荷分析、失效形式和設計準則§13-5滾動軸承壽命計算§13-6滾動軸承靜載荷計算§13-7軸承裝置的設計

第十三章滾動軸承§13-1概述（工程應用）§13-1概述

工程應用虛擬演示§13-1概述（工程應用）§13-1概述

§13-1概述（工程應用）§13-1概述

§13-1概述（組成、材料）§13-1概述滾動軸承是標準件。

內(nèi)圈外圈滾動體保持架各類滾動體§13-1概述（材料、特點）§13-1概述

特點：旋轉(zhuǎn)精度高；摩擦小，啟動靈活；載荷，轉(zhuǎn)速，工作溫度適用范圍廣；標準化程度高，互換性好，成本較低。材料：內(nèi)圈、外圈、滾動體——滾動軸承鋼（如：GCr15等），淬火后>HRC60～65。保持架——較軟材料（如：低碳鋼、銅合金、鋁合金、塑料等）?！?3-2滾動軸承的類型、特點和代號§13-2滾動軸承的類型、特點和代號

一.類型和特點按承載的方向向心軸承——主要承受徑向載荷Fr推力軸承——只能承受軸向載荷Fa向心推力軸承——能同時承受Fr和Fa接觸角α——滾動體與外圈滾道接觸區(qū)中點的法線與半徑方向的夾角。α=0α=900§13-2（調(diào)心球軸承1類）§13-2滾動軸承的類型、特點和代號

1.調(diào)心球軸承——類型代號1,結(jié)構(gòu)代號10000按軸承的結(jié)構(gòu)形式不同分類：承載：Fr，F(xiàn)a（雙向，不大）轉(zhuǎn)速：中偏斜角：大（20～30）應用：多支點，軸剛性差§13-2（調(diào)心滾子軸承2類）

承載：Fr，F(xiàn)a（雙向，不大）轉(zhuǎn)速：低偏斜角：大（10～2.50）應用：多支點，軸剛性差2.調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承2類2000029000①調(diào)心滾子軸承②推力調(diào)心滾子軸承承載：Fr，F(xiàn)a（單向，很大）轉(zhuǎn)速：低偏斜角：大（1.50～2.50）應用：承受以軸向載荷為主的徑向、軸向聯(lián)合載荷?！?3-2（3、5類）

3.圓錐滾子軸承——3類承載：Fr，F(xiàn)a（單向）轉(zhuǎn)速：中偏斜角：很小（2’）應用：同時受較大的Fr和Fa外圈可分離，安裝時可調(diào)整游隙成對使用4.推力球軸承雙向推力球軸承5類5100052000承載：Fa轉(zhuǎn)速：低§13-2（6、7類）

5.深溝球軸承——6類承載：Fr，F(xiàn)a（不大，雙向），不耐沖擊轉(zhuǎn)速：高偏斜角：?。?’～16’）應用：高速，載荷平穩(wěn)，軸剛性大承載：Fr，F(xiàn)a（單向）轉(zhuǎn)速：高偏斜角：?。?’～10’）

應用：旋轉(zhuǎn)精度高，載荷大成對使用70000C：α=15070000AC：α=25070000B：α=400

Fa6.角接觸球軸承——7類§13-2（8、9、N類）

7.推力圓柱滾子軸承——8類承載：Fa（大，單向）轉(zhuǎn)速：低偏斜角：不允許（≈0）

應用：Fa大，低速承載：只能承受Fr（大）,耐沖擊

轉(zhuǎn)速：高偏斜角：很?。?’～4’）應用：Fr大，軸剛性大內(nèi)圈或外圈可分離8.圓柱滾子軸承——N類

推力圓錐滾子軸承——9類§13-2（NA、U類）9.滾針軸承——NA類承載：Fr（較大）轉(zhuǎn)速：低偏斜角：很小

應用：Fr大，徑向尺寸受限制，低速§13-2（小結(jié)）小結(jié)：調(diào)心球軸承調(diào)心滾子軸承圓錐滾子軸承推力球軸承深溝球軸承角接觸球軸承推力圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承滾針軸承1235678NNA§13-2（內(nèi)徑代號）二、代號前置代號

基本代號后置代號

軸承的分

部件代號內(nèi)

部

結(jié)

構(gòu)

代

號密

封

與

防

塵

結(jié)

構(gòu)

代

號保

持

架

及

其

材

料

代

號特

殊

軸

承

材

料

代

號公

差

等

級

代

號游

隙

代

號多

軸

承

配

置

代

號其

它

代

號五四三二一類

型

代

號尺寸系

列代號內(nèi)

徑

代

號寬

度

系

列

代

號直

徑

系

列

代

號GB/T272規(guī)定了滾動軸承代號由三部分組成：◆內(nèi)徑代號：00～99代號0001020304～96內(nèi)徑d10121517代號×5如：08表示軸承內(nèi)徑d=5×08=40mm?！?3-2（尺寸系列、類型代號、內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號）◆類型代號◆尺寸系列代號:表示相同內(nèi)徑但外徑和寬度不同的軸承。直徑系列代號0、1——特輕系列2——輕系列3——中系列4——重系列寬度系列代號：一般正常寬度為0，可不標。尺寸承載能力但對于2類和3類應標出“0”。◆內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號：表示同類軸承的不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)。70000C：α=15070000AC：α=25070000B：α=400§13-2（公差等級、游隙代號）§13-2滾動軸承的類型、特點和代號◆公差等級代號：五級:/P2、/P4、/P5、/P6(/P6x)、/P0（普通級,不標）◆游隙代號：六組:/C1、/C2、/C0（0組,不標）、/C3、/C4、/C5高級低級游隙值：小

大

§13-2（公差等級、游隙代號）§13-2滾動軸承的類型、特點和代號例：6210

d=50mm輕系列正常寬度深溝球軸承0級公差（普通級）,0組游隙7309C/P5d=45mm中系列正常寬度角接觸球軸承5級公差α=15030212d=60mm輕系列正常寬度圓錐滾子軸承0級公差（普通級），0組游隙§13-3滾動軸承類型的選擇§13-3滾動軸承類型的選擇一.載荷方向大小輕、中——球軸承重——滾子軸承受純Fr——6、N、NA受純Fa——5、8受Fr+不大的Fa——6、70000C受Fr+較大的Fa——3、70000AC、70000B、

6+5、N+8性質(zhì)平穩(wěn)——球軸承沖擊——滾子軸承§13-3滾動軸承類型的選擇二.轉(zhuǎn)速三.剛度和調(diào)心性要求§13-3滾動軸承類型的選擇尺寸四.其它徑向受限制——滾針軸承，特輕、輕系列軸向受限制——窄系列便于裝拆——內(nèi)（外）圈可分離，3、

N類；經(jīng)濟§13-4滾動軸承負荷分析、失效形式和設計準則§13-4滾動軸承負荷分析、失效形式和設計準則一.負荷分析1.向心軸承——主要承受Fr,不大的Fa若僅受Fa——各滾動體平均受載若僅受Fr——承載區(qū)內(nèi)滾動體受載一般承載區(qū)小于半圈FN0FNi受力最大滾動體的載荷球軸承滾子軸承受Fr+Fa——隨Fa增大，承載區(qū)增大§13-4（負荷分析）2.向心推力軸承支反力的作用點——離軸承小口端面a處a僅受外載荷FrFr——軸作用于軸承的力FrFiFriFdiFi——某一滾動體對軸的反作用力Fdi——由Fr派生的軸向力Fd方向：小口指向大口迫使內(nèi)外圈分離軸承應成對使用承載區(qū)Fd僅受外載荷Fre一般按半圈受載計算，見P322/表13-7圓錐滾子軸承角接觸球軸承70000C(α=15o)70000AC(α=25o)70000B(α=40o)Fd=Fr／(2Y)Fd=eFrFd=0.68FrFd=1.14Fr§13-4（負荷分析）受外載荷Fr+Fa承載區(qū)FrFiFriFdiFa§13-4（應力分析）二.軸承各元件應力分析——脈動循環(huán)§13-4（失效形式和設計準則）§13-4滾動軸承負荷分析、失效形式和設計準則三.失效形式和設計準則失效形式點蝕——接觸疲勞失效——壽命計算塑變——受靜載或沖擊——靜強度計算磨粒磨損或膠合——潤滑不良或高速

——改善潤滑，校核極限轉(zhuǎn)速設計準則一般軸承——額定壽命計算低速、重載軸承——靜強度計算高速軸承——額定壽命計算，校核極限轉(zhuǎn)速§13-5滾動軸承壽命計算一.實際壽命和平均壽命實際壽命平均壽命——可靠度R<40%二.基本額定壽命和基本額定動載荷基本額定壽命——一批相同的軸承，在相同的條件下運轉(zhuǎn)，其中90%不發(fā)生疲勞點蝕時，轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時數(shù)?；绢~定動載荷C——基本額定壽命L10=106轉(zhuǎn)時，軸承承受的載荷。(查手冊）L10（r），Lh（h），可靠度R=90%PL10§13-5（壽命計算）三.壽命計算當工作溫度>1200C時,引入溫度系數(shù)ft,見P320/表13-4。

當載荷P=C時，L10=106r當載荷P≠C時，L10=？C106疲勞曲線方程：壽命指數(shù)球軸承ε=3滾子軸承ε=10/3§13-5（當量動載荷）四.當量動載荷P的計算手冊中C由實驗測得，其中加載條件：向心軸承——C是純徑向載荷Cr推力軸承——C是純軸向載荷Ca向心推力軸承——半圈受載，C指載荷的徑向分量Cr實際載荷當量動載荷P轉(zhuǎn)換條件基本額定動載荷C性質(zhì)相同轉(zhuǎn)換條件：壽命計算

當量動載荷P的計算方法：e——軸向載荷影響系數(shù)（或判別系數(shù)、臨界系數(shù)）五.Fr和Fa的計算1.Fr的計算注意：①支點位置；②若是空間力系時，分別求水平面Fr1H、Fr2H垂直面Fr1V、Fr2VFreFte§13-5（Fa的計算）2.Fa的計算向心軸承Fae軸承1軸承2Fa1=FaeFa2=0向心推力軸承FreFreFr1Fr2Fd1Fd2(P322)軸有向左移的趨勢軸承1被壓緊，軸承2被放松軸承1受的軸向力增大為Fd1+Fd1’當Fae+Fd2>Fd1時根據(jù)軸的靜力平衡條件：Fd1+Fd1’=Fae+Fd2軸承1的軸向力：Fa1=Fae+Fd2Fd1’軸承2的軸向力：Fa2=Fd2結(jié)論被壓緊的軸承：Fa=除去本身派生的軸向力后，其它軸向力的代數(shù)和被放松的軸承：Fa=本身派生的軸向力當Fae+Fd2<Fd1時軸有向右移的趨勢2緊1松Fa2=Fd1-FaeFa1=Fd1Fd1’§13-5（Fa的計算）當Fae+Fd1>Fd2時2緊1松Fa2=Fae+Fd1若軸承反裝：Fa1=Fd1當Fae+Fd1<Fd2時1緊2松Fa2=Fd2Fa1=Fd2-Fae注意：①Fd的方向；②正確判斷壓緊和放松的軸承?！?3-5（不同可靠度）§13-5滾動軸承壽命計算六.不同可靠度時滾動軸承的壽命計算可靠度／%909596979899LnL10L5L4L3L2L1a11.00.620.530.440.30.21可靠度不為90%時的額定壽命修正系數(shù)a1(GB/T6391-1995)（P325）

額定靜載荷C0——使受載最大的滾動體與滾道接觸中心處引起的接觸應力達到一定值的載荷?！?3-6滾動軸承靜載荷計算§13-6滾動軸承靜載荷計算當量靜載荷P0——是一個假想載荷，在P0作用下受載最大的滾動體與滾道接觸中心處引起的接觸應力與實際載荷作用下相同。滾子軸承——4000MPa球軸承——4200MPa靜強度條件：§13-7滾動裝置的設計§13-7軸承裝置的設計1.雙支點各單項固定（全固式）一.軸承的配置結(jié)構(gòu)，力的傳遞應用于短軸（l≤400mm），溫升不高時。軸承與端蓋間應留間隙Δ，用墊片調(diào)整。Δ§13-7（全固式）正裝（面對面）反裝（背靠背）2.一支點雙向固定，另一支點游動（固游式）

固定端游動端1深溝球軸承深溝球軸承2深溝球軸承圓柱滾子軸承3成對角接觸球軸承深溝球軸承4成對圓錐滾子軸承圓柱滾子軸承5深溝球軸承和推力球軸承深溝球軸承2.一支點雙向固定，另一支點游動（固游式）結(jié)構(gòu)，力的傳遞應用于長軸，溫升較高時固定端——內(nèi)外圈雙向固定，承受雙向軸向力游動端——保證軸能自由伸縮不可分離型：內(nèi)圈雙向固定，外圈不固定可分離型：內(nèi)外圈雙向固定支反力大的軸承作固定端角接觸軸承不能作游動端固定端成對使用軸承的固定§13-7（兩端游動，軸承配合，裝拆，調(diào)整）3.兩端游動二.軸承的配合滾動軸承內(nèi)圈與軸——特殊的基孔制j6，k6，m6，n6滾動軸承外圈與外殼孔——基軸制G7，H7，J7注意：配合的標注方法三.軸承的裝拆四.調(diào)整軸承游隙軸上零件位置

軸承安裝尺寸§13-7（提高軸系剛度）§13-7軸承裝置的設計五.提高軸系的剛度提高機座的剛度提高軸的剛度lllll’l’§13-7（潤滑與密封）目的：飛濺潤滑方法：油潤滑、脂潤滑。V齒>2m/s軸承采用油潤滑V齒<2m/s軸承采用脂潤滑六.潤滑與密封1.潤滑§13-7（密封）§13-7軸承裝置的設計目的：防止?jié)櫥托孤?，防止灰塵等雜物進入。密封裝置：接觸式和非接觸式。2.密