第九章滾動(dòng)軸承軸

第1頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三目錄§9-1

概述§9-2

滾動(dòng)軸承的主要類型、代號(hào)及選擇§9-3

滾動(dòng)軸承內(nèi)部載荷分布與失效形式§9-4

滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算§9-5滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算§9-6滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)§9-8滾動(dòng)軸承例題分析第2頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-1概述（Introduction）一、滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第3頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-2滾動(dòng)軸承類型代號(hào)與選擇一、滾動(dòng)軸承的類型

一、滾動(dòng)軸承的類型α徑向平面接觸點(diǎn)法線β徑向支反力RN支點(diǎn)總反力S軸向支反力接觸角載荷角2.載荷角β：總載荷N與徑向平面的夾角1.接觸角α：滾動(dòng)體與外圈軌道接觸點(diǎn)的法線與軸承徑向平面的夾角第4頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-2滾動(dòng)軸承類型代號(hào)與選擇一、滾動(dòng)軸承的類型

向心軸承向心推力軸承推力軸承軸向角接觸軸承各類滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)見(jiàn)表13-1第5頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、滾動(dòng)軸承代號(hào)（GB272/T-93）前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)

軸承的分

部件代號(hào)內(nèi)

部

結(jié)

構(gòu)

代

號(hào)密

封

與

防

塵

結(jié)

構(gòu)

代

號(hào)保

持

架

及

其

材

料

代

號(hào)特

殊

軸

承

材

料

代

號(hào)公

差

等

級(jí)

代

號(hào)游

隙

代

號(hào)多

軸

承

配

置

代

號(hào)其

它

代

號(hào)五四三二一類

型

代

號(hào)尺寸系

列代號(hào)內(nèi)

徑

代

號(hào)寬

度

系

列

代

號(hào)直

徑

系

列

代

號(hào)滾動(dòng)軸承代號(hào)構(gòu)成：32309/C2/P2代號(hào)用于表征滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸、類型、精度等前置代號(hào)——表示軸承的分部件?；敬?hào)——表示軸承的類型與尺寸等主要特征。后置代號(hào)——表示軸承的精度與材料的特征。§9-2滾動(dòng)軸承類型代號(hào)與選擇二、滾動(dòng)軸承的代號(hào)第6頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-2滾動(dòng)軸承類型代號(hào)與選擇二、滾動(dòng)軸承的代號(hào)1.基本代號(hào)五四三二一類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)寬度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)(1)內(nèi)徑代號(hào)(右起一二位)—內(nèi)徑尺寸內(nèi)徑代號(hào)0001020304～96內(nèi)徑尺寸10121517代號(hào)×5=(20～480mm)(2)尺寸代號(hào)(右起三四位)—內(nèi)徑相同、外徑寬度不同a.直徑系列(右起第三位)—結(jié)構(gòu)內(nèi)徑相同、外徑寬度變化向心及向心推力軸承：0、1-特輕、2-輕、3-中、4-重系列；b.寬度系列(右起第四位)—結(jié)構(gòu)內(nèi)徑外徑相同、寬度變化8,0,1,2,3,4,5,6.正常寬度0不標(biāo)（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”）第7頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-2滾動(dòng)軸承類型代號(hào)與選擇二、滾動(dòng)軸承的代號(hào)(3)類型代號(hào)(右起五位)—軸承類型（表13-1）常用：30209-圓錐滾子、63710-深溝球、71915-角接觸球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)軸承類型第8頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-2滾動(dòng)軸承類型代號(hào)與選擇二、滾動(dòng)軸承的代號(hào)2.后置代號(hào)（字母或數(shù)字）-基本代號(hào)的補(bǔ)充：表示結(jié)構(gòu)、尺寸、公差、材料特殊性(1)內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)-同類軸承，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同例：7310C（AC、B）-接觸角分別為15°、25°、40°(2)公差等級(jí)代號(hào)—共5個(gè)級(jí)別序號(hào)新標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)標(biāo)注代號(hào)舊標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)備注12精度高/P2B標(biāo)注示例：72310C/P224/P4C35/P5D46（6X）/P6（/P6X)E僅用于圓錐滾子軸承50精度低/P0G普通級(jí)/P0不標(biāo)(3)徑向游隙系列徑向游隙組:(游隙小)1、2、0、3、4、5（游隙大）標(biāo)注方法：/C1、/C2、（0組常用，不標(biāo)注）、/C3、/C4、/C5第9頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-2滾動(dòng)軸承類型代號(hào)與選擇二、滾動(dòng)軸承的代號(hào)3.前置代號(hào)（字母）-表示軸承的分部件(1)L-可分離軸承的內(nèi)外圈例：LNU207-內(nèi)圈無(wú)檔邊圓柱滾子軸承的內(nèi)圈

(2)K-滾動(dòng)體與保持架組件滾動(dòng)軸承代號(hào)示例：6305深溝球，尺寸系列03，0級(jí)公差，0組游隙,內(nèi)徑25mm7210C/P3/C4角接觸球，尺寸系列02，3級(jí)公差，4組游隙接觸角15°內(nèi)徑50mm30310/P6圓錐滾子軸承，尺寸系列03，6級(jí)公差，0組游隙,內(nèi)徑50mm第10頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-2滾動(dòng)軸承類型代號(hào)與選擇三、滾動(dòng)軸承的選擇三、滾動(dòng)軸承的選擇-原則：軸承特性與工作條件匹配1.類型選擇(1)承載情況方向：純軸向載荷—軸向接觸軸承（推力軸承）純徑向載荷—徑向接觸軸承（向心軸承）徑向+軸向載荷—向心推力軸承

(2)轉(zhuǎn)速要求（n≤nmax）高速、要求旋轉(zhuǎn)精度高，優(yōu)先采用球軸承,低速可選滾子軸承。(3)調(diào)心性長(zhǎng)軸（剛度低）或多支點(diǎn)，要求軸承具有調(diào)心性—調(diào)心軸承大?。狠d荷大、有沖擊—滾子軸承；載荷小—球軸承第11頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-2滾動(dòng)軸承類型代號(hào)與選擇三、滾動(dòng)軸承的選擇內(nèi)外圈可分離—圓錐滾子，圓柱滾子長(zhǎng)軸上安裝—內(nèi)錐孔與緊定套軸承(6)價(jià)格--球軸承低，滾子軸承高(5)裝拆方便2.尺寸選擇選擇型號(hào)：內(nèi)徑、外徑、寬度系列—選定類型、初定型號(hào)、驗(yàn)算壽命(4)空間限制—徑向尺寸受限，滾針軸承滾針軸承帶內(nèi)錐孔與緊定套軸承圓錐滾子軸承第12頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-3滾動(dòng)軸承內(nèi)部載荷分布與失效形式一、內(nèi)部載荷分布一、內(nèi)部載荷分布純軸向載荷：滾動(dòng)體均勻受載受徑向載荷：滾動(dòng)體受載不均（承載與非承載區(qū)）二、軸承元件上的應(yīng)力-變應(yīng)力第13頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-3滾動(dòng)軸承內(nèi)部載荷分布與失效形式三、失效形式三、滾動(dòng)軸承的失效形式四、滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1.點(diǎn)蝕—交變接觸應(yīng)力作用導(dǎo)致元件點(diǎn)蝕（軸承主要失效形式）2.塑變—過(guò)大靜載或沖擊載荷致局部塑變（低速軸承失效形式）3.膠合、磨損、套圈或保持架斷裂—維護(hù)不當(dāng)、潤(rùn)滑不良1.轉(zhuǎn)速n>10r/min軸承：點(diǎn)蝕失效，驗(yàn)算壽命2.轉(zhuǎn)速n<10r/min軸承：驗(yàn)算靜強(qiáng)度外圈過(guò)大塑變內(nèi)圈滾道磨損滾動(dòng)體點(diǎn)蝕內(nèi)圈滾道點(diǎn)蝕第14頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-4滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算一、基本概念一、基本概念1.單個(gè)軸承壽命

一定條件下，滾動(dòng)體、套圈任一個(gè)出現(xiàn)點(diǎn)蝕時(shí)，軸承的總轉(zhuǎn)數(shù)。（注：影響軸承壽命因素復(fù)雜，單個(gè)軸承壽命離散性較大）2.基本額定壽命（統(tǒng)計(jì)壽命）

(1）基本額定壽命為軸承設(shè)計(jì)壽命表13-3(2）基本額定壽命與載荷有關(guān)一批軸承，同工況運(yùn)轉(zhuǎn)，10%點(diǎn)蝕失效時(shí)的總轉(zhuǎn)數(shù)L10（或小時(shí)數(shù)L10h）滾動(dòng)軸承的壽命分布曲線第15頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-4滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算一、基本概念一、基本概念3.基本額定動(dòng)載荷

對(duì)應(yīng)基本額定壽命為106轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷C(1）C:軸承承載能力的度量（查手冊(cè)）(2）對(duì)應(yīng)于C,軸承基本額定壽命為106轉(zhuǎn)(3）C的性質(zhì)：向心軸承-徑向載荷推力軸承-軸向載荷第16頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-4滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算二、滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算二.滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算(1）問(wèn)題：載荷=C時(shí)，壽命L10C=1(106轉(zhuǎn))載荷=P時(shí)，壽命L10P=？式中：C—基本額定動(dòng)載荷N（查軸承參數(shù)表）

ft—溫度系數(shù)（查表13-4；t>120°,軸承壽命降低）

n—軸承轉(zhuǎn)速r/min

ε—壽命指數(shù)，球軸承3，滾子軸承10/3

P—載荷N01L10,106rCP(N)軸承的載荷-壽命曲線P應(yīng)與C同性質(zhì).第17頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-4滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算三.當(dāng)量動(dòng)載荷P

三.當(dāng)量動(dòng)載荷P(1）基本額定動(dòng)載荷C性質(zhì)：向心軸承-徑向載荷推力軸承-軸向載荷P:實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為與基本額定動(dòng)載荷的載荷條件一致(2）實(shí)際受載：徑向載荷+軸向載荷—徑向載荷、軸向載荷系數(shù)（查表13-5）—軸承承受的徑向和軸向載荷—載荷系數(shù)（查表13-6))(YAXRfPP+=計(jì)算式：pfP(當(dāng)量動(dòng)載荷)第18頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-4滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算四.軸承的軸向力A計(jì)算四.向心角接觸軸承的軸向力A計(jì)算(1)派生軸向力S由向心角接觸軸承的結(jié)構(gòu)決定，軸承受徑向載荷R,就產(chǎn)生派生軸向力S（對(duì)軸的推力）。外圈對(duì)滾動(dòng)體的支反力Ni

a.S的數(shù)值:取決于軸承的結(jié)構(gòu)和徑向外載荷R，與軸向外載荷無(wú)關(guān);b.S的方向:由外圈的寬邊指向窄邊方向(對(duì)軸的推力方向)c.S計(jì)算式:表13-7第19頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-4滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算四.軸承的軸向力A計(jì)算(2)A的計(jì)算公式—軸系承受的軸向和徑向外載荷（已知）—軸承承受的徑向載荷（徑向支反力）—軸承承受的軸向載荷

（軸向反力--待求）

正安裝：外圈窄邊相對(duì)，S相對(duì)反安裝：外圈寬邊相對(duì)，S相背21A,A第20頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-4滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算四.軸承的軸向力A計(jì)算正安裝向心角接觸軸承軸向力分析：正安裝：外圈窄邊相對(duì)，S相對(duì)(壓緊)(放松)(壓緊)(放松)AAFSASAF-==+>1211

;

;則若21SS第21頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-4滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算四.軸承的軸向力A計(jì)算壽命計(jì)算：支反力查表正安裝：外圈窄邊相對(duì)，S相對(duì){}AF,SSA=21YA)(XRfPd+=第22頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-5滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算一.基本額定靜負(fù)荷一、靜強(qiáng)度計(jì)算原則二、基本額定靜負(fù)荷C0三、當(dāng)量靜載荷P0四、靜強(qiáng)度計(jì)算1、低速軸承：n<10r/min—塑變失效2、靜強(qiáng)度均驗(yàn)算C0：受力最大滾動(dòng)體與滾道接觸處,永久變形量的總和達(dá)到滾動(dòng)體直徑的0.0001時(shí),軸承上所加載荷。C0性質(zhì)：向心軸承：徑向負(fù)荷推力軸承：軸向負(fù)荷見(jiàn)表13-8第23頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-6滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)一.軸承的軸向固定一、軸承的配置要求：保證軸系軸向定位和適當(dāng)熱膨脹空間1.雙支點(diǎn)各單向固定(1)每個(gè)支點(diǎn)限定一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)(2)溫度補(bǔ)償間隙0.2~0.4mm(3)適用小跨度、溫升小軸雙支點(diǎn)單向固定2.單支點(diǎn)雙向固定,另一端支點(diǎn)游動(dòng)(1)固定端限定軸系雙向運(yùn)動(dòng)(2)適用大跨度、溫升高軸單支點(diǎn)雙向固定第24頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-6滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)一.軸承的軸向固定3.軸承的軸向固定第25頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-6滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)

二.軸承的軸向固定二、軸承游隙及軸上零件位置調(diào)整第26頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-6滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)

二.軸承的軸向固定三、軸承的配合與裝拆1.配合要求:軸承標(biāo)準(zhǔn)件，內(nèi)圈與軸基孔制；外圈與孔基軸制；（1）轉(zhuǎn)動(dòng)圈（內(nèi)圈）配合緊，n6,k6（2）固定圈（外圈）配合松，H7,J7（3）游動(dòng)端外圈與孔配合松-有利于軸向移動(dòng)注：滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合較常規(guī)公差配合緊第27頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-6滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)

二.軸承的軸向固定內(nèi)徑與軸的配合外徑與孔的配合第28頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-6滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)

二.軸承的軸向固定2.裝拆：溫差法與壓入法裝拆（1）溫差法：加熱軸承或冷卻軸（2）壓入法裝拆：專用工具，正確施壓第29頁(yè)，共35頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§9-6滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)