滚动轴承培训教材

1、选用合适的类型、尺寸选用合适的类型、尺寸 摩擦阻力小；启动快；效率高摩擦阻力小；启动快；效率高 安装、润滑、密封安装、润滑、密封 优点：优点： 设计：设计： 标准件标准件 安装、维修方便；制造成本低安装、维修方便；制造成本低 应用广泛应用广泛 第第 十十 八八 章章 滚滚 动动 轴轴 承承 一、滚动轴承的结构一、滚动轴承的结构 第一节第一节 滚动轴承的结构、主要类型和代号滚动轴承的结构、主要类型和代号 1.1.组成及作用组成及作用 2.2.工作情况工作情况 滚动体滚动体 滚动轴承滚动轴承 保持架保持架 滚道滚道 内、外圈内、外圈 多数情况多数情况 内圈内圈轴颈轴颈 外圈外圈轴承座、机座轴承座、

2、机座 软钢、青铜、尼龙软钢、青铜、尼龙 内圈、外圈、滚动体内圈、外圈、滚动体 保持架保持架 GCr15GCr15、GCr15SiMnGCr15SiMn 3.3.材料材料 滚动体的形状滚动体的形状 1.1.分类分类 二、类型二、类型 滚动体与套圈滚道接触点（或线）的公法线与轴承径滚动体与套圈滚道接触点（或线）的公法线与轴承径 向平面的夹角向平面的夹角 接触角接触角 = 00 4 54 5 9 0 = 9 0 ( a )( b )( c )( d ) 向心轴承向心轴承 径向力径向力 向心角接触轴承向心角接触轴承 推力角接触轴承推力角接触轴承 推力轴承推力轴承 径向力（主要）径向力（主要） 轴向力轴

3、向力 径向力径向力 轴向力轴向力 （主要）（主要） 轴向力轴向力 球轴承球轴承 滚子轴承滚子轴承 常用滚动轴承的类型常用滚动轴承的类型 滚子轴承滚子轴承承载能力高，极限转速承载能力高，极限转速 低低 按滚动体形状：按滚动体形状： 球轴承球轴承 承载能力低，极限转速高承载能力低，极限转速高 角接触球轴承角接触球轴承7 7 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承33 几种最常用的滚动轴承几种最常用的滚动轴承 ： 深沟球轴承（向心球轴承）深沟球轴承（向心球轴承）6 6 表3-1图 接触角接触角 2.2.几个概念几个概念 角偏位角偏位 内圈相对于外圈偏转的角度内圈相对于外圈偏转的角度偏转角偏转角 使内、外圈轴线不重

4、合使内、外圈轴线不重合角偏位角偏位 能自动适应角偏位，并保证正常工作的性能能自动适应角偏位，并保证正常工作的性能自动调心：自动调心： 极限转速极限转速 在一定载荷及润滑条件下轴承许可的最高转速在一定载荷及润滑条件下轴承许可的最高转速 球球nlim滚子滚子nlim （一般情况）（一般情况） 工作转速极限转速工作转速极限转速 ( (数字、字母）数字、字母） 三、代号三、代号 前置代号前置代号基本代号基本代号后置代号后置代号 （字母）（字母） 轴轴 承承 分分 部部 件件 代代 号号 ( (字母字母+ +数字数字) ) 其其 他他 代代 号号 特特 殊殊 轴轴 承承 材材 料料 代代 号号 密密 封

5、封 与与 防防 尘尘 代代 号号 内内 部部 结结 构构 代代 号号 公公 差差 等等 级级 代代 号号 保保 持持 架架 及及 材材 料料 代代 号号 游游 隙隙 代代 号号 内内 径径 代代 号号 宽宽 度度 系系 列列 代代 号号 直直 径径 系系 列列 代代 号号 类类 型型 代代 号号 向心轴承：向心轴承：8 8、0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6 宽度递增宽度递增 （用数字或字母表示）（用数字或字母表示） 1 1、基本代号、基本代号 调心滚子轴承调心滚子轴承 内圈无挡边圆柱滚子轴承内圈无挡边圆柱滚子轴承 1 1 2 2 3 3 5 5 6 6 7 7 N N N

6、UNU 深沟球轴承深沟球轴承 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 角接触球轴承角接触球轴承 调心球轴承调心球轴承 推力球轴承推力球轴承 （2 2）尺寸系列）尺寸系列 （基本代号右起三、四位）（基本代号右起三、四位） 宽度系列宽度系列 （右起第四位）（右起第四位） ( (可省略可省略) ) 数字数字 0 0 9 9 （1 1）类型代号）类型代号 推力轴承：推力轴承：7 7、9 9、1 1、2 2 高度递增高度递增 外圈无挡边圆柱滚子轴承外圈无挡边圆柱滚子轴承 直径系列直径系列 （右起第三位）（右起第三位） 数字数字 0 0 9 9 向心轴承：向心轴承：7 7、8 8、9 9、0 0、1 1、2 2、3 3

7、、4 4 外径递增外径递增 推力轴承：推力轴承：0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5 外径递增外径递增 （3 3）内径代号）内径代号 （右起一二位数字）（右起一二位数字） a) d=10, 12, 15, 17mm a) d=10, 12, 15, 17mm 时时 代号：代号：00 01 02 03 00 01 02 03 b) d = 20 b) d = 20 480mm 480mm 时时 d = d = 代号代号5(mm) 5(mm) c) d=22c) d=22，2828，32mm 32mm 时时 代号代号 = = 内径尺寸内径尺寸 直径代号直径代号 / / 内径代号内径代号

8、2 2、前置代号、前置代号 表示轴承的分部件，用字母表示表示轴承的分部件，用字母表示 3 3、后置代号、后置代号 轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等 （1 1）内部结构代号）内部结构代号 C、AC、B角接触球轴承的接触角角接触球轴承的接触角 = 1 15 52 25 54 40 0 加强型的圆柱滚子轴承加强型的圆柱滚子轴承 E 公称接触角增大的圆锥滚子轴承公称接触角增大的圆锥滚子轴承 B 带带1 11212圆锥孔的调心球轴承圆锥孔的调心球轴承 K （3 3）公差等级）公差等级 代号代号 /P2/P2、/P4/P4、/P5/P5、/P6/P6、/P6

9、X /P6X 普通级可省略普通级可省略 精度精度 高高 低低 2.2.仅受径向力仅受径向力 向心轴承（向心轴承（6000060000，N0000N0000，NU00000NU00000） 72107210AC- - 一、载荷性质、大小和方向一、载荷性质、大小和方向 例如：例如： 1.1.载荷大、有振动和冲击载荷大、有振动和冲击滚子轴承滚子轴承 第第 二二 节节 滚滚 动动 轴轴 承承 类类 型型 的的 选选 择择 4.4.同时受有径向力和轴向力同时受有径向力和轴向力 62/22/62/22/P4 4NU22082208/P6 6 载荷小、无振动和冲击载荷小、无振动和冲击球轴承球轴承 3.3.仅

10、受轴向力仅受轴向力 推力轴承（推力轴承（5000050000） 径向力径向力轴向力轴向力 向心、推力轴承组合向心、推力轴承组合 径向力径向力轴向力轴向力 （6000060000、70000C70000C、3000030000） 径向力径向力轴向力轴向力 （70000AC70000AC、30000B30000B） 二、自动调心性能的要求二、自动调心性能的要求 轴变形大时轴变形大时 三、转速三、转速 五、经济性五、经济性 不宜与其他类型的轴承同用，以免影响调心效果不宜与其他类型的轴承同用，以免影响调心效果 注意：注意： 四、安装尺寸四、安装尺寸 调心调心 球轴承球轴承 滚子轴承滚子轴承 一、滚动轴

11、承的失效形一、滚动轴承的失效形 式式 第第 三三 节节 滚滚 动动 轴轴 承承 的的 计计 算算 点蚀点蚀 1.1.疲劳点蚀疲劳点蚀 进入非承载区进入承载区 Q,H Q,H T T 进入非承载区进入承载区 Q,H Q,H T T 滚动体滚动体不稳定脉动循环变应不稳定脉动循环变应 力力 套圈套圈稳定的脉动循环变应力稳定的脉动循环变应力 接触应力接触应力 噪音噪音振动振动温度温度失效失效 轴承尺寸轴承尺寸 使用期限使用期限 给定使用期限给定使用期限 在给定载荷下，不发生失在给定载荷下，不发生失 效效 目的：目的： 受轴向载荷受轴向载荷F Fa a 各滚动体平均分担各滚动体平均分担 受径向载荷受径向

12、载荷F Fr r 上半圈滚动体不受力下半圈滚动体受力上半圈滚动体不受力下半圈滚动体受力 静载大、冲击大静载大、冲击大 2.2.塑性变形塑性变形 3 3. .其他失效形式其他失效形式 局部局部s 套圈断裂、滚动体破碎、保持架破套圈断裂、滚动体破碎、保持架破 损、磨损、擦伤、锈蚀损、磨损、擦伤、锈蚀 失效失效塑性变形塑性变形 转速很低或作间歇摆动转速很低或作间歇摆动 计算准则：计算准则： 一般轴承一般轴承疲劳寿命计算（针对点蚀）、静强度计算疲劳寿命计算（针对点蚀）、静强度计算 低速或摆动轴承低速或摆动轴承只进行静强度计只进行静强度计 算算 高速轴承高速轴承进行疲劳寿命计算、校验极限转速。进行疲劳寿

13、命计算、校验极限转速。 1.1.向心轴承（圆柱滚子轴承、滚针轴承）向心轴承（圆柱滚子轴承、滚针轴承） 二、滚动轴承的当量载荷二、滚动轴承的当量载荷Pr（Pa） Y轴向系数轴向系数 Pr = fp Fr X径向系数径向系数 2.2.推力轴承（推力轴承（=90=90） 承受纯径向载荷承受纯径向载荷Fr 3.3.Fr、Fa（深沟球、调心、角接触球、圆锥滚子轴承）（深沟球、调心、角接触球、圆锥滚子轴承） fp载荷系数载荷系数 只受轴向载荷只受轴向载荷Fa Pa = fp Fa Pr = fp（X Fr+YFa) 载荷作用中心载荷作用中心 O 4.4.角接触球轴承、圆锥滚子轴承角接触球轴承、圆锥滚子轴承

14、Fa的计算的计算 内部轴向力内部轴向力Fs Fs的方向：沿轴向由外圈宽端面指向窄端面的方向：沿轴向由外圈宽端面指向窄端面 O 滚动体法向载荷向量与轴心线的交点滚动体法向载荷向量与轴心线的交点 a O至至外圈宽边端面外圈宽边端面的距离的距离 Fs = = Fsi 当当L较大时，用较大时，用 轴承宽度中点作为计轴承宽度中点作为计 算支点的位置算支点的位置 a 计算支点跨距计算支点跨距L FQi= = FRi+ +FsiFr 圆锥滚子轴承：圆锥滚子轴承：Fs = = Fr/2Y 角接触角接触 球轴承球轴承 =15=15 Fs = = eFr =25=25 Fs = = 0.68Fr =40=40 F

15、s = = 1.14Fr Y是是Fa/Fre时的轴向系数时的轴向系数 轴向载荷轴向载荷 Fx+Fs1=Fs2+F s2 Fa2=Fs1+Fx Fx+Fs1Fs2 Fa1=Fs1 Fx+Fs1Fs2 Fx+Fs1+F s1 s1=Fs2 Fa2=Fs2 Fa1=Fs2Fx 反安装反安装 （DB） 正安装正安装 （DF） Fx+Fs2Fs1 Fa2=Fs2 Fa1=Fs2+Fx Fx+Fs2Fs1 Fa1=Fs1 Fa2=Fs1Fx Fsj、Fx同向取同向取+ + 2.2.由由Fs1、Fs2、Fx判断阻挡位置判断阻挡位置 1.1.根据轴承安装方式画出根据轴承安装方式画出Fs1、Fs2、Fx，并计算

16、并计算Fs1、Fs2 3.3.非阻挡端：非阻挡端：Fai=Fsi 阻挡端：阻挡端：Fai=FsjFx 总结：总结： 当当P P、L L10 10给定时 给定时，怎样选轴承？怎样选轴承？ 1.1.基本概念基本概念 2.2.计算公式计算公式 问题：问题： 向心轴承：向心轴承：Cr P C P C 时时，L L10 10 = ? = ? 三、滚动轴承寿命计算的基本概念及计算公式三、滚动轴承寿命计算的基本概念及计算公式 轴承寿命轴承寿命 基本额定寿命基本额定寿命L L10 10 同一批轴承在相同工作条件下工作，其中同一批轴承在相同工作条件下工作，其中90%90%的的 轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转

17、数轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数L L10 10（以 （以10106 6r r为为 单位）或一定转速下的工作时数单位）或一定转速下的工作时数 L Lh h L L10 10=1 =1时，轴承所能承受的载荷时，轴承所能承受的载荷 基本额定动载荷基本额定动载荷C C 由试验得到由试验得到 推力轴承：推力轴承：Ca P=C L10=1（106r） )( P P C C L L= 1010 )( P P C C n n L Lh h 6 60 0 1 10 0 6 6 =或或 当当Pr、n n已知，预期寿命为已知，预期寿命为L L h h ，则要求选取的轴承，则要求选取的轴承 的额定动载荷为的额

18、定动载荷为 选轴承型号和尺寸选轴承型号和尺寸 C P1 P2 O 1L1L2 L10(10 r) 6 P(N) P L10=常 数 载荷与寿命的关系载荷与寿命的关系 1 1 1 10 0 = C CL LP P 6 6 1010 6060 h h t t r r j j L Ln n f f P P C C = )( r r r rt t P P C Cf f L L= 1 10 0 )( a a a at t P P C Cf f L L= 1 10 0 )( r r r rt t h h P P C Cf f n n L L 6060 10106 6 = )( a a a at t h h

19、 P P C Cf f n n L L 6 60 0 1 10 06 6 = 6 6 1 10 0 6 60 0 h h t t a a j j L Ln n f f P P C C = 对于具有径向载荷：对于具有径向载荷： 对于有轴向载荷：对于有轴向载荷： 考虑温度补偿考虑温度补偿 ft 四、静强度计算四、静强度计算 受载后受载后H最大 最大所对应的载荷 所对应的载荷Co 当当PoFr时，取时，取Po=Fr 基本额定静载荷基本额定静载荷Co 防止轴承在载荷作用下产生过大的塑性变防止轴承在载荷作用下产生过大的塑性变 形形 目的：目的： 静强度条件：静强度条件： Xo、Yo径向、轴向静载荷系数，

20、查表径向、轴向静载荷系数，查表17-817-8 So安全系数，查表安全系数，查表17-917-9 CoSoPo H最大 最大= = 4200MPa(球轴承球轴承) 4600MPa(调心球轴承调心球轴承) 4200MPa(滚子轴承滚子轴承) CoCor CoCoa Po= Xo Fr+YoFa 轴承：轴承：73087308AC例例1 1： e=0.68e=0.68 同轴承，且同轴承，且Pr1Pr2，按按Pr1计算寿命计算寿命 已知：已知：Fr1=10001000N，Fr2=20602060N Fx=880N，n=5000r/min，L h h= 2500h= 2500h 1.1.当量动载荷：当量

21、动载荷：解：解： X=1，Y=0 试校核所选轴承型号是否恰当？试校核所选轴承型号是否恰当？ Fs1 = = 0.68Fr1=680N Fs2 = = 0.68Fr2=1401N Fx+Fs2=2281NFs1 Fa1=Fs2+Fx=2281NFa2=Fs2=1401Ne e F F F F r r a a 2 28 82 2 1 1 1 1 .= X=0.41,Y=0.87 fp=1.5 Pr1 = fp（X Fr1+YFa1)=3592N e e F F F F r r a a =6 68 80 0 2 2 2 2 .Pr2 = fp（X Fr2+YFa2)=3090N ft=1;=3 2.2.校核轴承径向基本额定动载荷校核轴承径向基本额定动载荷 Cr=35500NCj=32635N 所以轴承选用合适所以轴承选用合适 N N h h t t r r j j L Ln n f f P P C C3 32 26 63 35 5 1 10 0 6 60 0 6