第13章滚动轴承

1、第十三章第十三章 滚动轴承滚动轴承13-2 滚动轴承的主要类型和代号滚动轴承的主要类型和代号13-3 滚动轴承类型的选择滚动轴承类型的选择13-4 滚动轴承的工作情况滚动轴承的工作情况13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计13-7 滚动轴承典型例题分滚动轴承典型例题分析析13-1 概述概述本章学习的基本要求：本章学习的基本要求：熟练掌握的内容熟练掌握的内容1 1）各类滚动轴承的特点、代号（代号的主要内容），正确选择）各类滚动轴承的特点、代号（代号的主要内容），正确选择 滚动轴承的原则和方法；滚动轴承的原则和方法；2 2）滚动轴承的失效形式，基本额定

2、寿命、基本额定动载荷）滚动轴承的失效形式，基本额定寿命、基本额定动载荷C C和和基本额定静载荷基本额定静载荷C C0 0的概念，当量动载荷及轴承寿命的计算；的概念，当量动载荷及轴承寿命的计算；3 3）滚动轴承的组合结构设计，包括轴承的安装结构形式，轴承）滚动轴承的组合结构设计，包括轴承的安装结构形式，轴承的定位及固定，内外圈的配合、装拆要求，轴承的预紧及间的定位及固定，内外圈的配合、装拆要求，轴承的预紧及间隙的调整；隙的调整；本章的重点：本章的重点： 滚动轴承的尺寸选择计算和组合结构设计。难点是角接触球滚动轴承的尺寸选择计算和组合结构设计。难点是角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向力和当量动载荷的

3、计算。轴承和圆锥滚子轴承的轴向力和当量动载荷的计算。 滚动轴承的组合结构设计要与轴的结构设计等联系起来考虑。滚动轴承的组合结构设计要与轴的结构设计等联系起来考虑。13-1 概概 述述 滚动轴承是现代机器中应用广泛的一种部件，它滚动轴承是现代机器中应用广泛的一种部件，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承旋转的轴。是依靠主要元件间的滚动接触来支承旋转的轴。 缺点：缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音。抗冲击能力差、高速时出现噪音。优点：优点：摩擦阻力小、功率损耗少、启动灵敏和易摩擦阻力小、功率损耗少、启动灵敏和易 于互换等。于互换等。组成：组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。外圈、内圈、滚动体、保持架。

4、（一）结构（一）结构常用的滚动体常用的滚动体: :球球圆柱滚子圆柱滚子圆锥滚子圆锥滚子球面滚子球面滚子滚针滚针13-1 概概 述述其中，滚动体必不可少，其余可有可无。用用高碳高碳铬铬轴承轴承钢制造，热处理后硬度钢制造，热处理后硬度一般不低于一般不低于60HRC。保持架保持架 - 冲压：冲压：低碳钢板冲压制成。低碳钢板冲压制成。 实体：实体：铜合金、铝合金和低碳钢板。铜合金、铝合金和低碳钢板。 （二）材料（二）材料内、外圈和滚动体内、外圈和滚动体-13-1 概概 述述设计人员的主要任务是设计人员的主要任务是: : 熟悉标准，正确选用。熟悉标准，正确选用。 本章主要讨论如何根据具体的工作条件选择轴

5、承本章主要讨论如何根据具体的工作条件选择轴承的类型及尺寸并计算其寿命，以及如何解决轴承的的类型及尺寸并计算其寿命，以及如何解决轴承的安装、调整、润滑和密封等问题。安装、调整、润滑和密封等问题。滚动轴承作为一种标准件，由专业工厂大量生产。滚动轴承作为一种标准件，由专业工厂大量生产。13-1 概概 述述推力轴承推力轴承按载荷方向分按载荷方向分向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承( (一一) ) 类型类型 向心推力轴承向心推力轴承FaFr向心轴承向心轴承向心推力轴承向心推力轴承FrFa13-2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 -主要主要承受径向载荷承受径向载荷F Fr r-只能承受

6、轴向载荷只能承受轴向载荷F Fa a-可同时承受径向和轴向载荷可同时承受径向和轴向载荷轴圈轴圈座圈座圈间隙向心推力轴承的接触角向心推力轴承的接触角 ： 滚动体与外圈滚道接触点处的滚动体与外圈滚道接触点处的法线与轴承半径方向之间的夹角。法线与轴承半径方向之间的夹角。接触角接触角 轴向承载能力轴向承载能力 它是滚动轴承的一个重要参数，轴承的受力分析和承载能力等都与接触角有关。向心推力轴承向心推力轴承13-2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 轴承实际所承受的径向载荷轴承实际所承受的径向载荷F Fr r与轴向载荷与轴向载荷F Fa a的的合力与半径方向的夹角合力与半径方向的夹角-

7、载荷角载荷角向心推力轴承向心推力轴承 FaFr13-2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 表表13-1 常用滚动轴承的类型、主要性能和特点常用滚动轴承的类型、主要性能和特点 轴承名称、轴承名称、类型及代号类型及代号结构简图结构简图 承载方向承载方向极限转速极限转速 允许角偏差允许角偏差主要特性和应用主要特性和应用调心球轴承调心球轴承 1000010000中中2 3 主要承受径向载主要承受径向载荷，同时也能承受荷，同时也能承受少量轴向载荷。因少量轴向载荷。因为外滚道表面是以为外滚道表面是以轴承中点为中心的轴承中点为中心的球面，故能调心。球面，故能调心。( (一一) ) 滚动轴

8、承的主要类型、性能与特点滚动轴承的主要类型、性能与特点 按载荷方向分按载荷方向分向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承向心推力轴承向心推力轴承13-2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 轴承的调心性能轴承的调心性能影响轴承正常运转。影响轴承正常运转。角偏差角偏差 调心轴承调心轴承 -在轴与轴承座孔的轴线有在轴与轴承座孔的轴线有不大的相对偏斜时仍能正常工作。不大的相对偏斜时仍能正常工作。 轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内外圈轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内外圈轴线发生相对倾斜。其倾斜角轴线发生相对倾斜。其倾斜角-角偏差。角偏差。调心轴承调心轴承13-2 滚动轴承的主要类

9、型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 13-2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 二、常用滚动轴承的类型、主要性能和特点二、常用滚动轴承的类型、主要性能和特点10000 调心球轴承20000 调心滚子轴承29000 推力调心滚子轴承30000 圆锥滚子轴承30000B大锥角圆锥滚子轴承40000 双列深沟球轴承51000 推力球轴承52000 双向推力球轴承60000 深沟球轴承70000 角接触球轴承1229365152713-2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 N0000 外圈无挡边的圆柱滚子轴承NU0000 内圈无挡边的圆柱滚子轴承NJ0000

10、内圈有单挡边的圆柱滚子轴承NA0000 滚针轴承UC000 带顶丝外球面球轴承( (二二) ) 滚动轴承的代号滚动轴承的代号13-2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号 前置代号基 本 代 号后 置 代 号（结构、公差、材料）轴承分部件代号五四三二一内部结构代号密封与防尘结构代号保持架及其材料代号特殊轴承材料代号公差等级代号游隙代号多轴承配置代号其它代号类型代号内径代号宽度系列代号直径系列代号尺 寸系列代号2 2）尺寸系列代号尺寸系列代号直径系列代号直径系列代号-基本代号右起第三位数字。基本代号右起第三位数字。 表示：结构、内径相同的轴承在外径和宽度方面的变化系列7、8、9、

11、0、1、2、3、4、5 内径相同，而直径系列代号不同的四种轴承的尺寸对比：61106110621062106310631064106410轴承的内径表示方法轴承的内径表示方法 内径代号内径代号 轴承内径尺寸轴承内径尺寸 mm00100102030499代号代号 51215171 1）内径代号）内径代号-基本代号右起第一、二位数字。基本代号右起第一、二位数字。1 1、基本代号、基本代号轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等等3)3)轴承类型轴承类型代号代号-基本代号右起第基本代号右起第五五位数字。位数字。 表示：结构、内、外径都相同的轴承，在宽度方面的变化

12、系列正常系列正常系列-0-0系列，代号系列，代号0 0可不标出可不标出（除圆锥滚子轴承、调心滚子轴承外）宽度系列代号宽度系列代号-基本代号右起第四位数字。基本代号右起第四位数字。2 2、后、后置代号置代号（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154025代代 号号 /P2 /P4 /P5 /P6 /P6x /P0（可省略）（可省略） 公差等级公差等级 2 2级级 4 4级级 5 5级级 6 6级级 6x6x级级 0 0级级表表13-8 13-8 公差等级代号公差等级代号说说 明明仅用于圆锥轴承仅用于圆锥轴承 普通级普通级注：注：公差等级中公差

13、等级中2 2级最高，从左向右依次降低。级最高，从左向右依次降低。表表13-9 13-9 径向游隙系列常用代号径向游隙系列常用代号 游隙系列游隙系列 1 1 组组 2 2 组组 0 0 组组 3 3组组 4 4组组 5 5组组 代代 号号 / C1 /C2 常用、不标出常用、不标出 /C3 /C4 /C5（2 2）公差等级公差等级 （3 3）径向游隙系列径向游隙系列 （三）（三） 滚动轴承代号示例滚动轴承代号示例 6 3 037 3 12 AC / P6轴承内径轴承内径 d=17 mm深沟球轴承深沟球轴承 接触角接触角 =25=25 轴承内径轴承内径 d=125=60 mm尺寸系列尺寸系列03

14、03 角接触球轴承角接触球轴承 6 6级公差级公差0 0级公差级公差0 0组游隙组游隙0 0组游隙组游隙尺寸系列尺寸系列03 03 13-3 滚动轴承的类型选择滚动轴承的类型选择一、轴承的载荷一、轴承的载荷 大小：大小：滚子轴承、球轴承滚子轴承、球轴承 方向：方向：q纯轴向载荷，一般选用推力轴承，较小的纯轴向载荷可选用推力球轴承；较大的纯轴向载荷可选用推力滚子轴承。q纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。q轴向与径向载荷联合作用时，要视不同的情况进行选择。可采用深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承，或用组合轴承。 注意：30000与70000型一般成对使用。13-3 滚动轴

15、承的类型选择滚动轴承的类型选择1) 高速时优先选用球轴承。2) 外径越小，越适于在高转速下工作。3) 保持架的材料与结构对轴承转速影响极大。 实体保持架比冲压保持架允许高一些的转速，青铜实体保持架允许更高的转速。4) 推力轴承的极限转速均很低。5)若工作转速略超过样本中规定的极限转速， 可以用提高轴承的公差等级，或者适当地加大轴承的径向游隙，选用循环润滑或油雾润滑，加强对循环油的冷却等措施来改善轴承的高速性能。二、轴承的转速二、轴承的转速 极限转速指载荷不太大(当量动载荷P01C，C为基本额定动载荷)，冷却条件正常，且为0级公差轴承时的最大允许转速。13-3 滚动轴承的类型选择滚动轴承的类型选

16、择三、轴承的调心性能三、轴承的调心性能q 有一定调心性能的调心轴承或带座外球面球轴承的合理选用。q 圆柱滚子轴承和滚针轴承对轴承的偏斜最为敏感，应用时应注意；四、轴承的安装和拆卸四、轴承的安装和拆卸q在轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸轴承部件时，应优先选用内外圈可分离的轴承。当轴承在长轴上安装时，为了便于装拆，可以选用其内圈孔为1:12的圆锥孔(用以安装在紧定衬套上)的轴承q轴承类型的选择还应考虑轴承装置整体设计的要求，如轴承的配置使用要求、游动要求等。 Fr13-4 滚动轴承的工作情况滚动轴承的工作情况（一）轴承元件上的载荷分布（一）轴承元件上的载荷分布0 0 在径向载荷在径向载荷F

17、Fr r作用下，上半圈滚作用下，上半圈滚动体不受力，下半圈各滚动体承受动体不受力，下半圈各滚动体承受大小不同的载荷。大小不同的载荷。潘存云教授研制 各滚动体从开始受力到受力终止各滚动体从开始受力到受力终止所对应的区域所对应的区域-承载区承载区向心轴承向心轴承：径向载荷的分布径向载荷的分布F FN0N0F FN1N1F FN1N1F FN2N2F FN2N2最下方的滚动体受载最大，两旁逐渐减少。最下方的滚动体受载最大，两旁逐渐减少。FN0FN1FN1FN2FN2Fr（二）轴承元件上的载荷及应力的变化（二）轴承元件上的载荷及应力的变化 滚动体所处位置不同，所受滚动体所处位置不同，所受载荷不同。载荷

18、不同。滚动体、转动套圈上某点的应力变化滚动体、转动套圈上某点的应力变化 H HF FNiNit to o承载区承载区非承载区非承载区是周期性不稳定变化是周期性不稳定变化FN0FN1FN1FN2FN2Fr固定套圈上某点的应力变化固定套圈上某点的应力变化 H HF FNiNit to o 滚动轴承各元件承受的都是脉动变化的接触应力滚动轴承各元件承受的都是脉动变化的接触应力是稳定的脉动循环变化是稳定的脉动循环变化 Fd =Fdi （三）向心推力轴承的派生轴向力（三）向心推力轴承的派生轴向力FaFrFNiFdiFNi - 派生轴向力派生轴向力FNi径向分力径向分力FNi轴向分力轴向分力Fdi径向载荷径

19、向载荷 FrFFNiNi= FrFdi = FNi tan Fd - 将迫使轴颈（连同内将迫使轴颈（连同内圈和滚动体）有向右移动的趋圈和滚动体）有向右移动的趋势，从而与外圈分离。势，从而与外圈分离。Fr 为避免在为避免在Fd 的作用下，滚的作用下，滚动体与套圈相分离，向心推力动体与套圈相分离，向心推力轴承必须成对使用。轴承必须成对使用。派生轴向力：派生轴向力： Fd =Fdi 派生轴向力派生轴向力Fd 应在轴向力应在轴向力Fa作用下达到平衡。作用下达到平衡。FdFrFaFdFrFaFNiFNi FdiFrFrFa2. 2. 轴向力轴向力Fa 对载对载荷分布的影响荷分布的影响FNi当只有最下方一

20、个滚动体受载时：当只有最下方一个滚动体受载时： = FaFNFNFd = Fr tanFdFNiFdi 当受载滚动体数目增多时，派生轴向力当受载滚动体数目增多时，派生轴向力Fd将增大，将增大， 这时平衡派生轴向力这时平衡派生轴向力Fd 所需施加的轴向力所需施加的轴向力 Fa 也随也随之增大为：之增大为：Fa = Fd Fr tan当当Fa 1.25 Fr tan时时，当当Fa 1.7 Fr tan时时， 当受载滚动体数目增多时，派生轴向力当受载滚动体数目增多时，派生轴向力Fd 将增大将增大 ， 这时平衡派生轴向力这时平衡派生轴向力Fd 所需施加的轴向力所需施加的轴向力Fa 也随也随之增大：之增

21、大：Fa = Fd Fr tan根据研究：根据研究：-约半圈滚动体同时受载约半圈滚动体同时受载-全部滚动体同时受载全部滚动体同时受载13-4 滚动轴承的工作情况滚动轴承的工作情况2. 2. 轴向力轴向力Fa对载荷分布的影响对载荷分布的影响 为了平衡为了平衡F Fd d 就必须在就必须在F Fd d 的反向增加轴向力的反向增加轴向力Fa。 当当Fa ，受载滚动体数目受载滚动体数目，套圈滚道上径套圈滚道上径向载荷的承载区向载荷的承载区，轴承承受径向载荷的能力轴承承受径向载荷的能力。 为了保证轴承能可靠地工作，应使它至少达到下半为了保证轴承能可靠地工作，应使它至少达到下半圈滚动体全部受载。圈滚动体全

22、部受载。以上分析说明：以上分析说明： （角）及（锥）轴承须在（角）及（锥）轴承须在Fr 和和Fa 的联合作用下工的联合作用下工作。一般都是成对使用。作。一般都是成对使用。13-4 滚动轴承的工作情况滚动轴承的工作情况13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择过度磨损过度磨损烧伤烧伤卡死、元件破裂卡死、元件破裂 （一）滚动轴承的失效形式及基本额定寿命（一）滚动轴承的失效形式及基本额定寿命 1 1、失效形式（正常）、失效形式（正常）- 点蚀破坏点蚀破坏-非正常失效非正常失效（维护保养不当而造成）（维护保养不当而造成）2 2、轴承的寿命、轴承的寿命 单个轴承在出现点蚀破坏前，一个套圈相对另一个单

23、个轴承在出现点蚀破坏前，一个套圈相对另一个套圈的转数。套圈的转数。3 3、基本额定寿命、基本额定寿命 L10 对每一个轴承来讲，在额定寿命期内能正常工作的对每一个轴承来讲，在额定寿命期内能正常工作的概率为概率为90% ，提前发生破坏的概率仅为，提前发生破坏的概率仅为10%。 一批相同的轴承在相同的运转条件下工作，其中一批相同的轴承在相同的运转条件下工作，其中10%的轴承发生点蚀破坏，而的轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承不发生点蚀的轴承不发生点蚀破坏前的转数（以破坏前的转数（以10106 6为单位）或工作小时数。为单位）或工作小时数。 一组在相同条件下运转的相同型号的轴承，其一组在相同条件下运转

24、的相同型号的轴承，其可可靠度为靠度为90%时的寿命作为时的寿命作为标准寿命。标准寿命。规定：规定：13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择Lh /h表表13-3 推荐的轴承预期计算寿命推荐的轴承预期计算寿命 LLh h 机机 器器 类类 型型 不经常使用的仪器或设备不经常使用的仪器或设备 300 3000 短时间或间断使用的机械，中断时不致引起严重后果短时间或间断使用的机械，中断时不致引起严重后果 3000 8000 间断使用的机械，中断使用后果严重间断使用的机械，中断使用后果严重 8000 12000 每天每天8h8h工作的机械工作的机械 （利用率不高）（利用率不高） 12000 20

25、000 每天每天24h24h连续工作的机械连续工作的机械 40000 60000 预期计算寿命预期计算寿命Lh - -设计机器时所要求的轴承寿命；通常可参照设计机器时所要求的轴承寿命；通常可参照机器的大修期限取定。机器的大修期限取定。13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择定义：使轴承的基本额定寿命恰好为定义：使轴承的基本额定寿命恰好为106 转时，轴承所转时，轴承所 能承受的载荷值。能承受的载荷值。推力轴承推力轴承-指纯轴向载荷，记为：指纯轴向载荷，记为：Ca（二）滚动轴承的基本额定动载荷（二）滚动轴承的基本额定动载荷 C C C-表征了不同型号轴承的承载特性。可从设计手表征了不同型号

26、轴承的承载特性。可从设计手册或轴承样本中查取。册或轴承样本中查取。向心轴承向心轴承-指纯径向载荷，记为：指纯径向载荷，记为：Cr向心推力轴承向心推力轴承 - - 指使套圈产生纯径向位移的载荷的指使套圈产生纯径向位移的载荷的 径向分量径向分量13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择（三）滚动轴承寿命的计算公式（三）滚动轴承寿命的计算公式寿命计算要解决的两个问题：寿命计算要解决的两个问题：（1 1）当载荷）当载荷P=C 时，时，L10=106转；当转；当PC时，时，L10=？（2 2）已知）已知P, ,Lh，如何选轴承？根据如何选轴承？根据C选择选择根据寿命试验根据寿命试验, ,得出轴承得出

27、轴承的载荷的载荷- -寿命曲线寿命曲线公式公式 0 1 2 3 4 5 10 15 Lh h (106 r )25.5252015105P KNrPCL61010 -( 13 4 )13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择轴承的载荷轴承的载荷寿命曲线寿命曲线对于球轴承，=3；对于滚子轴承，=103。13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择hPCnLh 60106重写重写rPCL61010 如令如令n代表轴承的转速代表轴承的转速(单位为单位为rmin)，则以小，则以小时数表示的轴承寿命时数表示的轴承寿命Lh(单位为单位为h)为为 NnLPCh61060两式分别解决了前述两个问题两式分

28、别解决了前述两个问题 在较高温度下工作的轴承，基本额定动载荷C须乘以温度系数 ft（ft Fd1 时，时，Fd1 = = Fae+ + Fd2 被放松轴承被放松轴承2 2： Fa2 = = Fd2 被压紧轴承被压紧轴承1 1： Fa1 = = Fae + +Fd2 由于轴承1的右端已固定，轴不能向左移动，轴承1被压紧。由平衡条件得轴承1(压紧端)承受的轴向载荷：Faea2a121Fd1Fr1Fd2Fr2Fre 计算时，首先应画出轴及轴承的计算时，首先应画出轴及轴承的结构简图结构简图 当轴处于平衡时，应满足：当轴处于平衡时，应满足：不满足时，会出现两种情况：不满足时，会出现两种情况：轴有左移趋势

29、，轴有左移趋势，Fd2Fd112Fae轴及轴承的结构简图轴及轴承的结构简图轴承轴承1 1被被 “ “压紧压紧”，轴承，轴承2 2被被 “ “放放松松”Faea2a121Fd1Fr1Fd2Fr2Fre2.2.当当 Fae+ +Fd2 Fd1 时，时，被放松轴承被放松轴承1 1： Fa1 = = Fd1 轴有右移趋势，轴有右移趋势，被压紧轴承被压紧轴承2 2： Fa2 = = Fd1 - FaeFd2Fd112Fae轴及轴承的结构简图轴及轴承的结构简图轴承轴承2 2被被“压紧压紧”，轴承，轴承1 1被被“放放松松” 总结：角、锥轴承所受轴向力的计算方法：总结：角、锥轴承所受轴向力的计算方法： 1

30、1） 根据轴承的受力和结构，判断出全部轴向力根据轴承的受力和结构，判断出全部轴向力 （包括外载荷和派生轴向力）合力的指向。（包括外载荷和派生轴向力）合力的指向。 2 2） 被被“放松放松”轴承的轴向力轴承的轴向力Fa =本身的派生轴向力本身的派生轴向力F Fd d，被被“压紧压紧”轴承的轴向力轴承的轴向力Fa = 除去本身派生的轴除去本身派生的轴向力后，其余各轴向力的代数和。向力后，其余各轴向力的代数和。分析哪一端轴承被分析哪一端轴承被“压紧压紧”、哪一端轴承被、哪一端轴承被“放放松松”。13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择13-5 滚动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择六、滚动轴承的

31、静载荷六、滚动轴承的静载荷 使受载最大的滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力使受载最大的滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力达到一定值达到一定值(对于向心球轴承为对于向心球轴承为4200MPa)的载荷，作为轴承的载荷，作为轴承静强度的界限，称为基本额定静载荷，用静强度的界限，称为基本额定静载荷，用C0表示。表示。 P0=X0Fr+Y0Fa X0、Y0-径向载荷系数、轴向载荷系数径向载荷系数、轴向载荷系数 C0 S0P0 S0-轴承静强度安全系数轴承静强度安全系数七、不同可靠度时滚动轴承尺寸的选择七、不同可靠度时滚动轴承尺寸的选择 当可靠度当可靠度 90%时，引入修正系数时，引入修正系数a1（表

32、表139） Ln=a1L10，即把原即把原L10（或（或Lh）用）用Ln/a1代入即可代入即可（七）滚动轴承尺寸选择的过程（七）滚动轴承尺寸选择的过程 由力分析确定轴承所承受的由力分析确定轴承所承受的Fr与与Fa计算当量动载荷计算当量动载荷 P=fP(XFr+YFa)明确轴承的工作转速明确轴承的工作转速n与预期寿命与预期寿命Lh61060hnLPC计算轴承应满足的基本额定动载荷计算轴承应满足的基本额定动载荷 由手册查取合适的轴承由手册查取合适的轴承 C C手册手册 C C（八）计算滚动轴承寿命的过程（八）计算滚动轴承寿命的过程 PCnLh60106由轴上零件的载荷情况求出由轴上零件的载荷情况求

33、出Fr与与Fa计算当量动载荷计算当量动载荷P=fd( XFr+YFa )计算轴承的寿命计算轴承的寿命当当L Lh h L Lh h 时，则满足使用要求时，则满足使用要求13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 目的：目的： 为了正确解决轴承的安装、配置、紧固、调整、为了正确解决轴承的安装、配置、紧固、调整、 润滑、密封等问题。润滑、密封等问题。（一）支承部分的刚性和同心度（一）支承部分的刚性和同心度 轴及轴承座必须有足够的刚性，以避免变形使滚轴及轴承座必须有足够的刚性，以避免变形使滚动体的滚动受阻滞；动体的滚动受阻滞； 轴承座孔壁应有足够的厚度；轴承座孔壁应有足够的厚度； 轴承座的悬臂应尽可能地

34、缩短，并增加肋板；轴承座的悬臂应尽可能地缩短，并增加肋板； 采用套杯以防止座孔被压坏。采用套杯以防止座孔被压坏。使用钢衬筒的轴承座孔使用钢衬筒的轴承座孔钢钢衬衬筒筒用加强筋增强轴承座孔刚性用加强筋增强轴承座孔刚性肋板肋板L 一根轴上两个支承的座孔，必须尽可能地保持同心，一根轴上两个支承的座孔，必须尽可能地保持同心，以免轴承内外圈间产生过大的偏斜。以免轴承内外圈间产生过大的偏斜。采用整体结构的外壳，并把两个轴承孔一次镗出；采用整体结构的外壳，并把两个轴承孔一次镗出；在一根轴上的不同尺寸的轴承孔仍应一次镗出，在一根轴上的不同尺寸的轴承孔仍应一次镗出，这时可利用衬筒来安装尺寸较小的轴承。这时可利用衬

35、筒来安装尺寸较小的轴承。13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 闭式齿轮传动闭式齿轮传动（二）（二） 轴承的配置轴承的配置-指一个轴系应采用几个轴承支承、如何支承、指一个轴系应采用几个轴承支承、如何支承、如何配置等问题。如何配置等问题。合理的轴承配置应考虑：合理的轴承配置应考虑： 轴在机器中有正确的位置轴在机器中有正确的位置 防止轴向窜动防止轴向窜动 轴受热膨胀后不致将轴承卡死轴受热膨胀后不致将轴承卡死等因素等因素13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 双支点各单向固定双支点各单向固定 一支点双向固定、另一端支点游动一支点双向固定、另一端支点游动两端均游动两端均游动 常用的轴承配置方法：常用的

36、轴承配置方法：用于工作温度不高的短轴用于工作温度不高的短轴（L400mm）内圈、外圈单向固定深沟球轴承间隙L1 b小锥齿轮轴支承小锥齿轮轴支承结构之一结构之一特点：特点：1 1、面对面安装、面对面安装4 4、调节外圈可对轴承进行预紧、调节外圈可对轴承进行预紧2 2、轴支承刚性差、轴支承刚性差3 3、调整轴承游隙容易、调整轴承游隙容易5 5、受热膨胀后易卡死、受热膨胀后易卡死6 6、轴装配较容易、轴装配较容易7 7、轴上应力集中小、轴上应力集中小特点：特点：1 1、背靠背安装、背靠背安装4 4、调节内圈可对轴承进行预紧、调节内圈可对轴承进行预紧2 2、轴支承刚性好、轴支承刚性好3 3、调整轴承游

37、隙不容易、调整轴承游隙不容易5 5、受热膨胀后不易卡死、受热膨胀后不易卡死6 6、轴装配不容易、轴装配不容易7 7、轴上应力集中大、轴上应力集中大b小锥齿轮轴支小锥齿轮轴支承结构之二承结构之二L2常用的轴承配置方法：常用的轴承配置方法：双支点各单向固定双支点各单向固定 一个支点双向固定、另一端支点游动一个支点双向固定、另一端支点游动两端均游动两端均游动 固定支承固定支承游动支承游动支承选用圆柱滚子轴承时，选用圆柱滚子轴承时， 内内外圈应双向固定。外圈应双向固定。 游动支承游动支承 L L 适用于工适用于工作温度较作温度较高的长轴高的长轴选用深沟球轴承时，外选用深沟球轴承时，外圈与端盖间应留有间

38、隙。圈与端盖间应留有间隙。 内圈、外圈都双向固定13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 内圈、外圈都双向固定外圈游动13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 游动支承中使用可分离轴承时，内圈、外圈都双向固定固定支承轴承内圈、外圈双向固定13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 轴向载荷较大时，组合使用13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 双支点各单向固定双支点各单向固定 一个支点双向固定、另一端游动一个支点双向固定、另一端游动两端均游动两端均游动 人字齿轮由于本身的轴向限位作用，其中一根轴设计成两端固定的形式，另外一根轴必须游动，否则会卡死。两端游动两端游动常用的轴承配置方法：常用的轴承配置方法

39、：（三）滚动轴承的轴向紧固（三）滚动轴承的轴向紧固-将轴承内圈或外圈相对于轴或轴承座实施紧固。将轴承内圈或外圈相对于轴或轴承座实施紧固。13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 内圈的紧固方法：内圈的紧固方法： 弹性挡圈固定弹性挡圈固定圆螺母与止圆螺母与止动垫圈固定动垫圈固定轴端挡圈固定轴端挡圈固定紧定衬套、圆螺紧定衬套、圆螺母、止动垫圈与母、止动垫圈与锥孔内圈固定。锥孔内圈固定。 13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 外圈的紧固方法：外圈的紧固方法：基本原则：根据轴向定位要求采取相应的固定法基本固定法：1)用嵌入外壳沟槽内的孔用弹性挡圈紧固，用于轴向力不大且需减小轴承装置的尺寸时；2)用轴用

40、弹性挡圈嵌入轴承外圈的止动槽内紧固，用于带有止动槽的深沟球轴承，当外壳不便设凸肩且外壳为剖分式结构时；3)用轴承盖紧固，用于高转速及很大轴向力时的各类向心、推力和向心推力轴承；4)用螺纹环紧固，用于轴承转速高、轴向载荷大，而不适于使用轴承盖紧固的情况。调整垫片调整垫片加减垫片加减垫片（四）（四） 轴承游隙及轴上零件位置的调整轴承游隙及轴上零件位置的调整1. 1. 轴承游隙的调整轴承游隙的调整螺钉调整螺钉调整调整垫片调整垫片加减垫片加减垫片加减垫片的厚度加减垫片的厚度螺钉调整螺钉调整方法：方法：2. 2. 轴上零件位置的调整轴上零件位置的调整目的：目的：使轴上的零件具有准确的工作位置。使轴上的零

41、件具有准确的工作位置。例如：例如：圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。对于蜗杆传动，要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线。对于蜗杆传动，要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线。才能保证正确啮合。方法：方法：套杯套杯+ +调整垫片调整垫片轴承组合位置调整的方法：轴承组合位置调整的方法：套杯套杯+ +调整垫片调整垫片锥顶点不重合！锥顶点不重合！锥顶点重合！锥顶点重合！标准规定：0、6、5、4、2各公差等级的轴承的内径dm和外径Dm的公差带均为单向制，而且统一采用上偏差为零，下偏差为负值的分布( (五五) ) 滚动轴承的配合滚动轴承的配合13-6 轴承装置的设计轴承装置的设

42、计 - -指内圈与轴颈、外圈与轴承座孔的配合。指内圈与轴颈、外圈与轴承座孔的配合。 滚动轴承作为一种通用的标准件，规定采用以下滚动轴承作为一种通用的标准件，规定采用以下配合类型：配合类型：内圈内圈-轴轴 基孔制基孔制外圈外圈-轴承座孔轴承座孔 基轴制基轴制常用的轴公差代号有：常用的轴公差代号有：k6、m6 常用的孔公差代号有：常用的孔公差代号有： H7、J7、Js713-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 5）与空心轴配合的轴承应取较紧的密合。 滚动轴承配合的选择原则：1）转动圈比不动圈要有紧一些的配合2）高速、重载、有冲击、振动时，配合应紧 一些，载荷平

43、稳时，配合应松一些3）旋转精度要求高时，配合应紧一些4）常拆卸的轴承或游动套圈应取较松的配合 定义定义： 对某些可调游隙的轴承，在安装时用某种对某些可调游隙的轴承，在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，使内、外圈产生方法在轴承中产生并保持一轴向力，使内、外圈产生相对移动以消除轴承中的轴向游隙，并在滚动体和内、相对移动以消除轴承中的轴向游隙，并在滚动体和内、外圈接触处产生预压变形。外圈接触处产生预压变形。（六）（六） 滚动轴承的预紧滚动轴承的预紧目的：目的： 提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减少机器工作时轴的振动。少机器工作时轴的振动。13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 13-6 轴承装置的设计轴承装置的设计 常用方法： 1)夹紧一对圆锥滚子轴承的外圈而预紧2)用弹簧预紧3)在一对轴承中间装入长度不等的套筒而预紧，这种装置刚性较大；4)夹紧一对磨窄了的外圈而预紧、反装时可磨窄内圈并夹紧。（七）（七） 滚动轴承的润滑滚动轴承的润滑 轴承中润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还可以起轴承中润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还可以起散热、减少接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用。散热、减少接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用。润滑方式润滑方式脂润滑脂润滑油润滑油润滑按按