第16章 滚动轴承

1、第第1616章章 滚动轴承滚动轴承16-1 概述概述16-2 滚动轴承的主要类型和代号滚动轴承的主要类型和代号16-3 滚动轴承滚动轴承的选择的选择计算计算16-6 轴承装置的设计轴承装置的设计概述概述滚动轴承的构成：滚动轴承的构成：内圈、外圈、滚动体、保持架等内圈、外圈、滚动体、保持架等(各类滚动体)内圈内圈外圈外圈滚动体滚动体保持架保持架概述概述滚动轴承的特点滚动轴承的特点：旋转旋转精度精度高高启动力矩小启动力矩小标准件，选用方便标准件，选用方便本章主要讲授：本章主要讲授： 滚动轴承的类型和代号（认识轴承）；滚动轴承的类型和代号（认识轴承）； 选用选用（包括类型选择、尺寸选择、承载能力验算

2、）；（包括类型选择、尺寸选择、承载能力验算）； 滚动轴承的装置设计。滚动轴承的装置设计。第十三章第十三章 滚动轴承滚动轴承13-1 概述概述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 按按滚动体的不同分类滚动体的不同分类：一、滚动轴承的分类一、滚动轴承的分类滚动轴承图集 球轴承球轴承 滚子轴承滚子轴承深沟球轴承圆柱滚子轴承夹角夹角叫作轴承的接触角；夹角叫作轴承的接触角；夹角叫作载荷角。叫作载荷角。 按可承受的外载荷分类：按可承受的外载荷分类：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承；向心轴承、推力轴承、向心推力轴承；一、滚动轴承的分类一、滚动轴承的分类 按按轴承的结构形式不同分类：轴承

3、的结构形式不同分类：在实际应用中，滚动轴承的结构形式有很多。作为标准的滚动轴承，在国家标准中分为13类，其中，最为常用的轴承大约有下列类:深沟球轴承圆柱滚子轴承推力球轴承角接触球轴承圆锥滚子轴承调心球轴承更多的滚动轴承虚拟现实中的滚动轴承代号：代号：用于用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等，表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等，由由GB/T272GB/T272规定。规定。 二、滚动轴承的代号二、滚动轴承的代号6308N105/P57214AC/P4302136103什么形状什么形状尺寸多大尺寸多大用于什么情况用于什么情况？前置代号 基本代号 后置代号 轴承的分部件代号内部结构代号密封与

4、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五四三二一类型代号尺寸系列代号内径代号宽度系列代号直径系列代号滚动轴承代号构成：滚动轴承代号构成：前置代号表示轴承的分部件。基本代号表示轴承的类型与尺寸等主要特征。后置代号表示轴承的精度与材料的特征。6308F/P5/C3例： 内径内径代号：内径代号代号：内径代号5= =内径内径 如如：08表示轴承内径表示轴承内径d=508=40mm内径 d10121517代 号00010203特殊情况：6308F/P5/C3例：前置代号 基本代号 后置代号 轴承的分部件代号内部结构代号密封与防尘结构代号保持架及其材料代号

5、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五四三二一类型代号尺寸系列代号内径代号宽度系列代号直径系列代号 尺寸系列代号：尺寸系列代号：表达相同内径但外径和宽度表达相同内径但外径和宽度不同。不同。但对圆锥滚子轴承但对圆锥滚子轴承(3类类)和调心滚子轴承和调心滚子轴承(2类类)不能省略不能省略“0”。外径系列代号：特轻外径系列代号：特轻(0、1)、轻、轻(2)、中、中(3)、重、重(4)。宽度系列代号：一般正常宽度为宽度系列代号：一般正常宽度为“0”，通常不标注。，通常不标注。60308F/P5/C3例：前置代号 基本代号 后置代号 轴承的分部件代号内部结构代号密封与防尘结构代号保

6、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五四三二一类型代号尺寸系列代号内径代号宽度系列代号直径系列代号 类型代号：常用轴承代号为3、5、6、7、N五类 详细类型代号表见下。轴承类型轴承类型代号代号轴承类型轴承类型代号代号双列角接触球轴承双列角接触球轴承0角接触球轴承角接触球轴承7调心球轴承调心球轴承1推力滚子轴承推力滚子轴承8调心滚子轴承调心滚子轴承2推力圆锥滚子轴承推力圆锥滚子轴承9推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承29圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承N圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承3滚针轴承滚针轴承NA双列深沟球轴承双列深沟球轴承4外球面球轴承外球面球轴承U推力球轴承推力

7、球轴承5直线轴承直线轴承L深沟球轴承深沟球轴承6 公差等级代号公差等级代号：公差分：公差分2、4、5 、6(6x)、 0级，共五个级别级，共五个级别 。以以/P2 、/P4、 /P5、 /P6(/P6x)为代号，为代号，0级不标注级不标注 。 游隙代号游隙代号：游隙分：游隙分1 、2、 0 、3 、4 、5共六个组别。共六个组别。 以以/C1 、/C2、 /C3 、/C4 、/C5为代号，为代号，0组不标注。组不标注。 高级高级 低级低级 游隙值：小游隙值：小 大大 6308F/P5/C3例：6308：6深沟球轴承，3中系列，08 内径d=40mm， 公差等级为0级，游隙组为0组； N105/

8、P5： N圆柱滚子轴承，1特轻系列，05内径d=20mm，公差等级为5级，游隙组为0组；7214AC/P4： 7角接触球轴承，2轻系列，14内径d=70mm，公差等级为4级，游隙组为0组，公称接触角=15；30213：3圆锥滚子轴承，2轻系列，13内径d=65mm，0正常宽度(0不可省略)，公差等级为0级，游隙组为0组；6103： 6深沟球轴承，1特轻系列，03内径d=17mm，公差等级为0级，游隙组为0组；注：滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有规律的部分。 具体应用时，若遇到看不懂的代号时，应查阅GB/T272-93。代号示例代号示例第第1616章章 滚动轴承滚动轴承16-1

9、概述概述16-2 滚动轴承的主要类型和代号滚动轴承的主要类型和代号16-3 滚动轴承滚动轴承的选择的选择计算计算16-6 轴承装置的设计轴承装置的设计类型选择类型选择滚动轴承滚动轴承是标准是标准零件零件前提：前提：不用设计不用设计学会选择滚动轴承的类型与规格学会选择滚动轴承的类型与规格目标：目标：根据使用的要求合理地选择根据使用的要求合理地选择要求：要求：不是随便选择不是随便选择不见得容易掌握不见得容易掌握选择轴承的类型和直径系列选择轴承的类型和直径系列按轴径确定轴承内径按轴径确定轴承内径一、滚动轴承选择的一般过程如下：一、滚动轴承选择的一般过程如下：对没有严格要求的轴承对没有严格要求的轴承可

10、不进行承载能力验算可不进行承载能力验算END进行承系能力验算进行承系能力验算合格合格不合格不合格对有较严格要求的轴承对有较严格要求的轴承二、滚动轴承类型选择应考虑的问题二、滚动轴承类型选择应考虑的问题1 1承受载荷情况承受载荷情况方向方向：向心轴承用于受径向力；推力轴承用于受轴向力；向心推力轴承：向心轴承用于受径向力；推力轴承用于受轴向力；向心推力轴承用于承受径向力和周向力联合作用。用于承受径向力和周向力联合作用。二、滚动轴承类型选择应考虑的问题二、滚动轴承类型选择应考虑的问题2 2尺寸的限制尺寸的限制当对轴承的径向尺寸有当对轴承的径向尺寸有较严格的限制较严格的限制时，可选用滚针轴承。时，可选

11、用滚针轴承。3 3转速的限制转速的限制球轴承和轻系列的轴承能适应较高的转速，滚子轴承和重系列的轴承球轴承和轻系列的轴承能适应较高的转速，滚子轴承和重系列的轴承则反之；推力轴承的极限转速很低。则反之；推力轴承的极限转速很低。角接触球轴承圆锥滚子轴承极限转速推力球轴承极限转速4 4调心性要求调心性要求调心球轴承和调心滚子轴承均能满足一定的调心要求。调心球轴承和调心滚子轴承均能满足一定的调心要求。工作情况工作情况滚动轴承工作时，并非所有滚动体都同滚动轴承工作时，并非所有滚动体都同时受载时受载。 工作工作时，轴承各个元件上载荷及产生的时，轴承各个元件上载荷及产生的应力是应力是时时时时变化的，而固定套圈

12、受载最大变化的，而固定套圈受载最大处的工作状态最为处的工作状态最为恶劣恶劣。详细分析详细分析 滚动体同时受载的程度与轴承所受的径滚动体同时受载的程度与轴承所受的径向力和轴向力的大小有关，一般以控制约半向力和轴向力的大小有关，一般以控制约半圈滚动体同时受载为宜（如右图所示）。圈滚动体同时受载为宜（如右图所示）。工作情况工作情况向心推力轴承在纯径向力向心推力轴承在纯径向力Fr的作用下会产生的作用下会产生派生轴向力派生轴向力Fd。Fr 轴承所受径向力，与径向反力轴承所受径向力，与径向反力Fr平衡；平衡；Fd 由径向力产生的内部派生轴向力；由径向力产生的内部派生轴向力；Fae外部施加于轴承的轴向力；外

13、部施加于轴承的轴向力；Fa 轴承实际承受的轴向力。轴承实际承受的轴向力。工作情况工作情况向心推力轴承在纯径向力向心推力轴承在纯径向力Fr的作用下会产生的作用下会产生派生轴向力派生轴向力Fd。工作情况工作情况当当约有半圈滚动体受载时，约有半圈滚动体受载时，Fd计算如下：计算如下：圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承角接触球轴承角接触球轴承70000C(a a=15)70000AC(a a =25)70000B(a a =40)Fd=Fr(2Y)Fd=eFrFd=0.68FrFd=1.14Fr注：注：Y对应对应P321表表13-5中中FaFr e的的Y值；值； e值由表值由表13-5查出。查出。表表13-5滚

14、动轴承滚动轴承的失效形式的失效形式套圈套圈和滚动体表面的疲劳点蚀是滚动轴承最基本和常见的失效形式和滚动体表面的疲劳点蚀是滚动轴承最基本和常见的失效形式，是是作为滚动轴承寿命计算的依据。作为滚动轴承寿命计算的依据。点蚀胶合断裂u 转速较高而润滑油不足时引起轴承烧伤；u 润滑油不清洁而使滚动体和滚道过度磨损；u 装配不当而使轴承卡死、胀破内圈、挤碎内外圈和保持架等。滚动轴承在运转时可能出现各种类型的失效，下列为常见的失效形式：滚动轴承在运转时可能出现各种类型的失效，下列为常见的失效形式：磨损除了点蚀以外，轴承还可能发生其它多种的失效形式。例如：这些失效形式可以通过加强装配过程管理等措施来克服。这些

15、失效形式可以通过加强装配过程管理等措施来克服。更多的失效二二 滚动轴承的寿命计算滚动轴承的寿命计算滚动轴承的寿命是指轴承的滚动体或套圈首次出现点蚀之前，轴承的滚动轴承的寿命是指轴承的滚动体或套圈首次出现点蚀之前，轴承的转数或转数或相应相应的运转小时数。显然的运转小时数。显然，通常谈的滚动轴承寿命是指滚动轴承的，通常谈的滚动轴承寿命是指滚动轴承的疲劳寿命。疲劳寿命。与一般结构件的疲劳寿命一样，与一般结构件的疲劳寿命一样，滚动轴承的疲劳寿命的离散性也是相滚动轴承的疲劳寿命的离散性也是相当大的（见右图）。当大的（见右图）。100 90 80 70 60 5040 30 20 10 0151020未失

16、效轴承数量%轴承的寿命/（106r）二二 滚动轴承的寿命计算滚动轴承的寿命计算u 基本额定寿命基本额定寿命：u 基本额定动载荷基本额定动载荷：u 基本额定寿命计算式基本额定寿命计算式。为轴承的工作转速载荷；为轴承所承受的当量动（滚子轴承）；（球轴承）；其中：min)/(310 3rnP610(10)CLrP 610( )60hCLhnP 或或 具有90可靠度时轴承的寿命，用L10表示。 使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷值，用字母C表示。三三 滚动轴承的当量动载荷滚动轴承的当量动载荷在进行轴承寿命计算时，应把作用在轴承上的实际载荷转换为与确在进行轴承寿命计算时，应把作用在

17、轴承上的实际载荷转换为与确定定轴承轴承C值的载荷条件相一致当量动载荷（用字母值的载荷条件相一致当量动载荷（用字母P表示）。表示）。各类轴承的当量动载荷可按下式计算：各类轴承的当量动载荷可按下式计算：raPXFYF式中：式中：Fr与与Fa分别为轴承实际承受的径向载荷与轴向载荷分别为轴承实际承受的径向载荷与轴向载荷 X、Y分别为轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数分别为轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数(查查表表 ） 为了计及实际载荷波动的影响，为了计及实际载荷波动的影响，可乘可乘上一个载荷系数上一个载荷系数 f p 。()PraPfXFYF即即：载荷性质载荷系数 f p举例无冲击或轻微冲击1.

18、01.2电机、汽轮机、通风机、水泵等中等冲击或中等惯性力1.21.8机床、车辆、动力机械、起重机、造纸机、选矿机、冶金机械、卷扬机械等强大冲击1.83.0碎石机、轧钢机、钻探机、振动筛等第第1616章章 滚动轴承滚动轴承16-1 概述概述16-2 滚动轴承的主要类型和代号滚动轴承的主要类型和代号16-3 滚动轴承滚动轴承的选择的选择计算计算16-6 轴承装置的设计轴承装置的设计轴承装置的设计轴承装置的设计 轴轴承的定位和紧承的定位和紧固固轴承的装置设计的内容包括：轴承的装置设计的内容包括： 轴承的配置设计轴承的配置设计 轴承位置的调节轴承位置的调节 轴承的润滑与密封轴承的润滑与密封 轴承的配合

19、轴承的配合 轴承的装拆轴承的装拆滚动轴承的轴向紧固是指将轴承的内圈或外圈相对于轴或轴承座滚动轴承的轴向紧固是指将轴承的内圈或外圈相对于轴或轴承座实施紧固实施紧固。 一一 滚动轴承的定位和紧固滚动轴承的定位和紧固具体的紧固方法有很多，下面列举常用的方法。具体的紧固方法有很多，下面列举常用的方法。轴承的配置轴承的配置一个轴系应采用几个轴承支撑一个轴系应采用几个轴承支撑如何支撑如何支撑如何配置如何配置常见的轴承配置方案有三类：常见的轴承配置方案有三类：？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双支点各单向固定双支点各单向固定两个

20、角接触球轴承正装两个角接触球轴承正装两个角接触球轴承反装两个角接触球轴承反装两个圆锥滚子轴承正装两个圆锥滚子轴承正装两个圆锥滚子轴承反装两个圆锥滚子轴承反装一支点双向固定，另一端支点游动一支点双向固定，另一端支点游动 游动端游动端固定端固定端 游动端游动端固定端固定端1深沟球轴承深沟球轴承深沟球轴承深沟球轴承5圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承深沟球轴承深沟球轴承2深沟球轴承深沟球轴承一对角接触球轴承一对角接触球轴承6圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承一对角接触球轴承一对角接触球轴承3深沟球轴承深沟球轴承一对圆锥滚子轴承一对圆锥滚子轴承7圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承一对圆锥滚子轴承一对圆锥滚子轴承4深沟球轴承深沟球轴承深沟球轴承深沟球轴承和推力球轴承和推力球轴承8圆柱滚子轴承