滚动轴承课件

1、滚动轴承本章内容:滚动轴承滑动轴承本章重点：滚动轴承的基本类型的特点和选用、动压润滑的基本原理本章难点：熟悉轴承代号轴 承滚动轴承滚动轴承v滚动轴承依靠主要元滚动轴承依靠主要元件间的滚动接触来支件间的滚动接触来支承转动零件的。承转动零件的。v与滑动轴承相比，滚与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力动轴承具有摩擦阻力小，功率消耗少，起小，功率消耗少，起动容易等优点。动容易等优点。滚动轴承01 概述1、内圈 2、外圈3、滚动体4、保持架滚子轴承球轴承滚动轴承滚动轴承滚动轴承滚动轴承的材料内圈、外圈、滚动体内圈、外圈、滚动体：轴承铬钢GCr15等，硬度6065HRC保持架保持架：低碳钢；铜、铝、工程塑

2、料等保持架的作用：均布滚动体，避免滚动体直接接触，减少发热和磨损。滚动轴承02 滚动轴承的主要类型及其代号（一）（一） 滚动轴承的主要类型、性能和特点滚动轴承的主要类型、性能和特点滚滚动动轴轴承承向心轴承向心轴承主要承受径向载荷Fr的轴承。推力轴承推力轴承只能承受轴向载荷Fa的轴承。向心推力轴承向心推力轴承能同时承受径向载荷和轴向载荷的轴承。滚动轴承向心推力轴承的滚动体与外圈滚道接触点（线）处的法线N-N与半径方向的夹角叫做轴承的接接触角触角。轴承实际所承受的径向载荷Fr与轴向载荷Fa的合力与半径方向的夹角，叫做载荷角载荷角。滚动轴承图图滚动轴承图图图滚动轴承图图图滚动轴承图图图滚动轴承142

3、35NAN2967向心轴承4、1、2、6、N、NA推力轴承5向心推力轴承3、7推力向心轴承29不能承不能承受轴向受轴向载荷载荷代号滚动轴承返回滚动轴承返回滚动轴承返回滚动轴承返回滚动轴承返回滚动轴承返回滚动轴承返回滚动轴承返回滚动轴承返回滚动轴承返回滚动轴承返回滚动轴承（二）（二） 滚动轴承的代号（GB/T2721993GB/T2721993）对常用内径d=20480mm的轴承，内径一般为5的倍数，这两位数字表示轴承内径尺寸被5除得的商数；对于内径为10 mm、12 mm、15mm和17 mm的轴承，内径代号依次为00、01、02和03。内径内径代号代号：基本代号的右起第一、二位数字表示。滚动

4、轴承轴承的直径系列（即结构相同、内径相同的轴承在外径和宽度方面的变化系列）用基本代号右起第三位数字表示。直径系列代号有0 0、1 1、2 2、3 3、4 4，对应于相同内径轴承的外径尺寸依次递增。滚动轴承轴承的宽度系列（即结构、内径和直径系列都相同的轴承，在宽度方面的变化系列）用基本代号右起第四位数字表示。当宽度系列为0 0系列系列时可不标，但对于调心滚子轴承调心滚子轴承和圆锥圆锥滚子轴承滚子轴承，宽度系列代号0应标出。后置代号滚动轴承轴承的公差等级分为2级、4级、5级、6级、6x级和0级，共6个级别。依次由高级到低级，其代号分别为/P2、/P4、/P5、/P6、/P6x和/P0。公差等级中，

5、6x级仅适用于圆锥滚子轴承。0级为普通级，在轴承代号中不标出。常用的轴承径向游隙系列分为1组、2组、0组、3组、4组和5组，共6个组别。径向游隙依次由小到大。0组游隙是常用的游隙组别，在轴承代号中不标出，其余的游隙组别在轴承代号中分别用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。滚动轴承前置代号前置代号轴承分部件代号内圈 L外圈保持架 K滚动体 后置代号后置代号 特殊材料 特殊结构 C15 AC25 B 40 公差/P2、4、5、6、6x、0 游隙/C1、2、0、3、4、5例：71211C/P5角接触球轴承、正常宽度、轻系列、直径55mm、接触角15、5级精度；常用游隙。 基本代号基本代号 五

6、 四 三 二 一类型类型 内径：内径：20480 直径系列：直径系列：2轻3中4重 宽度系列：宽度系列：多数正常系列可不标轴承轴承代号小结代号小结滚动轴承03 滚动轴承类型的选择（一）轴承的载荷滚子轴承的承载能力优于球轴承。滚子轴承主要元件间是线接触，宜用于承受较大的载荷，承载后的变形也较小。球轴承主要为点接触，宜用于承受较轻的或中等的载荷，在载荷较小时，应优先选用球轴承。径向R 1、2、6、N、NA轴向A 5R+A 3、7、6、1、2 方向大小滚动轴承轴承承载方向举例滚动轴承（二）轴承的转速极限转速极限转速 nlim ：载荷P0.1C，冷却正常，0级公差时轴承的最大允许转速。轴承型号额定动载

7、荷Cr（KN）额定静载荷C0 （KN）脂润滑rpm油润滑rpm621241.031.556007000631264.149.4500063007212AC43.139.6530070003021260.458.53600450030312115.0115.028003600滚动轴承推力轴承的主要承载能力表现在轴向，离心力过大时无法通过径向反力平衡，将引起较大的反力，发热大，极限转速较低。1、优先选用球轴承（减小润滑的阻力）；2、轻系列轴承优于中、重系列（减小离心力）；3、实体保持架优于冲压保持架（易形成油膜减小摩擦）；4、提高公差等级、改善润滑条件等。对高转速的轴承：对高转速的轴承：滚动轴承（

8、三）轴承的调心性能8162423由于安装误差或轴的变形等都会引起轴承内外圈中心线发生相对倾斜，其倾斜角称为角偏差。角偏差较大时会影响轴承正常运转，应采用调心轴承调心轴承。调心轴承的外圈滚道表面是球面，能自动补偿两滚道轴心线的角偏差，从而保证轴承正常工作。滚动轴承滚动轴承（四）轴承的安装与拆卸（五）经济性：球比滚子便宜，精度适宜。滚动轴承04 滚动轴承的工作情况 （一）轴承工作时轴承元件上的载荷分布轴承工作时，各个滚动体、套圈不同位置的载荷是不一样的。滚动轴承（二）轴承元件上的载荷及应力的变化轴向力由滚动体平均分担受最大径向载荷的滚动体负载为rFzF50载荷固定套圈上的应力变化滚动体、转动套圈上

9、的应力变化滚动轴承轴向载荷对载荷分布的影响当只有一个滚动体受载时，派生轴向力Fd是：tgFFrd设，有三个滚动体受载时，总派生轴向力Fd是：tgFtgFFFFFFFr3N2N1N3d2d1dd)(3N2N1N3N2N1NrFFFFFFF轴向载荷越大，同时受载的滚动体越多！滚动轴承角接触球轴承及圆锥滚子轴承总是在径向力Fr和轴向力Fa的联合作用下工作。为了使较多的滚动体同时受载，应使Fa比Frtg大一些；在同样的径向力Fr作用下，当轴向力Fa由最小值逐步增大时，同时受载的滚动体数目逐渐增多，与轴向力Fa平衡的派生轴向力Fd也随之增大。滚动轴承05 滚动轴承尺寸的选择 疲劳点蚀：疲劳点蚀：一般轴承

10、的主要失效形式。磨损、元件回火、元件破裂：破坏正常工作条件引起的失效。（一）滚动轴承的失效形式 塑性变形：塑性变形：转速很低的轴承的失效形式。设计准则设计准则转速大于10r/min，进行寿命计算；转速小于10r/min，进行静强度计算；高速轴承，寿命计算，校验极限转速。滚动轴承在相同的运转条件下，一组轴承中10的轴承发生点蚀破坏，而90的轴承不发生点蚀破坏前的转数（以106为单位）或小时数作为轴承的寿命，并将这个寿命称为基本额额定寿命基本额额定寿命（L10）。（二）轴承寿命单个轴承，其中一个套圈或滚动体材料首次出现疲劳扩展之前，一个套圈相对于另一个套圈的转数称为轴承的寿命寿命。滚动轴承（三）滚

11、动轴承的基本额定动载荷基本额定动载荷使轴承的基本额定寿命等于106转的载荷值，用符号C表示。对于向心轴承、角接触球轴承或圆锥滚子轴承径向基本额定动载荷Cr对推力轴承轴向基本额定动载荷Car10PCL610)()(PCn6010L6hh6L10n60PC 滚动轴承)(PfCfn6010Lpt6hh6tpL10n60fPfC 机械设计中常以机器的中修、大修年限作为轴承的设计寿命。机械设计中常以机器的中修、大修年限作为轴承的设计寿命。 滚动轴承例题已知某球轴承，当它的转速为n1，当量动载荷P1= 2500N时，其寿命为8000小时。试求：（1）若转速保持不变而当量动载荷增加到P2=5000N时，其寿

12、命应为多少？（2）若转速增加一倍，即n2=2n1，而当量动载荷保持不变时，其寿命应为多少小时？解：（1）当量动载荷增加到P2= 5000 N时)(PCn6010L6h825005000PPPCPCPCn6010PCn6010LL3122126162h1h)()()()()()(由得：Lh2=1000 小时（2）同理，若转速增加一倍时，其寿命应为4000小时。滚动轴承例题30208轴承的额定动载荷Cr=34000N。求：1）当量动载荷P=6200N，工作转速n=730rpm时，轴承的寿命Lh是多少？2）P=6200N，若要求Lh104小时，允许的最高转速是多少？3）工作转速n=730rpm，要求

13、Lh104小时，允许的最大当量动载荷 P是多少？（取ft=1.0） 解：)(PCn6010L6h由有h8666396200340007306010L3106h.)(h10620034000n6010L43106h)(rpm71484n.h10P340007306010L43106h)(N35483P.滚动轴承滚动轴承的当量动载荷 仅承受径向载荷的轴承 仅承受轴向载荷的轴承X径向载荷系数Y轴向载荷系数arFYFXPaFP rFP )(PCL10 既承受径向载荷，又承受轴向载荷的轴承P =？滚动轴承如图可知，深沟球轴承、C系列角接触球轴承的轴向承载能力取决于轴向载荷的相对大小！滚动轴承向心推力轴承

14、在受到径向载荷Fr作用时会产生派生轴向力F。故，向心推力轴承必须成对使用。在外部轴向力FA和派生轴向力F1、F2的联合作用下，应该根据力的平衡确定每个轴承受到的轴向力Fa。向心推力轴承轴向载荷Fa的确定面对面安装背对背安装滚动轴承保证半圈滚动体受载时派生轴向力F1、F2的计算根据派生轴向力F1、F2及外加轴向载荷FA判断出哪个轴承被“压紧压紧”，哪个轴承被“放松放松”。被“放松”轴承的轴向力等于其自身的派生轴向力； 被“压紧”轴承的轴向力等于除其自身派生轴向力外，其它各轴向力的代数和。根据轴的受力平衡的条件，可有如下结论：滚动轴承滚动轴承计算回顾arFYFXP)(PCLr10P=？轴承寿命计算

15、：所有轴承层层当量动载荷计算：既承受径向载荷，又承受轴向载荷的轴承。Fa=？层层层层轴向力计算：向心推力轴承，3和7根据轴向外载荷FA和内部派生轴向力F确定Fa滚动轴承例题一根轴用两个角接触球轴承支承，如图所示。L140mm，L2200mm，轴端作用有轴向力Fa800N，径向力Fr1500N。试计算两轴承的径向载荷R及轴向载荷A。（注：轴承的派生轴向力为0.68 Fr ）。 解：1r21r2r1rrLFLFFFF由Fr1Fr2N1800FN300F2r1r得N12241800680FN204300680F21.轴承的派生轴向力1F2F21aFFF因轴有向右运动的趋势！压紧！放松！N424800

16、1224FFFa21aN1224FF22a滚动轴承000SPCS0 静强度安全系数S0 1？滚动轴承的静载荷慢速摆动或转速极低的轴承失效形式是塑性变形。基本额定静载荷基本额定静载荷C C0r0r：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的载荷。静载荷计算：当量静载荷P0：a0r00FYFXP滚动轴承06 轴承装置的设计（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和安装轴承的座孔、轴承装置中的其它受力零件，必须有足够的刚性，这些零件的变形都要阻滞滚动体的滚动而使轴承提前损坏。外壳及轴承座孔壁应有足够的厚度，壁板上的轴承座的悬臂应尽可能地缩短，用加强肋来增强支承部位

17、的刚性。对于一根轴上两个支承的轴承座孔，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。最好的办法是采用整体结构的外壳，并把安装轴承的两个孔一次镗出，如在一根轴上装有不同尺寸的轴承时，外壳上的轴承孔仍成一次镗出，这时可利用衬筒来安装尺寸较小的轴承。当两个轴承孔分在两个外壳上时，则应把两个外壳组合在一起进行镗孔。滚动轴承（二）轴承的配置 1、双支点各单向固定滚动轴承滚动轴承2、一支点双向固定，另一端支点游动滚动轴承滚动轴承滚动轴承滚动轴承滚动轴承（三）滚动轴承（三）滚动轴承的轴向紧固的轴向紧固滚动轴承（四）轴承游隙及轴上零件位置的调整（四）轴承游隙及轴上零件位置的调整滚动轴承（五）滚动轴承

18、的配合（五）滚动轴承的配合 滚动轴承是标准件滚动轴承是标准件，为便于轴承的互换和生产，规定：轴承内孔与轴的配合采用基孔制基孔制，即以轴承内孔的尺寸为基准；轴承外径与外壳孔的配合采用基轴制基轴制，即以轴承的外径尺寸为基准。滚动轴承滚动轴承（六）滚动轴承的预紧（六）滚动轴承的预紧滚动轴承（七）滚动轴承的润滑（七）滚动轴承的润滑轴承的润滑方式有油润滑及脂润滑两类。滚动轴承滚动轴承（八）滚动轴承的密封（八）滚动轴承的密封滚动轴承滚动轴承滚动轴承滚动轴承例题根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触球轴承，如图所示。已知两个轴承的蓑荷分别为Frl1470N， Fr22650N，外加轴向力FA=1000N，轴颈d=40mm，转速n=5000r/min，常温下运转，有中等冲击，预期寿命Lh2000h，试选择轴承型号。解:选用公称接触角为250的角接触球轴承AC，有 ：680FN10001470680F680F2r21r1.1F2F1000F18021000FF12A轴有向右运动的趋势。故，轴承1