机械设计CH13-滚动轴承

1、第十三章第十三章 滚动轴承滚动轴承13-1 概述13-2 滚动轴承的主要类型和代号13-3 滚动轴承的类型选择13-4 滚动轴承的工作情况13-5 滚动轴承尺寸的选择13-6 轴承装置的设计13-7 其他滑动摩擦滑动摩擦滚动摩擦滚动摩擦滚动轴承在减速器中的应用滚动轴承在减速器中的应用滚动轴承在海上钻井平台上的应用滚动轴承在海上钻井平台上的应用带座轴承带座轴承直线轴承直线轴承o 与滑动轴承相比，滚动轴承的特点：与滑动轴承相比，滚动轴承的特点：n 优点：优点：摩擦力矩和发热较小，在通常的速度范围内，摩擦力矩和发热较小，在通常的速度范围内，摩擦力矩很少随速度而改变；启动转矩比滑动轴承摩擦力矩很少随速

2、度而改变；启动转矩比滑动轴承小；消耗润滑剂少，便于密封，易于维护；大大地小；消耗润滑剂少，便于密封，易于维护；大大地减少了有色金属的消耗；旋转精度高；是标准件，减少了有色金属的消耗；旋转精度高；是标准件，成批生产，成本较低，选用方便。成批生产，成本较低，选用方便。n 缺点：缺点：接触应力高，承受冲击载荷的能力较差，高接触应力高，承受冲击载荷的能力较差，高速重载荷下轴承的寿命较低；径向尺寸比滑动轴承速重载荷下轴承的寿命较低；径向尺寸比滑动轴承大；减振性能比滑动轴承差，工作时振动和噪音较大；减振性能比滑动轴承差，工作时振动和噪音较大；小批生产特殊的滚动轴承时成本较高。大；小批生产特殊的滚动轴承时成

3、本较高。 滚动轴承的滚动轴承的构成构成：内圈、外圈、滚动体、保持架等。：内圈、外圈、滚动体、保持架等。21341234 一般的，内圈装在轴一般的，内圈装在轴径上，与轴一起转动。外径上，与轴一起转动。外圈装在机座的轴承孔内，圈装在机座的轴承孔内，一般不转动。一般不转动。o 一般的，轴承元件的硬度经热处理后一般的，轴承元件的硬度经热处理后不低于不低于60HRC60HRC。且。且轴承元件都经过轴承元件都经过150150o oC C的回火处理的回火处理，所以通常当轴承的，所以通常当轴承的温度不高于温度不高于120120o oC C时，轴承元件的硬度不会下降。时，轴承元件的硬度不会下降。o 由于滚动轴承

4、属于由于滚动轴承属于标准件标准件，所以本章主要介绍滚动轴承，所以本章主要介绍滚动轴承的主要类型和特点，并讨论如何正确的选择轴承类型和的主要类型和特点，并讨论如何正确的选择轴承类型和尺寸，验算轴承的承载能力，以及轴承的安装、调整、尺寸，验算轴承的承载能力，以及轴承的安装、调整、润滑和密封等润滑和密封等“轴承装置轴承装置”的设计。的设计。第十三章第十三章 滚动轴承滚动轴承13-1 概述13-2 滚动轴承的主要类型和代号13-3 滚动轴承的类型选择13-4 滚动轴承的工作情况13-5 滚动轴承尺寸的选择13-6 轴承装置的设计13-7 其他类型和代号1滚动轴承的主要类型及特点滚动轴承的主要类型及特点

5、接触角接触角 ，轴承的结构参数，表明了反力的方向；轴承的结构参数，表明了反力的方向；载荷角载荷角 ，由外载荷确定，表明了外载荷的方向。由外载荷确定，表明了外载荷的方向。（1 1）按可承受的外载荷分类）按可承受的外载荷分类公称接触角越大，表示可承受轴向载荷的能力就越强。公称接触角越大，表示可承受轴向载荷的能力就越强。各类滚动轴承的公称接触角各类滚动轴承的公称接触角实际接触角实际接触角偏位偏位/ /偏斜角偏斜角（2 2）按轴承的结构形式分类）按轴承的结构形式分类滚动轴承的结构形式在滚动轴承的结构形式在GBGB中分为中分为1313类，最常用的有类：类，最常用的有类：深沟球轴承圆柱滚子轴承推力球轴承角

6、接触球轴承圆锥滚子轴承调心球轴承更多的滚动轴承（3 3）按滚动体）按滚动体的种类分类的种类分类 在外廓尺寸在外廓尺寸相同的条件下，相同的条件下，滚子轴承滚子轴承比球轴比球轴承的承载能力和承的承载能力和耐冲击能力都好，耐冲击能力都好，但但球轴承球轴承摩擦小、摩擦小、高速性能好。高速性能好。 球轴承滚子轴承类型和代号3滚动轴承的代号滚动轴承的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 轴轴承承的的分分部部件件代代号号内内部部结结构构代代号号密密封封与与防防尘尘结结构构代代号号保保持持架架及及其其材材料料代代号号特特殊殊轴轴承承材材料料代代号号公公差差等等级级代代号号游游隙隙代代号号多

7、多轴轴承承配配置置代代号号其其它它代代号号五五四四三三二二一一类类型型代代号号尺寸系尺寸系列代号列代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代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等。代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等。 前置代号前置代号表示轴承的分部件。表示轴承的分部件。基本代号基本代号表示轴承的类型与尺寸等主要特征。表示轴承的类型与尺寸等主要特征。后置代号后置代号表示轴承的精度与材料的特征。表示轴承的精度与材料的特征。 内径代号内径代号内径内径d10mm12mm15mm17mm代代 号号00010203特殊情况：特殊情况： 轴承内径指轴承内圈的内径

8、，常用轴承内径指轴承内圈的内径，常用d d表示。表示。 对于常用内径对于常用内径d=20480mm的轴承，的轴承，轴承内径轴承内径=内内径代号径代号5，如：，如：08表示轴承内径表示轴承内径d=508=40mm。 尺寸系列代号：表达相同内径但外径和宽度不同的轴承。尺寸系列代号：表达相同内径但外径和宽度不同的轴承。外径代号外径代号：有：有7 7、8 8、9 9、0 0、1 1、2 2、3 3、4 4之分。之分。宽度代号宽度代号：有：有8 8、0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5和和6 6，对应同一直径系列的轴承，对应同一直径系列的轴承，其宽度依次递增。其宽度依次递增。代号代号0 0在多

9、数轴在多数轴承中无需标出，但对于调心滚子轴承中无需标出，但对于调心滚子轴承承(2(2类类) )和圆锥滚子轴承和圆锥滚子轴承(3(3类类) ) ，宽度代号宽度代号0 0应标出。应标出。 0窄1正常 2宽3特宽4特宽5特宽6特宽7超特轻-17-37-8超轻081828384858689超轻091929394959690特轻001020304050601特轻011121314151612轻021222324252623中03132333-634重04-24-宽度系列代号宽度系列代号直径系列代号直径系列代号 类型代号类型代号：常用轴承代号为：常用轴承代号为6 6、7 7、3 3、5 5、N N五类。五

10、类。6 6深沟球轴承深沟球轴承L L直线轴承直线轴承5 5推力球轴承推力球轴承U U外球面球轴承外球面球轴承4 4双列深沟球轴承双列深沟球轴承NANA滚针轴承滚针轴承3 3圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承N N圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承2 2推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承9 9推力圆锥滚子轴承推力圆锥滚子轴承2 2调心滚子轴承调心滚子轴承8 8推力滚子轴承推力滚子轴承1 1调心球轴承调心球轴承7 7角接触球轴承角接触球轴承0 0双列角接触球轴承双列角接触球轴承代号代号轴承类型轴承类型代号代号轴承类型轴承类型（2 2）公差等级代号公差等级代号：（1 1）内部结构代号内部结构代号 是表示同一类型轴承的不同

11、内部结构，是表示同一类型轴承的不同内部结构，用字母紧跟着基本代号表示。用字母紧跟着基本代号表示。 如：接触角为：如：接触角为：1515，2525，4040的角接触球轴承的角接触球轴承分别用分别用C C、ACAC、B B表示内部结构的不同。表示内部结构的不同。后后 置置 代代 号号 示示 例例级别级别0级级 6x级级 6级级 5级级 4级级 2级级6203/P66级公差级公差代号代号/P0 /P6x /P6 /P5 /P4 /P2精度低精度低 精度高精度高0级为普通级，轴承代号中不标出。级为普通级，轴承代号中不标出。(3) 游隙代号游隙代号 常用的径向游隙系列共分为常用的径向游隙系列共分为6个组

12、别个组别 内、外滚道与滚动体之间的间隙称为内、外滚道与滚动体之间的间隙称为游隙游隙，即为当一，即为当一个套圈固定时，另一套圈沿径向或轴向的最大移动量。个套圈固定时，另一套圈沿径向或轴向的最大移动量。 游隙可影响轴承的运动精度、寿命、噪声、承载能力等。游隙可影响轴承的运动精度、寿命、噪声、承载能力等。径向游隙小径向游隙小 大大 组别组别1组组 2组组 0组组 3组组 4组组 5组组代号代号/C1 /C2 /C3 /C4 /C5注：注：0组游隙是常用的游隙组别，在轴承代号中不标出。组游隙是常用的游隙组别，在轴承代号中不标出。a)背对背（背对背（/DB） b）面对面（）面对面（/DF） c）串联（）

13、串联（/DT） 轴承成对安装形式轴承成对安装形式6 2 2 04轴承内径轴承内径 d=45=20 mm直径系列代号，直径系列代号，2(轻轻)系列系列 宽度系列代号，宽度系列代号，2(宽宽)系列系列 深沟球轴承深沟球轴承 公差等级为公差等级为0级级;游隙组为游隙组为0组；组；7 (0) 3 12 AC / P6公称接触角公称接触角 = =25 轴承内径轴承内径 d=125=60 mm直径系列代号，直径系列代号，3(中中)系列系列 宽度系列代号，宽度系列代号，0(窄窄)系列，代号为系列，代号为0，不标出，不标出 角接触球轴承角接触球轴承 公差等级公差等级6级级 游隙组为游隙组为0组；组；3 0 2

14、 13轴承内径轴承内径 d=65 mm直径系列代号，直径系列代号，2(轻轻)系列系列 宽度系列代号，宽度系列代号，0(窄窄)系列，系列，不能省略不能省略 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 公差等级为公差等级为0级级;游隙组为游隙组为0组；组；N 1 05 / P5公差等级公差等级5级级 轴承内径轴承内径 d=25 mm直径系列代号，直径系列代号，1(特轻特轻)系列系列 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 游隙组为游隙组为0组；组； 第十三章第十三章 滚动轴承滚动轴承13-1 概述13-2 滚动轴承的主要类型和代号13-3 滚动轴承的类型选择13-4 滚动轴承的工作情况13-5 滚动轴承尺寸的选择13-6 轴承装

15、置的设计13-7 其他滚动轴承是标准件，需合理选择轴承的滚动轴承是标准件，需合理选择轴承的类型类型与与规格规格。1 1载荷条件载荷条件2 2转速条件转速条件球轴承和轻系列的轴承能适应较高的转速，滚子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。和重系列的轴承则反之；推力轴承的极限转速很低。轴承所受载荷的大小方向和性质轴承所受载荷的大小方向和性质，是类型选择的主要依据。，是类型选择的主要依据。注意其允许的注意其允许的极限转速极限转速n nlimlim，高速时滚动体要小。，高速时滚动体要小。滚动轴承类型选择应考虑的问题：滚动轴承类型选择应考虑的问题

16、：3. 3. 调心性能调心性能 轴承内、外圈轴线间的轴承内、外圈轴线间的偏斜角偏斜角应控制在极限之内，对应控制在极限之内，对安装精度差的轴承，宜选用调心轴承。安装精度差的轴承，宜选用调心轴承。4. 4. 装拆性能装拆性能 3 3类和类和N N类的类的内外圈分离内外圈分离，便于拆装。为方便长轴上轴承的便于拆装。为方便长轴上轴承的拆装，可选用带拆装，可选用带内锥孔内锥孔和和紧定套紧定套的轴承。的轴承。5. 5. 尺寸的限制尺寸的限制 当对轴承的径向尺寸有较的当对轴承的径向尺寸有较的严格限制时，可选用滚针轴承。严格限制时，可选用滚针轴承。6. 6. 经济性经济性 在满足使用条件的情况下优先选用价格低

17、廉的轴承。在满足使用条件的情况下优先选用价格低廉的轴承。第十三章第十三章 滚动轴承滚动轴承13-1 概述13-2 滚动轴承的主要类型和代号13-3 滚动轴承的类型选择13-4 滚动轴承的工作情况13-5 滚动轴承尺寸的选择13-6 轴承装置的设计13-7 其他向心轴承的载荷分布向心轴承的载荷分布由于轴承内部存在游隙，滚动轴承工作时，并非下半部由于轴承内部存在游隙，滚动轴承工作时，并非下半部所有滚动体都同时受载，即所有滚动体都同时受载，即承载区承载区小于小于180180度。度。游隙越大？游隙越大？ 滚动体同时受载的程度与轴承所受的力有关，滚动体同时受载的程度与轴承所受的力有关，如果同时如果同时作

18、用有一定的轴向载荷作用有一定的轴向载荷，则可以使承载区扩大。，则可以使承载区扩大。轴承元件的应力变化轴承元件的应力变化滚动体及转动套圈滚动体及转动套圈固定套圈固定套圈工作时，轴承各个工作时，轴承各个元件上载荷及产生的应元件上载荷及产生的应力是时时变化的，而力是时时变化的，而固固定套圈受载最大处的工定套圈受载最大处的工作状态最为恶劣作状态最为恶劣。3/73/7类轴承的类轴承的F Fa a对载荷分布的影响对载荷分布的影响径向分力径向分力反力反力轴向分力轴向分力=径向外载荷径向外载荷Fr=轴向外载荷轴向外载荷Fa径向分力向量和径向分力向量和径向分力代数和径向分力代数和=径向外载荷径向外载荷Fr径向外

19、载荷径向外载荷Fr轴向分力轴向分力Fdi之和为之和为派生轴向力派生轴向力Fd，后果？，后果？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派生轴向力派生轴向力F Fd d大小：大小：径向力的大小径向力的大小受载滚动体数目（轴向载荷）受载滚动体数目（轴向载荷）接触角的大小接触角的大小Fa(min) = Fd = Fr tan 0当只有最下面一个滚动体受载时当只有最下面一个滚动体受载时 对同一轴承，若所受径向力对同一轴承，若所受径向力FrFr

20、不变，不变，当轴向力当轴向力FaFa由最小值由最小值Fr tan逐渐增大时逐渐增大时，同时受载滚动体数目的逐，同时受载滚动体数目的逐渐增加，与轴向力渐增加，与轴向力FaFa平衡的派生轴向力平衡的派生轴向力FdFd随之增大。随之增大。结论：结论： 向心推力轴承（角接触球轴承及圆锥滚子轴承）向心推力轴承（角接触球轴承及圆锥滚子轴承）总是总是在径向力在径向力FrFr和轴向力和轴向力FaFa联合作用下工作联合作用下工作，为保证较，为保证较多滚动体同时受载，应使轴向力多滚动体同时受载，应使轴向力 FaFa Fr tanFr tan 。受载滚动体数受载滚动体数目过少，接触点目过少，接触点处接触应力过大处接

21、触应力过大，轴承易损坏。，轴承易损坏。下半圈滚动体受下半圈滚动体受载，所有支反力载，所有支反力的径向分力都参的径向分力都参与抵抗外载荷。与抵抗外载荷。全部滚动体受载，上半圈滚全部滚动体受载，上半圈滚动体支反力在径向外载荷动体支反力在径向外载荷FrFr方方向的分力与向的分力与FrFr方向相同，则下方向相同，则下半圈滚动体的支反力增大。对半圈滚动体的支反力增大。对轴承寿命有一定不良影响。轴承寿命有一定不良影响。 因此，对于因此，对于3 3、7 7类轴承，有轴向力不一定是坏事，适类轴承，有轴向力不一定是坏事，适当的轴向载荷可以使受载滚动体数目增多，这对轴承的工当的轴向载荷可以使受载滚动体数目增多，这

22、对轴承的工作寿命并没有不利的影响，但轴向载荷也不能过大。作寿命并没有不利的影响，但轴向载荷也不能过大。p当当 FaFa 1.25 Fr tan 1.25 Fr tan 时，时， 轴承为半周滚动体承受载荷；轴承为半周滚动体承受载荷； p当当 FaFa 1.7 Fr tan 1.7 Fr tan 时，时， 轴承为全部滚动体受载。轴承为全部滚动体受载。第十三章第十三章 滚动轴承滚动轴承13-1 概述13-2 滚动轴承的主要类型和代号13-3 滚动轴承的类型选择13-4 滚动轴承的工作情况13-5 滚动轴承尺寸的选择13-6 轴承装置的设计13-7 其他失效形式失效形式内圈滚道深度点蚀内圈滚道深度点蚀

23、外圈滚道点蚀外圈滚道点蚀外圈（球面滚道）胶合外圈（球面滚道）胶合外圈滚道胶合（大片）、点蚀（小片）外圈滚道胶合（大片）、点蚀（小片）外圈滚道过烧，伴随胶合外圈滚道过烧，伴随胶合外圈滚道过烧外圈滚道过烧滚滚动动体体异异物物划划痕痕外圈滚道塑性变形外圈滚道塑性变形内圈胀裂内圈胀裂安装不当，导致保持架变形安装不当，导致保持架变形滚动轴承尺寸的选择2套圈和滚动体表面的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疲劳点蚀是滚动轴承最基本和常见的失效形式，是作为滚动轴承寿命计算的依据。是作为滚动轴承寿命计算的依据。点蚀胶合断裂u润滑油不清洁而使滚动体和滚道过度磨损；润滑油不清洁而使滚动体和滚

24、道过度磨损；u转速较高而润滑油不足时引起轴承烧伤；转速较高而润滑油不足时引起轴承烧伤；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。装配不当而使轴承卡死、胀破内圈、挤碎内外圈和保持架等。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：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。这些失效形式可以通过加强装配过程管理等措施来克服。对于一般转速的轴承对于一般转速的轴承，即，即10r/min10r/minn n n nlimlim, ,如果轴承的制如果轴承的制造、保管、安装、使用等条件均良好时，轴承的主要失

25、效造、保管、安装、使用等条件均良好时，轴承的主要失效形式为形式为疲劳点蚀疲劳点蚀，因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承，因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承的的寿命计算寿命计算。对于高速轴承对于高速轴承，除疲劳点蚀外其工作表面的，除疲劳点蚀外其工作表面的过热过热也是重也是重要的失效形式，因此除需进行寿命计算外还应要的失效形式，因此除需进行寿命计算外还应校验其极限校验其极限转速转速。计算准则计算准则对于低速轴承对于低速轴承，即，即n n10r/min10r/min，可近似地认为轴承各元件，可近似地认为轴承各元件是在静应力作用下工作的，其失效形式为是在静应力作用下工作的，其失效形式为塑性变形塑性变形。

26、为控。为控制塑性变形，应作制塑性变形，应作静强度计算静强度计算。滚动轴承尺寸的选择3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，轴承的转转数数或或运转小时数运转小时数。滚动轴承寿命。滚动轴承寿命通常通常是指滚动轴承的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与一般结构件的疲劳寿命一样，滚动轴承的疲劳寿命一样，滚动轴承的疲劳寿命的离散性也是相当大的。命的离散性也是相当大的。u 基本额定寿命基本额定寿命：9090的轴的轴承不点蚀前的总转数或小时承不点蚀前的总转数或小时数，用数，用L L1010表示。表示。100 90

27、80 70 60 5040 30 20 10 0151020未失效轴承数量%轴承的寿命/（106r）对一批轴承而言对一批轴承而言对一个轴承而言对一个轴承而言滚动轴承的寿命主要是指轴承的疲劳寿命，由于疲劳寿命与概率密切滚动轴承的寿命主要是指轴承的疲劳寿命，由于疲劳寿命与概率密切相关，因此相关，因此轴承的寿命必然与可靠性问题相关轴承的寿命必然与可靠性问题相关。基本额定寿命基本额定寿命基本额定动载荷基本额定动载荷u基本额定动载荷基本额定动载荷：（特定实验条件下）使轴承的基本额定寿命恰好为：（特定实验条件下）使轴承的基本额定寿命恰好为10106 6转时，轴承所能承受的载荷值，用字母转时，轴承所能承受的

28、载荷值，用字母C C (C(Cr r或或C Ca a) ) 表示。表示。u基本额定动载荷基本额定动载荷C C表示了轴承承载能力的大小表示了轴承承载能力的大小，轴承的性能参数。，轴承的性能参数。)10(610rPCL6207常数10LPC基本额定动载荷基本额定动载荷P当量动载荷当量动载荷其中：其中：寿命计算寿命计算)(60106hPCnLh或求寿命意义：意义：在当量载荷在当量载荷P的作用下，轴承可靠度为的作用下，轴承可靠度为90%时的寿命。时的寿命。（滚子轴承）。（球轴承）；其中：310361060hnLPC选轴承如果轴承工作温度过高？如果轴承工作温度过高？ 引入引入温度系数温度系数ft轴承工作

29、轴承工作温度（温度（ C C）120120125125150150175175200200225225250250300300350350温度系数温度系数ft1 10.950.950.900.900.850.850.800.800.750.750.700.700.600.600.500.50 对于高温轴承（温度高于对于高温轴承（温度高于120C120C），因材料、金属组），因材料、金属组织、硬度等的变化额定动载荷值将降低为：织、硬度等的变化额定动载荷值将降低为：C Ct t=f=ft tC C滚动轴承尺寸的选择4当量动载荷当量动载荷P P在进行轴承寿命计算时，应把作用在轴承上的在进行轴承寿命计

30、算时，应把作用在轴承上的实际载荷实际载荷转换为与确定轴承转换为与确定轴承C C值的载荷条件相一致的值的载荷条件相一致的当量动载荷当量动载荷（用字母（用字母P 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：arYFXFP式中：式中：F Fr r与与F Fa a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（名义值名义值） X X、Y Y分别为轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数，查表。分别为轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数，查表。 为了计及实际载荷波动的影响，可对当量动载荷乘上一个为了计及实际载荷波动的影响，可对当量动载

31、荷乘上一个载荷系数载荷系数。)(arPYFXFfP：即载荷性质载荷性质载荷系数载荷系数 f f p p举例举例无冲击或轻微冲击无冲击或轻微冲击1.01.01.21.2电机、汽轮机、通风机、水泵等电机、汽轮机、通风机、水泵等中等冲击或中等惯性力中等冲击或中等惯性力1.21.21.81.8机床、车辆、动力机械、起重机、造纸机、选矿机、机床、车辆、动力机械、起重机、造纸机、选矿机、冶金机械、卷扬机械等冶金机械、卷扬机械等强大冲击强大冲击1.81.83.03.0碎石机、轧钢机、钻探机、振动筛等碎石机、轧钢机、钻探机、振动筛等例例13-1aFr轴承压力中心轴承压力中心可查轴承标准可查轴承标准Fn1Fr1

32、Fd1Fd向心推力轴承的轴向力计算向心推力轴承的轴向力计算支反力的作用点：支反力的作用点：（2 2）当）当F FaeaeF Fd2d2F Fd1d1时，相当于轴承时，相当于轴承1 1被被“压紧压紧”，轴承，轴承2 2被被“放松放松”，轴承轴承1 1的轴向力为的轴向力为F Fa1a1F FaeaeF Fd2d2，轴承，轴承2 2的轴向力为的轴向力为F Fa2a2F Fd2 d2 ；（3 3）当）当F FaeaeF Fd2d2F Fd1d1时，相当于轴承时，相当于轴承1 1被被“放松放松”，轴承，轴承2 2被被“压紧压紧”，轴承轴承1 1的轴向力为的轴向力为F Fa1a1F Fd1d1，轴承，轴承

33、2 2的轴向力为的轴向力为F Fa2a2F Fd1d1F Faeae 。（1 1）当）当F FaeaeF Fd2d2= =F Fd1d1时，时， 轴承轴承1 1轴向力轴向力F Fa1a1F Fd1d1，轴承，轴承2 2轴向力轴向力 F Fa2a2F Fd2d2；向心推力轴承所受轴向力向心推力轴承所受轴向力F Fa a的计算方法可以归纳为：的计算方法可以归纳为：向心推力轴承所受轴向力向心推力轴承所受轴向力F Fa a的计算方法也可以为：的计算方法也可以为： 就一个支点的轴承而言，对比其本身派生轴向力与外加轴向力（另一就一个支点的轴承而言，对比其本身派生轴向力与外加轴向力（另一支点的派生轴向力与外

34、加轴向力之合力），其较大者为该轴承的轴向力。支点的派生轴向力与外加轴向力之合力），其较大者为该轴承的轴向力。aeddaaeddaFFFFFFFF122211,max,maxFae与Fd2同向取“+”Fae与Fd1同向取“+”即： 1 1）根据轴承的安装方式，确定派生轴向力）根据轴承的安装方式，确定派生轴向力F Fd d的大小及方向；的大小及方向； 2 2）判断全部轴向载荷合力的方向，确定被压紧的轴承）判断全部轴向载荷合力的方向，确定被压紧的轴承(“(“压紧端压紧端”) )及被放松的轴承及被放松的轴承(“(“放松端放松端”) )； 3 3）“压紧端压紧端”轴承所受的实际轴向载荷，应为除了自身派生

35、轴向力轴承所受的实际轴向载荷，应为除了自身派生轴向力之外，其它所有轴向力的代数和；之外，其它所有轴向力的代数和；“放松端放松端”轴承所受的实际轴向载轴承所受的实际轴向载荷，等于自身派生轴向力。荷，等于自身派生轴向力。滚动轴承尺寸的选择7对于在工作载荷下基本不旋转或缓慢旋转或缓慢摆动的轴承对于在工作载荷下基本不旋转或缓慢旋转或缓慢摆动的轴承，其失效，其失效形式不是疲劳点蚀，而是因滚动接触面上的接触应力过大而产生的过大的形式不是疲劳点蚀，而是因滚动接触面上的接触应力过大而产生的过大的塑性变形塑性变形。在国家标准中，对每一种规格的滚动轴承规定了一个不应超过得载荷在国家标准中，对每一种规格的滚动轴承规

36、定了一个不应超过得载荷界限界限基本额定静载荷基本额定静载荷，用，用C C0 0表示。表示。轴承上作用的径向载荷轴承上作用的径向载荷F Fr r与轴向载荷与轴向载荷F Fa a应折合成一个当量静载荷应折合成一个当量静载荷P P0 0即：即： P P0 0= =X X0 0F Fr r+ +Y Y0 0F Fa a 式中：式中：X X0 0、Y Y0 0分别为当量静载荷的径向载荷系数和轴向载荷系数，分别为当量静载荷的径向载荷系数和轴向载荷系数，可由轴承手册查取。可由轴承手册查取。按轴承静承载能力选择轴承的公式为：按轴承静承载能力选择轴承的公式为：000SCP 式中：式中：S S0 0为静强度安全系

37、数，可由设计手册查取。为静强度安全系数，可由设计手册查取。滚动轴承的静承载能力滚动轴承的静承载能力滚动轴承尺寸的选择9在一般的工程问题中在一般的工程问题中，均以轴承的基本额定动载荷和基本额定寿命来衡量，均以轴承的基本额定动载荷和基本额定寿命来衡量轴承的承载能力，这时对应的可靠度均为轴承的承载能力，这时对应的可靠度均为90%90%。 但是，但是，对于航空航天产品、国防装备对于航空航天产品、国防装备等，对于轴承的可靠度有更高的要求。等，对于轴承的可靠度有更高的要求。这时滚动轴承寿命的计算须引入这时滚动轴承寿命的计算须引入可靠性系数可靠性系数a a1 1，即修正寿命为：，即修正寿命为：)(60101

38、6101PCnaLaLn可靠度可靠度% %909095959696979798989999L Ln nL L1010L L5 5L L4 4L L3 3L L2 2L L1 1a a1 11.01.00.620.620.530.530.440.440.30.30.210.21可靠度不为可靠度不为90%90%时的额定寿命修正系数时的额定寿命修正系数a a1 1 (GB/T6391-1995) (GB/T6391-1995)a a1 1也可按下式计算确定：也可按下式计算确定：5 . 111)9 . 0lnln(Ra 式中式中R R为要求达到的为要求达到的可靠度可靠度。 不同的可靠度时的寿命计算不同

39、的可靠度时的寿命计算习题习题13-5例例13-2 设根据工作条件决定在轴的两端反装两个角接触球轴承。已知轴上齿轮设根据工作条件决定在轴的两端反装两个角接触球轴承。已知轴上齿轮Ft=2200N，Fr=900N，Fa=400N，分度圆直径，分度圆直径d=314mm，转速，转速n=520r/min，中等冲，中等冲击，轴承预期计算寿命击，轴承预期计算寿命 Lh=15000h。设初选轴承型号。设初选轴承型号7207C，试验算轴承寿命。，试验算轴承寿命。第十三章第十三章 滚动轴承滚动轴承13-1 概述13-2 滚动轴承的主要类型和代号13-3 滚动轴承的类型选择13-4 滚动轴承的工作情况13-5 滚动轴

40、承尺寸的选择13-6 轴承装置的设计13-7 其他支撑部分的刚性和同轴度支撑部分的刚性和同轴度 为了保证轴承顺利运行，除了正确选择为了保证轴承顺利运行，除了正确选择轴承类型和尺寸轴承类型和尺寸外，还应正确外，还应正确设计轴承装置设计轴承装置，其中包括：轴承组合的轴向固定，轴承与相关零件的配合，其中包括：轴承组合的轴向固定，轴承与相关零件的配合，间隙调整、装拆、润滑等一系列问题。间隙调整、装拆、润滑等一系列问题。 对于一根轴上对于一根轴上两个支承的座孔，两个支承的座孔，必须尽可能地保必须尽可能地保持同心。最好的持同心。最好的办法是采办法是采 用整用整体结构的外壳，体结构的外壳，并把两轴承孔一并把

41、两轴承孔一次镗出；次镗出；轴承的配置轴承的配置轴承装置的设计3轴承装置的设计2滚动轴承的紧固和定位滚动轴承的紧固和定位内圈紧固方法内圈紧固方法外圈紧固方法外圈紧固方法滚动轴承的配合是指内圈与轴颈、外圈与外壳孔的配合。滚动轴承的配合是指内圈与轴颈、外圈与外壳孔的配合。滚动轴承内孔与滚动轴承内孔与轴的配合采用基孔制轴的配合采用基孔制，外径与外壳孔的配合采用基轴制外径与外壳孔的配合采用基轴制。内径和外径的公差带均采用内径和外径的公差带均采用单向制单向制，即，即上偏差为零，下偏差为负上偏差为零，下偏差为负的分布。的分布。滚动轴承的配合滚动轴承的配合轴承的内、外圈属于轴承的内、外圈属于薄壁零件薄壁零件，

42、容易变形容易变形。当它装入外壳孔或装在轴上后，。当它装入外壳孔或装在轴上后，其内外圈的不圆度将受到外壳孔及轴颈形状的影响。除了对轴承的内外颈规其内外圈的不圆度将受到外壳孔及轴颈形状的影响。除了对轴承的内外颈规定了直径公差外，定了直径公差外，还规定了平均内径和平均外经还规定了平均内径和平均外经(dm (dm ，Dm)Dm)的公差的公差。 基本偏差系列示意图基本偏差系列示意图轴承配合种类的选取，应根据轴承的类型和尺寸、载荷的大小和方向以轴承配合种类的选取，应根据轴承的类型和尺寸、载荷的大小和方向以及载荷的性质等来决定。另外，及载荷的性质等来决定。另外，还要考虑到工作温度对配合性质的改变还要考虑到工作温度对配合性质的改变。o原则：回转套圈应选较紧配合，不原则：回转套圈应选较紧配合，不回转套圈宜选较松配合（一般情况下回转套圈宜选较松配合（一般情况下“内紧外松内紧外松”）；转速高、载荷大、）；转速高、载荷大、工作温度高时应选较紧配合；需经常工作温度高