新编轴承121219课件

1、16.1 轴承的功用和类型16.2 滚动轴承的组成、类型及特点16.3 滚动轴承的代号16.4 滚动轴承类型的选择16.5 滚动轴承的工作情况分析及计算16.6 滚动轴承的组合设计 第16章 滚动轴承16.1 轴承的功用和类型轴承的作用是支承轴。轴承工作时既可以旋转，也可以是静止的。1能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。2具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。3具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。根据轴承中摩擦的性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。一、轴承应满足如下基本要求：二、轴承的分类 根据能承受载荷的方向，可分为： 向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。(或称为径向轴承、止推轴承、径

2、向止推轴承）一、滚动轴承的组成16.2 滚动轴承的结构、主要类型和特性滚动轴承一般由内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4组成。内圈装在轴上，与轴一起转动；外圈装在机座的轴承孔内，一般不转动。内外圈上设置有滚道，当内外圈之间相对旋转时，滚动体沿着滚道滚动。保持架使滚动体均匀分布在滚道上，减少滚动体之间的碰撞和磨损。21341234硬度和接触疲劳强度 、耐磨性和冲击韧性 用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：6165HRC。工作表面需经磨削或抛光。保持架：低碳钢；冲压制成的高速轴承：有色金属或塑料。滚动副的材料要求：装在机座或零件轴孔内，支撑轴；支撑轴系或零件；常见的滚动体有六种形状，一种是球形，五种

3、是滚子。滚动轴承的内外圈和滚动体应具有较高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般用特殊轴承钢制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等滚动轴承的工作表面必须经磨削抛光，以提高其接触疲劳强度。 保持架多用低碳钢板通过冲压成形方法制造，也可采用有色金属或塑料等材料。 为适应某些特殊要求，有些滚动轴承还要附加其他特殊元件或采用特殊结构，如轴承无内圈或外圈、带有防尘密封结构或在外圈上加止动环等。 二、滚动轴承的类型及特点（1）按所能承受载荷的方向或公称接触角的不同 可分为向心轴承和推力轴承。向心轴承径向接触轴承：公称接触角=0，主要承受径向载荷Fr，也可承受较小的

4、轴向载荷Fa。向心角接触轴承：公称接触角= 045，同时承受径向载荷和轴向载荷。推力轴承推力角接触轴承：公称接触角=4590，主要承受轴向载荷，也可承受较小的轴向载荷。轴向接触轴承：公称接触角=90，只能承受轴向载荷。1.常用滚动轴承的类型（2）按滚动体的种类 可分为球轴承和滚子轴承。在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力和耐冲击能力都好，但球轴承摩擦小、高速性能好。 球轴承滚子轴承（3）按工作时能否调心可分为调心轴承和非调心轴承。 （4）按安装轴承时其内、外圈可否分别安装，分为可分离轴承和不可分离轴承。（5）按公差等级可分为0、6、5、4、2级滚动轴承，其中2级精度最高，0级为普

5、通级。另外还有只用于圆锥滚子轴承的6x公差等级。（6）按照运动方式可分为回转运动轴承和直线运动轴承。（1）游隙：滚动轴承中滚动体与内外圈滚道之间的间隙。径向游隙：一个座圈不动，另一个座圈沿径向从一极端位置移至另一极限位置的移动量。 轴向游隙：一个座圈不动，另一个座圈沿轴向从一极端移至另一极限位置的移动量。2. 滚动轴承的结构特性（2）偏移角轴承内外圈轴线相对倾斜时所夹锐角。能自动适应角偏移的轴承，成为调心轴承。16.3 滚动轴承的代号前置代号 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

6、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：代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等，由GB/T272规定。 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。类型代号为字母时与后数字空半格1、基本代号 （1）轴承类型-基本代号右起第五位 轴承类型代号轴承类型代号双列角接触球轴承0深沟球轴承6调心球轴承1角接触球轴承7调心滚子轴承和推力调心滚子轴承2推力圆柱滚子轴承8圆锥滚子轴承3圆柱滚子轴承N双列深沟球轴承4外球面球轴承U推力球轴承5四点接触球轴承QJ宽度系列右起第四位 数字 0 9（2）尺寸系列-基本代号右

7、起第三、四位 宽度系列在前（四），直径系列在后（三） 8 （0） 1 2 3 4 5 6 7 9 1 2特窄 窄 正常 宽 特宽 特低 低 正常 向心轴承宽度增加推力轴承高度增加但对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”。宽度系列代号：一般正常宽度为“0”，通常省略不标注。直径系列右起第三位 数字 0 97 8 9 0 1 2 3 4超特轻 超 轻 特轻 轻 中 重直径增加内径相同，而直径系列代号不同的四种轴承的比较。（3）轴承的内径代号右起第一二位数字 a) d=10, 12, 15, 17mm 时 代号 00 01 02 03 b） d= 20 480mm 时d=代号5（

8、mm ）c） d500mm，d=22，28，32mm 时 代号直接用内径尺寸（mm）表示 即：直径系列代号 + “/” +内径代号 代号 0496 2、前置代号 表示轴承的分部件，用字母表示 L可分离轴承的可分离内圈或外圈，如：LN207K轴承的滚动体与保持架组件，如：K81107R不带可分离内圈或外圈的轴承，如：RNU207NU表示内圈无挡边的圆柱滚子轴承WS、GS分别为推力圆柱滚子轴承的轴圈和座圈，如：WS81107、GS81107。3、后置代号（8组）轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等（1）内部结构代号 C、 AC、B角接触球轴承的接触角（2）密封、防尘与外部形状变化代号 （3）轴

9、承的公差等级 精度高 低 代号 /P2、/P4、/P5、 /P6X 、 /P6、/P0 公差等级 2 4 5 6X 6 0普通级可省略 =15、25、40圆锥滚子轴承 用字母或加数字表示注：公差等级中0级最低，向左依次增高，2级最高。（4）轴承的径向游隙 （5）保持架代号 游隙代号：游隙分1 、2、 0 、3 、4 、5共六个组别。 以/C1 、/C2、 /C3 、/C4 、/C5为代号，0组不标注。 游隙值：小 大 例：说明滚动轴承 62203 和 7312AC/P6 的含义。6 2 2 037 （0） 3 12 AC / P6轴承内径 d=17 mm直径系列代号，2（轻）系列 宽度系列代号

10、，2（宽）系列 深沟球轴承 公称接触角 =25 轴承内径 d=125=60 mm直径系列代号，3（中）系列 宽度系列代号，0（窄）系列，代号为0，不标角接触球轴承 公差等级6级 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/P5：7214AC/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

11、为0组；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；课堂练习：说出下列代号的含义。16.4 滚动轴承类型的选择一、影响轴承承载能力的参数1.游 隙 内、外滚道与滚动体之间的间隙称为游隙，即当一个座圈固定时，另一座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。2.极限转速 滚动轴承在一定载荷和润滑条件下，允许的最高转速称为极限转速。转速过高会产生高温，润滑失效产生破坏。3.偏移角 安装误差或轴的变形等都会引起内外圈中心线相对倾斜，其倾斜角 称为偏位角。4.接触角 由轴承结构类型所决定的接触角称为公称接触角。二、 滚动轴承类型的

12、选择载荷条件转速条件装调性能调心性能经济性轴承受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据选择轴承类型时应注意其允许的极限转速 nlim3类和N类的内外圈分离，便于拆装。为方便长轴上轴承的拆装，可选用代内锥孔和紧定套的轴承轴承内、外圈轴线间的偏移角应控制在极限之内，对安装精度差的轴承，宜选用调心轴承。在满足使用条件的情况下优先选用价格低廉的轴承。1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆 锥滚子轴承；如斜齿轮轴3.纯轴向载荷作用时，必须采用推力轴承。6005：N209/P6：7207B/P4：30202：6132：复习：说出下列代号的含义

13、。一、 滚动轴承的受载情况分析轴承转动时，承受径向载荷Fr，外圈固定。当内圈随轴转动时，滚动体滚动，内、外圈与滚动体的接触点不断发生变化，其表面接触应力随着位置的不同作脉动循环变化。滚动体在上面位置时不受载荷，滚到下面位置受载荷最大，两侧所受载荷逐渐减小。所以轴承元件受到脉动循环的接触应力。点击上图观看动画演示16.5 滚动轴承的工作情况分析及计算二、滚动轴承的失效形式和计算准则1.失效形式滚动轴承的失效形式主要有三种：疲劳点蚀、塑性变形和磨损2.计算准则对于一般转速的轴承，即10r/minnnlim,如果轴承的制造、保管、安装、使用等条件均良好时，轴承的主要失效形式为疲劳点蚀，因此应以疲劳强

14、度计算为依据进行轴承的寿命计算。对于高速轴承，除疲劳点蚀外其工作表面的过热也是重要的失效形式，因此除需进行寿命计算外还应校验其极限转速。对于低速轴承，即n1r/min，可近似地认为轴承各元件是在静载荷作用下工作的，其失效形式为塑性变形，应进行以不发生塑性变形为准则的强度计算。三、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，轴承的转数或相应的运转小时数。显然，通常谈的滚动轴承寿命是指滚动轴承的疲劳寿命。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当大的（见右图）。 基本额定寿命：具有90可靠度时轴承的寿命，用L10表示。 基本额定动载荷：使轴承的基本额

15、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。轴承的寿命/（106r）滚动轴承尺寸的选择4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定轴承C值的载荷条件相一致的当量动载荷（用字母P表示）。各类轴承的当量动载荷可按下式计算：式中：Fr 与Fa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为了考虑实际载荷波动的影响，可对当量动载荷乘上一个载荷系数 f p 。载荷性质载荷系数 f p举例无冲击或轻微冲击1.01.2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

16、、卷扬机械等强大冲击1.83.0碎石机、轧钢机、钻探机、振动筛等四、 滚动轴承的静强度计算1.基本额定静载荷C0调心轴承4600MPa所有其他型号的球轴承4200MPa滚子轴承4000MPa2.当量静载荷P0a0o的向心球轴承和向心滚子轴承为a0o的向心滚子轴承为a90o的推力轴承为a90o的推力轴承为.静强度计算滚动轴承的选择滚动轴承的选择可分为两个步骤进行：按工作条件首先确定滚动轴承的类型选择轴承的尺寸公差等级的选择对于静止轴承、缓慢摆动或极低速运转的轴承按静载荷计算对于一般运转的轴承，按寿命计算进行轴承尺寸的选择当轴承的工作转速n在110r/min之间时，有两种选择方法：按n =10r/

17、min选择轴承尺寸；利用寿命公式计算出C值，再按静载荷强度公式计算C0值。进行比较，选用其中较大值对应的轴承尺寸的轴承。对于转速较高又同时承受冲击载荷的轴承，不但进行寿命计算，还要进行轴承的强度校核对于高速轴承，除进行寿命计算外还应检验极限转速。出于成本考虑，在一般的机械传动中宜选用普通级精度的轴承。16.6 滚动轴承的组合设计 为了保证轴与轴上旋转零件正常运行，还应解决轴承组合的结构问题，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。一、轴承的轴向固定二、轴承组的轴向固定 除了合理选择轴承的类型和尺寸外，还必须正确、合理地进行轴承的组合设计。即正确解决

18、轴承的轴向位置固定、轴承与其它零件的配合、轴承的调整与装拆等问题。1.两端固定式2.一端固定、一端游动式 一端支承的轴承，内、外圈双向固定，另一端支承的轴承可以轴向游动。双向固定端的轴承可承受双向轴向载荷，游动端的轴承端面与轴承盖之间留有较大的间隙。以适应轴的伸缩量，这种支承结构适用于轴的温度变化大和跨距较大的场合。点击图像看大图3.两端游动式三、轴承组合的调整1.轴承间隙的调整2.轴系位置的调整四、轴承组合支承部分的刚度和同轴度轴承座孔壁应有足够的厚度，并用加强肋增强其刚性。支撑结构中同一根轴上的轴承座孔尽可能同心。角接触轴承安装方式不同时轴承组合的刚性也不同。五、 轴承的预紧轴承的预紧就是在安装轴承时使其受到一定的轴向力，以消除轴承的游隙并使滚动体和内、外圈接触处产生弹性预变形。预紧的目的在于提高轴承的刚度和旋转精度。六、 滚动轴承的配合与装拆1滚动轴承的配合滚动轴