机械设计第十三章滚动轴承

13.1概述标准件、专门轴承厂生产，只需选型和组合设计。瑞典SKF日本NSK

美国TIMKEN

(铁姆肯)德国FAG(舍弗勒)13.2滚动轴承类型和代码1.结构

widthDdouterring外圈innerring内圈Retainer保持架rollingelement滚动体outerringrace外圈滚道材料:轴承铬钢:GCr15、GCr15SiMn58~65HRC2.参数接触角载荷角极限转速允许角偏差不同轴3.类型根据承载方向

向心轴承

推力轴承角接触向心轴承根据滚动体形状球轴承ballbearings

滚子轴承rollerbearings径向力轴向力轴轴承Double-rowangularcontactbearings

双列角接触球轴承

0

Double-rowtaperedrollerbearings

双列圆锥滚子轴承35

Double-rowself-alignballbearings

双列调心球轴承

1

Double-rowself-alignrollerbearings

双列调心滚子轴承2

Self-alignthrustbearings

推力调心轴承

2

Taperedrollerbearings

圆锥滚子轴承3

Double-rowdeepgroovebearings

双列深沟球轴承4

Thrustbearings

推力球轴承5

Deepgroovebearings

深沟球轴承6

角接触球轴承7

Thrustrollerbearings

推力滚子轴承8

Rollerbearings

圆柱滚子轴承N

Double-rowrollerbearings

双列圆柱滚子轴承NN

Needlebearings

滚针轴承NA

四点接触球轴承QJ

外球面球轴承具有结构紧凑、密封完善、装卸方便、自动调心范围大等优点。使主机的机架结构简单，可采用成型钢材冲制或焊接而成。这不但改善了机器性能，且降低了成本，因此，它在农业机械，纺织机械，食品加工机械及输送带系统等领域广泛的应用。

一、结构特点：

外球面球轴承依据紧固装置可分为三种结构。带顶丝类的外球面球轴承是靠两个顶丝把轴固定起来，一般用于纯径向和冲击负荷不大的场合，承受轴向负荷的能力较差。带紧定套的外球面球轴承是利用紧定套的螺母把轴和轴承联接在一起，因而，它能承受较大的轴向负荷。带偏心套的外球面球轴承是靠偏心套上的螺钉将轴固定，并与轴承联接在一起，因而，它承受轴向负荷的能力好。

带顶丝外球面球轴承UC4、滚动轴承的应用

1、＿＿不宜用来同时承受径向负荷与轴向负荷。

A、圆锥滚子轴承B、角接触球轴承C、深沟球轴承D、圆柱滚子轴承2、＿＿是只能承受径向负荷的轴承。

A、深沟球轴承B、调心球轴承C、调心滚子轴承D、圆柱滚子轴承3、＿＿是只能承受轴向负荷的轴承。

A、圆锥滚子轴承B、推力球轴承C、滚针轴承D、调心球轴承4、下列四种轴承中＿＿必须成对使用。

A、深沟球轴承B、圆锥滚子轴承C、推力球轴承D、圆柱滚子轴承5、＿＿适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴以及难于精确对中的支承。

A、深沟球轴承B、调心球轴承C、角接触球轴承D、圆锥滚子轴承6、＿＿具有良好的调心作用。

A、深沟球轴承B、调心滚子轴承C、推力球轴承D、圆柱滚子轴承DDBBBB考一考？71206AC/P6/C25.滚动轴承代号(GB/T272-93)前置代号基本代号后置代号滚动轴承基本代号右起第1、2位：内径代号

d=065=30mm第3位:

直径系列代号1－超轻系列2－轻系列3－中系列4－重系列第4位:

宽度系列代号0－窄系列1－正常系列2－宽系列第5位:

类型代号表13.1

后置代号左起第1位：内部结构代号70000角接触球轴承：C：=150

AC：=250

B：=400第4位:

公差等级代号/P2：2/P4：4/P5：5/P6：6/P6x－6x/P0－0(忽略)-第6位:

游隙代号/C1:1/C2:2/C0:0(omitted)/C3:3/C4:4/C5:5+前置代号L,K,R,说明下列轴承代号的意义:，7211C/P56308－

内径为40mm，深沟球轴承，中系列，

0级公差，0组游隙7211C/P5

－内径为55mm，角接触球轴承，轻系列，接触角＝150，5级公差，0组游隙滚动轴承旧标准代号（D36204）代号组成:前段+中段+后段前段:

表示精度等级,B、C、D、E、G(普通级可省略)后段:右起第1、2位——内径尺寸，d=代码53位——直径系列，1、2、3、44位——类型代号（与新标准不同）

5、6位——结构特点，36000、46000、66000=150、=250、=400

6.轴承类型的选择轴承的载荷轴承的转速轴承的调心性能轴承的安装和拆卸13.4滚动轴承的工作情况1.受力分析Fig.13-7轴承元件上的载荷及应力变化2.滚动轴承失效形式1)点蚀2)塑性变形3)磨损4)断裂5)烧伤1）高速转动轴承:疲劳寿命计算2）静止或低速轴承:静强度计算3.设计准则13.5滚动轴承的选型计算1.滚动轴承的疲劳寿命1)寿命

单个轴承，首次出现疲劳裂纹时，一个套圈相对另一个套圈的转数。

一组相同条件下运转的同类型轴承，90%的轴承不发生点蚀破坏前的转数（106r）或小时数（h）。2)基本额定寿命L10,Lh

不同可靠度下的基本额定寿命3)基本额定动载荷C使轴承的基本额定寿命恰好为106r时，轴承所能承受的载荷。Cr

或Ca4)

基本额定静载荷C0

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。C0rorC0a5)轴承的载荷-寿命曲线P/kNL10/(106r)3101C=3,球轴承;=10/3,滚子轴承——校核公式

Lh——基本额定寿命

C——基本额定动载荷

P——当量动载荷

n——转速r/min

——寿命指数3or10/3——设计公式

Lh——预期寿命

C——基本额定动载荷

P——当量动载荷

n——转速r/min

——寿命指数3或10/32.当量动载荷概念计算向心轴承:P=fpFr推力轴承:P=fpFa角接触轴承:P=fp(XFr+YFa)P——当量动载荷;Fr——径向载荷;Fa——轴向载荷；fp——载荷系数,表13-6X——径向载荷系数,表13-5Y——轴向载荷系数,表13-5

对于深沟球轴承和接触角等于150的角接触球轴承，实际接触角随所受轴向载荷的增大而增大，e越大。轴向载荷径向载荷3.径向载荷Fr计算根据力和力矩的平衡条件:=3000N轴向载荷径向载荷4.角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷计算(1)角接触轴承的两种安装方式：面对面、正装背对背、反装派生轴向力FdFd1Fd2(2)根据轴向力平衡条件:轴向载荷径向载荷Fd2Fd1FaeFb1压紧放松21Fd2Fd1FaeFb2压紧放松21Fd2Fd1Fae画出轴承派生轴向力方向，并计算其大小;2)

根据轴所受合力的指向，判断轴的运动趋势,再根据结构判断哪端轴承被“放松”，哪端轴承被“压紧”；3)

被“放松”轴承的轴向力等于其本身派生轴向力;4)

被“压紧”轴承的轴向力等于其它轴向力(除本身派生轴向力外)的代数和。总结：角接触向心轴承轴向力的计算步骤2、当外载荷与轴承2内部轴向力方向相同时3、当外载荷与轴承2内部轴向力方向相反时1、画出轴承内部轴向力方向，并计算其大小轴承所受轴向力取本身内部轴向力与其它轴向力代数和较大者。

如图所示,Fr1=10000N,Fr2=5000N,Fae=2000N,Fd=0.68Fr。求:Fa1=?Fa2=?FaeFr1Fr212Fd1Fd2压紧放松深沟球轴承轴向力计算

Fae

对于深沟球轴承，其轴向载荷A由外界作用在轴上的轴向力Fae决定，所指向的轴承，其所承受的轴向力Fa为外界作用在轴上的轴向力(Fa=Fae)，另一轴承所承受的轴向力为零。轴承选型计算方法1确定设计寿命L'h;计算当量动载荷;

P=XFr+YFa计算所需的基本额定动载荷;选择轴承。根据轴径和载荷初选轴承；根据轴承代号确定基本额定动载荷;计算当量动载荷;

P=XFr+YFa计算基本额定寿命;校核寿命轴承选型计算方法21.如图所示角接触球轴承7207AC,所受径向载荷为Fr1=1500N,Fr2=875N,轴向工作载荷Fae=400N,派生轴向力Fd=0.68Fr。计算轴承所受轴向力Fa1,Fa2。Fae=400NFr1=1500NFr2=875N2.一对圆锥滚子轴承如图所示，轴向工作载荷Fae=1030N,径向工作载荷FR=6000N,n=1000r/min,载荷系数fp=1,基本额定动载荷C=34000N，求：1)当量动载荷P1,P2；

2)轴承的基本额定寿命。Fae3.一对角接触球轴承7207AC支承一根轴,已知齿轮受力Ft=2200N,Fr=900N,Fa=400N,分度圆直径d=314mm,转速n=520r/min,中等冲击,求轴承的基本额定寿命。13.6轴承装置的设计轴承装置设计内容：正确合理考虑轴承安装、固定、调整、密封、润滑、轴系刚度、精度问题。轴承装置设计要求：固定可靠、运转灵活、保证精度、调整方便。

轴承不是单一的个体，它是用来支承轴的，而轴又要带动轴上零件工作。所以轴承的设计一定包含合理设计轴承装置。1.刚度2.公差和配合基孔制过盈配合轴公差:k6,m6,n6,etc.

基轴制间隙配合孔公差:H7,J7,Js7,etc轴承内圈与轴

松————→紧js6，j6，k6，m6，n6基孔制：

松————→紧G7，H7，JS7，J7轴承外圈与轴承座孔基轴制：推力球轴承“走内圈”划痕“走外圈”划痕热裂纹热粘连1、禁止直接用铁锤敲击内外圈！2、禁止通过滚动体传递安装力！3.尺寸轴肩高度低于内圈高度!滚动轴承的拆卸1)两端单向固定4.轴承配置正装

安装调整方便，用得较多。合理的轴承配置应防止轴的轴向窜动。反装C=0.2~0.4mm2)一端双向固定,一端游动内圈固定,外圈不固定!内圈、外圈同时固定!3)两端游动两端游动两端单向固定5.轴承的轴向定位1)内圈定位(a)弹性挡圈(b)轴端挡圈(c)锁紧螺母2)外圈定位(a)弹性挡圈(b)端盖6.轴承的预紧7.间隙调整（1)调整垫片1）轴承间隙的调整2）轴系位置的调整2)蜗杆传动：要求蜗轮中间平面通过蜗杆轴线。1)锥齿轮传动：要求两齿轮锥顶重合。（2)调整螺钉（3)锁紧螺母8.轴承润滑作用:1.降低摩擦力;2.防止轴承元件受腐蚀;3.散热;4.去污;润滑剂:润滑脂和润滑油:表13-109.密封1)接触式密封a)毛毡圈密封静止件与运动件不能直接接触，轴与端盖间应有间隙。b)唇形密封圈迷宫式密封属非接触式密封装置，特别适合高速运转件的密封。其原理：１是利用物体的重力，当有物体侵入环隙时由于环隙较小其中的空气流速相对外界要小，物体在自身重力作用