第十四章滚动轴承

第十四章滚动轴承

轴承的功用是支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度，减少转轴与支承之间的摩擦和磨损,并承受载荷。

根据支承处相对运动表面的摩擦性质，轴承分为滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承，分别简称为滑动轴承和滚动轴承，如图所示。

滚动轴承（向心轴承）滚动轴承（推力轴承）§14—1滚动轴承的构造，类型及特点一、滚动轴承的构造滚动轴承依靠滚动体与轴承座圈间的滚动接触来工作，用于支撑旋转零件或摆动零件(各类滚动体)滚动轴承的材料

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GCrl5、GCrl5SiMn、GCr6、GCr9等，经热处理后硬度可达60-65HRC。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。保持架多用低碳素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。二、滚动轴承的类型与特点

1.调心球轴承1000

2.调心滚子轴承2000

3.圆锥滚子轴承3000

4.双列深沟球轴承4000

5.推力球轴承5000

6.深沟球轴承6000

7.角接触球轴承7000

8.推力圆柱滚子轴承80009.圆柱滚子轴承N

滚子轴承——承载能力高，极限转速低

球轴承——承载能力低，极限转速高1、基本代号（见教材表14-2）

（1）轴承类型

基本代号右起五位

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一、滚动轴承的代号(前置代号+基本代号+后置代号）§14—2滚动轴承的代号及类型选择宽度系列——右起第四位

数字

0~9（2）尺寸系列（见教材表14-3）

基本代号右起三、四位

宽度系列在前，直径系列在后801234567912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”，通常不标注。直径系列——右起第三位

数字

0~9789012345

超轻特轻轻中重特重直径增加（3）轴承的内径——右起一二位数字

a)d=10,12,15,17mm时

代号00010203

b)d=20~480mm时d=代号×5(mm)

c)d<10mm，d>500mm，d=22，28，32mm时

代号=内径尺寸

直径代号/内径代号

6308：6─深沟球轴承，3─中系列，08─内径d=40mm，公差等级为0级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)6103：6─深沟球轴承，1─特轻系列，03─内径d=17mm，公差等级为0级N─圆柱滚子轴承，1─特轻系列，05─内径d=20mm，公差等级为5级滚动轴承的标记形式为：轴承数字代号国标代号滚动轴承的内径代号含义见下表详见教材表14-41）n高，载荷小，旋转精度高→球轴承

n低，载荷大，或冲击载荷→滚子轴承

2）主要受Fr→向心轴承（径向接触轴承）主要受Fa，n不高时→推力轴承（轴向接触轴承）

n高时→角接触球轴承或深沟球轴承二.滚动轴承的类型选择3）要求n<nlim——极限转速

球轴承极限转速高滚子轴承极限转速低推力轴承极限转速低4）轴的刚性较差，轴承孔不同心——调心轴承

5）便于装拆和间隙调整——内、外圈不分离的轴承6）3、7两类轴承应成对使用，对称安装7）旋转精度较高时——较高的公差等级和较小的游隙8）优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承9)要求支承刚度高时——滚子轴承

1、受力分析

1)、受轴向载荷Fa

各滚动体平均分担

2)、受径向载荷Fr

上半圈滚动体不受力下半圈滚动体受力

一、滚动轴承失效形式及计算准则§14—3滚动轴承的寿命计算2.主要失效形式：

1）疲劳点蚀

安装润滑和维护良好更多的失效2）塑性变形

转速很低或作间歇摆动

3）磨损润滑不良、密封不严、多尘条件

二、滚动轴承的寿命计算1、滚动轴承的基本额定寿命与可靠度（1）单个轴承的寿命：轴承中任一元件首次出现疲劳点蚀前轴承所经历的总转数，或恒定转速下的总工作小时数。滚动轴承的寿命的离散性很大。（2）一批轴承的寿命：对一组同型号的滚动轴承，在相同条件下进行疲劳试验，可得出轴承的可靠性（即不发生疲劳破坏）与寿命之间有如右图（见教材图14-6）的关系。轴承的寿命/（106r）（3）基本额定寿命：一批相同的轴承，在相同条件下运转，其中90%的轴承不出现疲劳点蚀时的总转数或在给定转速下工作的小时数，用L(单位为）或Lh(单位为小时）表示。（4）基本额定动载荷：一批同型号的轴承基本额定寿命为1(106转)时轴承所承受的载荷，用C表示。

对径向接触轴承(6,7,3)C=径向载荷用Cr表示；对推力轴承C=轴向载荷用Ca表示；

Ca与Cr的值可通过查表14-15，表14-16，表14-17查得。（5）、滚动轴承的寿命计算公式

载荷与寿命的关系

用工作小时数表示轴承寿命时：P----当量动载荷，N;----寿命指数。球轴承=3，滚子轴承=10\3;n----轴承转数，r/min;表14-15~表14-17给出的C值是在轴承工作温度低于120°下得到的，若工作温度高于120°，引入温度系数考虑到振动和冲击对轴承寿命的影响引入载荷系数对C值进行修正。与可通过表14-8与14-9选取。修正后，寿命计算公式变为：此公式可作为选择轴承寿命或型号的依据。参考值见表14-10三、滚动轴承的当量动载荷P1．对只能承受径向载荷R的轴承（6，N、NA轴承）P=R3．同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承2．对只能承受轴向载荷A的轴承（5和8）P=AP=XR+YA

X——径向载荷系数Y——轴向载荷系数X,Y值可由教材表14-11查取见教材例14-2四、滚动轴承的静强度计算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。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界限—基本额定静载荷，用C0表示。式中：P0—当量静载荷S0—静强度安全系数其值查表14—14X0、Y0——静径向和轴向载荷系数——教材表14—13

第五节滚动轴承的组合设计一、轴承的轴向固定1、全固式2、固游式二、轴向位置及轴承游隙的调整

利用轴承盖与套杯之间的垫片组，调整轴承的轴向游隙。1、滚动轴承与轴和座孔的配合的配合轴承内圈与轴

松————→紧js6，j6，k6，m6，n6

松————→紧G7，H7，JS7，J7轴承外圈与轴承座孔基孔制：基轴制：

滚动轴承的配合是指内圈与轴颈、外圈与外壳孔的配合。

滚动轴承内孔与轴的配合采用基孔制，外径与外壳孔的配合采用基轴制。三、配合和装拆2.滚动轴承的安装与拆卸轴承的内圈与轴颈配合较紧，对于小尺寸的轴承，一般可用压力直接将轴承的内圈压入轴颈。对于尺寸较大的轴承，可先将轴承放在温度为80~100℃的热油中加热，使内孔胀大，然后用压力机装在轴颈上。拆卸轴承时应使用专用工具。为便于拆卸，设计时轴肩高度不能大于内圈高度。四、支撑部分的刚度和同轴度

应尽量保证轴及轴承座有足够的刚度，以避免过大的变形使滚动体受阻滞而使轴承提前损坏。提高支承刚度的措施：1）增加轴承座孔的壁厚2）减小轴承支点相对于箱体孔壁的悬臂3）采用加强筋加强支承部位的刚性4）同一根轴上的轴承座孔应保证同心，否则会使轴线有较大的偏移，影响轴承的旋转精度，从而降低轴承使用寿命。

1、滚动轴承的润滑润滑目的：减少摩擦和磨损，减振，散热，防腐润滑剂：润滑油、润滑脂（轴颈圆周速度v<4—5m/s用脂）润滑油：优点：摩擦阻力小，散热冷却好缺点：易于流失应用：速度及温度较高的场合常用：L-AN

选用：温度，P，dn

方式：油浴（油面不能高于最下方滚动体中心，搅油损耗）飞溅润滑喷油润滑、油雾润滑（高速）

润滑脂：优点：不易流失，便于密封与维护。缺点：摩擦阻力大，不利于散热