滚动轴承与滑动轴承的对照表

滚动轴承与滑动轴承的对照表第一页，共七十九页，2022年，8月28日滚动轴承与滑动轴承的对照表第二页，共七十九页，2022年，8月28日第三页，共七十九页，2022年，8月28日第十八章滚动轴承

演示第四页，共七十九页，2022年，8月28日§18—1概述一、滚动轴承的构造

外圈、内圈、滚动体、保持架第五页，共七十九页，2022年，8月28日滚动体的形状二、滚动轴承的材料1、内圈、外圈和滚动体强度高，耐磨性好的铬锰高碳刚，如GCr15，GCr15SiMn2、保持架较软的材料，如低碳钢、铜合金、铝合金、工程塑料等第六页，共七十九页，2022年，8月28日三、滚动轴承的特点1、优点：1).摩擦小，效率高,启动力矩小2).径向游隙小，运转精度高3).宽度小，结构紧凑4).大多可受轴向和径向载荷，结构简单5).消耗的润滑剂少，便于密封，易于维护6).不需要有色金属7).标准件，成本低2、缺点：1).承受冲击载荷能力差2).高速重载时寿命较低3).振动噪音较大4).径向尺寸大滚动轴承与滑动轴承的对照表第七页，共七十九页，2022年，8月28日§18—2滚动轴承的类型与选择

一、滚动轴承的主要类型与特点接触角：滚动轴承中套圈与滚动体接触处的法线和垂直于轴心线的平面间的夹角称为公称接触角向心轴承径向力向心角接触轴承推力角接触轴承推力轴承径向力（主要）轴向力径向力轴向力（主要）轴向力第八页，共七十九页，2022年，8月28日滚子轴承——承载能力高，极限转速低按滚动体形状：球轴承——承载能力低，极限转速高常用滚动轴承的类型表13—1第九页，共七十九页，2022年，8月28日二、常用的标准滚动轴承深沟球轴承圆柱滚子轴承角接触球轴承调心球轴承滚针轴承圆锥滚子轴承推力球轴承推力滚子轴承第十页，共七十九页，2022年，8月28日主要承受径向载荷，也可以同时承受不大的轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线偏斜量8'～16'，与其它类型的轴承相比，应用最普遍，价格也最低。第十一页，共七十九页，2022年，8月28日内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷。滚子由内圈（或外圈）的挡边轴向定位，工作时允许内、外圈有少量的轴向错动。圆柱滚子轴承有较大的径向承载能力，但内外圈轴线的允许偏斜量很小（2'～4'），因此，此类轴承不宜承受偏载。第十二页，共七十九页，2022年，8月28日可以同时承受径向载荷及轴向载荷，也可以单独承受轴向载荷。能在较高转速下正常工作。由于一个轴承只能承受单向的轴向力，因此,一般成对使用。承受轴向载荷的能力由接触角α决定。接触角大的，承受轴向载荷的能力也高，常用角接触轴承的接触角有：15°、25°和40°。第十三页，共七十九页，2022年，8月28日可以同时承受径向载荷及轴向载荷。外圈可分离，安装时可调整轴承的游隙。一般成对使用。对于接触角为10º～18º的圆锥滚子轴承(30000型),以承受径向载荷为主;对于大接触角(27º～30º)的圆锥滚子轴承（30000B型）,以承受轴向载荷为主。第十四页，共七十九页，2022年，8月28日外圈滚道表面是以轴承中点为中心，故能自动调心，允许内圈（轴）对外圈（外壳）轴线有小量偏斜(＜2°～3°)。有少量轴向限位能力，但一般不宜承受纯轴向载荷。第十五页，共七十九页，2022年，8月28日在同样内径的条件下，与其它类型轴承相比，滚针轴承外径最小。内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷，工作时允许内、外圈有少量的轴向错动。有较大的径向承载能力。第十六页，共七十九页，2022年，8月28日只能承受轴向载荷。为了防止钢球与滚道之间的滑动，工作时必须加一定的轴向载荷。高速时离心力大，钢球与保持架摩擦，发热严重，寿命降低，故极限转速很低。工作时必须保持轴线与轴承座底面垂直，载荷必须与轴线重合，以保证钢球载荷的均匀分配。该类轴承可分为单列推力球轴承和双列推力球轴承。单列推力球轴承只能承受单方向的推力，而双列推力球轴承可以承受双向推力。第十七页，共七十九页，2022年，8月28日

推力圆柱滚子轴承可以用于承受单向的轴向载荷，它比推力球轴承的轴向承载能力大得多。并且刚性大，占用轴向空间小。推力圆柱滚子轴承适用于转速低的场合。推力圆柱滚子轴承与推力调心滚子轴承、推力圆锥滚子轴承和推力滚针轴承常统称为推力滚子轴承。第十八页，共七十九页，2022年，8月28日三、滚动轴承类型的选择工作载荷、转速、支承刚性、安装精度1）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1、考虑轴承的转速

一般来讲，球轴承比滚子轴承能适应更高的转速，轻系列的轴承比重系列的轴承能适应更高的转速；此外，各类推力轴承的极限转速很低，不易用于高转速的情况。2）要求n<nlim——极限转速6、7、N——nlim较高5——nlim较低第十九页，共七十九页，2022年，8月28日——角接触球轴承7类（n较高时）2）同时受Fr和Fa均较大时——圆锥滚子轴承3类（n较低时）Fr较大，Fa较小时Fa较大，Fr较小时——深沟球轴承——深沟球轴承+推力球轴承推力角接触轴承1）主要受Fr→向心轴承主要受Fa，n不高时→推力轴承2、考虑轴承的承受载荷情况3、考虑对轴承尺寸的限制当对轴承的径向尺寸严格限制时，可选用滚针轴承；第二十页，共七十九页，2022年，8月28日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4、轴的刚性较差，轴承孔不同心——调心轴承第二十一页，共七十九页，2022年，8月28日前置代号（字母）基本代号（数字、字母）后置代号(字母+数字)五四三二一∣轴承分部件代号

∣内径代号

∣宽度系列代号

∣直径系列代号

∣类型代号

∣其他代号

∣公差等级代号

∣特殊轴承材料代号

∣保持架及材料代号

∣密封与防尘代号

∣内部结构代号

∣游隙代号

§18—3滚动轴承的代号

一、滚动轴承的代号第二十二页，共七十九页，2022年，8月28日1、基本代号

（1）轴承类型

—深沟球轴承—圆锥滚子轴承—角接触球轴承—调心球轴承—圆柱滚子轴承—推力球轴承基本代号右起五位

（2）尺寸系列

基本代号右起三、四位

宽度系列——右起第四位

0系列（正常宽度）可省略

有时1系列也可省略数字0~913567N尺寸系列第二十三页，共七十九页，2022年，8月28日直径系列——右起第三位

数字0~9（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

2、前置代号

——表示轴承的分部件，用字母表示

尺寸系列第二十四页，共七十九页，2022年，8月28日2、前置代号

——表示轴承的分部件，用字母表示

L、K、R、WS、GS

L：可分离轴承的可分离内圈或外圈，LN207R：不带可分离内圈或外圈的轴承，RNU207K：滚子和保持架组件，K81107WS、GS：分别为推力圆柱滚子轴承的轴圈、座圈

WS81107GS81107第二十五页，共七十九页，2022年，8月28日3、后置代号——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——代表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）轴承的公差等级

精度高————————————→低代号/P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0

公差等级24566X0—普通级可省略

第二十六页，共七十九页，2022年，8月28日（4）轴承的径向游隙（5）保持架代号注：滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有规律的部分。具体应用时,若遇到看不懂的代号时,应查阅GB/T272-93。第二十七页，共七十九页，2022年，8月28日63086--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/P5N--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;7214C/P47--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α=15°;302133--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;62036--深沟球轴承,2--轻系列,03--内径d=17mm,公差等级为“0”级,游隙组为“0”组;滚动轴承代号举例说明：第二十八页，共七十九页，2022年，8月28日§18—4滚动轴承的受力分析、失效形式及计算准则

一、滚动轴承的载荷分布

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

F0≈5Fr/Z——点接触

F0≈5Fr/Z——线接触

第二十九页，共七十九页，2022年，8月28日3、角接触轴承同时受Fr和Fa

（1）角接触轴承的派生轴向力FS

FS≈1.25Frtanα

FS方向——有使内、外圈分离的趋势。∴要成对使用、对称安装

第三十页，共七十九页，2022年，8月28日三、轴承工作时轴承元件上载荷与应力的变化

滚动体——不稳定脉动循环变应力

固定套圈——稳定的脉动循环变应力

第三十一页，共七十九页，2022年，8月28日四、滚动轴承的失效形式和计算准则

１.主要失效形式：

1）疲劳点蚀

＿＿安装润滑和维护良好滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内外滚道上的点蚀破坏。这是在安装、润滑、维护良好的条件下，由于大量重复地承受变化应力所致。除了点蚀以外，轴承还可能发生其它多种的失效形式。例如，润滑油不足时轴承烧伤；润滑油不清洁而使滚动体和滚道过度磨损；装配不当而使轴承卡死、胀破内圈、挤碎内外圈和保持架等第三十二页，共七十九页，2022年，8月28日2）塑性变形

＿＿转速很低或作间歇摆动

第三十三页，共七十九页，2022年，8月28日3）磨损与胶合润滑不良、密封不严、多尘条件

第三十四页，共七十九页，2022年，8月28日２.计算准则：１）.一般轴承——疲劳寿命计算（针对点蚀）；静强度计算２）.低速或摆动轴承——只进行静强度计算３）.高速轴承——进行疲劳寿命计算、校验极限转速。３.基本性能参数１）.基本额定动负荷Ｃ（Ｃｒ，Ｃａ）２）.基本额定静负荷Ｃ（Ｃ０ｒ，Ｃ０ａ）２）.极限转速（Ｎ０）第三十五页，共七十九页，2022年，8月28日§18—5滚动轴承的寿命计算

滚动轴承的寿命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。与一般结构的疲劳寿命一样，滚动轴承的疲劳寿命的离散性也是相当大第三十六页，共七十九页，2022年，8月28日一、基本额定寿命L10和基本额定动负荷C1、基本额定寿命L10

——同一批轴承在相同工作条件下工作，其中90%的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数L10（以106为单位）或一定转速下的工作时数Lh2、基本额定动载荷C

依实验与理论分析相结合而得使轴承的基本额定寿命恰好为100万（106）转时，轴承所能承受的载荷值，用字母C表示。滚动轴承的基本额定动载荷是在一定的运转条件下确定的，如载荷条件为：向心轴承仅受纯径向载荷Cr，推力轴承仅受纯轴向载荷Ca第三十七页，共七十九页，2022年，8月28日二、滚动轴承的当量动载荷P（实际载荷）

1．对只能承受径向载荷Fr的轴承（N、NA轴承）P=Fr3．同时受径向载荷Fr和轴向载荷Fa的轴承2．对只能承受轴向载荷Fa的轴承（5和8）P=FaP=XFr+YFa

轴承在许多应用场合常常同时承受径向载荷Fr和轴向载荷Fa。因此，在进行滚动轴承的寿命计算时，应该把滚动轴承实际承受的载荷转换为与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致。按这一原则转换的载荷称为滚动轴承的当量动载荷X——径向载荷系数Y——轴向载荷系数表18.7第三十八页，共七十九页，2022年，8月28日引入载荷系数fd——表18.8P=fdFrP=fd

FaP=fd

(XFr+YFa)考虑在实际应用中会出现附加载荷，如冲击力、不平衡力的作用、惯性力以及轴挠曲或轴承座变形产生的附加力等原因第三十九页，共七十九页，2022年，8月28日三、滚动轴承的寿命计算公式

载荷与寿命的关系

=3球轴承=10/3滚子轴承——寿命指数代入一组数据求解P=CL10=1（106r）或第四十页，共七十九页，2022年，8月28日当工作t>120℃时，因金属组织硬度和润滑条件等的变化，轴承的基本额定动载荷C有所下降∴引入温度系数ft轴承工作温度／℃≤120012501500175020002250250030003500温度系数ft1.000.950.900.850.800.750.700.600.50当P、n已知，预期寿命为Lh`，则要求选取的轴承的额定动载荷为——选轴承型号和尺寸

第四十一页，共七十九页，2022年，8月28日例:一农用水泵，决定选用深沟球轴承，轴颈直径d=35mm，转速n=2900r/min，已知轴承承受的径向载荷Fr=1810N,外部轴向载荷Fa=740N，预期寿命为6000h，载荷系数fd=1.2.试选择轴承的型号。第四十二页，共七十九页，2022年，8月28日四、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷Fa的计算1）派生轴向力大小方向a)正装（面对面）适合于传动零件位于两支承之间b)反装（背靠背）适合于传动零件处于外伸端第四十三页，共七十九页，2022年，8月28日开始第四十四页，共七十九页，2022年，8月28日开始当轴承受径向载荷Frc时,轴承各产生径向反力Fr1,Fr2第四十五页，共七十九页，2022年，8月28日开始当轴承受径向载荷Frc时,轴承各产生径向反力Fr1,Fr2同时产生派生轴向力FS1,FS2第四十六页，共七十九页，2022年，8月28日开始当轴承受径向载荷Frc时,轴承各产生径向反力Fr1,Fr2同时产生派生轴向力FS1,FS2一般FS1≠FS2,若FS1<FS2,轴向力在平均分配后达到平衡.则:Fa1=Fa2=FS2第四十七页，共七十九页，2022年，8月28日开始当轴承受径向载荷Frc时,轴承各产生径向反力Fr1,Fr2同时产生派生轴向力FS1,FS2一般FS1≠FS2,若FS1<FS2,轴向力在平均分配后达到平衡.则:Fa1=Fa2=FS2轴上又受到轴向力FA时,以轴为平衡体左上图FA+FS2＞

FS1Fa1=FA+FS2Fa2=FS2FA+FS2＜FS1Fa1=FS1Fa2=FS1-FA第四十八页，共七十九页，2022年，8月28日开始当轴承受径向载荷Frc时,轴承各产生径向反力Fr1,Fr2同时产生派生轴向力FS1,FS2一般FS1≠FS2,若FS1<FS2,轴向力在平均分配后达到平衡.则:Fa1=Fa2=FS2轴上又受到轴向力FA时,以轴为平衡体左下图FA+FS1＞FS2Fa1=FS1Fa2=FA+FS1FA+FS1＜FS2Fa1=FS2-FAFa2=FS2第四十九页，共七十九页，2022年，8月28日结论：——实际轴向力Fa的计算方法1）分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷，判定被“压紧”和“放松”的轴承。2）“压紧”端轴承的轴向力等于除本身派生轴向力外，轴上其他所有轴向力代数和。3）“放松”端轴承的轴向力等于本身的派生轴向力例1:某减速器轴上装有一对30312轴承，已查出C=101000N，判断系数e=0.30，x=0.4，y=2，轴的转速n=10000rpm，受力如图，已求出两轴承的径向支反力Fr1=6000N，Fr2=8000N，齿轮的轴向力FA=1000N，载荷系数fd=1，试求轴承寿命为多少小时？第五十页，共七十九页，2022年，8月28日例2.圆锥滚子轴承，受力情况如图，求其当量动载荷各为多少?第五十一页，共七十九页，2022年，8月28日五、不稳定载荷和转速下的轴承寿命计算载荷P和转速n变化时，根据疲劳累积假说求平均当量转速nm和平均当量动载荷Pm

→求轴承寿命

Pi为当量动载荷,ni为相应的转速,ai为每种工况下运转时间占总运转时间的百分比i=1~k第五十二页，共七十九页，2022年，8月28日六、修正额定寿命

α3____运转条件寿命修正系数α2____特殊轴承性能寿命修正系数α1____为计算不同可靠度时轴承的寿命，引入的寿命修正系数第五十三页，共七十九页，2022年，8月28日§18—6滚动轴承的静载荷与极限转速

一、滚动轴承的静载荷

1、基本额定静载荷C0:指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心引起以下接触应力时所相当的假想径向载荷或中心轴向载荷当轴承转速很低或作间歇摆动时，轴承的失效形式为塑性变形

２、当量静载荷Ｐ０:1）．α＝００的向心轴承P０=FrP０=FaP0=MAX{（X０Fr+Y０Fa），Fr}4）．α＝９００的推力轴承２）．α≠００的向心轴承3）．α≠００的推力轴承P0=2.7Fr+Fa3、按静载选择轴承的条件

第五十四页，共七十九页，2022年，8月28日二、滚动轴承的极限转速N0

轴承实际许用转速为：滚动轴承的极限转速N0：指轴承在一定工作条件下，达到所能承受最高热平衡温度时的转速f1：载荷系数f2：载荷分布系数第五十五页，共七十九页，2022年，8月28日§18—9滚动轴承的组合结构设计

一、滚动轴承支承的结构型式

1、两端固定支承

第五十六页，共七十九页，2022年，8月28日3、7类轴承在大端轴向固定第五十七页，共七十九页，2022年，8月28日2、一端双向固定，一端游动

第五十八页，共七十九页，2022年，8月28日3、两端游动——人字齿轮高速主动轴低速齿轮轴必须两端固定第五十九页，共七十九页，2022年，8月28日二、滚动轴承的轴向固定

内圈与轴：5）开口圆锥紧定套+圆螺母和止动垫圈1）轴肩2）轴用弹性挡圈3）轴端档圈+紧固螺钉4）圆螺母+止动垫圈第六十页，共七十九页，2022年，8月28日外圈与座孔：1）孔用弹性挡圈2）轴承外圈止动槽内嵌入止动环固定3）轴承端盖4）轴承座孔凸肩5）螺纹环第六十一页，共七十九页，2022年，8月28日6）轴承套环第六十二页，共七十九页，2022年，8月28日三、支承的刚度和座孔的同心度

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第六十三页，共七十九页，2022年，8月28日保证轴上两个支承的座孔的同心度的方法1）整体机座，两轴承座孔一次镗出2）如轴上两轴承外径不同——采用套杯结构第六十四页，