第17章 滚 动 轴 承

第17章滚动轴承滚动轴承的类型及代号

17.1滚动轴承的类型选择、寿命校核和静强度计算

17.2滚动轴承的组合设计

17.317.1滚动轴承的类型及代号7.1.1滚动轴承的构造它由内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4等部分组成。常用的滚动体如图17-2所示，有：（a）球；（b）短圆柱滚子；（c）圆锥滚子；（d）鼓形滚子；（e）滚针等。当内、外圈作相对回转时，滚动体沿着内、外圈上的滚道可限制滚动体的轴向位移，能使轴承承受一定的轴向负荷。图17-1滚动轴承的基本结构图17-2常用的滚动体1．结构特性（1）游隙（2）接触（3）偏斜角17.1.2滚动轴承的类型及特点图17-3滚动轴承的游隙图17-4滚动轴承的接触角图17-5调心轴承①按滚动体的形状，轴承可分为球轴承和滚子轴承两种类型。2．滚动轴承的分类球轴承的滚动体和套圈滚道为点接触，负荷能力小、耐冲击性差，但摩擦阻力小，极限转速高，价格低廉。滚子轴承的滚动体与套圈滚道为线接触，负荷能力大、耐冲击，但摩擦阻力大，价格也比较高。②按滚动体的列数，轴承可分为单列、双列及多列轴承。③按工作时能否自动调心，轴承可分为刚性轴承和调心轴承。④按是否便于安装，轴承可分为可分离型和不可分离型轴承。⑤按所能承受负荷的方向或接触角的不同，轴承可分为向心轴承和推力轴承两大类，即我国常用滚动轴承的类型及新旧代号见表17-1。3．滚动轴承的基本类型和特性轴

承

类

型代

号原代号轴

承

类

型代

号原代号双列角接触球轴承06调心球轴承11调心滚子轴承和推力调心滚子轴承23和9圆锥滚子轴承37双列深沟球轴承40推力球轴承58深沟球轴承60角接触球轴承76推力圆柱滚子轴承89外圈无挡圈圆柱滚子轴承N2外球面球轴承U0四点接触球轴承QJ6滚针轴承NA4穿孔型冲压外圈滚针轴承HK封口型冲压外圈滚针轴承BK表17-1 滚动轴承的类型及新旧代号1．基本代号（1）轴承的内径代号17.1.3滚动轴承的代号内径d

的尺寸10～17mm20～80mm(22.28mm和32mm除外)500mm以上（含22.28mm和32mm）10mm12mm15mm17mm内径代号00010203内径/50000/内径举例中（3）窄系列深沟球轴承303是指内径为17mm重（4）窄系列深沟球轴承407是指内径为35mm轻（2）窄系列深沟球轴承2/32是指内径为32mm；特轻（1）系列推力圆柱滚子轴承91/800是指内径为800mm表17-4 滚动轴承的内径代号（内径d≥10mm）（2）直径系列代号对同一内径的轴承，由于使用场合所需承受的负荷大小和寿命不相同，故需使用大小不同的滚动体，则轴承的外径和宽度也随之改变，以适应不同的负荷要求。图17-6各种直径系列和宽度系列轴承对照向

心

轴

承推

力

轴

承直径系列超轻超特轻特轻轻中重超轻特轻轻中重原代号8，971，72（5）3（6）491234新代号8，970，123401234表17-5 轴承的直径系列代号（3）宽（高）度系列代号同一直径系列（轴承内径、外径相同时）的轴承可做成不同的宽（高）度，称为宽度系列（见图17-6），推力轴承则表示高度系列。（4）轴承的类型代号（5）基本代号的编制规则2．前置代号3．后置代号代

号

对

照示

例

对

照本

标

准原

标

准本

标

谁原

标

准/P0G6203公差等级为0级的深沟球轴承203/P6E6203/P6公差等级为6级的深沟球轴承E203/P6XEx30210/P6X公差等级为6X级的圆锥滚子轴承Ex7210/P5D6203/P5公差等级为5级的深沟球轴承D203/P4C6203/P6公差等级为4级的深沟球轴承C203/P2B6203/P2公差等级为2级的深沟球轴承B203表17-7 公差等级代号代

号

对

照示

例

对

照本

标

准原

标

准本

标

准原

标

准AC无代号，用轴承结构形式表示7210AC。公称接触角

=25°的角接触球轴承46210B7210B。公称接触角

=40°的角接触球轴承32310B。接触角加大的圆锥滚子轴承66210C7210C。公称接触角

=15°的角接触球轴承23122C。C型调心滚子轴承362103053722ENU207E。加强型内圈无挡边圆柱滚子轴承32207EDK50\55

22DKS505520ZWK20\2540ZW双列滚针保持架组件KK202540表17-8 内部结构代号新旧对照17.2.1轴承的类型选择轴承所受负荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据。（1）负荷大小和性质（2）负荷方向17.2滚动轴承的类型选择、寿命校核和静强度计算①高速时应优先选用球轴承。②内径相同时，外径愈小，离心力也愈小，故在高速时，宜选用超轻、特轻系列的轴承。2．轴承的转速③推力轴承的极限转速都很低，高速运转时摩擦发热严重，若轴向载荷不十分大，可采用角接触球轴承或深沟球轴承来承受纯轴向力。3．调心要求4．允许的空间5．安装与拆卸6．公差等级7．价格1．轴承工作时轴承元件上载荷及应力变化17.2.2滚动轴承的主要失效形式及计算准则图17-7向心轴承中径向载荷的分布

图17-8轴承元件上的载荷及应力变化2．滚动轴承的主要失效形式（1）点蚀（2）塑性变形（3）磨损3．滚动轴承的计算准则1．寿命轴承工作时，滚动体或套圈出现疲劳点蚀前的累计总转数（或工作小时数），称为轴承的寿命。17.2.3滚动轴承的寿命计算一批同型号轴承工作运转达到基本额定寿命时，已有10%的轴承先后出现疲劳点蚀，90%的轴承还能继续工作。寿命的单位若为转数，用L表示；若为工作小时数，用Lh表示。2．基本额定寿命国家标准规定，基本额定寿命为一百万转（L=106转）时，轴承所能承受的负荷称为基本额定动负荷C，单位为牛顿（N）。对于径向接触轴承，这一负荷是指纯径向负荷，对于角接触轴承和圆锥滚子轴承，是使轴承套圈之间只产生径向位移的负荷的径向分量，对这些轴承，就具体称为径向基本额定动负荷，用符号Cr表示；对于推力轴承，是指作用于轴承中心的纯轴向负荷，具体称为轴向基本额定动负荷，用符号Ca表示。3．基本额定动负荷根据大量试验和理论分析结果推导出轴承疲劳寿命计算公式如下4．寿命计算公式使

用

条

件使用寿命Lh/h不经常使用的仪器和设备300～3000短期或间断使用的机械，中断使用不致引起严重后果，如手动机械、农业机械、装配吊车等3000～8000间断使用的机械，中断使用将引起严重后果，如发电站辅助设备、流水线传动装置、升降机、胶带输送机等8000～12000每天8小时工作的机械（利用率不高），如电机、一般齿轮装置、破碎机、重机等10000～25000每天8小时工作的机械（利用率不高），如机床、工程机械、印刷机械、木材加工机械等20000～3000024小时连续工作的机械，如压缩机、泵、电机、轧机齿轮装置、矿井提升机等40000～5000024小时连续工作的机械，中断使用将引起严重后果，如造纸机械、电站主要设备、矿用水泵、风机等约100000表17-12 推荐的轴承使用寿命L'h10（1）对于只承受径向负荷P的径向接触轴承

P=Fr（2）对于只承受轴向负荷P的轴向接触轴承

P=Fa

（3）对于同时承受径向负荷和轴向负荷的深沟球轴承和角接触球轴承

P=XFr+YFa

5．当量动负荷P的计算向心角接触轴承（3类、7类）在受到径向载荷作用时，将产生使轴承内外圈分离的附加的内部轴向力S（见图17-9），其值按表17-14所列公式计算，其方向由轴承外圈宽边所在端面（背面）指向外圈窄边所在端面（前面）。6．向心角接触轴承轴向负荷Fa的计算图17-10向心角接触轴承轴向载荷分析①确定轴承内部轴向力S1、S2的方向（由外圈宽边指向窄边，即正装时相向，反装时背向），并按表17-14所列公式计算内部轴向力的值。②判断轴向合力S1+S2+Ka（计算时各带正负号）的指向，确定被压紧和被放松的轴承。正装时，轴向合力指向的一端为紧端；反装时，轴向合力指向的一端为松端。③松端轴承的轴向负荷仅为其本身的内部轴向力；紧端轴承的轴向负荷则为除去本身的内部轴向力后其余各轴向力的代数和，即

Fa松=S松

Fa紧=|S松+Ka|17.3.1轴承内外圈的轴向固定方法17.3滚动轴承的组合设计序号1234简图固定方式内圈一个方向的固定（定位）靠轴肩，另一方向的固定借助于轴承端盖对外圈的轴向固定实现一个方向靠轴肩，另一个方向用弹性挡圈固定一个主向靠轴肩，另一个方向用螺母及止动圈固定一个方向靠轴肩固定，另一个方向用压板和螺钉实现和串联钢丝防松特点结构简单，装拆方便，占空间位置小，可用于两端固定的支承结构形式结构简单，装拆方便，占空间位置小，多用于深沟球轴的固定结构简单，装拆方便，固定可靠多用于轴径d>70mm的场合，优点是不在轴上车螺纹，允许转速较高表17-19 常用的轴承内圈轴向固定方式及其特点序号12345简图固定方式一个方向用轴承端盖，另一个方向借助于轴肩对内圈的固定（定位）一个方向用弹性挡圈固定，另一个方向的固定借助于轴肩一个方向用座孔内的挡肩固定，另一个方向用轴承端盖（未画出）固定一个方向靠衬套挡肩固定，另一个方向用轴承端盖（未画出）固定一个方向靠调节螺钉和调节环固定，另一个方向靠轴肩固定特点结构简单，固定可靠，调节方便结构简单，装拆方便，占空间位置小，多用于向心类轴承结构简单，工作可靠应用衬套，可使座孔为通孔，利于保证轴系轴承的同轴度，又可调节轴系轴向位置，装配工艺性好便于调节轴承间隙，用于角接触轴承表17-20 常用的轴承外圈轴向固定方式及其特点1．两端固定2．一端固定、一端游动17.3.2轴系的轴向固定图17-12两端固定的组合形式图17-13轴向间隙的调整方法图17-14一端固定、一端游动的组合形式在一些机器部件中，轴上某些零件要求工作时能通过调整达到正确位置，这可以通过调整轴系的位置来达到。17.3.3轴承组合的轴向调整图17-15轴上零件轴向位置调整示意图图17-16小圆锥齿轮轴的调整结构滚动轴承的预紧是指在轴承安装时，采取某种结构措施，使滚动体和套圈滚道在装配时即处于压紧力作用下，并使之产生预变形。17.3.4滚动轴承的预紧图17-17轴承的预紧结构滚动轴承是标准件，其内圈与轴颈的配合采用基孔制，外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。轴承配合种类的选择，应根据轴承的类型和尺寸、负荷的性质和大小、转速的高低、套圈是否回转等情况来决定。17.3.5滚动轴承的配合转速高、负荷大、振动大、温度高或套圈回转时，应选用较紧的、有过盈的配合，如n6、m6、k6、js6等；反之（如与固定外圈配合的轴承孔）可选用较松的配合，如G7、H7、J7和M7。图17-18滚动轴承配合的标注轴和安装轴承的轴承座必须有足够的刚度，以免因过大弹性变形造成轴承内外圈轴线的相对偏斜，对轴承产生力矩载荷，严重影响轴承寿命，也使轴承旋转精度降低。17.3.6支承部分的刚度和同轴度图l7-19保证支撑刚度的措施图17-20利用套杯保证座孔尺寸相同17.3.7滚动轴承的装拆1．滚动轴承的安装2．滚动轴承的拆卸图17-21安装轴承内圈图17-22同时安装轴承内外圈图17-23滚动轴承的拆卸图17-24便于外圈拆卸的座孔结构1．滚动轴承的润滑17.3.8滚动轴承的润滑与密封轴承类型脂润滑油润滑油浴滴油循环油（喷油）喷雾深沟球轴承调心球轴承角接触球轴承圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承调心滚子轴承推力球轴承国16国国16国国16国国12国国10国国8国国4国国25国国25国国25国国25国国16国国12国国6国国40国国40国国40国国40国国23国国国12国国60国国国60国国60国国30国国25国国15国国>60国国国>60国表17-21适用于脂润滑和油润滑的dn值界限（表值

104）（mm·r/min）（1）脂润滑通常用于速度不太高及不便于经常加油的场合。润滑脂填充量一般应是轴承中空隙体积的1/3～1/2。种类特点适用范围钙基润滑脂不溶于水，滴点高温度低（<70℃），环境