机械设计基础 课件 12 轴承

《机械设计基础》

课程内容第一章机械设计概论第二章平面机构运动简图第三章平面连杆机构第四章凸轮机构第五章其他常用机构第六章齿轮机构第七章蜗杆传动第八章轮系第九章带传动与链传动第十章联接第十一章轴第十二章轴承第十三章联轴器离合器制动器第十四章机械创新设计轴承是支承轴的重要部件，用以保证轴的旋转精度，并减少轴与支承物间的摩擦和磨损。滑动轴承结构简单、易于制造、便于安装，且具有工作平稳、无噪声、耐冲击和承载能力强等优点，但润滑不良会使滑动轴承迅速失效，并且轴向尺寸较大。滚动轴承摩擦阻力小，载荷、转速及工作温度的适用范围广，供应充足，润滑、维修方便，但径向尺寸较大，有振动和噪声。12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算第一节轴承概述第二节滑动轴承滑动轴承在高速、高精度、重载以及结构上要求剖分等场合，因其优异的性能而被广泛使用。如汽轮机、离心压缩轮机、内燃机、大型电机的结构中多采用滑动轴承；在低速而又带有冲击载荷的设备中，如水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等也常采用滑动轴承。12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算滑动轴承按其承受载荷的方向分为向心滑动轴承（径向滑动轴承）和止推（推力）滑动轴承。优点：承载能力高；油膜有一定的吸振能力，工作平稳可靠、噪声低；径向尺寸小；精度高；流体润滑时，摩擦、磨损较小。缺点：非流体摩擦滑动轴承摩擦较大，磨损严重。12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算一、滑动轴承的类型与特点二、向心滑动轴承向心滑动轴承根据其结构特征可分为整体式、剖分式、调心式和调隙式四种。1.整体式滑动轴承这种轴承结构简单，价格低廉，但轴的装拆不方便，磨损后轴承的径向间隙无法调整。使用于轻载低速或间歇工作的场合。12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算2.剖分式滑动轴承轴承座和轴承盖接合面作成阶梯形，为了定位对中，并且放有少量垫片，以便磨损后调整轴承的径向间隙。故装拆方便，广泛应用。12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算3.调心式滑动轴承轴瓦外表面作成球面形状，与轴承支座孔的球状内表面相接触，能自动适应轴在弯曲时产生的偏斜，可以减少局部磨损，适用于轴承支座间跨距较大或轴颈较长的场合。12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算4.调隙式滑动轴承通过轴承间隙可调节轴承的回转精度。在使用中常采用锥形轴套进行间隙调整。12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算三、推力滑动轴承承受轴向载荷的滑动轴承称为推力轴承（又称止推轴承）轴瓦的底部为球面，可以自动进行位置调整，以保证轴承摩擦表面的良好子接触。销钉是用来防止推力轴瓦随轴转动的。12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算推力轴承可分为四种形式：实心式推力滑动轴承、空心式推力滑动轴承、单环式推力滑动轴承和多环式推力滑动轴承。12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算四、轴瓦结构轴瓦是轴承与轴颈直接接触的零件，分为整体式、剖分式和分块式三种。1.整体式轴瓦又称轴套，用于整体式轴承。从轴端安装和拆卸，可修复性差。12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算2.剖分式轴瓦有承载区和非承载区，一般情况下载荷方向向下，故上瓦为非承载区，下瓦为承载区。12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算3.分块式轴瓦主要用于大型滑动轴承，便于运输和装配。12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算五、滑动轴承的主要失效形式和常用材料滑动轴承的主要失效形式：磨损和胶合、疲劳破坏等，所以对轴承材料的选择主要考虑轴承的这些失效形式，对轴承材料的要求如下：（1）具有足够的抗压强度、抗疲劳能力和抗冲击能力（2）具有良好的减摩性。材料要有较低的摩擦阻力（3）具有良好的耐磨性。抗黏着磨损和磨粒磨损性能较好12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算（4）具有良好的跑合性。轴颈与轴瓦表面经短期轻载运转后，易于形成相互吻合的表面粗糙度（5）良好的可塑性。具有适应因轴的弯曲和其他几何误差而使轴与轴承滑动表面初始配合不良的能力（6）具有嵌藏性。轴承材料具有容纳金属碎屑和灰尘的能力（7）良好的工艺性和导热性，并应具有抗腐蚀性能12-2滑动轴承12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算第三节非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算一、向心滑动轴承的校核计算设计轴承时，已知轴颈直径d、转速n及轴承径向载荷Fr。轴承的设计是根据这些条件，选择类型、轴瓦材料，确定轴承宽度B，校核计算。12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算1.校核轴承的平均压强p为防止轴颈与轴瓦间的润滑油被挤出发生过度磨损，应限制压强p。p=FR/dL≈FR/dB≤[p]

式中，FR为轴承承受的径向载荷（N），L≈B，L为轴颈工作长度（mm），B为轴承宽度（mm），d为轴颈直径（mm），[p]为许用压强（MPa）。12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算2.校核轴承pυ值为了防止轴承因温升过热而发生胶合，应限制轴承单位面积上的pυ值。pv=(FR×n)/19100B≤[pv]式中,FR为轴承承受的径向载荷（N），υ为轴颈的圆周速度（m/s），B为轴颈宽度（mm），n为轴的转速（r/min），B为轴颈宽度（mm），[pυ]为pυ的许用值（MPa·m/s）。12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算3.校核轴颈的圆周速度υ当压强p较小时，由于轴产生弯曲或不同心，轴承的局部区域可能产生相当高的压力，当速度υ过高时，局部的pυ值可能超过其许用值，轴承会加速磨损，要求v=πdn/(60×1000)≤[v]式中，[υ]为轴颈的许用圆周速度（m/s）12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算二、推力滑动轴承的校核计算推力滑动轴承的计算与径向轴承的计算相似，当轴承的结构形式及基本尺寸确定后，要对其p和pυ值进行验算。推力轴承受力情况1.校核压强p

式中，Fa为轴向载荷（N），d1、d2为轴颈的内、外径（mm），K为支撑面积减小系数，有油沟时K=0.8~0.9，无油沟时，K=1，[p]为许用压强（MPa）12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算2.校核pυm值pυ_m≤[pυ]式中，υm为轴颈的平均圆周速度（m/s），υ_m=(πd_mn)/(60×1000)；dm为轴颈的平均直径（mm），dm=（d1+d2）/2；n为轴的转速（r/min）；[pυ]为pυ的许用值（MPa·（m/s））12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算12-1轴承概述12-2滑动轴承12-3非液体轴承摩擦滑动轴承的设计计算图所示为液体动压滑动轴承，这种轴承的油压是靠轴颈的运动而产生的，故称为液体动压滑动轴承一、液体动压滑动轴承第四节液体摩擦滑动轴承简介12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号一、滚动轴承的构造与结构特性如图所示，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。1.滚动轴承的构造第五节滚动轴承的结构、类型和代号12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号二、液体静压滑动轴承液体静压滑动轴承利用液压泵向轴承供给具有一定压力的润滑油，在油压作用下，轴颈与轴承孔表面被油液隔开实现液体润滑。图所示为液体静压滑动轴承，与轴是否转动无关，故称为液体静压滑动轴承。12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号滚动轴承具有摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、旋转精度高和润滑简便。常见的滚动体有球形、短圆柱形、长圆柱形、螺旋形、圆锥形、鼓形、滚针形等多种，如图所示。12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号滚动轴承的结构特性（1）接触角滚动体和外圈接触处的法线n-n与轴承的径向平面（垂直于轴承轴心线的平面）的夹角α称为接触角。α越大，轴承受轴向载荷的能力越大。12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号（2）游隙滚动体和内、外圈之间存在一定的间隙，使得内、外圈之间可以产生相对位移，其最大位移量称为游隙。游隙分为轴向游隙ua和径向游隙ur，如图所示。游隙的大小将直接影响轴承的寿命、噪声和温度，因此应按使用要求对轴承的游隙进行选择与调整。12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号（3）偏移角轴承内、外圈轴线相对倾斜时所夹的锐角，称为偏移角θ。具有的轴承称为，如图所示调心轴承即可自动适应轴承内、外圈轴线的角偏移。12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号二、滚动轴承的类型、材料及特点1.滚动轴承的类型a）深沟球轴承

b）调心球轴承

c）角接触球轴承

（d）圆柱滚子轴承e）圆锥滚子轴承

f）推力球轴承

g）调心滚子轴承

h）滚针轴承12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号

按所承受载荷的方向分类滚动轴承按承受载荷的方向分为向心轴承和推力轴承，其所受载荷及接触角见表。除以上分类外，还可根据轴承在工作中能否实现调心分为调心轴承和非调心轴承；是否为单、双列分为单列轴承和双列轴承。常用滚动轴承的类型及主要性能见表。12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号类型代号结构简图及标准号载荷方向主要性能及应用调心球轴承1其外圈的内表面是球面，内、外圈轴线间允许角偏位为2°~3°，极限转速低于深沟球轴承。可承受径向载荷及较小的双向轴向载荷。用于轴变形较大及不能精确对中的支承处调心滚子轴承2轴承外圈的内表面是球面，主要承受径向载荷及一定的双向轴向载荷，但不能承受纯轴向载荷，允许角偏位为0.5°~2°。常用在长轴或受载荷作用后轴有较大的弯曲变形及多支点的轴上圆锥滚子轴承3可同时承受较大的径向及轴向载荷，承载能力大于“7”类轴承。外圈可分离，装拆方便，成对使用12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号双列深沟球轴承4能承受较单列深沟球轴承更大的径向载荷推力球轴承5只能承受轴向载荷，而且载荷作用线必须与轴线相重合，不允许有角偏差，极限转速低深沟球轴承6可承受径向载荷及一定的双向轴向载荷。内、外圈轴线间允许角偏位为8'~16'12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号角触球轴承7

7000C型（α=15°）7000AC型（α=25°）7000B型（α=40°）可同时承受径向及轴向载荷，也可用来承受纯轴向载荷。承受轴向载荷的能力由接触角α的大小决定，α大，承受轴向载荷的能力高。由于存在接触角a，承受纯径向载荷时，会产生内部轴向力，使内、外圈有分离的趋势，因此这类轴承都成对使用，可以分装于两个支点或同装于一个支点上。12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号推力圆柱轴承8GB/T4663-1994能承受较大的单向轴向载荷，极限转速低圆柱滚子轴承N能承受较大的径向载荷，不能承受轴向载荷，极限转速也较高，但允许的角偏位很小，约2'~4'。设计时，要求轴的刚度大，对中性好滚针轴承NA不能承受轴向载荷，不允许有角度偏斜，极限转速较低。结构紧凑，在内径相同的条件下，与其他轴承比较，其外径最小。适用于径向尺寸受限制的部件中12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号2.滚动轴承的材料滚动轴承的内圈、外圈和滚动体常用材料为GCr15、GCr15-SiMn等轴承钢，一般热处理后的硬度为HRC60~65。保持架的常用材料为低碳钢、铜合金或塑料、聚四氟乙烯等。12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号3.滚动轴承的特点滚动轴承起动力矩小；运转精度高；轴向尺寸小；某些轴能同时承受径向力和轴向力，使机器结构紧凑；润滑方便、简单、易于密封和维护；互换性好。12-5滚动轴承的结构、类型和代号12-4液体摩擦滑动轴承简介12-5滚动轴承的结构、类型和代号第六节滚动轴承的代号滚动轴较多，为了生产、设计和使用方便，国家标准GB/T272-2017规定了轴承的类型承代号，规定了滚动轴承的类型、类别、结构特点、精度和技术要求等。代号通常印在轴承的端面上。12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则1.前置代号前置代号用字母表示，经常用于表示轴承分部件（轴承组件），代号及含义见表。12-6滚动轴承代号12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则基本代号由类型代号、尺寸系列代号、内径代号组成，是轴承代号的基础。（1）类型代号。类型代号用数字或字母表示，见表。12-6滚动轴承代号12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则（2）尺寸系列代号，当宽度系列为“0”时，可省略，但在调心滚子轴承和圆锥滚子轴承中不可省略。注：表中“—”代表不存在次种组合12-6滚动轴承代号12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则c（3）内径代号。内径代号表示轴承内径尺寸的大小，常用内径代号见表。12-6滚动轴承代号12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则3.后置代号后置代号用字母（或加数字）表示，后置代号所表示轴承的特性及排列顺序。（1）内部结构代号。其反映同一类轴承的不同内部结构，见表12-6滚动轴承代号12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则c（2）密封、防尘与外部形状变化代号。用字母表示，如K表示圆锥孔轴承，N表示轴承外圈上有止动槽，NR表示轴承外圈上有止动槽并带止动环，P表示双半外圆的调心滚子轴承等。（3）公差等级代号。滚动轴承公差等级分为普通、6、6x、5、4、2六级，分别用/PN、/P6、/P6x、/P5、/P4、/P2表示，其中，普通级为最低，2级为最高；6x级仅用于圆锥滚子轴承；普通级在轴承代号中可省略不标；/SP、/UP尺寸精度相当于5级、4级。公差等级代号及含义见表。12-6滚动轴承代号12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则（4）游隙代号。轴承游隙代号常用的有/C2、/CN、/C3、/C4、/C5五组。常用基本组代号/CN，一般可不予标注。当公差等级代号与游隙代号需同时标注时，可进行简化，取公差等级代号加上游隙组号（去掉游隙代号中的“C”且N组不表示）组合表示。如P/63表示轴承公差等级P6级，径向游隙3组。特殊的游隙代号还有/CA、/CM、/CN、/C9。（5）配置代号。配置代号常用的有3组，/DB表示背对背安装，如7210C/DB；/DF表示面对面安装，如32208/DF；/DT表示成对串联安装，如7210C/DT。12-6滚动轴承代号12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则（6）保持架代号及轴承零件材料代号。保持架材料代号，如：J表示钢板冲压，Q表示青铜实体，M表示黄铜实体，N表示工程塑料；其他代号执行GB/T272—2017规定。轴承代号举例：说明轴承代号6217、30203/P6x、7312C/P5的含义。12-6滚动轴承代号12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则第七节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，在选用轴承类型和尺寸之外，还应考虑轴承组合的结构问题，如滚动轴承的轴向固定，轴承与相关零件的配合，间隙调整、装拆、润滑等。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则一、滚动轴承内、外圈的固定滚动轴承的内圈与轴、外圈与座孔必须轴向固定，以防止轴承在轴向载荷作用下产生轴向移动。其固定方式分别见表。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则常用的滚动轴承固定方式有以下三种。1.两端固定支承两端固定支承是指轴的两端轴承均用轴肩和轴承盖做单向固定。这种固定方式简单，安装调整方便，适用于工作温度变化不大的短轴。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则2.一端固定一端游动支承一端轴承的固定即限制轴的双向移动（固定），另一端轴承沿轴向可自由移动（游动支承），一般将轴承受载荷较小的一端做成游动。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，C=3~8mm，以适应轴的伸缩量。a）b）c）12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则两个支承均无轴向约束，又称两端游动支承，常用于人字齿轮场合，以防齿轮卡死和人字齿两侧受力不均匀，如图所示。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则1.轴承间隙的调整轴承间隙的大小将影响轴承的旋转精度、轴承寿命和轴上零件工作的平稳性。（1）通过加减轴承端盖与箱体间垫片的厚度来调整轴承内部的间隙示。（2）利用调整环进行调整，该方法需要在装配时确定调整环的厚度。（3）通过调整螺钉进行调整，调整螺钉作用于压盖，压盖使轴承外圈移动，调整后需用螺母锁紧。（4）利用端盖与座孔内的螺纹联接进行调整。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则为了保证机器正常工作，轴上零件通过调整位置以达到工作所要求的准确位置，利用套杯与箱孔端面之间的垫片组2调整轴的轴向位置。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则四、滚动轴承的配合与装拆

1.滚动轴承与轴和座孔的配合滚动轴承分别与轴和座孔之间应选择适当的配合，以保证轴的旋转精度和轴承的周向固定。通常，当工作载荷的方向不变时，不动套圈的配合应比转动套圈的配合松一些，以便使不动套圈在摩擦力作用下缓慢转动，改变其受载位置，这有利于提高轴承的寿命;游动支承和需经常拆卸的轴承，也应配合松一些。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则2.滚动轴承的安装与拆卸安装和拆卸滚动轴承的力应施加在紧配合的套圈端面，如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，如图。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则2.滚动轴承的安装与拆卸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，使内孔膨胀后取出，用压力机套装在轴颈上。同时安装轴承的内、外圈须用专用工具，如图。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则拆卸轴承时应使用专用工具。如内、外圈可分离的轴承，其外圈可用压力机、套筒或螺钉顶出或使用拉拔器拉出。为了便于拆卸，轴肩高度要低于内圈高度，轴承座孔的凸肩要低于外圈高度，或设置螺纹孔。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则3.保证轴承支承部分的刚度和同轴度与轴承配合的轴和轴承支座孔应具有足够的刚度，为保证轴承支座孔的刚度，可采用加强筋和增加轴承座孔的厚度。同一根轴上的轴承座孔应保证同心，应使两轴承座孔直径相同，以便加工时能一次定位镗孔。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则五、滚动轴承的类型选择

1.按载荷的大小、方向和性质按载荷大小选用。滚子轴承的承载能力大于球轴承，故当承载荷较大或有冲击载荷时，适于选择滚子轴承；载荷中等及以下时宜选用球轴承。按载荷方向选用滚动轴承。主要承受径向载荷使用深沟球轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴承，受纯轴向载荷使用推力轴承，同时承受径向和轴向载荷使用角接触轴承或圆锥滚子轴承。当轴向载荷比径向载荷大很多时可以使用推力轴承和深沟球轴承的组合结构。按载荷性质选用滚动轴承。承受冲击载荷使用滚子轴承。因为滚子轴承是线接触，承载能力大，抗冲击和振动。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则2.按转速的高低

3.按使用情况

通常球轴承的极限转速高于滚子轴承。因此，在高转速、运转精度较高时宜使用球轴承。推力轴承的极限转速较低，如推力球轴承和推力圆柱滚子轴承的极限转速均较低。当轴跨距较大或刚性较差产生弯曲、两轴承孔的同轴度较低或轴上有多个支点时，宜选用偏移角较大的调心轴承，但需两端成对使用，否则将失去调心作用。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则轴承的选择需考虑经济性，公差等级越高，价格越贵。在公差等级相同是，球轴承的价格要低于滚子轴承。滚动轴承的选择还需考虑轴承力的装拆、使用环境以及是否需要密封等特殊要求。12-7滚动轴承的组合设计12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则4.按价格与经济性

第八节滚动轴承的失效形式与设计准则一、滚动轴承的失效形式1.疲劳点蚀在工作时，轴承内、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。这种周期性变化的应力，使轴承部件内部产生疲劳裂纹，并逐渐扩展到表面，从而形成疲劳点蚀。轴承的疲劳点蚀将影响其旋转精度，并产生噪声、冲击和振动等问题。12-8滚动轴承的失效形式与设计准则12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则2.塑性变形当滚动轴承转速很低或只作间歇摆动时，一般不会产生疲劳点蚀。但若承受很大的静载荷或冲击载荷时，轴承各部件接触处的局部应力可能超过材料的屈服极限，从而产生永久变形。过大的永久变形会使轴承在运转中产生剧烈的振动和噪音，致使滚动轴承不能正常工作。3.其他失效形式此外，由于使用维护和保养不当或密封、润滑不良等因素，也会导致轴承早期磨损、胶合、内外圈和保持架破损等非正常失效。12-8滚动轴承的失效形式与设计准则12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则二、滚动轴承的设计准则在选择滚动轴承类型后，需确定其型号和尺寸，为此计算准则如下：（1）对于一般转速的轴承，如果轴承的制造、保管、安装、使用等条件均良好，轴承的主要失效形式为疲劳点蚀，应按基本额定动载荷进行寿命计算。（2）对于高速轴承，除疲劳点蚀外，其工作表面过热而导致的轴承失效也是重要的失效形式，因此除进行寿命计算外，还应验算其极限转速。（3）对于低速轴承，可近似认为轴承各元件是在静应力作用下工作的，其主要失效形式为塑性变形，故应按额定静载荷进行强度计算。12-8滚动轴承的失效形式与设计准则12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则【高端装备的关键“关节”——轴承】高铁等高端装备在运行服役过程中，其中关键构件会发生疲劳现象，产生裂纹、发生断裂导致产品失效，是世界工程领域的一大难题。我国科研人员经过技术攻关，自主研发了多项抗疲劳制造关键技术，建立了抗疲劳制造技术体系，解决了关键构件的疲劳失效问题，为我国高端装备全面自主化奠定更加坚实的基础。

由北京航空材料研究院实施的航空发动机关键构件主轴承抗疲劳寿命试验突破5万小时，标志着我国高端装备制造技术取得全新突破。12-8滚动轴承的失效形式与设计准则12-6滚动轴承代号12-7滚动轴承的组合设计12-8滚动轴承的失效形式与设计准则第九节滚动轴承的寿命计算与静强度计算一、基本概念

1.轴承寿命滚动轴承工作时，轴承中任一个元件出现疲劳点蚀前所经历的总转数2.基本额定寿命一批在相同条件下运转的同一型号的轴承，其可靠度为90%（即失效率为10%）时的寿命称为基本额定寿命。3.基本额定动载荷基本额定寿命为106转时轴承所能承受的载荷，称为额定动载荷，以“C”表示。12-9滚动轴承的寿命计算与静强度计算12-10混动轴承的润滑与密封

一、基本概念4.额定静载荷轴承工作时，受载最大的滚动体和内、外圈滚道接触处的接触应力达到一定值（向心和推力球轴承为4200MPa，滚子轴承为4000MPa）时的静载荷，称为额定静载荷，用“C0”表示，其值可查设计手册。5.当量动载荷

轴承承受的载荷往往与上述条件不同，因此必须将实际载荷等效为一假想载荷，这个假想载荷称为当量动载荷，以“P”表示（单位：N）。12-9滚动轴承的寿命计算与静强度计算12-10混动轴承的润滑与密封二.寿命计算在实际应用中，额定寿命常用给定转速下运转的小时数Lh表示。考虑到机器振动和冲击的影响，实用的寿命计算公式为fP为载荷系数（表12-16），fT为温度系数（表12-17），ε为寿命系数（球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3），n为轴承的工作转速（r/min）。12-9滚动轴承的寿命计算与静强度计算12-9滚动轴承的寿命计算与静强度计算12-10混动轴承的润滑与密封三、当量动载荷计算滚动轴承的基本额定动载荷是在向心轴承只受径向载荷、推力轴承只受轴向载荷的特定条件下定义的，当量动载荷P的计算式为P=XFr+YFa对于只承受径向载荷F的向心轴承P=Fr对于只承受轴向载荷F的推力轴承P=Fa式中，X为径向载荷系数，Y为轴向载荷系数，X和Y的数值参见机械设计手册。12-9滚动轴承的寿命计算与静强度计算12-9滚动轴承的寿命计算与静强度计算12-10混动轴承的润滑与密封四、向心角接触轴承的载荷计算1.向心角接触轴承的受力分析由于向心角接触轴承有接触角，故轴承在受到径向载荷作用时，承载区内滚动体的法向反力分解，产生一个轴向分力Fs，如图。Fs是在径向载荷作用下产生的轴向力，通常称为内部轴向力，其大小按表所给公式求出，其方向沿轴向由轴承外圈的宽边指向窄边。12-9滚动轴承的寿命计算与静强度计算12-9滚动轴承的寿命计算与静强度计算12-10混动轴承的润滑与密封2.向心角接触轴承的实际轴向载荷向心角接触轴承在使用时实际所受的轴向载荷Fa，除与外加轴向载荷Fx有关外，还应考虑内部轴向力F的影响，如图所示。12-9滚动轴承的寿命计算与静强度计算12-9滚动