1、第十三章第十三章 滾動軸承滾動軸承13-2 滾動軸承的主要類型和代號滾動軸承的主要類型和代號13-3 滾動軸承類型的選擇滾動軸承類型的選擇13-4 滾動軸承的工作情況滾動軸承的工作情況13-5 滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計13-7 滾動軸承典型例題分滾動軸承典型例題分析析13-1 概述概述本章學(xué)習(xí)的基本要求：本章學(xué)習(xí)的基本要求：熟練掌握的內(nèi)容熟練掌握的內(nèi)容1 1）各類滾動軸承的特點(diǎn)、代號（代號的主要內(nèi)容），正確選擇）各類滾動軸承的特點(diǎn)、代號（代號的主要內(nèi)容），正確選擇 滾動軸承的原則和方法；滾動軸承的原則和方法；2 2）滾動軸承的失效形式，基本額定

2、壽命、基本額定動載荷）滾動軸承的失效形式，基本額定壽命、基本額定動載荷C C和和基本額定靜載荷基本額定靜載荷C C0 0的概念，當(dāng)量動載荷及軸承壽命的計算；的概念，當(dāng)量動載荷及軸承壽命的計算；3 3）滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括軸承的安裝結(jié)構(gòu)形式，軸承）滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括軸承的安裝結(jié)構(gòu)形式，軸承的定位及固定，內(nèi)外圈的配合、裝拆要求，軸承的預(yù)緊及間的定位及固定，內(nèi)外圈的配合、裝拆要求，軸承的預(yù)緊及間隙的調(diào)整；隙的調(diào)整；本章的重點(diǎn)：本章的重點(diǎn)： 滾動軸承的尺寸選擇計算和組合結(jié)構(gòu)設(shè)計。難點(diǎn)是角接觸球滾動軸承的尺寸選擇計算和組合結(jié)構(gòu)設(shè)計。難點(diǎn)是角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向力和當(dāng)量動載荷的

3、計算。軸承和圓錐滾子軸承的軸向力和當(dāng)量動載荷的計算。 滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計要與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計等聯(lián)系起來考慮。滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計要與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計等聯(lián)系起來考慮。13-1 概概 述述 滾動軸承是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用廣泛的一種部件，它滾動軸承是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用廣泛的一種部件，它是依靠主要元件間的滾動接觸來支承旋轉(zhuǎn)的軸。是依靠主要元件間的滾動接觸來支承旋轉(zhuǎn)的軸。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：抗沖擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音?？箾_擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、功率損耗少、啟動靈敏和易摩擦阻力小、功率損耗少、啟動靈敏和易 于互換等。于互換等。組成：組成：外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架。外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架。

4、（一）結(jié)構(gòu)（一）結(jié)構(gòu)常用的滾動體常用的滾動體: :球球圓柱滾子圓柱滾子圓錐滾子圓錐滾子球面滾子球面滾子滾針滾針13-1 概概 述述其中，滾動體必不可少，其余可有可無。用用高碳高碳鉻鉻軸承軸承鋼制造，熱處理后硬度鋼制造，熱處理后硬度一般不低于一般不低于60HRC。保持架保持架 - 沖壓：沖壓：低碳鋼板沖壓制成。低碳鋼板沖壓制成。 實(shí)體：實(shí)體：銅合金、鋁合金和低碳鋼板。銅合金、鋁合金和低碳鋼板。 （二）材料（二）材料內(nèi)、外圈和滾動體內(nèi)、外圈和滾動體-13-1 概概 述述設(shè)計人員的主要任務(wù)是設(shè)計人員的主要任務(wù)是: : 熟悉標(biāo)準(zhǔn)，正確選用。熟悉標(biāo)準(zhǔn)，正確選用。 本章主要討論如何根據(jù)具體的工作條件選擇軸

5、承本章主要討論如何根據(jù)具體的工作條件選擇軸承的類型及尺寸并計算其壽命，以及如何解決軸承的的類型及尺寸并計算其壽命，以及如何解決軸承的安裝、調(diào)整、潤滑和密封等問題。安裝、調(diào)整、潤滑和密封等問題。滾動軸承作為一種標(biāo)準(zhǔn)件，由專業(yè)工廠大量生產(chǎn)。滾動軸承作為一種標(biāo)準(zhǔn)件，由專業(yè)工廠大量生產(chǎn)。13-1 概概 述述推力軸承推力軸承按載荷方向分按載荷方向分向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承( (一一) ) 類型類型 向心推力軸承向心推力軸承FaFr向心軸承向心軸承向心推力軸承向心推力軸承FrFa13-2 滾動軸承的主要類型及其代號滾動軸承的主要類型及其代號 -主要主要承受徑向載荷承受徑向載荷F Fr r-只能承受

6、軸向載荷只能承受軸向載荷F Fa a-可同時承受徑向和軸向載荷可同時承受徑向和軸向載荷軸圈軸圈座圈座圈間隙向心推力軸承的接觸角向心推力軸承的接觸角 ： 滾動體與外圈滾道接觸點(diǎn)處的滾動體與外圈滾道接觸點(diǎn)處的法線與軸承半徑方向之間的夾角。法線與軸承半徑方向之間的夾角。接觸角接觸角 軸向承載能力軸向承載能力 它是滾動軸承的一個重要參數(shù)，軸承的受力分析和承載能力等都與接觸角有關(guān)。向心推力軸承向心推力軸承13-2 滾動軸承的主要類型及其代號滾動軸承的主要類型及其代號 軸承實(shí)際所承受的徑向載荷軸承實(shí)際所承受的徑向載荷F Fr r與軸向載荷與軸向載荷F Fa a的的合力與半徑方向的夾角合力與半徑方向的夾角-

7、載荷角載荷角向心推力軸承向心推力軸承 FaFr13-2 滾動軸承的主要類型及其代號滾動軸承的主要類型及其代號 表表13-1 常用滾動軸承的類型、主要性能和特點(diǎn)常用滾動軸承的類型、主要性能和特點(diǎn) 軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速 允許角偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)用調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 1000010000中中2 3 主要承受徑向載主要承受徑向載荷，同時也能承受荷，同時也能承受少量軸向載荷。因少量軸向載荷。因?yàn)橥鉂L道表面是以為外滾道表面是以軸承中點(diǎn)為中心的軸承中點(diǎn)為中心的球面，故能調(diào)心。球面，故能調(diào)心。( (一一) ) 滾動軸

8、承的主要類型、性能與特點(diǎn)滾動軸承的主要類型、性能與特點(diǎn) 按載荷方向分按載荷方向分向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承向心推力軸承向心推力軸承13-2 滾動軸承的主要類型及其代號滾動軸承的主要類型及其代號 軸承的調(diào)心性能軸承的調(diào)心性能影響軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)。影響軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)。角偏差角偏差 調(diào)心軸承調(diào)心軸承 -在軸與軸承座孔的軸線有在軸與軸承座孔的軸線有不大的相對偏斜時仍能正常工作。不大的相對偏斜時仍能正常工作。 軸承由于安裝誤差或軸的變形等都會引起內(nèi)外圈軸承由于安裝誤差或軸的變形等都會引起內(nèi)外圈軸線發(fā)生相對傾斜。其傾斜角軸線發(fā)生相對傾斜。其傾斜角-角偏差。角偏差。調(diào)心軸承調(diào)心軸承13-2 滾動軸承的主要類

9、型及其代號滾動軸承的主要類型及其代號 13-2 滾動軸承的主要類型及其代號滾動軸承的主要類型及其代號 二、常用滾動軸承的類型、主要性能和特點(diǎn)二、常用滾動軸承的類型、主要性能和特點(diǎn)10000 調(diào)心球軸承20000 調(diào)心滾子軸承29000 推力調(diào)心滾子軸承30000 圓錐滾子軸承30000B大錐角圓錐滾子軸承40000 雙列深溝球軸承51000 推力球軸承52000 雙向推力球軸承60000 深溝球軸承70000 角接觸球軸承1229365152713-2 滾動軸承的主要類型及其代號滾動軸承的主要類型及其代號 N0000 外圈無擋邊的圓柱滾子軸承NU0000 內(nèi)圈無擋邊的圓柱滾子軸承NJ0000

10、內(nèi)圈有單擋邊的圓柱滾子軸承NA0000 滾針軸承UC000 帶頂絲外球面球軸承( (二二) ) 滾動軸承的代號滾動軸承的代號13-2 滾動軸承的主要類型及其代號滾動軸承的主要類型及其代號 前置代號基 本 代 號后 置 代 號（結(jié)構(gòu)、公差、材料）軸承分部件代號五四三二一內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號密封與防塵結(jié)構(gòu)代號保持架及其材料代號特殊軸承材料代號公差等級代號游隙代號多軸承配置代號其它代號類型代號內(nèi)徑代號寬度系列代號直徑系列代號尺 寸系列代號2 2）尺寸系列代號尺寸系列代號直徑系列代號直徑系列代號-基本代號右起第三位數(shù)字。基本代號右起第三位數(shù)字。 表示：結(jié)構(gòu)、內(nèi)徑相同的軸承在外徑和寬度方面的變化系列7、8、9、

11、0、1、2、3、4、5 內(nèi)徑相同，而直徑系列代號不同的四種軸承的尺寸對比：61106110621062106310631064106410軸承的內(nèi)徑表示方法軸承的內(nèi)徑表示方法 內(nèi)徑代號內(nèi)徑代號 軸承內(nèi)徑尺寸軸承內(nèi)徑尺寸 mm00100102030499代號代號 51215171 1）內(nèi)徑代號）內(nèi)徑代號-基本代號右起第一、二位數(shù)字。基本代號右起第一、二位數(shù)字。1 1、基本代號、基本代號軸承的結(jié)構(gòu)、公差、游隙及材料的特殊要求軸承的結(jié)構(gòu)、公差、游隙及材料的特殊要求等等3)3)軸承類型軸承類型代號代號-基本代號右起第基本代號右起第五五位數(shù)字。位數(shù)字。 表示：結(jié)構(gòu)、內(nèi)、外徑都相同的軸承，在寬度方面的變化

12、系列正常系列正常系列-0-0系列，代號系列，代號0 0可不標(biāo)出可不標(biāo)出（除圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承外）寬度系列代號寬度系列代號-基本代號右起第四位數(shù)字?；敬栍移鸬谒奈粩?shù)字。2 2、后、后置代號置代號（1 1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號 C、AC、B角接觸球軸承的接觸角角接觸球軸承的接觸角154025代代 號號 /P2 /P4 /P5 /P6 /P6x /P0（可省略）（可省略） 公差等級公差等級 2 2級級 4 4級級 5 5級級 6 6級級 6x6x級級 0 0級級表表13-8 13-8 公差等級代號公差等級代號說說 明明僅用于圓錐軸承僅用于圓錐軸承 普通級普通級注：注：公差等級中公差

13、等級中2 2級最高，從左向右依次降低。級最高，從左向右依次降低。表表13-9 13-9 徑向游隙系列常用代號徑向游隙系列常用代號 游隙系列游隙系列 1 1 組組 2 2 組組 0 0 組組 3 3組組 4 4組組 5 5組組 代代 號號 / C1 /C2 常用、不標(biāo)出常用、不標(biāo)出 /C3 /C4 /C5（2 2）公差等級公差等級 （3 3）徑向游隙系列徑向游隙系列 （三）（三） 滾動軸承代號示例滾動軸承代號示例 6 3 037 3 12 AC / P6軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=17 mm深溝球軸承深溝球軸承 接觸角接觸角 =25=25 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=125=60 mm尺寸系列尺寸系列03

14、03 角接觸球軸承角接觸球軸承 6 6級公差級公差0 0級公差級公差0 0組游隙組游隙0 0組游隙組游隙尺寸系列尺寸系列03 03 13-3 滾動軸承的類型選擇滾動軸承的類型選擇一、軸承的載荷一、軸承的載荷 大?。捍笮。簼L子軸承、球軸承滾子軸承、球軸承 方向：方向：q純軸向載荷，一般選用推力軸承，較小的純軸向載荷可選用推力球軸承；較大的純軸向載荷可選用推力滾子軸承。q純徑向載荷，一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。q軸向與徑向載荷聯(lián)合作用時，要視不同的情況進(jìn)行選擇?？刹捎蒙顪锨蜉S承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承，或用組合軸承。 注意：30000與70000型一般成對使用。13-3 滾動軸

15、承的類型選擇滾動軸承的類型選擇1) 高速時優(yōu)先選用球軸承。2) 外徑越小，越適于在高轉(zhuǎn)速下工作。3) 保持架的材料與結(jié)構(gòu)對軸承轉(zhuǎn)速影響極大。 實(shí)體保持架比沖壓保持架允許高一些的轉(zhuǎn)速，青銅實(shí)體保持架允許更高的轉(zhuǎn)速。4) 推力軸承的極限轉(zhuǎn)速均很低。5)若工作轉(zhuǎn)速略超過樣本中規(guī)定的極限轉(zhuǎn)速， 可以用提高軸承的公差等級，或者適當(dāng)?shù)丶哟筝S承的徑向游隙，選用循環(huán)潤滑或油霧潤滑，加強(qiáng)對循環(huán)油的冷卻等措施來改善軸承的高速性能。二、軸承的轉(zhuǎn)速二、軸承的轉(zhuǎn)速 極限轉(zhuǎn)速指載荷不太大(當(dāng)量動載荷P01C，C為基本額定動載荷)，冷卻條件正常，且為0級公差軸承時的最大允許轉(zhuǎn)速。13-3 滾動軸承的類型選擇滾動軸承的類型選

16、擇三、軸承的調(diào)心性能三、軸承的調(diào)心性能q 有一定調(diào)心性能的調(diào)心軸承或帶座外球面球軸承的合理選用。q 圓柱滾子軸承和滾針軸承對軸承的偏斜最為敏感，應(yīng)用時應(yīng)注意；四、軸承的安裝和拆卸四、軸承的安裝和拆卸q在軸承座沒有剖分面而必須沿軸向安裝和拆卸軸承部件時，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承。當(dāng)軸承在長軸上安裝時，為了便于裝拆，可以選用其內(nèi)圈孔為1:12的圓錐孔(用以安裝在緊定襯套上)的軸承q軸承類型的選擇還應(yīng)考慮軸承裝置整體設(shè)計的要求，如軸承的配置使用要求、游動要求等。 Fr13-4 滾動軸承的工作情況滾動軸承的工作情況（一）軸承元件上的載荷分布（一）軸承元件上的載荷分布0 0 在徑向載荷在徑向載荷F

17、Fr r作用下，上半圈滾作用下，上半圈滾動體不受力，下半圈各滾動體承受動體不受力，下半圈各滾動體承受大小不同的載荷。大小不同的載荷。潘存云教授研制 各滾動體從開始受力到受力終止各滾動體從開始受力到受力終止所對應(yīng)的區(qū)域所對應(yīng)的區(qū)域-承載區(qū)承載區(qū)向心軸承向心軸承：徑向載荷的分布徑向載荷的分布F FN0N0F FN1N1F FN1N1F FN2N2F FN2N2最下方的滾動體受載最大，兩旁逐漸減少。最下方的滾動體受載最大，兩旁逐漸減少。FN0FN1FN1FN2FN2Fr（二）軸承元件上的載荷及應(yīng)力的變化（二）軸承元件上的載荷及應(yīng)力的變化 滾動體所處位置不同，所受滾動體所處位置不同，所受載荷不同。載荷

18、不同。滾動體、轉(zhuǎn)動套圈上某點(diǎn)的應(yīng)力變化滾動體、轉(zhuǎn)動套圈上某點(diǎn)的應(yīng)力變化 H HF FNiNit to o承載區(qū)承載區(qū)非承載區(qū)非承載區(qū)是周期性不穩(wěn)定變化是周期性不穩(wěn)定變化FN0FN1FN1FN2FN2Fr固定套圈上某點(diǎn)的應(yīng)力變化固定套圈上某點(diǎn)的應(yīng)力變化 H HF FNiNit to o 滾動軸承各元件承受的都是脈動變化的接觸應(yīng)力滾動軸承各元件承受的都是脈動變化的接觸應(yīng)力是穩(wěn)定的脈動循環(huán)變化是穩(wěn)定的脈動循環(huán)變化 Fd =Fdi （三）向心推力軸承的派生軸向力（三）向心推力軸承的派生軸向力FaFrFNiFdiFNi - 派生軸向力派生軸向力FNi徑向分力徑向分力FNi軸向分力軸向分力Fdi徑向載荷徑

19、向載荷 FrFFNiNi= FrFdi = FNi tan Fd - 將迫使軸頸（連同內(nèi)將迫使軸頸（連同內(nèi)圈和滾動體）有向右移動的趨圈和滾動體）有向右移動的趨勢，從而與外圈分離。勢，從而與外圈分離。Fr 為避免在為避免在Fd 的作用下，滾的作用下，滾動體與套圈相分離，向心推力動體與套圈相分離，向心推力軸承必須成對使用。軸承必須成對使用。派生軸向力：派生軸向力： Fd =Fdi 派生軸向力派生軸向力Fd 應(yīng)在軸向力應(yīng)在軸向力Fa作用下達(dá)到平衡。作用下達(dá)到平衡。FdFrFaFdFrFaFNiFNi FdiFrFrFa2. 2. 軸向力軸向力Fa 對載對載荷分布的影響荷分布的影響FNi當(dāng)只有最下方一

20、個滾動體受載時：當(dāng)只有最下方一個滾動體受載時： = FaFNFNFd = Fr tanFdFNiFdi 當(dāng)受載滾動體數(shù)目增多時，派生軸向力當(dāng)受載滾動體數(shù)目增多時，派生軸向力Fd將增大，將增大， 這時平衡派生軸向力這時平衡派生軸向力Fd 所需施加的軸向力所需施加的軸向力 Fa 也隨也隨之增大為：之增大為：Fa = Fd Fr tan當(dāng)當(dāng)Fa 1.25 Fr tan時時，當(dāng)當(dāng)Fa 1.7 Fr tan時時， 當(dāng)受載滾動體數(shù)目增多時，派生軸向力當(dāng)受載滾動體數(shù)目增多時，派生軸向力Fd 將增大將增大 ， 這時平衡派生軸向力這時平衡派生軸向力Fd 所需施加的軸向力所需施加的軸向力Fa 也隨也隨之增大：之增

21、大：Fa = Fd Fr tan根據(jù)研究：根據(jù)研究：-約半圈滾動體同時受載約半圈滾動體同時受載-全部滾動體同時受載全部滾動體同時受載13-4 滾動軸承的工作情況滾動軸承的工作情況2. 2. 軸向力軸向力Fa對載荷分布的影響對載荷分布的影響 為了平衡為了平衡F Fd d 就必須在就必須在F Fd d 的反向增加軸向力的反向增加軸向力Fa。 當(dāng)當(dāng)Fa ，受載滾動體數(shù)目受載滾動體數(shù)目，套圈滾道上徑套圈滾道上徑向載荷的承載區(qū)向載荷的承載區(qū)，軸承承受徑向載荷的能力軸承承受徑向載荷的能力。 為了保證軸承能可靠地工作，應(yīng)使它至少達(dá)到下半為了保證軸承能可靠地工作，應(yīng)使它至少達(dá)到下半圈滾動體全部受載。圈滾動體全

22、部受載。以上分析說明：以上分析說明： （角）及（錐）軸承須在（角）及（錐）軸承須在Fr 和和Fa 的聯(lián)合作用下工的聯(lián)合作用下工作。一般都是成對使用。作。一般都是成對使用。13-4 滾動軸承的工作情況滾動軸承的工作情況13-5 滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇過度磨損過度磨損燒傷燒傷卡死、元件破裂卡死、元件破裂 （一）滾動軸承的失效形式及基本額定壽命（一）滾動軸承的失效形式及基本額定壽命 1 1、失效形式（正常）、失效形式（正常）- 點(diǎn)蝕破壞點(diǎn)蝕破壞-非正常失效非正常失效（維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)而造成）（維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)而造成）2 2、軸承的壽命、軸承的壽命 單個軸承在出現(xiàn)點(diǎn)蝕破壞前，一個套圈相對另一個單

23、個軸承在出現(xiàn)點(diǎn)蝕破壞前，一個套圈相對另一個套圈的轉(zhuǎn)數(shù)。套圈的轉(zhuǎn)數(shù)。3 3、基本額定壽命、基本額定壽命 L10 對每一個軸承來講，在額定壽命期內(nèi)能正常工作的對每一個軸承來講，在額定壽命期內(nèi)能正常工作的概率為概率為90% ，提前發(fā)生破壞的概率僅為，提前發(fā)生破壞的概率僅為10%。 一批相同的軸承在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下工作，其中一批相同的軸承在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下工作，其中10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而90%的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（以破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（以10106 6為單位）或工作小時數(shù)。為單位）或工作小時數(shù)。 一組在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的相同型號的軸承，其一組在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)

24、的相同型號的軸承，其可可靠度為靠度為90%時的壽命作為時的壽命作為標(biāo)準(zhǔn)壽命。標(biāo)準(zhǔn)壽命。規(guī)定：規(guī)定：13-5 滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇Lh /h表表13-3 推薦的軸承預(yù)期計算壽命推薦的軸承預(yù)期計算壽命 LLh h 機(jī)機(jī) 器器 類類 型型 不經(jīng)常使用的儀器或設(shè)備不經(jīng)常使用的儀器或設(shè)備 300 3000 短時間或間斷使用的機(jī)械，中斷時不致引起嚴(yán)重后果短時間或間斷使用的機(jī)械，中斷時不致引起嚴(yán)重后果 3000 8000 間斷使用的機(jī)械，中斷使用后果嚴(yán)重間斷使用的機(jī)械，中斷使用后果嚴(yán)重 8000 12000 每天每天8h8h工作的機(jī)械工作的機(jī)械 （利用率不高）（利用率不高） 12000 20

25、000 每天每天24h24h連續(xù)工作的機(jī)械連續(xù)工作的機(jī)械 40000 60000 預(yù)期計算壽命預(yù)期計算壽命Lh - -設(shè)計機(jī)器時所要求的軸承壽命；通常可參照設(shè)計機(jī)器時所要求的軸承壽命；通常可參照機(jī)器的大修期限取定。機(jī)器的大修期限取定。13-5 滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇定義：使軸承的基本額定壽命恰好為定義：使軸承的基本額定壽命恰好為106 轉(zhuǎn)時，軸承所轉(zhuǎn)時，軸承所 能承受的載荷值。能承受的載荷值。推力軸承推力軸承-指純軸向載荷，記為：指純軸向載荷，記為：Ca（二）滾動軸承的基本額定動載荷（二）滾動軸承的基本額定動載荷 C C C-表征了不同型號軸承的承載特性?？蓮脑O(shè)計手表征了不同型號

26、軸承的承載特性?？蓮脑O(shè)計手冊或軸承樣本中查取。冊或軸承樣本中查取。向心軸承向心軸承-指純徑向載荷，記為：指純徑向載荷，記為：Cr向心推力軸承向心推力軸承 - - 指使套圈產(chǎn)生純徑向位移的載荷的指使套圈產(chǎn)生純徑向位移的載荷的 徑向分量徑向分量13-5 滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇（三）滾動軸承壽命的計算公式（三）滾動軸承壽命的計算公式壽命計算要解決的兩個問題：壽命計算要解決的兩個問題：（1 1）當(dāng)載荷）當(dāng)載荷P=C 時，時，L10=106轉(zhuǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)；當(dāng)PC時，時，L10=？（2 2）已知）已知P, ,Lh，如何選軸承？根據(jù)如何選軸承？根據(jù)C選擇選擇根據(jù)壽命試驗(yàn)根據(jù)壽命試驗(yàn), ,得出軸承得出

27、軸承的載荷的載荷- -壽命曲線壽命曲線公式公式 0 1 2 3 4 5 10 15 Lh h (106 r )25.5252015105P KNrPCL61010 -( 13 4 )13-5 滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇軸承的載荷軸承的載荷壽命曲線壽命曲線對于球軸承，=3；對于滾子軸承，=103。13-5 滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇hPCnLh 60106重寫重寫rPCL61010 如令如令n代表軸承的轉(zhuǎn)速代表軸承的轉(zhuǎn)速(單位為單位為rmin)，則以小，則以小時數(shù)表示的軸承壽命時數(shù)表示的軸承壽命Lh(單位為單位為h)為為 NnLPCh61060兩式分別解決了前述兩個問題兩式分

28、別解決了前述兩個問題 在較高溫度下工作的軸承，基本額定動載荷C須乘以溫度系數(shù) ft（ft Fd1 時，時，F(xiàn)d1 = = Fae+ + Fd2 被放松軸承被放松軸承2 2： Fa2 = = Fd2 被壓緊軸承被壓緊軸承1 1： Fa1 = = Fae + +Fd2 由于軸承1的右端已固定，軸不能向左移動，軸承1被壓緊。由平衡條件得軸承1(壓緊端)承受的軸向載荷：Faea2a121Fd1Fr1Fd2Fr2Fre 計算時，首先應(yīng)畫出軸及軸承的計算時，首先應(yīng)畫出軸及軸承的結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 當(dāng)軸處于平衡時，應(yīng)滿足：當(dāng)軸處于平衡時，應(yīng)滿足：不滿足時，會出現(xiàn)兩種情況：不滿足時，會出現(xiàn)兩種情況：軸有左移趨勢

29、，軸有左移趨勢，F(xiàn)d2Fd112Fae軸及軸承的結(jié)構(gòu)簡圖軸及軸承的結(jié)構(gòu)簡圖軸承軸承1 1被被 “ “壓緊壓緊”，軸承，軸承2 2被被 “ “放放松松”Faea2a121Fd1Fr1Fd2Fr2Fre2.2.當(dāng)當(dāng) Fae+ +Fd2 Fd1 時，時，被放松軸承被放松軸承1 1： Fa1 = = Fd1 軸有右移趨勢，軸有右移趨勢，被壓緊軸承被壓緊軸承2 2： Fa2 = = Fd1 - FaeFd2Fd112Fae軸及軸承的結(jié)構(gòu)簡圖軸及軸承的結(jié)構(gòu)簡圖軸承軸承2 2被被“壓緊壓緊”，軸承，軸承1 1被被“放放松松” 總結(jié)：角、錐軸承所受軸向力的計算方法：總結(jié)：角、錐軸承所受軸向力的計算方法： 1

30、1） 根據(jù)軸承的受力和結(jié)構(gòu)，判斷出全部軸向力根據(jù)軸承的受力和結(jié)構(gòu)，判斷出全部軸向力 （包括外載荷和派生軸向力）合力的指向。（包括外載荷和派生軸向力）合力的指向。 2 2） 被被“放松放松”軸承的軸向力軸承的軸向力Fa =本身的派生軸向力本身的派生軸向力F Fd d，被被“壓緊壓緊”軸承的軸向力軸承的軸向力Fa = 除去本身派生的軸除去本身派生的軸向力后，其余各軸向力的代數(shù)和。向力后，其余各軸向力的代數(shù)和。分析哪一端軸承被分析哪一端軸承被“壓緊壓緊”、哪一端軸承被、哪一端軸承被“放放松松”。13-5 滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇13-5 滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇六、滾動軸承的

31、靜載荷六、滾動軸承的靜載荷 使受載最大的滾動體與滾道接觸中心處引起的接觸應(yīng)力使受載最大的滾動體與滾道接觸中心處引起的接觸應(yīng)力達(dá)到一定值達(dá)到一定值(對于向心球軸承為對于向心球軸承為4200MPa)的載荷，作為軸承的載荷，作為軸承靜強(qiáng)度的界限，稱為基本額定靜載荷，用靜強(qiáng)度的界限，稱為基本額定靜載荷，用C0表示。表示。 P0=X0Fr+Y0Fa X0、Y0-徑向載荷系數(shù)、軸向載荷系數(shù)徑向載荷系數(shù)、軸向載荷系數(shù) C0 S0P0 S0-軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù)軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù)七、不同可靠度時滾動軸承尺寸的選擇七、不同可靠度時滾動軸承尺寸的選擇 當(dāng)可靠度當(dāng)可靠度 90%時，引入修正系數(shù)時，引入修正系數(shù)a1（表

32、表139） Ln=a1L10，即把原即把原L10（或（或Lh）用）用Ln/a1代入即可代入即可（七）滾動軸承尺寸選擇的過程（七）滾動軸承尺寸選擇的過程 由力分析確定軸承所承受的由力分析確定軸承所承受的Fr與與Fa計算當(dāng)量動載荷計算當(dāng)量動載荷 P=fP(XFr+YFa)明確軸承的工作轉(zhuǎn)速明確軸承的工作轉(zhuǎn)速n與預(yù)期壽命與預(yù)期壽命Lh61060hnLPC計算軸承應(yīng)滿足的基本額定動載荷計算軸承應(yīng)滿足的基本額定動載荷 由手冊查取合適的軸承由手冊查取合適的軸承 C C手冊手冊 C C（八）計算滾動軸承壽命的過程（八）計算滾動軸承壽命的過程 PCnLh60106由軸上零件的載荷情況求出由軸上零件的載荷情況求

33、出Fr與與Fa計算當(dāng)量動載荷計算當(dāng)量動載荷P=fd( XFr+YFa )計算軸承的壽命計算軸承的壽命當(dāng)當(dāng)L Lh h L Lh h 時，則滿足使用要求時，則滿足使用要求13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 目的：目的： 為了正確解決軸承的安裝、配置、緊固、調(diào)整、為了正確解決軸承的安裝、配置、緊固、調(diào)整、 潤滑、密封等問題。潤滑、密封等問題。（一）支承部分的剛性和同心度（一）支承部分的剛性和同心度 軸及軸承座必須有足夠的剛性，以避免變形使?jié)L軸及軸承座必須有足夠的剛性，以避免變形使?jié)L動體的滾動受阻滯；動體的滾動受阻滯； 軸承座孔壁應(yīng)有足夠的厚度；軸承座孔壁應(yīng)有足夠的厚度； 軸承座的懸臂應(yīng)盡可能地

34、縮短，并增加肋板；軸承座的懸臂應(yīng)盡可能地縮短，并增加肋板； 采用套杯以防止座孔被壓壞。采用套杯以防止座孔被壓壞。使用鋼襯筒的軸承座孔使用鋼襯筒的軸承座孔鋼鋼襯襯筒筒用加強(qiáng)筋增強(qiáng)軸承座孔剛性用加強(qiáng)筋增強(qiáng)軸承座孔剛性肋板肋板L 一根軸上兩個支承的座孔，必須盡可能地保持同心，一根軸上兩個支承的座孔，必須盡可能地保持同心，以免軸承內(nèi)外圈間產(chǎn)生過大的偏斜。以免軸承內(nèi)外圈間產(chǎn)生過大的偏斜。采用整體結(jié)構(gòu)的外殼，并把兩個軸承孔一次鏜出；采用整體結(jié)構(gòu)的外殼，并把兩個軸承孔一次鏜出；在一根軸上的不同尺寸的軸承孔仍應(yīng)一次鏜出，在一根軸上的不同尺寸的軸承孔仍應(yīng)一次鏜出，這時可利用襯筒來安裝尺寸較小的軸承。這時可利用襯

35、筒來安裝尺寸較小的軸承。13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 閉式齒輪傳動閉式齒輪傳動（二）（二） 軸承的配置軸承的配置-指一個軸系應(yīng)采用幾個軸承支承、如何支承、指一個軸系應(yīng)采用幾個軸承支承、如何支承、如何配置等問題。如何配置等問題。合理的軸承配置應(yīng)考慮：合理的軸承配置應(yīng)考慮： 軸在機(jī)器中有正確的位置軸在機(jī)器中有正確的位置 防止軸向竄動防止軸向竄動 軸受熱膨脹后不致將軸承卡死軸受熱膨脹后不致將軸承卡死等因素等因素13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 雙支點(diǎn)各單向固定雙支點(diǎn)各單向固定 一支點(diǎn)雙向固定、另一端支點(diǎn)游動一支點(diǎn)雙向固定、另一端支點(diǎn)游動兩端均游動兩端均游動 常用的軸承配置方法：常用的

36、軸承配置方法：用于工作溫度不高的短軸用于工作溫度不高的短軸（L400mm）內(nèi)圈、外圈單向固定深溝球軸承間隙L1 b小錐齒輪軸支承小錐齒輪軸支承結(jié)構(gòu)之一結(jié)構(gòu)之一特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1、面對面安裝、面對面安裝4 4、調(diào)節(jié)外圈可對軸承進(jìn)行預(yù)緊、調(diào)節(jié)外圈可對軸承進(jìn)行預(yù)緊2 2、軸支承剛性差、軸支承剛性差3 3、調(diào)整軸承游隙容易、調(diào)整軸承游隙容易5 5、受熱膨脹后易卡死、受熱膨脹后易卡死6 6、軸裝配較容易、軸裝配較容易7 7、軸上應(yīng)力集中小、軸上應(yīng)力集中小特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1、背靠背安裝、背靠背安裝4 4、調(diào)節(jié)內(nèi)圈可對軸承進(jìn)行預(yù)緊、調(diào)節(jié)內(nèi)圈可對軸承進(jìn)行預(yù)緊2 2、軸支承剛性好、軸支承剛性好3 3、調(diào)整軸承游

37、隙不容易、調(diào)整軸承游隙不容易5 5、受熱膨脹后不易卡死、受熱膨脹后不易卡死6 6、軸裝配不容易、軸裝配不容易7 7、軸上應(yīng)力集中大、軸上應(yīng)力集中大b小錐齒輪軸支小錐齒輪軸支承結(jié)構(gòu)之二承結(jié)構(gòu)之二L2常用的軸承配置方法：常用的軸承配置方法：雙支點(diǎn)各單向固定雙支點(diǎn)各單向固定 一個支點(diǎn)雙向固定、另一端支點(diǎn)游動一個支點(diǎn)雙向固定、另一端支點(diǎn)游動兩端均游動兩端均游動 固定支承固定支承游動支承游動支承選用圓柱滾子軸承時，選用圓柱滾子軸承時， 內(nèi)內(nèi)外圈應(yīng)雙向固定。外圈應(yīng)雙向固定。 游動支承游動支承 L L 適用于工適用于工作溫度較作溫度較高的長軸高的長軸選用深溝球軸承時，外選用深溝球軸承時，外圈與端蓋間應(yīng)留有間

38、隙。圈與端蓋間應(yīng)留有間隙。 內(nèi)圈、外圈都雙向固定13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 內(nèi)圈、外圈都雙向固定外圈游動13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 游動支承中使用可分離軸承時，內(nèi)圈、外圈都雙向固定固定支承軸承內(nèi)圈、外圈雙向固定13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 軸向載荷較大時，組合使用13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 雙支點(diǎn)各單向固定雙支點(diǎn)各單向固定 一個支點(diǎn)雙向固定、另一端游動一個支點(diǎn)雙向固定、另一端游動兩端均游動兩端均游動 人字齒輪由于本身的軸向限位作用，其中一根軸設(shè)計成兩端固定的形式，另外一根軸必須游動，否則會卡死。兩端游動兩端游動常用的軸承配置方法：常用的軸承配置方法

39、：（三）滾動軸承的軸向緊固（三）滾動軸承的軸向緊固-將軸承內(nèi)圈或外圈相對于軸或軸承座實(shí)施緊固。將軸承內(nèi)圈或外圈相對于軸或軸承座實(shí)施緊固。13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 內(nèi)圈的緊固方法：內(nèi)圈的緊固方法： 彈性擋圈固定彈性擋圈固定圓螺母與止圓螺母與止動墊圈固定動墊圈固定軸端擋圈固定軸端擋圈固定緊定襯套、圓螺緊定襯套、圓螺母、止動墊圈與母、止動墊圈與錐孔內(nèi)圈固定。錐孔內(nèi)圈固定。 13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 外圈的緊固方法：外圈的緊固方法：基本原則：根據(jù)軸向定位要求采取相應(yīng)的固定法基本固定法：1)用嵌入外殼溝槽內(nèi)的孔用彈性擋圈緊固，用于軸向力不大且需減小軸承裝置的尺寸時；2)用軸用

40、彈性擋圈嵌入軸承外圈的止動槽內(nèi)緊固，用于帶有止動槽的深溝球軸承，當(dāng)外殼不便設(shè)凸肩且外殼為剖分式結(jié)構(gòu)時；3)用軸承蓋緊固，用于高轉(zhuǎn)速及很大軸向力時的各類向心、推力和向心推力軸承；4)用螺紋環(huán)緊固，用于軸承轉(zhuǎn)速高、軸向載荷大，而不適于使用軸承蓋緊固的情況。調(diào)整墊片調(diào)整墊片加減墊片加減墊片（四）（四） 軸承游隙及軸上零件位置的調(diào)整軸承游隙及軸上零件位置的調(diào)整1. 1. 軸承游隙的調(diào)整軸承游隙的調(diào)整螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整調(diào)整墊片調(diào)整墊片加減墊片加減墊片加減墊片的厚度加減墊片的厚度螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整方法：方法：2. 2. 軸上零件位置的調(diào)整軸上零件位置的調(diào)整目的：目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。使軸上的零

41、件具有準(zhǔn)確的工作位置。例如：例如：圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。對于蝸桿傳動，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。對于蝸桿傳動，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。才能保證正確嚙合。方法：方法：套杯套杯+ +調(diào)整墊片調(diào)整墊片軸承組合位置調(diào)整的方法：軸承組合位置調(diào)整的方法：套杯套杯+ +調(diào)整墊片調(diào)整墊片錐頂點(diǎn)不重合！錐頂點(diǎn)不重合！錐頂點(diǎn)重合！錐頂點(diǎn)重合！標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：0、6、5、4、2各公差等級的軸承的內(nèi)徑dm和外徑Dm的公差帶均為單向制，而且統(tǒng)一采用上偏差為零，下偏差為負(fù)值的分布( (五五) ) 滾動軸承的配合滾動軸承的配合13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)

42、計 - -指內(nèi)圈與軸頸、外圈與軸承座孔的配合。指內(nèi)圈與軸頸、外圈與軸承座孔的配合。 滾動軸承作為一種通用的標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)定采用以下滾動軸承作為一種通用的標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)定采用以下配合類型：配合類型：內(nèi)圈內(nèi)圈-軸軸 基孔制基孔制外圈外圈-軸承座孔軸承座孔 基軸制基軸制常用的軸公差代號有：常用的軸公差代號有：k6、m6 常用的孔公差代號有：常用的孔公差代號有： H7、J7、Js713-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 5）與空心軸配合的軸承應(yīng)取較緊的密合。 滾動軸承配合的選擇原則：1）轉(zhuǎn)動圈比不動圈要有緊一些的配合2）高速、重載、有沖擊、振動時，配合應(yīng)緊 一些，載荷平

43、穩(wěn)時，配合應(yīng)松一些3）旋轉(zhuǎn)精度要求高時，配合應(yīng)緊一些4）常拆卸的軸承或游動套圈應(yīng)取較松的配合 定義定義： 對某些可調(diào)游隙的軸承，在安裝時用某種對某些可調(diào)游隙的軸承，在安裝時用某種方法在軸承中產(chǎn)生并保持一軸向力，使內(nèi)、外圈產(chǎn)生方法在軸承中產(chǎn)生并保持一軸向力，使內(nèi)、外圈產(chǎn)生相對移動以消除軸承中的軸向游隙，并在滾動體和內(nèi)、相對移動以消除軸承中的軸向游隙，并在滾動體和內(nèi)、外圈接觸處產(chǎn)生預(yù)壓變形。外圈接觸處產(chǎn)生預(yù)壓變形。（六）（六） 滾動軸承的預(yù)緊滾動軸承的預(yù)緊目的：目的： 提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛性，減提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛性，減少機(jī)器工作時軸的振動。少機(jī)器工作時軸的振動。13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 13-6 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計 常用方法： 1)夾緊一對圓錐滾子軸承的外圈而預(yù)緊2)用彈簧預(yù)緊3)在一對軸承中間裝入長度不等的套筒而預(yù)緊，這種裝置剛性較大；4)夾緊一對磨窄了的外圈而預(yù)緊、反裝時可磨窄內(nèi)圈并夾緊。（七）（七） 滾動軸承的潤滑滾動軸承的潤滑 軸承中潤滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還可以起軸承中潤滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還可以起散熱、減少接觸應(yīng)力、吸收振動、防止銹蝕等作用。散熱、減少接觸應(yīng)力、吸收振動、防止銹蝕等作用。潤滑方式潤滑方式脂潤滑脂潤滑油潤滑油潤滑按按