1、13-1 概述概述13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號13-3 滾動軸承類型的選擇滾動軸承類型的選擇第四篇第四篇 軸系零、部件軸系零、部件13-4 滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則13-5 滾動軸承壽命計算滾動軸承壽命計算13-6 滾動軸承靜載荷計算滾動軸承靜載荷計算13-7 軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計第十三章第十三章 滾動軸承滾動軸承13-1 概概述述滾動軸承是標準件。滾動軸承是標準件。 內(nèi)圈內(nèi)圈外圈外圈滾動體滾動體保持架保持架各類滾動體各類滾動體13-1 概概述述 特點特點：旋轉(zhuǎn)精度高；摩擦小，啟動靈活；載荷，轉(zhuǎn)速，：旋轉(zhuǎn)

2、精度高；摩擦小，啟動靈活；載荷，轉(zhuǎn)速，工作溫度適用范圍廣；標準化程度高，互換性好，成本工作溫度適用范圍廣；標準化程度高，互換性好，成本較低。較低。材料材料：內(nèi)圈、外圈、滾動體內(nèi)圈、外圈、滾動體滾動軸承鋼（如：滾動軸承鋼（如：GCr15GCr15 等），淬火后等），淬火后HRC60HRC606565。保持架保持架較軟材料（如：低碳鋼、銅合金、鋁合金、較軟材料（如：低碳鋼、銅合金、鋁合金、 塑料等）。塑料等）。13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號 13-2 13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號一一. .類型和特點類型和特點按承載的方向按承載的方向

3、向心軸承向心軸承主要承受徑向載荷主要承受徑向載荷F Fr r推力軸承推力軸承只能承受軸向載荷只能承受軸向載荷F Fa a向心推力軸承向心推力軸承能同時承受能同時承受F Fr r和和F Fa a接觸角接觸角滾動體與外圈滾道接觸區(qū)中點的法線與半滾動體與外圈滾道接觸區(qū)中點的法線與半 徑方向的夾角。徑方向的夾角。13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號 1.1.調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承類型代號類型代號1,1,結(jié)構(gòu)代號結(jié)構(gòu)代號1000010000按軸承的結(jié)構(gòu)形式不同分類：按軸承的結(jié)構(gòu)形式不同分類：承載：承載：Fr， Fa（雙向，不大）（雙向，不大）轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：中中偏斜角：偏斜角：大（大

4、（2030） 應(yīng)用：應(yīng)用：多支點，軸剛性差多支點，軸剛性差13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號 承載：承載：Fr， Fa（雙向，不大）（雙向，不大）轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：低低偏斜角：偏斜角：大（大（102.50） 應(yīng)用：應(yīng)用：多支點，軸剛性差多支點，軸剛性差2. 2. 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承2 2類類20000200002900029000調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承承載：承載：Fr， Fa（單向，很大）（單向，很大）轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：低低偏斜角：偏斜角：大（大（1.502.50） 應(yīng)用：應(yīng)用：承受以軸向載荷為主的徑向、軸

5、向聯(lián)合載荷。承受以軸向載荷為主的徑向、軸向聯(lián)合載荷。13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號 3.3.圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承33類類承載：承載：Fr， Fa（單向）（單向）轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：中中偏斜角：偏斜角：很小（很?。?） 應(yīng)用：應(yīng)用：同時受較大的同時受較大的Fr和和Fa外圈可分離，安裝時可調(diào)整游隙外圈可分離，安裝時可調(diào)整游隙成對使用成對使用4. 4. 推力球軸承推力球軸承雙向推力球軸承雙向推力球軸承5 5類類51000510005200052000承載：承載：Fa轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：低低13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號 5.5.深溝球軸承深溝球軸承

6、66類類承載：承載：Fr， Fa（不大，雙向），不耐沖擊（不大，雙向），不耐沖擊轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：高高偏斜角：偏斜角：?。ㄐ。?16） 應(yīng)用：應(yīng)用：高速，載荷平穩(wěn)，軸剛性大高速，載荷平穩(wěn)，軸剛性大承載：承載：Fr， Fa（單向）（單向）轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：高高偏斜角：偏斜角：?。ㄐ。?10） 應(yīng)用：應(yīng)用：旋轉(zhuǎn)精度高，載荷大旋轉(zhuǎn)精度高，載荷大成對使用成對使用70000C：=15070000AC：=25070000B：=400 Fa6.6.角接觸球軸承角接觸球軸承77類類13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號 7.7.推力圓柱滾子軸承推力圓柱滾子軸承88類類承載：承載：Fa（大，單向）（

7、大，單向）轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：低低偏斜角：偏斜角：不允許（不允許（0） 應(yīng)用：應(yīng)用：Fa大，低速大，低速承載：承載：只能只能承受承受Fr（大）（大）,耐沖擊耐沖擊 轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：高高偏斜角：偏斜角：很小（很小（24） 應(yīng)用：應(yīng)用：Fr大，軸剛性大大，軸剛性大內(nèi)圈或外圈可分離內(nèi)圈或外圈可分離9.9.圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承NN類類8.8.推力圓錐滾子軸承推力圓錐滾子軸承99類類13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號9.9.滾針軸承滾針軸承NANA類類承載：承載：Fr（較大）（較大）轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：低低偏斜角：偏斜角：很小很小 應(yīng)用：應(yīng)用：Fr大，徑向尺寸受限制，低速大，徑向尺寸受限制，

8、低速13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號小結(jié)：小結(jié)：調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承推力球軸承推力球軸承深溝球軸承深溝球軸承角接觸球軸承角接觸球軸承推力圓柱推力圓柱滾子軸承滾子軸承圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承滾針軸承滾針軸承1 12 23 35 56 67 78 8N NNANA13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號前置代號前置代號 基本代號基本代號 后置代號后置代號 軸軸承承的的分分部部件件代代號號內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)代代號號密密封封與與防防塵塵結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)代代號號保保持持架架及及其其材材料料代代號號特特殊殊軸軸承承材

9、材料料代代號號公公差差等等級級代代號號游游隙隙代代號號多多軸軸承承配配置置代代號號其其它它代代號號五五四四三三二二一一類類型型代代號號尺寸系尺寸系列代號列代號內(nèi)內(nèi)徑徑代代號號寬寬度度系系列列代代號號直直徑徑系系列列代代號號GB/T272GB/T272規(guī)定了滾動軸承代號由三部分組成：規(guī)定了滾動軸承代號由三部分組成： 內(nèi)徑代號：內(nèi)徑代號：00009999代 號000102030496內(nèi)徑 d10121517代號5如：如：0808表示軸承內(nèi)徑表示軸承內(nèi)徑d=5d=508=40mm08=40mm。13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號 類型代號類型代號 尺寸系列代號尺寸系列代號

10、: :表示相同內(nèi)徑但外徑和寬度不同的軸承。表示相同內(nèi)徑但外徑和寬度不同的軸承。直徑系列代號直徑系列代號0 0、11特輕系列特輕系列22輕系列輕系列33中系列中系列44重系列重系列寬度系列代號：一般正常寬度為寬度系列代號：一般正常寬度為0 0，可不標。，可不標。尺寸尺寸承載能力承載能力但對于但對于2 2類和類和3 3類應(yīng)標出類應(yīng)標出“0”0”。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號：內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號：表示同類軸承的不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)。表示同類軸承的不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)。70000C：=15070000AC：=25070000B：=40013-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號 公差等級代號：公差等級代號：五級五級:

11、 :/P2 /P2 、 /P4/P4、 /P5/P5、 /P6(/P6x)/P6(/P6x)、 /P0/P0（普通級（普通級, ,不標）不標） 游隙代號：游隙代號： 六組六組:/C1 :/C1 、 /C2/C2、 /C0/C0（0 0組組, ,不標）、不標）、 /C3 /C3 、 /C4 /C4 、 /C5/C5高級高級 低級低級 游隙值：小游隙值：小 大大 13-2 滾動軸承的類型、特點和代號滾動軸承的類型、特點和代號例：例：62106210 d=50mmd=50mm輕系列輕系列正常寬度正常寬度深溝球軸承深溝球軸承0 0級公差（普通級）級公差（普通級）,0,0組游隙組游隙7309C/P573

12、09C/P5d=45mmd=45mm中系列中系列正常寬度正常寬度角接觸球軸承角接觸球軸承5 5級公差級公差=15=150 03021230212d=60mmd=60mm輕系列輕系列正常寬度正常寬度圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承0 0級公差（普通級），級公差（普通級），0 0組游隙組游隙13-3 滾動軸承類型的選擇滾動軸承類型的選擇13-3 13-3 滾動軸承類型的選擇滾動軸承類型的選擇一一. .載荷載荷方向方向大小大小輕、中輕、中球軸承球軸承重重滾子軸承滾子軸承受純受純FrFr66、N N、NANA受純受純FaFa55、8 8受受Fr+Fr+不大的不大的FaFa66、70000C70000C受受Fr

13、+Fr+較大的較大的FaFa33、70000AC70000AC、70000B70000B、 6+56+5、N+8N+8性質(zhì)性質(zhì)平穩(wěn)平穩(wěn)球軸承球軸承沖擊沖擊滾子軸承滾子軸承13-3 滾動軸承類型的選擇滾動軸承類型的選擇二二. .轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速三三. .剛度和調(diào)心性要求剛度和調(diào)心性要求13-3 滾動軸承類型的選擇滾動軸承類型的選擇尺寸尺寸四四. .其它其它徑向受限制徑向受限制滾針軸承，特輕、輕系列滾針軸承，特輕、輕系列軸向受限制軸向受限制窄系列窄系列便于裝拆便于裝拆內(nèi)（外）圈可分離，內(nèi)（外）圈可分離，3 3、 N N類；類；經(jīng)濟經(jīng)濟13-4 滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則滾動軸承負荷分析、失效形式

14、和設(shè)計準則一一. .負荷分析負荷分析13-4 13-4 滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則1.1.向心軸承向心軸承主要承受主要承受F Fr r, ,不大的不大的F Fa a若僅受若僅受F Fa a各滾動體平均受載各滾動體平均受載若僅受若僅受F Fr r承載區(qū)承載區(qū)內(nèi)滾動體受載內(nèi)滾動體受載一般承載區(qū)小于半圈一般承載區(qū)小于半圈F FN0N0F FNiNirNiFF受力最大滾動體的載荷受力最大滾動體的載荷球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承ZF5Fr0NZF6 . 4Fr0N受受F Fr r+F+Fa a隨隨F Fa a增大，承載區(qū)增大增大，承載區(qū)增大13-4 滾動軸承

15、負荷分析、失效形式和設(shè)計準則滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則2.2.向心推力軸承向心推力軸承支反力的作用點支反力的作用點離軸承小口端面離軸承小口端面a a處處a a13-4 滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則僅受外載荷僅受外載荷F FrereF Frere軸作用于軸承的力軸作用于軸承的力F FrereF Fi iF Fri riF FdidireriFFF Fi i某一滾動體對軸的反作用力某一滾動體對軸的反作用力F Fdidi由由F Fr r派生的軸向力派生的軸向力ddiFFF Fd d方向：小口指向大口方向：小口指向大口迫使內(nèi)外圈分離迫使內(nèi)外圈分離軸

16、承應(yīng)成對使用軸承應(yīng)成對使用一般按半圈受載計算，見一般按半圈受載計算，見P315/P315/表表13-713-7承載區(qū)承載區(qū) F Fd d13-4 滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則受外載荷受外載荷F Frere+F+FaeaereaeFF承載區(qū)承載區(qū)13-4 滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則二二. .軸承各元件應(yīng)力分析軸承各元件應(yīng)力分析脈動循環(huán)脈動循環(huán)13-4 滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則滾動軸承負荷分析、失效形式和設(shè)計準則二二. .失效形式和設(shè)計準則失效形式和設(shè)計準則失效形式失效形式點蝕點蝕接觸疲勞失效接觸

17、疲勞失效壽命計算壽命計算塑變塑變受靜載或沖擊受靜載或沖擊靜強度計算靜強度計算磨粒磨損或膠合磨粒磨損或膠合潤滑不良或高速潤滑不良或高速 改善潤滑，校核極限轉(zhuǎn)速改善潤滑，校核極限轉(zhuǎn)速設(shè)計準則設(shè)計準則一般軸承一般軸承額定壽命計算額定壽命計算低速、重載軸承低速、重載軸承靜強度計算靜強度計算高速軸承高速軸承額定壽命計算，校核極限轉(zhuǎn)速額定壽命計算，校核極限轉(zhuǎn)速13-5 滾動軸承壽命計滾動軸承壽命計算算一一. .實際壽命和平均壽命實際壽命和平均壽命13-5 13-5 滾動軸承壽命計算滾動軸承壽命計算實際壽命實際壽命滾動軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點蝕時，滾動軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點蝕時，轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時數(shù)。

18、轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時數(shù)。平均壽命平均壽命二二. .基本額定壽命和基本額定動載荷基本額定壽命和基本額定動載荷基本額定壽命基本額定壽命一批相同的軸承，在相同的條件下一批相同的軸承，在相同的條件下運轉(zhuǎn)，其中運轉(zhuǎn)，其中90%90%不發(fā)生疲勞點蝕時，轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)或工不發(fā)生疲勞點蝕時，轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時數(shù)。作小時數(shù)?；绢~定動載荷基本額定動載荷C C基本額定壽命基本額定壽命L L1010=10=106 6轉(zhuǎn)時，軸轉(zhuǎn)時，軸承承受的載荷。承承受的載荷。 L L1010（r r），），L Lh h（h h），可靠度），可靠度R=90%R=90%P PL L101013-5 滾動軸承壽命計滾動軸承壽命計算算

19、三三. .壽命計算壽命計算當工作溫度當工作溫度1201200 0C C時時, ,引入溫度系數(shù)引入溫度系數(shù)f ft t, ,見見P313/P313/表表13-413-4。 當載荷當載荷P=CP=C時，時，L L1010=10=106 6r r當載荷當載荷PCPC時，時，L L1010= =？C C10106 6疲勞曲線方程：疲勞曲線方程：61010CLP) r (10PCL610)h(PCn6010L6h) r (10PCfL6t10)h(PCfn6010Lt6h13-5 滾動軸承壽命計滾動軸承壽命計算算四四. .當量動載荷當量動載荷P P的計算的計算手冊中手冊中C C由實驗測得，其中加載條件：

20、由實驗測得，其中加載條件：向心軸承向心軸承C是純徑向載荷是純徑向載荷Cr推力軸承推力軸承C是純軸向載荷是純軸向載荷Ca向心推力軸承向心推力軸承半圈受載，半圈受載，C指載荷的徑向分量指載荷的徑向分量Cr當量動載荷當量動載荷P P是一個假想載荷，在這個載荷作用下，是一個假想載荷，在這個載荷作用下，軸承的壽命與實際載荷作用下的壽命相同。軸承的壽命與實際載荷作用下的壽命相同。向心軸承向心軸承P是假想的徑向載荷是假想的徑向載荷Pr推力軸承推力軸承P是假想的軸向載荷是假想的軸向載荷Pa向心推力軸承向心推力軸承P是假想載荷的徑向分量是假想載荷的徑向分量Pr13-5 滾動軸承壽命計滾動軸承壽命計算算 當量動載

21、荷當量動載荷P P的計算方法：的計算方法：)YFXF(fParPe e軸向載荷影響系數(shù)（或判別系數(shù)、臨界系數(shù)）軸向載荷影響系數(shù)（或判別系數(shù)、臨界系數(shù)）五五.F.Fr r和和F Fa a的計算的計算1.F1.Fr r的計算的計算注意：支點位置；注意：支點位置；若是空間力系時，分別求若是空間力系時，分別求水平面水平面F Fr1Hr1H、F Fr2Hr2H垂直面垂直面F Fr1Vr1V、F Fr2Vr2V2V2r2H2r2r2V1r2H1r1rFFF,FFFF FrereF Ftete13-5 滾動軸承壽命計滾動軸承壽命計算算2.F2.Fa a的計算的計算 向心軸承向心軸承F Faeae軸承軸承1軸

22、承軸承2F Fa1a1=F=FaeaeF Fa2a2=0=0 向心推力軸承向心推力軸承F FrereF FrereF Fr1r1F Fr2r2F Fd1d1F Fd2d2(P315)(P315)13-5 滾動軸承壽命計滾動軸承壽命計算算軸有向左移的趨勢軸有向左移的趨勢軸承軸承1 1被壓緊，軸承被壓緊，軸承2 2被放松被放松軸承軸承1 1受的軸向力增大為受的軸向力增大為F Fd1d1+F+Fd1d1當當F Faeae+F+Fd2d2FFd1d1時時根據(jù)軸的靜力平衡條件：根據(jù)軸的靜力平衡條件：F Fd1d1+F+Fd1d1=F=Faeae+F+Fd2d2軸承軸承1 1的軸向力：的軸向力：F Fa1

23、a1=F=Faeae+F+Fd2d2F Fd1d1軸承軸承2 2的軸向力：的軸向力：F Fa2a2=F=Fd2d2結(jié)論結(jié)論被壓緊的軸承：被壓緊的軸承：F Fa a= =除去本身派生的軸向力后，其它軸向力的代數(shù)和除去本身派生的軸向力后，其它軸向力的代數(shù)和被放松的軸承：被放松的軸承：F Fa a= =本身派生的軸向力本身派生的軸向力當當F Faeae+F+Fd2d2FFFd2d2時時2 2緊緊1 1松松F Fa2a2=F=Faeae+F+Fd1d1若軸承反裝：若軸承反裝：F Fa1a1=F=Fd1d1當當F Faeae+F+Fd1d1F2m/s 軸承采用油潤滑軸承采用油潤滑V齒齒2m/s 軸承采用

24、脂潤滑軸承采用脂潤滑六六.潤滑與密封潤滑與密封1.潤滑潤滑13-7 軸承裝置的設(shè)軸承裝置的設(shè)計計目的：防止?jié)櫥托孤乐够覊m等雜物進入。目的：防止?jié)櫥托孤?，防止灰塵等雜物進入。密封裝置：密封裝置：接觸式接觸式和和非接觸式非接觸式。2.密封密封習題課習題課一一.圖示為圓錐齒輪減速器中的小圓錐齒輪軸承，已知軸圖示為圓錐齒輪減速器中的小圓錐齒輪軸承，已知軸承直徑承直徑d=30mm，圓錐齒輪，圓錐齒輪dm1=56.25mm，F(xiàn)te=1130N，F(xiàn)re=380N，F(xiàn)ae=146N，n=960r/min，載荷平穩(wěn)，載荷平穩(wěn)，Lh=24000h，試設(shè)計此軸承。，試設(shè)計此軸承。9055FteFaeFre解：解：一一.選擇軸承類型：選擇軸承類型：70000AC二二.確定軸承型號確定軸承型號根據(jù)根據(jù)d=30mm，選，選7206AC，查，查手冊手冊得：得：Cr=22.0kN，C0r=14.2kN，B=16mm，a=18.7mm習題課習題課1.定軸承的排列方式，求實際跨距定軸承的排列方式，求實際跨距三三.求作用在軸承上的載荷求作用在軸承上的載荷Fr1，F(xiàn)r2，F(xiàn)a1，F(xiàn)a2采用反排列采用反排列mm3 .44a2B55l lmm4 .111a2B90l lBa55902.求載