第十三章滾動軸承

§13—1概述

一、滾動軸承的組成

保持架、外圈、內圈、滾動體滾動體的形狀

二、滾動軸承的材料內、外圈、滾動體：軸承鋼（GCr15)；保持架：較軟的材料（低碳鋼、銅合金等）三、滾動軸承的特點

1、標準件2、具體見表13-1§13—2滾動軸承的類型與選擇

一、滾動軸承的主要類型與特點

1、按載荷分類

接觸角

向心軸承

徑向力

向心推力軸承

向心推力軸承

推力軸承

徑向力+軸向力

徑向力+軸向力

軸向力滾子軸承——承載能力高，極限轉速低

2、按滾動體形狀

球軸承——承載能力低，極限轉速高3、按結構用途表13—1最常用幾種

：①深溝球軸承（向心球軸承）——6

型(以前是0型），主要承受徑向載荷。③角接觸球軸承—7

型（以前是6型）②圓錐滾子軸承—3型（以前7型）二、滾動軸承的代號

前置代號（字母）**基本代號（數字、字母）后置代號(字母、數字)五四三二一∣軸承分部件代號

∣內徑代號

∣寬度系列代號

∣直徑系列代號

∣類型代號

∣其他代號

∣公差等級代號

∣特殊軸承材料代號

∣保持架及材料代號

∣密封與防塵代號

∣內部結構代號

∣游隙代號

1、基本代號

（1）軸承類型代號

3：圓錐滾子軸承6：深溝球軸承7：角接觸球軸承基本代號右起第五位

（2）尺寸系列代號

基本代號右起四、三位

a,寬度系列——右起第四位

數字8、0、1、2、3、4、5、60系列是正常寬度，可省略

b、直徑（外徑）系列——右起第三位

數字7，8，9

，0，1，2，3，4，50系列（正常），可省略

（3）內徑代號——右起二、一位數字

一般：d=代號×5(mm)

特殊：2、前置代號

——表示軸承的分部件，用字母表示

L、K、R、NU、WS、GS

3、后置代號——軸承的結構、公差、游隙及材料的特殊要求等（1）內部結構代號

C、AC、B——角接觸球軸承的接觸角（2）密封、防塵與外部形狀變化代號

（3）軸承的公差等級

精度高————————————→低

代號/P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0

公差等級24566X0—普通級可省略

滾動軸承的代號：61109，609（4）軸承的徑向游隙

（5）保持架代號

三、滾動軸承類型的選擇

考慮因素：載荷、轉速、支承剛性、安裝精度等1）滾動體：*n高，載荷小，精度高→球軸承

*n低，載荷大→滾子軸承

2）類型：*主要受Fr→向心（深溝）軸承(6型）

*主要受Fa→推力軸承（5型）——角接觸球軸承，7型——圓錐滾子軸承，3型——深溝球軸承，6型（Fa較小時）*同時受Fr和Fa：

3）軸系結構軸的剛性較差，軸承孔不同心——調心軸承（1，2型）§13—3滾動軸承的受力分析、失效形式及計算準則一、滾動軸承的載荷分布（自學）

1、受軸向載荷Fa：各滾動體平均分擔。2、受徑向載荷Fr：上半圈滾動體不受力，下半圈滾動體受力。3、角接觸軸承同時受Fr和Fa

（1）角接觸軸承的派生軸向力FS

FS≈1.25Frtgα

FS方向——有使內、外圈分離的趨勢。∴要成對使用、對稱安裝

（2）軸向載荷對載荷分布的影響

①當只有最下面一個滾動體受載時

——載荷角，Fa與Fr的合力F與徑向平面的夾角

②受載滾動體增多時在同樣Fr作用下，派生軸向力FS↑

多個滾動體受載派生的軸向力的合力>只有一個滾動體受載時派生的軸向力

軸向力>單個滾動體受載產生的派生軸向力——多個滾動體受載的條件

軸承型號練習：1，內經為55，正常寬度與直徑系列的深溝球軸承的基本代號是？

2，73232AC軸承是什么類型的軸承、內經是多少？寬度與直徑系列代號分別是多少？AC的物理意義？二、滾動軸承的失效形式和計算準則

1、主要失效形式1）疲勞點蝕:

滾動體或內，外圈滾道上的點蝕破壞，屬于接觸疲勞問題。2）塑性變形：滾動體或內，外圈滾道上出現的不均勻的塑性變形凹坑（主要在沖擊載荷作用下）。

3）磨損：潤滑不良、密封不嚴、多塵條件

**2、計算準則a,一般軸承：疲勞壽命計算（針對點蝕），靜強度計算；b,低速、輕載軸承：只進行靜強度計算；C,高速軸承：在一般軸承基礎上，還要校核極限轉速。

歸納：疲勞壽命計算—基本額定動載C靜強度計算—基本額定靜載C0校核極限轉速—軸承極限轉速n§13—4滾動軸承的動載荷和壽命計算（尺寸選擇）

一、基本額定壽命和基本額定動載荷1、基本額定壽命L10

同一批軸承在相同工作條件下工作，其中90%的軸承在產生疲勞點蝕前所能運轉的總轉數或一定轉速下的工作時數L10

。(10%已經失效）即：在基本額定動載荷C作用下，軸承可以工作一百萬轉而不發生點蝕失效，其可靠度為90%。

軸承的基本額定壽命L10為一百萬(106)轉時，軸承所能承受的載荷（由試驗得到，根據型號查手冊）。2、基本額定動載荷C

二、滾動軸承的當量動載荷P（實際工作狀況下的載荷）

1．對只能承受徑向載荷Fr的軸承（6、

N、NA軸承）P=Fr**3.對同時受徑向載荷Fr和軸向載荷Fa的軸承（3、7、6型）:

P=XFr+YFa

2．對只能承受軸向載荷Fa的軸承（5型軸承）P=FaX——徑向動載荷系數Y——軸向動載荷系數表13-5（如何求，后講**）

考慮工作情況，引入載荷系數fp

表13-6

P=fp

FrP=fP

FaP=fP

(XFr+YFa)三、滾動軸承的壽命計算載荷與壽命的關系：

：壽命指數球軸承=3滾子軸承=10/3C：基本額定動載荷（給定軸承查手冊）核心問題：求當量動載荷P，P=fP(XFr+YFa)（共計4個物理量）**P=C時，壽命=？L10=106r當工作t>120℃時，因金屬組織硬度和潤滑條件等的變化，軸承的基本額定動載荷C有所下降，∴引入溫度系數ft—表13-4（一般ft=1）當P、n已知，預期壽命為Lh`，則要求選取的軸承的額定動載荷為：——選軸承型號和尺寸，即屬于設計計算

四、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向載荷Fa的計算

1）派生軸向力大小方向承受徑向載荷時，產生派生軸向力，用Fd（S)表示。

a,軸承成對使用；b,大小見表13-7；

c,方向：指向大口。練習：

a)正裝（大口對大口，面對面）

b)反裝（小口對口，背靠背）2）實際軸向載荷的確定

（正裝為列）（1）當

軸有向左移動的趨勢,軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松”，被“壓緊”的軸承1上產生一平衡反力Fs1，使軸向力達到平衡，阻止軸左移，即：

軸承2的軸向載荷為,即本身的派生軸向力∴軸承1的實際軸向載荷為：（2）當

軸有右移的趨勢，軸承2被“壓緊”，軸承1被“放松”，被“壓緊”的軸承2上產生一平衡反力Fs2，使軸向力達到平衡，阻止軸右移，即：∴軸承2實際所受的軸向載荷為：軸承1軸向載荷是本身派生軸向力

結論：——實際軸向力Fa的計算方法**1）分析軸上派生軸向力（大小與方向）和外加軸向載荷（大小與方向——齒輪部分解決）；2）根據上面三個力之間的關系，判斷被“壓緊”和“放松”的軸承（緊端與松端軸承）;3）“松”端軸承的軸向力（載荷）等于自身的派生軸向力；4）“緊”端軸承的軸向力（載荷）等于除自身派生軸向力外，軸上其他2個力矢量和。

為計算不同可靠度時軸承的壽命，引入壽命修正系數a1(表13-9），

六、不同可靠度時滾動軸承的壽命Ln五，徑向載荷Fr的計算——屬于支反力問題，材力解決。例題1：如下圖的反安裝軸承。已知：派生軸向力s1=350,s2=605,外載Fa=400.求：Fa1和Fa2。

解：Fa+s2=1005＞s1，因此，軸有向左移動的趨勢

則1為“緊端”，2為“松端”∴Fa2=s2=605（自身派生）Fa1=Fa+s2=1005（另外2個矢量和）

例題2：如圖一對3208軸承，右端軸承（定義為1）徑向力Fr1=2800N,左端軸承（定義為2）徑向Fr2=1080N,工作外載Fae=230N,方向水平向右。求當量動載荷P1,P2。（判斷：屬于正安裝還是反安裝？軸承內徑是多少？哪個是緊端軸承？哪個是松端軸承？）

作業：13-3，4，5復習：1）軸承的基本代號；2）軸承的簡化畫法以及正裝與反裝；3）派生軸向力，包括大小與方向；4）被“壓緊”和“放松”的軸承（緊端與松端軸承）;5）軸承的軸向力——“松”端軸承的軸向力等于自身的派生軸向力，“緊”端軸承的軸向力等于其他2個力矢量和；6）軸承的徑向力——材料力學（一般給定）；7）危險軸承及其危險軸承的壽命；8）不同可靠度時危險軸承的壽命。§13—5滾動軸承的靜載荷與極限轉速

一、滾動軸承的靜載荷

1、基本額定靜載荷(靜強度界限）C0：查手冊2、按靜載荷選擇軸承的條件是:（求法：略）當軸承轉速很低或作間歇擺動時，軸承的主要失效形式為塑性變形。二、滾動軸承的極限轉速n

lmin高速軸承實際許用轉速為：

當量靜載荷或§13—6滾動軸承裝置的設計

一、滾動軸承支承的結構型式

1、兩端固定支承

（雙支點各單向固定）正裝正裝2、一端雙向固定，一端游動

3、兩端游動——人字齒輪高速主動軸

二、滾動軸承軸向緊固內圈與軸：1）軸肩2）軸用彈性擋圈3）軸端檔圈+緊固螺釘4）圓螺母

+止動墊圈外圈與座孔：1）孔用彈性擋圈2）軸承外圈止動槽內嵌入止動環固定3）軸承端蓋4）螺紋環三、支承部分的剛度和座孔的同心度

1，提高支承剛度的措施：

1）增加軸承座孔的壁厚；2）減小軸承支點相對于箱體孔壁的懸臂；3）采用加強筋加強支承部位的剛性。2，保證兩個支承座孔同心度的方法1）整體機座，兩軸承座孔一次鏜出；2）如兩座孔外徑不同——采用套杯結構四、滾動軸承游隙和軸向零件位置的調整1）軸承游隙的調整：一般通過帶螺紋的零件或端蓋下的墊片來調節。2）零件軸向位置的調整注意：圓錐齒輪和蝸桿要調整軸系的軸向位置方法：欲調整的軸放在套杯內，調整套杯端面與軸承座端面間墊片厚度五、滾動軸承的配合軸承內圈與軸：過度或過盈基孔制js6，j6，k6，m6，n6

G7，H7，JS7，J7軸承外圈與軸承座孔:過度或過盈基軸制六、滾動軸承的預緊預緊的目的：提高旋轉精度，增加裝置的剛性，減小振動。常用預緊方法：1）用墊片和長度不等的隔套預緊2）夾緊一對磨窄了的外圈（或內圈）（7