滾

動

軸

承導

學滾動軸承導學后軸中軸前軸車床主軸機器中的軸如何被支撐減小相對運動摩擦承受載荷滾動軸承導學結構設計講課目錄CONTENTS滾動軸承的類型、代號及工作情況滾動軸承的壽命計算滾動軸承的組合設計滾動軸承導學學習目標滾動軸承的類型、代號滾動軸承的工作情況向心推力軸承軸向力的計算滾動軸承的壽命計算滾動軸承的結構設計滾動軸承導學重點滾動軸承的主要類型及其代號滾動軸承壽命計算-壓緊放松軸承的判斷滾動軸承的結構設計滾動軸承導學難點滾動軸承壽命計算-壓緊放松軸承的判斷滾動軸承的結構設計滾動軸承導學實踐與實訓齒輪減速器

高鐵軸承

滾動軸承導學滾動軸承類型、代號工作情況作用：支承軸類零件構成：內圈、外圈、滾動體、保持架基本結構類型、特點、代號及選擇按滾動體形狀球軸承滾子軸承軸承圓柱滾子軸承圓錐滾子軸承球面滾子軸承滾針軸承類型、特點、代號及選擇類型、特點、代號及選擇展開式兩級圓錐圓柱齒輪減速器按載荷方向或接觸角大小不同，分為類型、特點、代號及選擇向心推力軸承接觸角：軸承外圈與滾動體接觸處的公法線與垂直于軸承軸線的平面之間的夾角，α調心球軸承：軸剛度和軸承座孔的支承剛度低，偏轉力矩較大角偏位：軸承內、外圈軸線相對傾斜，其角度稱為偏位角外圈滾道表面是以軸承中點為中心的球面，能自動調心。允許內圈（軸）對外圈（外殼）軸線偏斜量≤2°~3°。不宜受純軸向載荷。類型、特點、代號及選擇軸承游隙：滾動體與內、外圈滾道之間的間隙游隙代號：軸承的徑向游隙的大小類型、特點、代號及選擇游隙6類

深溝球軸承N類圓柱滾子軸承5類推力球軸承7類角接觸球軸承3類圓錐滾子軸承最常用：5類類型、特點、代號及選擇常見類型6深溝球軸承L直線軸承5推力球軸承U外球面球軸承4雙列深溝球軸承NA滾針軸承3圓錐滾子軸承N圓柱滾子軸承29推力調心滾子軸承9推力圓錐滾子軸承2調心滾子軸承8推力滾子軸承1調心球軸承7角接觸球軸承0雙列角接觸球軸承類型代號軸承類型類型代號軸承類型可省略類型、特點、代號及選擇7-類型代號（角接觸球軸承），02-尺寸系列代號（輕窄），14-內徑代號（70mm），AC-內部結構代號（接觸角α=25°），/P4公差等級代號（4級），CN-游隙組為普通組前置代號軸承的分

部件代號后置代號

內

部

結

構

代

號密

封

與

防

塵

結

構

代

號保

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材

料

代

號公

差

等

級

代

號游

隙

代

號基本代號

五四三二一類

型

代

號內

徑

代

號寬

度

系

列

代

號直

徑

系

列

代

號精度與材料7214AC/P470214AC/P4/CN類型、特點、代號及選擇代號類型和代號5◆內徑代號：內徑代號×5=內徑，08：d=40mm（20～480mm）內徑d10121517代號00010203特殊情況：◆尺寸系列代號：寬度系列代號：80123456

寬度系列代號為0時，2、3類不能省略直徑系列代號：78901234500為特輕窄系列類型、特點、代號及選擇◆公差等級代號：

2、4、5、6（6X）、N級標注型式：/P2、/P4、/P5、/P6、/P6x/PN級為普通級不標注◆游隙代號：

2、N、3、4、5組標注型式：/C2

/C3/C4/C5

/CN為普通組不標注高級低級游隙值：小大◆內部結構代號：角接觸球軸承B：C：AC：類型、特點、代號及選擇圓錐滾子軸承B:接觸角α加大E：加強型6308:

內徑為40mm的深溝球軸承，尺寸系列03，普通級公差，N組游隙N105/P5:

內徑為25mm的圓柱滾子軸承，尺寸系列01，5級公差，N組游隙7214AC/P42:內徑為70mm的角接觸球軸承，尺寸系列02，接觸角25°，4級公差，2組游隙（游隙與公差同時表示，符號C省略）30213:內徑為65mm的圓錐滾子軸承，尺寸系列02，普通級公差，N組游隙6103:內徑為17mm的深溝球軸承，尺寸系列01，普通級公差，N組游隙類型、特點、代號及選擇類型選擇21．載荷較大載荷滾子軸承：線接觸，承載能力大，變形小尺寸系列較大較小載荷球軸承：點接觸，輕載中等載荷尺寸系列較小類型、特點、代號及選擇類型的選擇3．轉速4．調心性要求較高轉速：球軸承和輕系列的軸承較低轉速：滾子軸承和重系列的軸承軸剛度和軸承座孔的支承剛度低偏轉力矩較大推力軸承的極限轉速很低2．尺寸對軸承的徑向尺寸有嚴格限制時選用滾針軸承類型、特點、代號及選擇滾動軸承的工作情況展開式兩級圓錐-圓柱齒輪減速器工作情況分析滾動軸承工作時，并非所有滾動體都同時受載。FrFmax滾動軸承的工作情況疲勞點蝕：最基本和常見的失效形式壽命計算的依據點蝕膠合斷裂

轉速不高、間歇擺動且載荷大塑性變形轉速較高而潤滑油不足軸承燒傷潤滑油不清潔滾動體和滾道過度磨損裝配不當軸承卡死、脹破內圈、擠碎內外圈和保持架等磨損其它失效形式：滾動軸承的工作情況失效形式1)一般軸承n↑（點蝕為主）主要進行壽命計算必要時進行靜強度校核2)n

↓或間歇擺動軸承（以塑性變形為主）先進行靜強度計算再進行壽命校核3)

n↑↑軸承（粘著磨損或燒傷為主）先進行壽命計算再進行nlim校核滾動軸承的工作情況滾動軸承的設計準則滾動軸承壽命計算：90%軸承可靠運轉的總轉數或一定轉速下的工作小時數壽命不同L相差幾十倍軸承的壽命/（106r）滾動軸承的壽命計算未失效軸承數量/%102015102030405060708090100基本額定壽命基本額定壽命（作為軸承壽命的依據）一組同一型號軸承同一條件下可靠度為90％基本額定動載荷CL為106轉軸承所能承受的額定載荷C↑

壽命↑滾動軸承的基本額定壽命滾動軸承的壽命計算3

球軸承10/3滾子軸承壽命指數ε溫度系數：ft在P作用下，軸承具有與實際載荷作用下相同的壽命滾動軸承的壽命計算當量動載荷P只受Fr的向心軸承只受Fa的推力軸承承受Fr、Fa的向心推力軸承X、Y-徑向、軸向動載荷系數，查表，與Fa/Fr的比值有關fp-載荷系數滾動軸承的壽命計算滾動軸承尺寸的選擇由力分析確定軸承所承受的Fr與Fa

計算當量動載荷P=fp（XFr+YFa）明確軸承的工作轉速n與預計壽命L10計算軸承應滿足的基本額定動載荷由軸承樣本（手冊）查取合適的軸承Fr1FNiFriFdiFdFAFa滾動軸承的壽命計算向心推力軸承的載荷計算向心推力軸承受載情況分析：

以3類為例，7類軸承與之相同已知：軸端軸承承受徑向力Fr1注意：派生軸向力的方向與安裝方式有關軸承外圈對單個滾子的支撐反力FNi傾斜徑向分力：Fri=Fr1（單個滾子承擔所有力）軸向分力Fdi：派生軸向力（內部軸向力）派生軸向力FdiFdi=Fr1tanβ=Fr1tanα派生軸向力FdFrFrFd內部軸向力Fd=eFr滾動軸承的壽命計算向心推力軸承在純徑向力Fr的作用下會產生派生軸向力Fd。當約有半圈滾動體受載時，Fd計算如下圓錐滾子軸承角接觸球軸承70000C(α=15o)70000AC(α=25o)70000B(α=40o)Fd=Fr／(2Y)Fd=eFrFd=0.68FrFd=1.14Fr滾動軸承的壽命計算3類正裝面對面安裝大口對大口外圈窄邊相對滾動軸承的壽命計算軸向載荷計算外圈窄邊外圈寬邊Fd1Fd23類反裝背對背安裝小口對小口外圈寬邊相對滾動軸承的壽命計算Fd1Fd27類正裝

面對面安裝大口對大口外圈窄邊相對滾動軸承的壽命計算Fd1Fd27類反裝背對背安裝小口對小口外圈寬邊相對滾動軸承的壽命計算Fd1Fd2Fr1Fr2FAFd1Fd2FR滾動軸承的壽命計算已知：軸受FR與FA

正裝力平衡和力矩平衡→Fr2、Fr1→Fd2、Fd1注意：左側為軸承1

右側為軸承2Fd1Fr1Fd2Fr2FRFA12滾動軸承的壽命計算若Fd1+FA

Fd2軸向合力向右

因為正裝右側軸承2被壓緊Fa2=Fd1+FA左側軸承1被放松Fa1=Fd1Fd1Fr1Fd2Fr2FRFA軸向合力Fd1+FA-Fd2Fa′12若Fd1+FA

Fd2軸向合力向左

因為正裝左側軸承1被壓緊Fa1=Fd2-FA

右側軸承2被放松Fa2=Fd2滾動軸承的壽命計算Fd1Fr1Fd2Fr2FRFA軸向合力Fd2-

(Fd1+FA)

Fa′1221滾動軸承的壽命計算已知：軸受FR與FA

反裝力平衡和力矩平衡→Fr2、Fr1→Fd2、Fd1注意：左側為軸承2

右側為軸承1FAFd1Fr1Fr2Fd2FRFAFRFr2Fd2Fr1Fd121滾動軸承的壽命計算若Fd1+FA

Fd2軸向合力向右

因為反裝

左側軸承2被壓緊Fa2=Fd1+FA

右側軸承1被放松Fa1=Fd1FAFRFr2Fd2Fr1Fd1軸向合力Fd1+FA-Fd2Fa′21若Fd1+FA

Fd2軸向合力向左

因為反裝

右側軸承1被壓緊Fa1=Fd2-FA

左側軸承2被放松Fa2=Fd2滾動軸承的壽命計算FAFRFr2Fd2Fr1Fd1軸向合力Fd2-

(Fd1+FA)

Fa′結論：軸承軸向力Fa的計算方法20“被壓緊”端軸承的軸向力：其余所有軸向力的代數和（壓緊軸承的力的方向為正）10“被放松”端軸承的軸向力:自己的派生軸向力滾動軸承的壽命計算口訣1：正裝派生軸向力相對

反裝派生軸向力相背離口訣2：正裝軸向合力向哪（往哪竄）哪邊緊

反裝軸向合力向哪（往哪竄）反向緊口訣3：壓緊的別人的；放松的，自己的滾動軸承的壽命計算滾動軸承尺寸選擇的過程確定軸承所承受的Fr與Fa計算當量動載荷P=fP(XFr+YFa)明確軸承的工作轉速n與預計壽命L10計算軸承應滿足的基本額定動載荷由軸承樣本（手冊）查取合適的軸承

滾動軸承的壽命計算一軸由兩個角接觸球軸承（Fd=0.68Fr）支承，Fr1=1470N，Fr2=2650N，FA=1000N，軸轉速n=5000r/min，預期使用壽命Lh=2000h。求軸承額定動載荷為多少？（注：e=0.68。Fa/Fr≤e時，X=1且Y=0；Fa/Fr

>e時，X=0.41且Y=0.87）例題：滾動軸承的壽命計算結果提示：軸承2被壓緊，軸承1被放松滾動軸承的壽命計算一軸由兩個角接觸球軸承（Fd=0.68Fr）支承，FR=10KN，FA=5KN，a=100mm，b=300mm，c=50mm，軸轉速n=100r/min，沖擊載荷系數fP=1.2，預期使用壽命[Lh]=5000h。求軸承額定動載荷為多少？若軸頸d=40mm，試選擇軸承型號。（注：e=0.68。Fa/Fr≤e時，X=1且Y=0；Fa/Fr>e時，X=0.41且Y=0.87）例題：FAbaFRcFr1Fr2滾動軸承的壽命計算

解：（1）支點反力Fr1、Fr2

，派生軸向力Fd1、Fd2

力平衡，力矩平衡，計算B點的力矩Fd1Fd2FAFRabcABFr1Fr2計算A點的力矩或根據力平衡推出：角接觸球軸承Fd=0.68Fr，因此滾動軸承的壽命計算（2)軸承的軸向力Fa1、Fa2Fd1Fd2FAFRabcAB軸向合力向右，因為反裝，所以反向軸承被壓緊即軸承1被壓緊，軸承2被放松，即1緊2松（3)當量動載荷P1、P2，額定動載荷C所以X1=0.41，Y1=0.87；

X2=1，Y2=0，即有P1>P2，1軸承為危險軸承，則滾動軸承的壽命計算（3)滾動軸承的型號因為軸頸d=40mm，且為α=25o的角接觸球軸承，查閱軸承表格軸承代號外徑/mm寬度/mm基本額定動載荷/kN軸承代號外徑/mm寬度/mm基本額定動載荷/kN7011AC901835.27011C901837.27012AC951836.27012C951838.27208AC801835.27208C801836.87209AC851936.87209C851938.57307AC802132.87307C802134.27308AC902338.57308C902340.2選擇型號為7208AC型。滾動軸承組合設計內圈相對于軸固定外圈相對于軸承座緊固滾動軸承的組合設計滾動軸承的固定特點：結構簡單軸向力不大或轉速不高切槽需要一定的精度軸肩+軸用彈性擋圈內圈相對于軸固定滾動軸承的組合設計圓螺母+止動墊圈特點：高速和大軸向力定位可靠，裝拆方便切制螺紋使軸的疲勞強度下降滾動軸承的組合設計圓螺母

止動墊圈外翅內翅螺釘固定軸端擋圈+緊定螺釘特點：高速大軸向力滾動軸承的組合設計軸上零件裝配與軸的結構滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計一根軸：

幾個軸承支承如何支承如何配置(3種方案）配置方案一：

兩端單向固定

一個軸承承受一個方向的軸向力限制軸的雙向移動，普通工作溫度的短軸

滾動軸承的支承結構形式配置方案二：