第8章滾動軸承(2)

1、第第8章章 滾動軸承滾動軸承帶傳動和鏈傳動都是通過中間撓性件傳遞運動和動力的，適用于兩軸中心距較大的場合。與齒輪傳動相比，它們具有結構簡單，成本低廉等優(yōu)點。8.1 8.1 概述概述8.2 8.2 滾動軸承的主要類型和代號滾動軸承的主要類型和代號8.3 8.3 滾動軸承的類型選擇滾動軸承的類型選擇8.4 8.4 滾動軸承的工作情況滾動軸承的工作情況8.5 8.5 滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇8.6 8.6 軸承裝置的設計軸承裝置的設計8.7 8.7 滾動軸承與滑動軸承性能對照滾動軸承與滑動軸承性能對照8.8 8.8 滾動軸承例題分析滾動軸承例題分析8.9 8.9 滾動軸承例題分析滾動軸承

2、例題分析教學基本要求教學基本要求: :了解滾動軸承的結構、材料、特點和應用；掌握滾動軸承的類型、代號和選擇；掌握滾動軸承的失效形式、設計準則及校核計算方法；能正確進行滾動軸承的組合設計。重點與難點重點與難點: :滾動軸承的失效形式、設計準則及滾動軸承的選擇；角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向載荷的計算以及滾動軸承基本額定壽命的計算；滾動軸承的組合設計。 潘存云教授研制8.1 概概 述述各零件的作用：各零件的作用：外圈：外圈：支撐零件或軸系；支撐零件或軸系；保持架保持架: 將滾動體分開。將滾動體分開。內圈：內圈：支撐軸；支撐軸；滾動體：滾動體：滑動滑動滾動；滾動；硬度和接觸疲勞強度硬度和接觸疲勞強度

3、 、耐磨性和沖擊韌性、耐磨性和沖擊韌性 用含鉻合金鋼制造，經(jīng)熱處理后硬度達：用含鉻合金鋼制造，經(jīng)熱處理后硬度達：6165HRC。工作表面需經(jīng)磨削或拋光。工作表面需經(jīng)磨削或拋光。保持架：低碳鋼，保持架：低碳鋼，沖壓制成高速軸承：有色金屬或塑料。高速軸承：有色金屬或塑料。滾動軸承的組成：滾動軸承的組成：外圈、內圈、滾動體、保持架。外圈、內圈、滾動體、保持架。內外圈上有滾道，當內外圈相對旋轉時，滾動體將沿著滾道滾動。裝在機座或零件軸孔內；滾動副的材料要求：滾動副的材料要求：潘存云教授研制優(yōu)點：優(yōu)點：摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、 和易于互換等。和易于

4、互換等。缺點：缺點：抗沖擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音。抗沖擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音。滾動軸承按其承受載荷的方向（接觸角）和滾動體的形狀分類。接觸角：接觸角：滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸 心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角。心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角。接觸角接觸角 軸向承載能力軸向承載能力 = = 0 表表8-1 各類軸承的公稱接觸角各類軸承的公稱接觸角 軸承類型軸承類型公稱接觸角公稱接觸角向心軸承向心軸承主要承受徑向載荷推力軸承推力軸承主要承受軸向載荷徑向接觸徑向接觸角接觸角接觸軸向接觸軸向接觸角接觸角接觸0 4545= 9= 90 它是滾動

5、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。45 9090滾動軸承滾動軸承 標準化標準化; 并由專業(yè)廠大批量生產(chǎn)。設計人員的主要任務是設計人員的主要任務是: 熟悉標準，正確選用。熟悉標準，正確選用。潘存云教授研制潘存云教授研制推力軸承推力軸承潘存云教授研制軸承軸承類型類型按載荷按載荷方向分方向分按滾動體按滾動體形狀分形狀分向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承一、分類一、分類 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FrFa8.2 8.2 滾動軸承的主要類型和代號滾動軸承的主要類型和代號 潘存云教授研制潘存云教授研制圓柱滾子圓柱滾子圓錐滾子圓錐滾子球

6、面滾子球面滾子滾針滾針球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承表表8-2 滾動軸承的主要類型和特性滾動軸承的主要類型和特性軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結構簡圖結構簡圖 承載方向承載方向極限轉速極限轉速 允許角偏差允許角偏差主要特性和應用主要特性和應用調心球軸承調心球軸承10000中中2 3 主要承受徑向載荷，主要承受徑向載荷，同時也能承受少量同時也能承受少量軸向載荷。因為外軸向載荷。因為外滾道表面是以軸承滾道表面是以軸承中點為中心的球面，中點為中心的球面，故能調心。故能調心。軸承軸承類型類型按載荷按載荷方向分方向分按滾動體按滾動體形狀分形狀分向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承一、分類一、分類 向

7、心推力軸承向心推力軸承潘存云教授研制潘存云教授研制調心滾調心滾子軸承子軸承20000C低低0.5 2 比10000小能承受很大的徑向載能承受很大的徑向載荷和少量軸向載荷。荷和少量軸向載荷。承載能力大，具有調承載能力大，具有調性能。性能。圓錐滾圓錐滾子軸承子軸承30000中中2 能同時承受較大的徑能同時承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。向、軸向聯(lián)合載荷。因線性接觸，承載能因線性接觸，承載能力大，內外圈可分離，力大，內外圈可分離，裝拆方便，稱對使用。裝拆方便，稱對使用。推力球軸承推力球軸承50000低低不允許不允許 只能承受軸向載荷，且作用線只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為單、雙必需與軸

8、線重合。分為單、雙向兩種。高速時，因滾動體離向兩種。高速時，因滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴重，壽命較低，可用于軸向嚴重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉速不高之處。載荷大、轉速不高之處。a)單向單向表表8-2 滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結構簡圖結構簡圖 承載方向承載方向極限轉速極限轉速允許角偏差允許角偏差主要特性和應用主要特性和應用推力球軸承推力球軸承50000低低不允許不允許 只能承受軸向載荷，且作用線只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為單、雙必需與軸線重合。分為單、雙向兩種。

9、高速時，因滾動體離向兩種。高速時，因滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴重，壽命較低，可用于軸向嚴重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉速不高之處。載荷大、轉速不高之處。潘存云教授研制b)雙向雙向深溝球軸承深溝球軸承60000高高816 能同時承受較大的徑能同時承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。向、軸向聯(lián)合載荷。因線性接觸，承載能因線性接觸，承載能力大，內外圈可分離，力大，內外圈可分離，裝拆方便，稱對使用。裝拆方便，稱對使用。潘存云教授研制角接觸角接觸球軸承球軸承70000C(=15=15 )70000AC(=25=25 )70000B(=40=40 )較高較高潘存云教授研制

10、210 能同時承受較大的徑能同時承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。向、軸向聯(lián)合載荷。 大，承載能力越大，大，承載能力越大，有三種規(guī)格。稱對使有三種規(guī)格。稱對使用。用。表表8-2 滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結構簡圖結構簡圖 承載方向承載方向極限轉速極限轉速允許角偏差允許角偏差主要特性和應用主要特性和應用潘存云教授研制表表8-2 滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結構簡圖結構簡圖 承載方向承載方向極限轉速極限轉速允許角偏差允許角偏差主要特性和應用主要特性和應用推力

11、圓柱推力圓柱滾子軸承滾子軸承80000低低不允許不允許 能承受很大的單向能承受很大的單向軸向載荷。軸向載荷。圓柱滾圓柱滾子軸承子軸承N0000較高較高24 能承受較大的徑向。因能承受較大的徑向。因線性接觸，內外圈只允線性接觸，內外圈只允許有小的相對偏轉。除許有小的相對偏轉。除U結構外，還有內圈無擋結構外，還有內圈無擋邊邊(NU)、外圈單擋邊、外圈單擋邊(NF)、內圈單擋邊、內圈單擋邊(NJ)等等型式型式滾針軸承滾針軸承a) NA0000b) RNA0000低低只能承受徑向載荷。承只能承受徑向載荷。承載能力大，徑向尺寸特載能力大，徑向尺寸特小。一般無保持架，因小。一般無保持架，因而滾針間有摩擦，

12、極限而滾針間有摩擦，極限轉速低。轉速低。不允許不允許 a)b)潘存云教授研制滾動軸承的類型很多，而各類軸承又有不同的結構、尺寸、公差等級、技術要求等，為便于組織生產(chǎn)和選用，規(guī)定了滾動軸承的代號，二、二、 滾動軸承的代號滾動軸承的代號寬寬(高高)度度系列代號系列代號直徑系列直徑系列代號代號前置代號前置代號 基本代號基本代號共5位 后置代號后置代號表表8-3 滾動軸承代號的排列順序滾動軸承代號的排列順序（ ）類類型型代代號號尺寸系列代號尺寸系列代號注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加2. 基本代號：基本代號：表示軸承的基本類型、結構和尺寸。表示軸承的基本類型、結構和尺寸。 類

13、型代號類型代號 -左起第一位，為左起第一位，為0（雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承） 則省略。則省略。是軸承代號的基礎，有三項成套軸承成套軸承分部件代分部件代號號1. 前置代號前置代號-成套軸承分部件代號。成套軸承分部件代號。0潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制調心滾子軸承調心滾子軸承20000C圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承30000推力球軸承推力球軸承50000a)單向單向b)雙向雙向深溝球軸承深溝球軸承60000角接觸球軸承角接觸球軸承70000推力圓柱推力圓柱滾子軸承滾子軸承80000圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承N0000滾針軸承滾針軸承a) NA0000b) RNA0000潘存云教授研

14、制調心球軸承調心球軸承10000潘存云教授研制6 6深溝球軸承深溝球軸承L L直線軸承直線軸承5 5推力球軸承推力球軸承U U外球面球軸承外球面球軸承4 4雙列深溝球軸承雙列深溝球軸承NANA滾針軸承滾針軸承3 3圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承N N圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承2929推力調心滾子軸承推力調心滾子軸承9 9推力圓錐滾子軸承推力圓錐滾子軸承2 2調心滾子軸承調心滾子軸承8 8推力滾子軸承推力滾子軸承1 1調心球軸承調心球軸承7 7角接觸球軸承角接觸球軸承0 0雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承代號代號軸承類型軸承類型代號代號軸承類型軸承類型滾動軸承主要類型代號表滾動軸承主要類型代號表 潘存云

15、教授研制內徑相同，而直徑系列代號不同的四種軸承的比較。000潘存云教授研制300潘存云教授研制400200尺寸系列代號尺寸系列代號-左起第二、三位。左起第二、三位。寬寬(高高)度度系列代號系列代號直徑系列直徑系列代號代號前置代號前置代號 基本代號基本代號 后置代號后置代號表表8-3 滾動軸承代號的排列順序滾動軸承代號的排列順序（ ）類類型型代代號號尺寸系列代號尺寸系列代號注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加成套軸承成套軸承分部件代分部件代號號潘存云教授研制潘存云教授研制表表8-4 向心軸承和推力軸承的常用尺寸系列代號向心軸承和推力軸承的常用尺寸系列代號直徑系列代號直徑系列

16、代號推力軸承推力軸承向心軸承向心軸承01(0) 0(0) 1101120211011234特輕特輕輕輕中中重重(0) 2(0) 3(0) 41213222324121314222324(0)1212窄窄正常正常寬寬正常正常尺寸系列代號尺寸系列代號寬度系列代號寬度系列代號高度系列代號高度系列代號內徑代號內徑代號 - 基本代號左起第四、五位?；敬栕笃鸬谒?、五位。表表8-5 軸承的內徑代號軸承的內徑代號 內徑代號內徑代號軸承內徑尺寸軸承內徑尺寸 mm00100102030499數(shù)字數(shù)字 5121517寬寬(高高)度度系列代號系列代號直徑系列直徑系列代號代號前置代號前置代號 基本代號基本代號 后置

17、代號后置代號表表8-3 滾動軸承代號的排列順序滾動軸承代號的排列順序（ ）類類型型代代號號尺寸系列代號尺寸系列代號注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加成套軸承成套軸承分部件代分部件代號號3. 后置代號后置代號 - 用字母（或加數(shù)字）表示。用字母（或加數(shù)字）表示。 內部內部結構結構表表10-6 軸承后置代號排列順序軸承后置代號排列順序后置代號組后置代號組含含 義義1密封與防塵密封與防塵套圈變形套圈變形238保持架保持架及材料及材料游隙游隙軸承軸承材料材料公差公差等級等級配置配置其它其它7456寬寬(高高)度度系列代號系列代號直徑系列直徑系列代號代號前置代號前置代號 基本代號

18、基本代號 后置代號后置代號表表8-3 滾動軸承代號的排列順序滾動軸承代號的排列順序（ ）類類型型代代號號尺寸系列代號尺寸系列代號注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加成套軸承成套軸承分部件代分部件代號號潘存云教授研制潘存云教授研制注：注：公差等級中公差等級中0級最低，向右依次增高，級最低，向右依次增高，2級最高。級最高。 表表8-7 軸承內部結構常用代號軸承內部結構常用代號 軸承類型軸承類型 代代 號號 含含 義義 示示 例例 B =4=40 7210B 角接觸球軸承角接觸球軸承 C =15=15 7210C AC =25=25 7210AC圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 B 接

19、觸角接觸角加大加大 32310BE 加強型加強型 N207E表表8-8 公差等級代號公差等級代號 代代 號號 省略省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2公差等級符合標準的公差等級符合標準的 0級級 6級級 6x級級 5級級 4級級 2級級示示 例例 6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P2三、滾動軸承代號示例三、滾動軸承代號示例 6 2 2 037 (0) 3 12 AC / P6軸承內徑軸承內徑 d=17 mm直徑系列代號，直徑系列代號，2(輕輕)系列系列 寬度系列代號，寬度系列代號，2(寬寬)系列系列 深溝球軸承深溝球軸承 公稱接

20、觸角公稱接觸角 = =25 軸承內徑軸承內徑 d=125=60 mm直徑系列代號，直徑系列代號，3(中中)系列系列 寬度系列代號，寬度系列代號，0(窄窄)系列，代號為系列，代號為0，不標出，不標出 角接觸球軸承角接觸球軸承 公差等級公差等級6級級 公差等級為公差等級為0級級;游隙組為游隙組為0組；組；游隙組為游隙組為0組；組；N 1 05 / P5公差等級公差等級5級級 軸承內徑軸承內徑 d=25 mm直徑系列代號，直徑系列代號，1(特輕特輕)系列系列 圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 游隙組為游隙組為0組；組； 3 0 2 13軸承內徑軸承內徑 d=65 mm直徑系列代號，直徑系列代號，2(輕輕)系

21、列系列 寬度系列代號，寬度系列代號，0(窄窄)系列系列 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 公差等級為公差等級為0級級;游隙組為游隙組為0組；組；潘存云教授研制8.3 滾動軸承的類型選擇滾動軸承的類型選擇 滾動軸承是標準零件，要求設計者應能在機械設計過程中，根據(jù)使用的要求較合理地選擇滾動軸承的類型與規(guī)格。一、滾動軸承選擇的一般過程一、滾動軸承選擇的一般過程 根據(jù)載荷性質選擇軸根據(jù)載荷性質選擇軸承的類型和直徑系列承的類型和直徑系列按軸徑確定軸承內徑按軸徑確定軸承內徑不進行承載不進行承載能力驗算能力驗算N NY YEND合格嗎？合格嗎？校核承載能力校核承載能力 Y Y有嚴格要求嗎？有嚴格要求嗎？N N潘存云

22、教授研制潘存云教授研制1） 軸承的載荷軸承的載荷 由于結構不同，各類軸承的使用性能也不相同，現(xiàn)說明如下。二、滾動軸承選擇應考慮的問題二、滾動軸承選擇應考慮的問題 載荷方向：載荷方向：向心軸承用于受徑向力；向心軸承用于受徑向力；Fr潘存云教授研制潘存云教授研制1） 軸承的載荷軸承的載荷 二、滾動軸承選擇應考慮的問題二、滾動軸承選擇應考慮的問題 載荷方向：載荷方向：向心軸承用于受徑向力；向心軸承用于受徑向力；向心推力軸承用于承受徑向力和周向力向心推力軸承用于承受徑向力和周向力聯(lián)合作用。聯(lián)合作用。FaFr潘存云教授研制1） 軸承的載荷軸承的載荷 二、滾動軸承選擇應考慮的問題二、滾動軸承選擇應考慮的問

23、題 載荷方向：載荷方向：向心軸承用于受徑向力；向心軸承用于受徑向力；推力軸承用于受軸向力；推力軸承用于受軸向力；向心推力軸承用于承受徑向力和周向力向心推力軸承用于承受徑向力和周向力聯(lián)合作用。聯(lián)合作用。推力軸承推力軸承Fa載荷大?。狠d荷大小：一般：一般：滾子軸承滾子軸承(1.53)球軸承球軸承當當d 20 mm時，兩者承載能力接時，兩者承載能力接近，宜采用球軸承。近，宜采用球軸承。大載荷大載荷 采用滾子軸承采用滾子軸承因滾子軸承貴角接觸球軸承可以同時承受徑向載荷和軸向載荷。 在同樣的外形尺寸下，滾子軸在同樣的外形尺寸下，滾子軸承的承載能力大于球軸承。承的承載能力大于球軸承。承受徑向載荷為主；承受

24、徑向載荷為主；0 4545 45 90 Fr tg Fae 軸承不會沿軸向竄動，實際軸向力應取決于軸承不會沿軸向竄動，實際軸向力應取決于Fd與與Fac中較大的一個，即：中較大的一個，即： Fa =max Fd Fae 1)1)假設沒有外部軸向力假設沒有外部軸向力Fae 工作過程中，滾動體相對內外圈不斷轉動，因此滾動體和滾道接觸表面受脈動循環(huán)變應力，產(chǎn)生疲勞點蝕。-最常見最常見8.5 8.5 滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇軸承承受的載荷軸承承受的載荷軸承壽命要求軸承壽命要求可靠性的要求可靠性的要求決定了滾動軸承尺寸決定了滾動軸承尺寸 滾動軸承的載荷滾動軸承的載荷動載荷動載荷靜載荷靜載荷失效

25、形式不同。失效形式不同。疲勞破壞疲勞破壞永久變形永久變形當軸承轉速很低或間歇擺動時，不會產(chǎn)生疲勞損壞。但很大的靜載荷或沖擊載荷作用下，會使?jié)L道和滾動體產(chǎn)生永久變形，從而使軸承在運轉過程中產(chǎn)生劇烈振動和噪音而失效。早期磨損早期磨損膠合膠合軸承元件破裂軸承元件破裂 維護保養(yǎng)不當而造成。維護保養(yǎng)不當而造成。一、一、滾動軸承的滾動軸承的失效形式失效形式 失效失效形式形式潘存云教授研制潘存云教授研制2051015501000R(%) 軸承的壽命曲線軸承的壽命曲線L/(110-6 r)對一組同一型號的軸承，由于材料、熱處理和工藝等很多隨機因素的影響，即使在相同條件下運轉，壽命也不一樣，有的甚至相差幾十倍。

26、因此，對一個具體的軸承，很難預知其確切的壽命。實驗表明：壽命與可靠性有關。如圖定義：定義：軸承在一定轉速下，其軸承在一定轉速下，其中任何零件出現(xiàn)疲勞擴展跡象中任何零件出現(xiàn)疲勞擴展跡象之前的工作小時數(shù)稱為：之前的工作小時數(shù)稱為：可靠度：可靠度：一組相同軸承能達到一組相同軸承能達到或超過規(guī)定壽命的百分比或超過規(guī)定壽命的百分比. .基本額定壽命：基本額定壽命：一組同一型號軸一組同一型號軸承，在同一運轉條件下，其可靠承，在同一運轉條件下，其可靠度度R為為9090%時，能達到或超過的時，能達到或超過的壽命壽命L(LL(Lh h) )在到達額定壽命時，有在到達額定壽命時，有9090%的軸承的軸承沒壞，只損

27、壞了沒壞，只損壞了1010%。對于單個軸承而言，其損壞的可能性只有90%單位為百萬轉106 r，或小時. 換句話說壽命為1百萬轉時. 可靠度為90%，壽命為5百萬轉時. 可靠度只有50%，軸承壽命軸承壽命 二、二、滾動軸承的滾動軸承的壽命計算壽命計算 表表8-3 軸承預期壽命軸承預期壽命Lh的參考值的參考值 使使 用用 場場 合合 不經(jīng)常使用的儀器和設備不經(jīng)常使用的儀器和設備 500 Lh /h 短時間或間斷使用，中斷時不致引起嚴重后果短時間或間斷使用，中斷時不致引起嚴重后果 40008000 間斷使用，中斷時會引起嚴重后果間斷使用，中斷時會引起嚴重后果 800012000 每天每天8h工作的

28、機械工作的機械 1200020000 每天每天24h連續(xù)工作的機械連續(xù)工作的機械 4000060000 定義：定義：當一套軸承運轉達到一百萬（當一套軸承運轉達到一百萬（106）轉時，軸轉時，軸 承所能承受的載荷承所能承受的載荷C。.向心軸承記為：向心軸承記為：Cr，可查表推力軸承記為：推力軸承記為：Ca基本額定動載荷基本額定動載荷 不同的軸承該值不一樣，它表征了軸承的承載特不同的軸承該值不一樣，它表征了軸承的承載特性。是在大量試驗的基礎上，通過理論分析得到，需性。是在大量試驗的基礎上，通過理論分析得到，需要時可從設計手冊或軸承樣本中查得。要時可從設計手冊或軸承樣本中查得。.壽命計算公式壽命計算

29、公式 通過試驗得出如圖所示通過試驗得出如圖所示62086208軸承的載荷軸承的載荷壽命曲線。壽命曲線。 曲線上對應于曲線上對應于 Lh=106 的載的載荷為荷為: : 29.5KN。 載荷載荷-壽命曲線的公式：壽命曲線的公式：rPCL610壽命指數(shù)：壽命指數(shù)：-球軸承球軸承-滾子軸承滾子軸承hPCnLh60106用小時表示：用小時表示：3 310/310/3=0 1 2 3 4 5 10 15 L (106)29.5252015105P KN基本額定動載荷：基本額定動載荷：P-動載荷動載荷 NnLPCh61060L Lh h-預期壽命預期壽命 當當 t100t100 時，時， C C 引進溫度

30、系數(shù)引進溫度系數(shù) ft 進行修正。進行修正。表表8-4 溫度系數(shù)溫度系數(shù) 軸承工作軸承工作 溫度溫度 溫度系數(shù)溫度系數(shù) ft 10025020015012530010.950.900.700.800.60Ct= ft C修正后的計算公式：修正后的計算公式： rPCfLt610hPCfnLth60106NnLfPCht61060表表8-6 載荷系數(shù)載荷系數(shù) 載荷性質載荷性質 無沖擊或輕微沖擊無沖擊或輕微沖擊 中等沖擊中等沖擊 強烈沖擊強烈沖擊fP1.01.21.21.81.83.0NLnfPfChtP/161060或：hPfCfnLPth60106最終計算公式：最終計算公式：工作中沖擊振動工作中

31、沖擊振動 C C 引進載荷系數(shù)引進載荷系數(shù) fP 進行修正。進行修正。 三、當量動載荷的計算三、當量動載荷的計算滾動軸承的基本動載荷是在一定的實驗條件下確定的。對于向心軸承是指軸承承受純徑向載荷；對于推力軸承是指承受中心軸向載荷。實際情況可能既受徑向載荷又有軸向載荷，則必須將實際載荷換算成與實驗條件相同的載荷后，才能和基本額定動載荷進行比較。換算后的載荷是一種假定載荷，稱為當量載荷。含義：含義：當量動載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷當量動載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷雙重雙重影響影響，經(jīng)換算后的，經(jīng)換算后的假想載荷假想載荷。其效果與某一個基本額定。其效果與某一個基本額定動載荷相當。動載荷相當

32、。計算公式：計算公式：P=X Fr+Y FaX-徑向動載荷系數(shù)；徑向動載荷系數(shù)； Y-軸向動載荷系數(shù)。軸向動載荷系數(shù)。見下頁 向心軸承：向心軸承：P=Fr推力軸承：推力軸承：P=Fa理由：理由：基本額定動載荷是單向載荷（徑向或軸向）試基本額定動載荷是單向載荷（徑向或軸向）試驗條件下得出的。實際情況可能受到雙重載荷作用。驗條件下得出的。實際情況可能受到雙重載荷作用。很顯然，單向載荷與雙向載荷作用下，軸承的壽命是很顯然，單向載荷與雙向載荷作用下，軸承的壽命是不一樣的。不一樣的。潘存云教授研制表表8-5 向心軸承當量載荷系數(shù)向心軸承當量載荷系數(shù)X、Y的值的值軸承類型軸承類型 深溝球軸承深溝球軸承0.

33、172 0.19 2.312.3Fa C0r eFa / Fr eFa / Fr eXYXY0.345 0.22 1.990.689 0.26 1.711.03 0.28 1.551.38 0.30 0.56 1.45 1 0 0.178 0.38 1.470.357 0.40 1.400.714 0.23 1.301.07 0.46 1.23= = 15 1.43 0.47 0.44 1.19 1 0 角角接接觸觸球球軸軸承承= 25= 25 - 0.68 0.41 0.87 1 0= 4= 40 - 1.14 0.35 0.57 1 0 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承(單列單列) - 1.5tg

34、 0.4 0.4ctg 1 0 調心球軸承調心球軸承(雙列雙列) - 1.5tg 0.65 0.65ctg 1 0 (單列單列)潘存云教授研制1.1.若若 Fx+ + Fs2 Fs1壓緊端：壓緊端：Fa1 = = Fx+ + Fs2 放松端：放松端：Fa2 = = Fs2 2.2.若若 Fx+ +Fs2 Fs1 則有：則有： 壓緊端：壓緊端：FA1 = = Fx+ + Fs2 放松端：放松端：FA2 = = Fs2 2.2.若若 Fx+ +Fs2 Fs1 , ,則有：則有： 放松端：放松端： FA1 = = Fs1 壓緊端：壓緊端： FA2 = = Fs1 - - Fx結論與正裝相同：結論與正

35、裝相同： 放松端軸承的軸向載荷放松端軸承的軸向載荷 = = 內部軸向力內部軸向力壓緊端軸承的軸向載荷壓緊端軸承的軸向載荷 = = 其余軸向力的代數(shù)和其余軸向力的代數(shù)和本身除外五、滾動軸承的靜承載能力五、滾動軸承的靜承載能力 對于在工作載荷下基本不旋轉或緩慢旋轉或緩慢擺對于在工作載荷下基本不旋轉或緩慢旋轉或緩慢擺動的軸承，其失效形式不是疲勞點蝕，而是因滾動接觸動的軸承，其失效形式不是疲勞點蝕，而是因滾動接觸面上的接觸應力過大而產(chǎn)生的過大的塑性變形。面上的接觸應力過大而產(chǎn)生的過大的塑性變形。 在國家標準中，對每一種規(guī)格的滾動軸承規(guī)定了一在國家標準中，對每一種規(guī)格的滾動軸承規(guī)定了一個不應超過得載荷界

36、限個不應超過得載荷界限基本額定靜載荷，用基本額定靜載荷，用C0表示。表示。 軸承上作用的徑向載荷軸承上作用的徑向載荷Fr與軸向載荷與軸向載荷Fa應折合成一應折合成一個當量靜載荷個當量靜載荷P0 ，即：，即：P0=X0Fr+Y0Fa 按軸承靜承載能力選擇軸承的公式為：按軸承靜承載能力選擇軸承的公式為：式中：式中：S0為靜強度安全系數(shù)，可由設計手冊查取。為靜強度安全系數(shù)，可由設計手冊查取。C0 S0P0 旋轉條件旋轉條件 載荷條件載荷條件 S0 使用條件使用條件 S0 滾動軸承的靜強度安全系數(shù)滾動軸承的靜強度安全系數(shù) S0普通載荷普通載荷 12 高精度旋轉場合高精度旋轉場合 1.52.5沖擊載荷沖

37、擊載荷 23 振動沖擊場合振動沖擊場合 1.22.5普通載荷普通載荷 0.5 1.01.211.5 允許有變形量允許有變形量 0.31.0連續(xù)旋轉軸承連續(xù)旋轉軸承不常旋轉及不常旋轉及作擺動運動作擺動運動的軸承的軸承沖擊及不沖擊及不均勻載荷均勻載荷普通旋轉普通旋轉精度場合精度場合潘存云教授研制六、滾動軸承尺寸選擇的過程六、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計算當量動載荷計算當量動載荷P=fP(XFr+YFa)明確軸承的工作轉速明確軸承的工作轉速n與預計壽命與預計壽命L10PnLC/16101060計算軸承應滿足的基本額定動載荷計算軸承應滿足的基本

38、額定動載荷由軸承樣本（手冊）查取合適的軸承由軸承樣本（手冊）查取合適的軸承七、滾動軸承的可靠度七、滾動軸承的可靠度 在一般工程問題中，均以軸承的基本額定動載荷和在一般工程問題中，均以軸承的基本額定動載荷和基本額定壽命來衡量軸承的承載能力，這時對應的可靠基本額定壽命來衡量軸承的承載能力，這時對應的可靠度均為度均為90%。但是，對于航空航天產(chǎn)品、國防裝備等，。但是，對于航空航天產(chǎn)品、國防裝備等，對于軸承的可靠度有更高的要求。這時滾動軸承壽命的對于軸承的可靠度有更高的要求。這時滾動軸承壽命的計算須引入可靠性系數(shù)計算須引入可靠性系數(shù)a1，即修正壽命為：，即修正壽命為：)(601016101PCnaLa

39、Lna1也可按下式計算確定：也可按下式計算確定：5 . 111)9 . 0lnln(Ra R-為預期可靠度。為預期可靠度。 可靠度不為可靠度不為90%時的額定壽命修正系數(shù)時的額定壽命修正系數(shù)a1 (GB/T6391-1995)可靠度可靠度% 90 95 96 97 98 99Ln L10 L5 L4 L3 L2 L1 a1 1.0 0.62 0.53 0.44 0.3 0.21 8.6 8.6 軸承裝置的設計軸承裝置的設計 設計內容設計內容: : 軸承的定位和緊固軸承的定位和緊固軸承的配置設計軸承的配置設計軸承位置的調節(jié)軸承位置的調節(jié)軸承的潤滑與密封軸承的潤滑與密封軸承的配合軸承的配合軸承的裝

40、拆軸承的裝拆一、滾動軸承的定位和緊固一、滾動軸承的定位和緊固滾動軸承的軸向緊固是指將軸承的內圈或外圈相對于滾動軸承的軸向緊固是指將軸承的內圈或外圈相對于軸或軸承座實施緊固。軸或軸承座實施緊固。具體的緊固方法有很多，下面列舉常用的方法。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制內圈的緊固方法：內圈的緊固方法： 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、止動墊圈與錐孔內圈固定。錐孔內圈固定。外圈的緊固方法：外圈的緊固方法： 潘存云教授研制端端蓋蓋固固定

41、定孔孔用用擋擋圈圈軸承外圈止動槽軸承外圈止動槽螺紋環(huán)緊固螺紋環(huán)緊固 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制二、滾動軸承的配置二、滾動軸承的配置軸承配置軸承配置-指對于一個軸系應采用幾個軸承支承、指對于一個軸系應采用幾個軸承支承、如何支承、如何配置等問題。如何支承、如何配置等問題。常用配制方案常用配制方案雙支點各單向固定雙支點各單向固定 一個支點雙向固定、另一端游動。一個支點雙向固定、另一端游動。常用的軸承配置方案有以下三類，每一類又有若干具體方案。兩端均游動兩端均游動 兩端固定支承兩端固定支承C=0.20.3 mm預留補償間隙預留補償間隙雙支點各單向固定雙支點各單向固定 潘存云教授研制潘存

42、云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制二、滾動軸承的配置二、滾動軸承的配置軸承配置軸承配置-指對于一個軸系應采用幾個軸承支承、指對于一個軸系應采用幾個軸承支承、如何支承、如何配置等問題。如何支承、如何配置等問題。常用配制方案常用配制方案雙支點各單向固定雙支點各單向固定 一個支點雙向固定、另一端游動。一個支點雙向固定、另一端游動。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 L 游動支承游動支承選用圓柱滾子軸承時， 外圈應雙向固定。 選用深溝球軸承時， 外圈與端蓋間應留有間隙。 適用于溫適用于溫度變化較度變化較大的長軸。大的長軸。潘存云教授研制二、滾動軸承的配置二、滾動軸承的配置軸承配

43、置軸承配置-指對于一個軸系應采用幾個軸承支承、指對于一個軸系應采用幾個軸承支承、如何支承、如何配置等問題。如何支承、如何配置等問題。常用配制方案常用配制方案雙支點各單向固定雙支點各單向固定 一個支點雙向固定、另一端游動。一個支點雙向固定、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。兩端游動兩端游動潘存云教授研制調整墊片調整墊片加減墊片加減墊片三、三、 軸系部件的調整軸系部件的調整加減墊片的厚度加減墊片的厚度調整墊片調整墊片加減墊片加減墊片1. 軸承間隙的調整軸承間隙的調整螺釘調整螺釘調整方法：方法：潘存云教授

44、研制螺釘調整螺釘調整潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制2. 軸承的預緊軸承的預緊對于某些可調游隙的軸承，在安裝時給與一定的軸向壓緊力，使得內外圈產(chǎn)生相對移動而消除游隙，并在套圈和滾動體接觸處產(chǎn)生彈性預變形，借此提高軸的旋轉精度和剛度。這種方法稱為軸承的預緊。方法方法加金屬墊片加金屬墊片磨窄套圈磨窄套圈潘存云教授研制3. 軸承組合位置的調整軸承組合位置的調整對于某些可調游隙的軸承，在安裝時給與一定的軸向壓緊力，使得內外圈產(chǎn)生相對移動而消除游隙，并在套圈和滾動體接觸處產(chǎn)生彈性預變形，借此提高軸的旋轉精度和剛度。這種方法稱為軸承的預緊。目的：目的：使軸上的零件具有準確的工作位置

45、。使軸上的零件具有準確的工作位置。如齒輪、帶輪等例如：例如：圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點相重合。圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點相重合。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+調整墊片調整墊片潘存云教授研制潘存云教授研制軸承組合位置調整的方法：軸承組合位置調整的方法：套杯套杯+調整墊片調整墊片錐頂點不重合！錐頂點不重合！錐頂點重合！錐頂點重合！潤滑的目的潤滑的目的降低滾動軸承內部的摩擦，減少磨損和發(fā)熱量；降低滾動軸承內部的摩擦，減少磨損和發(fā)熱量；四、四、 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封軸承的摩

46、擦發(fā)熱使軸承升溫，油潤滑可以到起冷卻軸承的摩擦發(fā)熱使軸承升溫，油潤滑可以到起冷卻 作用，從而降低軸承的工作溫度，延長使用壽命；作用，從而降低軸承的工作溫度，延長使用壽命；良好的潤滑狀態(tài)，可在滾動體與滾道間形成一層使良好的潤滑狀態(tài)，可在滾動體與滾道間形成一層使 兩者隔開的油膜，減小接觸壓力；兩者隔開的油膜，減小接觸壓力；軸承零件表面覆蓋一層潤滑劑，可以防止表面氧化軸承零件表面覆蓋一層潤滑劑，可以防止表面氧化 生銹；生銹；潤滑劑還能吸收振動，并降低噪音。潤滑劑還能吸收振動，并降低噪音。1 1、滾動軸承的潤滑、滾動軸承的潤滑 密封目的密封目的-防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。防止灰塵、水分進

47、入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。潤滑劑潤滑?潤滑脂潤滑脂潤滑油潤滑油固體潤滑劑固體潤滑劑 用于特殊場合用于特殊場合用速度因素用速度因素dn 值作為選擇潤滑劑的條件值作為選擇潤滑劑的條件: : - - 常用常用- - 高速、高溫高速、高溫脂潤滑優(yōu)點：脂潤滑優(yōu)點：不容易流失、便于密封和維護，充填一不容易流失、便于密封和維護，充填一 次，可運轉較長時間。次，可運轉較長時間。油潤滑優(yōu)點：油潤滑優(yōu)點：摩擦阻力小、能散熱，可在摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高溫高速、高溫環(huán)環(huán) 境下使用。境下使用。dn間接反映了軸頸的圓周速度。d-滾動軸承的內徑，單位：滾動軸承的內徑，單位：mm；n-軸承轉速，單位：軸承轉速，單位

48、：r/min。 對于不同類型的軸承，潤滑劑和潤滑方式的選擇可對于不同類型的軸承，潤滑劑和潤滑方式的選擇可參照下表進行。參照下表進行。潘存云教授研制2 2、滾動承的密封、滾動承的密封潤滑油的選擇：潤滑油的選擇：潤滑油的粘度根據(jù)速度因素潤滑油的粘度根據(jù)速度因素dn和工作溫度和工作溫度t t來確定。來確定。1000000500000200000100000500002000010000-40-20 0 204060100 12080dn/(mmr/min)t / 潤滑油粘度的選擇潤滑油粘度的選擇5cSt(40時時)102065110250400滾動承的密封方式的選擇與滾動承的密封方式的選擇與潤潤滑的

49、種類、工作環(huán)境、溫度、滑的種類、工作環(huán)境、溫度、密封表面的圓周速度密封表面的圓周速度有關。有關。分類分類接觸式接觸式非接觸式非接觸式組合式密封組合式密封毛氈圈密封毛氈圈密封密封圈密封密封圈密封間隙密封間隙密封迷宮式密封迷宮式密封-毛氈迷宮式密封毛氈迷宮式密封例如：例如： dn=100000，t=90 可用可用 110 號潤滑油號潤滑油 110潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制毛氈圈密封毛氈圈密封適用場合：適用場合：脂潤滑，要求環(huán)境清潔，脂潤滑，要求環(huán)境清潔，軸頸圓周軸速度軸頸圓周軸速度v45 m/s，工作溫度不超過工作溫度不超過90 矩形斷面的毛氈圈被安裝在梯形槽內，它對軸產(chǎn)生一定的壓

50、力而起到密封作用。適用場合：適用場合：脂或油潤滑，軸頸圓周軸脂或油潤滑，軸頸圓周軸速度速度v45 m/s，工作溫工作溫度度: -40100 (a)(b)防漏油防漏油防灰塵防灰塵密封圈密封密封圈密封密封圈用皮革、塑料或耐油橡膠制成，有的具有金屬骨架，有的沒有，制成標準件。密封唇朝里，目的是防漏油。密封唇朝外，主要目的是防灰塵、雜質接觸式密封：接觸式密封：潘存云教授研制潘存云教授研制適用場合：適用場合： 脂潤滑，要求環(huán)境干燥清潔。脂潤滑，要求環(huán)境干燥清潔。 靠軸與端蓋之間的細小環(huán)形間隙密封，間隙愈小愈長，效果愈好，間隙取0.10.3 mm。間隙封圈間隙封圈(a)(b)=0.10.3 mm非接觸式密

51、封：非接觸式密封：潘存云教授研制潘存云教授研制適用場合：適用場合：脂潤滑或油潤滑，工作溫度不高于密封脂潤滑或油潤滑，工作溫度不高于密封用用 脂的滴點。密封效果可靠。脂的滴點。密封效果可靠。 圖b為軸向曲路，因考慮到軸受熱后會變長，間隙取 =1.52 mm。迷宮式封圈迷宮式封圈=0.10.2 mm(a)(b)=1.52 mm將旋轉件與靜止件之間的間隙做成迷宮形式，并在間隙中充填潤滑油或潤滑脂以加強密封效果。分為徑向和軸向兩種結構。潘存云教授研制適用場合：適用場合：適用于脂潤滑或油潤滑，密封效果可靠。適用于脂潤滑或油潤滑，密封效果可靠。 也可以把多種密封形式組合在一起。這是組合密封的一種型式-毛氈

52、加迷宮，可充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，提高密封效果。組合密封的方式很多，不一一列舉。組合封圈組合封圈組合式密封：組合式密封：潘存云教授研制五、五、 軸承組合的配合軸承組合的配合內圈孔內圈孔-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 配合是指內圈與軸頸、外圈與外殼孔的配合。配合是指內圈與軸頸、外圈與外殼孔的配合。除了對軸承的內外頸規(guī)定了直徑公差外，還規(guī)定了除了對軸承的內外頸規(guī)定了直徑公差外，還規(guī)定了 平均內徑和平均外經(jīng)平均內徑和平均外經(jīng)(dm ，Dm)的公差。的公差。 因為軸承的內、外圈屬于薄壁零件，容易變形。當它裝入外殼孔或裝在軸上后，其內外圈的不圓度將受到外殼孔及軸頸形狀的影響。軸

53、承外經(jīng)的軸承外經(jīng)的Dm公差帶公差帶0 6 5 4 2軸承內經(jīng)的軸承內經(jīng)的dm公差帶公差帶0 6 5 4 2+ +- -Dd+ +- -標準規(guī)定，標準規(guī)定，0 6 5 4 2各級公差等級的軸承的的內徑各級公差等級的軸承的的內徑dm和外經(jīng)和外經(jīng)Dm均采用單向制，且統(tǒng)一采用上偏差為零，均采用單向制，且統(tǒng)一采用上偏差為零，下偏差為負的分布。下偏差為負的分布。滾動軸承作為一種滾動軸承作為一種通用的標準件，規(guī)定通用的標準件，規(guī)定采用以下采用以下配合類型：配合類型：潘存云教授研制軸承內徑公差帶軸承內徑公差帶d dmpmp零線零線軸軸公差公差g6g6h6h6j6js6k6k6k5k5m6m6m5m5p6p6n6n6h8h8r7r7r7r7j5g5g5h5h5h8h8 滾動軸承內孔與軸的配