武漢理工大學(xué)考研專用 第9章滾動軸承設(shè)計(jì)

1、3 3滾動軸承部件組合設(shè)計(jì)滾動軸承部件組合設(shè)計(jì)（包括軸承內(nèi)外圈固定、間隙調(diào)（包括軸承內(nèi)外圈固定、間隙調(diào) 整、軸承配合、軸承裝拆、潤滑與密封等）整、軸承配合、軸承裝拆、潤滑與密封等） 重點(diǎn)重點(diǎn)型號（尺寸）選擇型號（尺寸）選擇軸承壽命計(jì)算軸承壽命計(jì)算 重點(diǎn)重點(diǎn)類型選擇類型選擇本章的主要內(nèi)容：本章的主要內(nèi)容：2 2滾動軸滾動軸 承選擇承選擇難點(diǎn)：角接觸軸承軸向載荷難點(diǎn)：角接觸軸承軸向載荷FA的確定的確定1 1滾動軸承的類型滾動軸承的類型及代號及代號重點(diǎn)重點(diǎn)軸軸減減 速速 器器軸承軸承軸承的作用軸承的作用 支承軸和軸上零件支承軸和軸上零件軸承分類軸承分類滑動軸承滑動軸承 滑動摩擦滑動摩擦滾動軸承滾動軸

2、承 滾動摩擦，摩滾動摩擦，摩擦損失小。擦損失小?；瑒虞S承滑動軸承軸瓦軸瓦軸頸軸頸軸承座軸承座滾動滾動軸承軸承齒齒 輪輪軸軸齒齒 輪輪軸滾動軸承滾動軸承二、滾動軸承的組成二、滾動軸承的組成滾動體滾動體保持架保持架內(nèi)圈內(nèi)圈滾動體的滾動體的種類：種類：總成總成外圈外圈缺點(diǎn)缺點(diǎn)：抗沖擊能力較差，高速時噪聲大，工作壽命不及液：抗沖擊能力較差，高速時噪聲大，工作壽命不及液 體摩擦的滑動軸承，徑向尺寸比滑動軸承大。體摩擦的滑動軸承，徑向尺寸比滑動軸承大。二二. . 滾動軸承的特點(diǎn)滾動軸承的特點(diǎn) 摩擦系數(shù)小，啟動力矩小，效率高；摩擦系數(shù)小，啟動力矩小，效率高； 軸向尺寸（寬度）較小；軸向尺寸（寬度）較小； 某

3、些滾動軸承能同時承受徑向和軸向載荷，因此某些滾動軸承能同時承受徑向和軸向載荷，因此 可使機(jī)器結(jié)構(gòu)簡化、緊湊；可使機(jī)器結(jié)構(gòu)簡化、緊湊； 徑向間隙小，還可預(yù)緊方法消除間隙，因此運(yùn)轉(zhuǎn)徑向間隙小，還可預(yù)緊方法消除間隙，因此運(yùn)轉(zhuǎn) 精度高；精度高； 潤滑簡單，耗油量少，維護(hù)保養(yǎng)簡便；潤滑簡單，耗油量少，維護(hù)保養(yǎng)簡便； 標(biāo)準(zhǔn)件，易于互換等優(yōu)點(diǎn)，所以獲得廣泛應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)件，易于互換等優(yōu)點(diǎn)，所以獲得廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：一滾動軸承的尺寸及性能參數(shù)一滾動軸承的尺寸及性能參數(shù)20-1 20-1 滾動軸承的主要類型及代號滾動軸承的主要類型及代號 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d軸承內(nèi)圈孔軸承內(nèi)圈孔徑，它與軸頸直徑相同，是徑，它與軸頸

4、直徑相同，是軸承公稱直徑；軸承公稱直徑； DDd d軸承寬度軸承寬度B 軸承兩端軸承兩端面之間的軸向距離。面之間的軸向距離。 一）滾動軸承的主要尺寸一）滾動軸承的主要尺寸軸承外徑軸承外徑D 軸承外圈軸承外圈外徑，它與軸承座孔直徑相外徑，它與軸承座孔直徑相同；同；B B三）滾動軸承的主要性能參數(shù)三）滾動軸承的主要性能參數(shù) 軸承的公稱接觸角軸承的公稱接觸角 滾動體與套滾動體與套圈接觸處的法線與軸承的徑向平面之間圈接觸處的法線與軸承的徑向平面之間的夾角。的夾角。反映軸承承受軸向載荷的能力，反映軸承承受軸向載荷的能力， 越大，越大，軸承承受軸向載荷的能力越強(qiáng)。軸承承受軸向載荷的能力越強(qiáng)。軸承的極限轉(zhuǎn)速

5、軸承的極限轉(zhuǎn)速nlim 軸承的工軸承的工 作轉(zhuǎn)速作轉(zhuǎn)速n 軸承內(nèi)外圈軸線相對偏斜角軸承內(nèi)外圈軸線相對偏斜角反映軸承自動調(diào)心的能力。反映軸承自動調(diào)心的能力。調(diào)心軸承簡圖調(diào)心軸承簡圖按軸承所能受的載荷方向或公稱接觸角的不同可分為以下幾種按軸承所能受的載荷方向或公稱接觸角的不同可分為以下幾種 二滾動軸承分類二滾動軸承分類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( (主要承受主要承受徑向負(fù)荷徑向負(fù)荷F FR R) )推力軸承推力軸承( (主要承受主要承受軸向負(fù)荷軸向負(fù)荷F FA A) )徑向接觸徑向接觸向心角接觸向心角接觸推力角接觸推力角接觸軸向接觸軸向接觸= 0= 00 00 00 04

6、5450 045450 0 90 900 0= 90= 900 0圖圖例例三三 滾動軸承的主要類型和特點(diǎn)滾動軸承的主要類型和特點(diǎn)類型代號：類型代號：（1 100000000）承承載類型載類型主承徑向負(fù)荷主承徑向負(fù)荷FR也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷FAFRFAFAFRFAFA1.1.調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承承承載類型載類型主承徑向負(fù)荷主承徑向負(fù)荷FR ，也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷FA特點(diǎn)特點(diǎn)具有調(diào)心性能具有調(diào)心性能=2=20 030 02.2.調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承特點(diǎn)特點(diǎn)具有調(diào)心性能具有調(diào)心性能=0.5=0.50 02 20 0 類型代號：類型代

7、號：（2 200000000）承承載類型載類型能承受較大的徑向負(fù)荷能承受較大的徑向負(fù)荷FR 和單向的軸向負(fù)荷和單向的軸向負(fù)荷FA。FRFA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)外圈可分離內(nèi)外圈可分離, ,公稱接觸角有公稱接觸角有 12120 0，26260,0,越大，承受軸向載越大，承受軸向載 荷的能力就越大。荷的能力就越大。3.3.推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承類型代號：類型代號：（2929000000）承承載類型載類型可可承承很大的很大的軸向負(fù)荷軸向負(fù)荷FA 和一定和一定徑向負(fù)荷徑向負(fù)荷FR特點(diǎn)特點(diǎn)具有調(diào)心性能，具有調(diào)心性能，=2=20 030 04.4.圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承使用要求：使用要求：成對

8、使用成對使用類型代號：類型代號：（3 30 0000000）FAFRFR 正裝（面對面安裝）正裝（面對面安裝）圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承安裝形式一：安裝形式一：正裝簡圖正裝簡圖反裝（背對背安裝）反裝（背對背安裝）圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承安裝形式二：安裝形式二：反裝簡圖反裝簡圖5.5.推力球軸承推力球軸承000000單向單向推力球推力球軸承，軸承，只能受只能受單向單向FA類型代號：類型代號： （ 00000000）000000雙雙向向推力推力球軸承，球軸承，能受能受雙雙向向FA000000結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由由緊圈緊圈松圈松圈和和滾動體滾動體組成，組成，套圈與滾動體可分離。套圈與滾動體可分離。承

9、承載類型載類型只能受軸向負(fù)荷只能受軸向負(fù)荷F FAFA000000松圈松圈緊圈緊圈滾動體滾動體松圈松圈松圈松圈緊圈緊圈FAFA極限轉(zhuǎn)速低極限轉(zhuǎn)速低6.6.深溝深溝球軸承球軸承 承承載類型載類型能同時承受徑向負(fù)能同時承受徑向負(fù) 荷荷F FR R與單向軸向負(fù)荷與單向軸向負(fù)荷F FA AFRFAFAFRFA承承載類型載類型主要承受徑向負(fù)主要承受徑向負(fù)荷荷F FR R，也可同時承受少量雙向，也可同時承受少量雙向軸向負(fù)荷軸向負(fù)荷F FA A類型代號：類型代號： （6 600000000）極限轉(zhuǎn)速高極限轉(zhuǎn)速高7.7.角接觸球軸承角接觸球軸承類型代號：類型代號： （7 700000000）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

10、：公稱接觸角有公稱接觸角有15150 0，25250 0，40400 0 越大，承軸向載荷的能力就越大。越大，承軸向載荷的能力就越大。使用要求：使用要求：成對使用成對使用 深溝球軸承深溝球軸承正裝（面對面安裝）正裝（面對面安裝）角接觸軸承安裝形式一：角接觸軸承安裝形式一：正裝簡圖正裝簡圖反裝（背對背安裝）反裝（背對背安裝）角接觸軸承安裝形式二：角接觸軸承安裝形式二：反裝簡圖反裝簡圖8.8.圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承FR（N N00000000）（NNNN00000000）承承載類型載類型只能承受徑向負(fù)荷只能承受徑向負(fù)荷FR， 不能承受軸向負(fù)荷。不能承受軸向負(fù)荷。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)外圈可分離內(nèi)

11、外圈可分離類型代號：類型代號：外圈無擋邊外圈無擋邊圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承雙列雙列圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承FRN N00000000NNNN00000000NANA000000009. 9. 滾針軸承滾針軸承類型代號：類型代號：（NANA00000000）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)外圈可分離，可以沒有內(nèi)外圈可分離，可以沒有 保持架保持架FR承承載類型載類型只能承受徑向負(fù)荷只能承受徑向負(fù)荷FR， 不能承受軸向負(fù)荷。不能承受軸向負(fù)荷。一）軸承代號組成一）軸承代號組成由基本代號、前置代號構(gòu)成。由基本代號、前置代號構(gòu)成。三三. . 滾動軸承的代號滾動軸承的代號軸承代號軸承代號前置代號前置代號 后置代號后置

12、代號 結(jié)構(gòu)形結(jié)構(gòu)形狀狀、尺尺寸公差寸公差技術(shù)要技術(shù)要求求 成成套套分分軸軸承承部部件件基本代號基本代號 二二. . 基本代號基本代號 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承: :3 3推力球軸承推力球軸承 : :5 5深溝深溝球軸承球軸承 : :6 6角接觸球軸承角接觸球軸承: :7 7圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承:N:N窄窄: : 0 0正常正常: : 1 1寬寬: : 2 2特低：特低：7 7低：低：9 9正常：正常：1 1（單向）（單向）正常：正常：2 2（雙向）（雙向）輕：輕：2中：中：3重：重：4特寬：特寬：3 3特寬：特寬：4 4特寬：特寬：5 5特寬：特寬：6 6d 20 mmd 500 mmd

13、500 mm以上軸承以上軸承代號：代號：/ /內(nèi)徑毫米內(nèi)徑毫米 表示表示特輕：特輕：0 0特輕：特輕：1 1調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 : :1 1調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承: :2 2推力調(diào)心滾子推力調(diào)心滾子軸承軸承 : :2929滾針軸承滾針軸承 : :NANA尺寸系列代號表示方法尺寸系列代號表示方法直徑直徑系列系列代號代號尺尺 寸寸 系系 列列 代代 號號向心軸承向心軸承寬度系列代號寬度系列代號推力軸承推力軸承高度系列代號高度系列代號0 0（窄）（窄）1 1（正常）（正常）2 2（寬）（寬）7 7（特低（特低）9 9（低）（低）1 1（正常）（正常）2 2（正常）（正常）2（輕）（輕）3（中）（

14、中）4（重）（重）0 02 21 12 22 22 20 03 31 13 32 23 30 04 41 14 42 24 47 729 921 122 227 73 39 93 31 13 32 23 37 749 941 142 24向心軸承向心軸承中直徑系列中直徑系列正常寬度系列正常寬度系列如：尺寸系列尺寸系列代號為：代號為：13雙向推力軸承雙向推力軸承輕直徑系列輕直徑系列正常高度系列正常高度系列如：尺寸系列尺寸系列代號為：代號為：222 221313d02031324DDDBBBB表示表示同一公稱內(nèi)徑同一公稱內(nèi)徑d d的軸承，其的軸承，其外徑外徑D D和寬度和寬度B B的變化情況的變化

15、情況軸承尺寸系列的軸承尺寸系列的含義含義輕窄系列輕窄系列中窄系列中窄系列中寬系列中寬系列重寬系列重寬系列三）后置代號三）后置代號6 6（0 0）2 2 0606 3 3 3232 1515 E E 公差等級為公差等級為0 0級級加強(qiáng)型加強(qiáng)型軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d =75 mmd =75 mm尺寸系列尺寸系列32,32,為特寬輕系列為特寬輕系列圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承解答：解答：軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d=30mm d=30mm 尺寸系列（尺寸系列（0 0）2,2,為窄輕系列為窄輕系列深溝球軸承深溝球軸承公差等級公差等級為為0 0級級例例20-120-1 試說明軸承代號試說明軸承代號62066206、332

16、15E33215E、7312C7312C及及52412/P652412/P6的的 含義。含義。7 7（0 0）3 3 1212 C C /P5/P55 5 1414 10 10 /P6/P6公差等級公差等級為為6 6級級軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d = 50 mmd = 50 mm尺寸系列尺寸系列14,14,為正常高度為正常高度、重系列重系列單向推力單向推力求軸承求軸承軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d=60mm d=60mm 尺寸系列（尺寸系列（0 0）3,3,為窄中系列為窄中系列角接觸球軸承角接觸球軸承公差等級公差等級為為5 5級級=15150 0四四. 滾動軸承類型的選擇滾動軸承類型的選擇承受輕、中及較小波動載荷

17、的場合承受輕、中及較小波動載荷的場合承承受受重重載載及較大波動的載荷的場合及較大波動的載荷的場合一）根據(jù)一）根據(jù)軸承所受軸承所受的載荷選的載荷選載荷的大載荷的大小、性質(zhì)小、性質(zhì)載荷的載荷的方向方向深溝軸承（深溝軸承（6 6類類）圓柱滾子軸承（圓柱滾子軸承（N N類類）及滾針軸承（）及滾針軸承（NANA類類）純徑向負(fù)純徑向負(fù)荷可選用荷可選用純軸向負(fù)荷純軸向負(fù)荷可選用推力軸承（可選用推力軸承（5 5類類）同時受同時受徑向負(fù)荷徑向負(fù)荷和軸向負(fù)和軸向負(fù)荷時荷時徑向負(fù)荷為主徑向負(fù)荷為主可用深溝球軸承（可用深溝球軸承（6 6類類）徑向負(fù)荷，軸徑向負(fù)荷，軸向負(fù)荷都很大向負(fù)荷都很大角接觸球軸承（角接觸球軸承（

18、7 7類類）圓錐滾子軸承（圓錐滾子軸承（3 3類類）可用推力調(diào)心滾子軸承可用推力調(diào)心滾子軸承（2929類類）也可用圓柱滾子也可用圓柱滾子N N類類（或（或深溝球軸承深溝球軸承6 6類類）與推力）與推力軸承（軸承（5 5類類）聯(lián)合使用。）聯(lián)合使用。軸向負(fù)荷很大軸向負(fù)荷很大徑向負(fù)荷較小徑向負(fù)荷較小球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承轉(zhuǎn)速較高、負(fù)荷較小或要求旋轉(zhuǎn)精度較高時轉(zhuǎn)速較高、負(fù)荷較小或要求旋轉(zhuǎn)精度較高時轉(zhuǎn)速較低、負(fù)荷較大或有沖擊載荷時轉(zhuǎn)速較低、負(fù)荷較大或有沖擊載荷時二）軸承二）軸承 的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速 當(dāng)兩軸承座孔同心度難以保證，或軸受載后撓曲變形較大時，應(yīng)選用當(dāng)兩軸承座孔同心度難以保證，或軸受載后撓曲變形

19、較大時，應(yīng)選用調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。三）調(diào)心性能的要求三）調(diào)心性能的要求四）安裝和拆卸方便四）安裝和拆卸方便 一般，球軸承價格最低，滾子軸承比球軸承價格高。軸承精度愈高，則一般，球軸承價格最低，滾子軸承比球軸承價格高。軸承精度愈高，則價格愈高，選擇軸承時，在滿足工作要求的前提下，應(yīng)使成本最低。價格愈高，選擇軸承時，在滿足工作要求的前提下，應(yīng)使成本最低。 當(dāng)軸承座不是剖分式而必須沿軸向安裝和拆卸軸承時，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)當(dāng)軸承座不是剖分式而必須沿軸向安裝和拆卸軸承時，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承外圈可分離的軸承五）考慮經(jīng)濟(jì)性五）考慮經(jīng)濟(jì)性球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承 20

20、-2 滾動軸承的主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則滾動軸承的主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則 一滾動軸承的受力及應(yīng)力分析（以深溝球軸承為例）一滾動軸承的受力及應(yīng)力分析（以深溝球軸承為例）FR 當(dāng)深溝球軸承承受徑向力當(dāng)深溝球軸承承受徑向力F FR R時，時，由于各接觸點(diǎn)存在著彈性變形，使由于各接觸點(diǎn)存在著彈性變形，使內(nèi)圈沿內(nèi)圈沿F FR R方向下移一距離方向下移一距離。 只有下半圈滾動體受載，上半圈只有下半圈滾動體受載，上半圈動體不受載。沿動體不受載。沿F FR R作用線上滾動體受作用線上滾動體受載最大（載最大（F FQ Q），而鄰近的滾動體受載），而鄰近的滾動體受載逐漸減?。ㄖ饾u減小（F FQ Q F FQ1Q1

21、F FQ2Q2) )F FQ2Q2F FQ QF FQ1Q1F FQ1Q1F FQ2Q2 一）一）受力分析受力分析向心軸承載荷的分布向心軸承載荷的分布 二）軸承工作時元件上應(yīng)力的變化二）軸承工作時元件上應(yīng)力的變化滾動體滾動體當(dāng)滾動體進(jìn)入承載區(qū)后，當(dāng)滾動體進(jìn)入承載區(qū)后，所受負(fù)荷就由零逐漸增大到最大，然所受負(fù)荷就由零逐漸增大到最大，然后，再逐漸減小到直至零。因此，對后，再逐漸減小到直至零。因此，對滾動體某一點(diǎn)而言，它的應(yīng)力是周期滾動體某一點(diǎn)而言，它的應(yīng)力是周期性不穩(wěn)定變化的。性不穩(wěn)定變化的。 轉(zhuǎn)動的內(nèi)圈轉(zhuǎn)動的內(nèi)圈其上各點(diǎn)的受載情況其上各點(diǎn)的受載情況類似于滾動體。因此，旋轉(zhuǎn)圈上任一類似于滾動體。因此

22、，旋轉(zhuǎn)圈上任一點(diǎn)的應(yīng)力是周期性不穩(wěn)定變化的。點(diǎn)的應(yīng)力是周期性不穩(wěn)定變化的。 固定的外圈固定的外圈各點(diǎn)所受應(yīng)力隨位置各點(diǎn)所受應(yīng)力隨位置不同而大小不同，對位于不同而大小不同，對位于承載區(qū)內(nèi)承載區(qū)內(nèi)的的任一點(diǎn)任一點(diǎn)，當(dāng)每個滾動體滾過一次便受，當(dāng)每個滾動體滾過一次便受載一次，而所受負(fù)荷和應(yīng)力的最大值載一次，而所受負(fù)荷和應(yīng)力的最大值是不變的，承受穩(wěn)定的脈動循環(huán)應(yīng)力。是不變的，承受穩(wěn)定的脈動循環(huán)應(yīng)力。滾動軸承工作時，一般是內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，滾動軸承工作時，一般是內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，外圈固定。外圈固定。Ht0Ht0Ht0通過承載通過承載區(qū)時間區(qū)時間通過非承通過非承載區(qū)時間載區(qū)時間通過承載通過承載區(qū)時間區(qū)時間通過非承通過非承載

23、區(qū)時間載區(qū)時間滾動體應(yīng)力的變化滾動體應(yīng)力的變化內(nèi)圈應(yīng)力的變化內(nèi)圈應(yīng)力的變化外圈應(yīng)力的變化外圈應(yīng)力的變化1 1疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕滾動軸承工作時，由于它的內(nèi)圈、外圈和滾動體上任意點(diǎn)的接觸應(yīng)力都滾動軸承工作時，由于它的內(nèi)圈、外圈和滾動體上任意點(diǎn)的接觸應(yīng)力都是變化的，工作一定時間后，其接觸表面就可能發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕發(fā)是變化的，工作一定時間后，其接觸表面就可能發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕發(fā)生后，噪聲和振動加劇，發(fā)熱嚴(yán)重，致使軸承失效。一般在安裝、潤滑生后，噪聲和振動加劇，發(fā)熱嚴(yán)重，致使軸承失效。一般在安裝、潤滑和密封正常的情況下，和密封正常的情況下，疲勞點(diǎn)蝕是滾動軸承的主要失效形式疲勞點(diǎn)蝕是滾動軸承的主要失效形式

24、。二二. . 滾動軸承的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則滾動軸承的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則一）一） 失效形式失效形式2 2塑性變形塑性變形轉(zhuǎn)速很低或間歇往復(fù)擺動的軸承，一般不會發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，但在很大的靜轉(zhuǎn)速很低或間歇往復(fù)擺動的軸承，一般不會發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，但在很大的靜載荷或沖擊載荷作用下，會使套圈滾道和滾動體接觸處的局部應(yīng)力超過材載荷或沖擊載荷作用下，會使套圈滾道和滾動體接觸處的局部應(yīng)力超過材料的屈服極限，以致表面出現(xiàn)塑性變形（凹坑），運(yùn)轉(zhuǎn)精度降低，并會出料的屈服極限，以致表面出現(xiàn)塑性變形（凹坑），運(yùn)轉(zhuǎn)精度降低，并會出現(xiàn)振動和噪聲而不能正常工作現(xiàn)振動和噪聲而不能正常工作 3 3磨損磨損在潤滑不良和密封不嚴(yán)的情況下，

25、軸承工作時易發(fā)生磨損。轉(zhuǎn)速愈高，在潤滑不良和密封不嚴(yán)的情況下，軸承工作時易發(fā)生磨損。轉(zhuǎn)速愈高，磨損愈嚴(yán)重。軸承磨損后會降低旋轉(zhuǎn)精度，甚至失效。磨損愈嚴(yán)重。軸承磨損后會降低旋轉(zhuǎn)精度，甚至失效。 對一般工作條件下的回轉(zhuǎn)滾動軸承對一般工作條件下的回轉(zhuǎn)滾動軸承經(jīng)常發(fā)生點(diǎn)蝕，經(jīng)常發(fā)生點(diǎn)蝕， 主要進(jìn)行主要進(jìn)行壽命計(jì)算壽命計(jì)算，必要時進(jìn)行靜強(qiáng)度校核；，必要時進(jìn)行靜強(qiáng)度校核；對于不轉(zhuǎn)動、擺動或轉(zhuǎn)速低（對于不轉(zhuǎn)動、擺動或轉(zhuǎn)速低（n n10 r/min10 r/min）的軸承）的軸承，要，要 求控制塑性變形，只需進(jìn)行求控制塑性變形，只需進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算靜強(qiáng)度計(jì)算；對于高速軸承對于高速軸承由于發(fā)熱而由于發(fā)熱而常常常常

26、造成的粘著磨損、燒傷造成的粘著磨損、燒傷，除進(jìn)行壽命計(jì)算外，還需校驗(yàn)極限轉(zhuǎn)速除進(jìn)行壽命計(jì)算外，還需校驗(yàn)極限轉(zhuǎn)速。二）計(jì)算準(zhǔn)則二）計(jì)算準(zhǔn)則 20-3 20-3 滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承的壽命計(jì)算 是指軸承中任一滾動是指軸承中任一滾動體或內(nèi)、外圈滾道上出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前體或內(nèi)、外圈滾道上出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下工作的所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下工作的小時數(shù)。小時數(shù)。一一. . 軸承壽命的幾個概念軸承壽命的幾個概念L /（ 106 r）05101550100破壞卛 指一批同指一批同型號的軸承，在相同的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，型號的軸承，在相同的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，90%90%的軸承不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕時運(yùn)轉(zhuǎn)的的軸

27、承不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕時運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)定義為軸承的基本額定壽命，總轉(zhuǎn)數(shù)定義為軸承的基本額定壽命，用用 L L1010 表示，單位為表示，單位為10106 6轉(zhuǎn)（或用一轉(zhuǎn)（或用一定轉(zhuǎn)速下所能運(yùn)轉(zhuǎn)的總工作小時數(shù)定轉(zhuǎn)速下所能運(yùn)轉(zhuǎn)的總工作小時數(shù) L Lh h表示，單位為小時）。表示，單位為小時）。 設(shè)計(jì)時，根據(jù)具體工作要求規(guī)定的軸承壽命，設(shè)計(jì)時，根據(jù)具體工作要求規(guī)定的軸承壽命，通常通常取機(jī)器的中修或大修期限作為軸承的預(yù)期壽命，用取機(jī)器的中修或大修期限作為軸承的預(yù)期壽命，用L Lh h 表示。表示。10L L1010軸承的壽命軸承的壽命軸承的基本額定壽命軸承的基本額定壽命軸承的預(yù)期使用壽命軸承的預(yù)期使用壽命二二

28、. . 軸承壽命計(jì)算的基本公式軸承壽命計(jì)算的基本公式一一) ) 滾動軸承的疲勞曲線滾動軸承的疲勞曲線, ,即即: :載荷載荷壽命曲線（壽命曲線（P-LP-L曲線）曲線）P/NL L /(/(10106 6r)r)L1L2P1P21C滾動軸承的疲勞曲線滾動軸承的疲勞曲線曲線方程曲線方程: : P P L L1010= = C C 10106 6 = = 常數(shù)常數(shù) 疲勞曲線是疲勞曲線是表征軸承表征軸承載載荷荷 P P與基本額定壽命與基本額定壽命 L L之之間關(guān)系的載荷間關(guān)系的載荷壽命曲線壽命曲線（ P-LP-L曲線曲線 ）. .二二) )滾動軸承壽命計(jì)算的基本公式滾動軸承壽命計(jì)算的基本公式由疲勞曲

29、線方程可得由疲勞曲線方程可得壽命計(jì)算公式壽命計(jì)算公式: :C C基本額定動基本額定動載載荷荷標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：基本額定壽基本額定壽命為命為10106 6轉(zhuǎn)轉(zhuǎn), ,可靠度為可靠度為90%90%時時軸承能承受的載荷值軸承能承受的載荷值. .rPCL610以總轉(zhuǎn)數(shù)以總轉(zhuǎn)數(shù)( r )( r )為單位的壽命計(jì)算公式為單位的壽命計(jì)算公式: :rPCL610 h小小時時PCfnLth60106實(shí)際計(jì)算時，用小時數(shù)表示軸承壽命實(shí)際計(jì)算時，用小時數(shù)表示軸承壽命: :n _ 軸承的工作轉(zhuǎn)速軸承的工作轉(zhuǎn)速, , r/min;r/min;式中式中: : L Lh h _ _ 按小時數(shù)計(jì)算的軸承的基本額定壽命按小

30、時數(shù)計(jì)算的軸承的基本額定壽命,h;,h;P _ 軸承的當(dāng)量動軸承的當(dāng)量動載載荷荷,N;,N;對向心軸承對向心軸承為基本為基本徑向徑向額定動額定動載載荷，以荷，以C Cr r表示表示對推力軸承對推力軸承為基本為基本軸向軸向額定動額定動載載荷，以荷，以C Ca a表示表示C _ 軸承的基本額軸承的基本額 定動定動載載荷荷,N,NC Cr r（或（或C Ca a）值根）值根據(jù)軸承型號查機(jī)據(jù)軸承型號查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊械設(shè)計(jì)手冊f ft t _ 溫度系數(shù)溫度系數(shù), ,是對軸承工作溫度高于是對軸承工作溫度高于120120時的基本額定動時的基本額定動載載荷荷 C C值進(jìn)行修正的系數(shù)，值進(jìn)行修正的系數(shù)，f ft

31、t可查表可查表14-1014-10。軸承工作溫度軸承工作溫度溫度系數(shù)溫度系數(shù)f ft t125150175300350200225250 12010.950.800.900.850.750.500.700.60預(yù)期計(jì)算壽命預(yù)期計(jì)算壽命L L1 1h h _通常取機(jī)器的中修或大修期限作為軸承的預(yù)期壽命。預(yù)通常取機(jī)器的中修或大修期限作為軸承的預(yù)期壽命。預(yù)期壽命一般約為期壽命一般約為5000500020000h20000h，間歇、短期工作時取小值，連續(xù)長期工作時，間歇、短期工作時取小值，連續(xù)長期工作時取大值，表取大值，表20-920-9的薦用值可供參考。的薦用值可供參考。 CnLfPCht61060

32、軸承軸承正常工作的條件正常工作的條件hthLPCfnL60106或或按按CCCC從機(jī)械設(shè)計(jì)從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中選擇軸承型號手冊中選擇軸承型號三三. . 滾動軸承的當(dāng)量動載荷滾動軸承的當(dāng)量動載荷P P當(dāng)量動載荷：當(dāng)量動載荷：為了能與基本額定動載荷在相同條件下比較為了能與基本額定動載荷在相同條件下比較, ,使軸承使軸承 壽命與實(shí)際復(fù)合載荷作用下等壽命的壽命與實(shí)際復(fù)合載荷作用下等壽命的假想載荷假想載荷2.2. 對只能承受純徑向?qū)χ荒艹惺芗儚较蜉d載荷荷F FR R的圓柱滾子軸承及滾針軸承，當(dāng)量動的圓柱滾子軸承及滾針軸承，當(dāng)量動載載荷為荷為一）當(dāng)量動一）當(dāng)量動載載荷計(jì)算公式荷計(jì)算公式1.1.向心角接觸軸承向

33、心角接觸軸承：在不變的徑向和軸向負(fù)荷作用下，其徑向當(dāng)量動負(fù)荷為：在不變的徑向和軸向負(fù)荷作用下，其徑向當(dāng)量動負(fù)荷為：P =fP (XFR + YFA)式中式中: :F FR R軸承所承受的名義徑向軸承所承受的名義徑向載載荷；荷；F FA A軸承所承受的名義軸向軸承所承受的名義軸向載載荷；荷；XX徑向動徑向動載載荷系數(shù)，其值見表荷系數(shù)，其值見表20-1020-10；YY軸向動軸向動載載荷系數(shù)，其值見表荷系數(shù)，其值見表20-1020-10；P = fP FRP = fP FA 3.3.對只能承受純軸向?qū)χ荒艹惺芗冚S向載載荷荷A A的推力軸承，當(dāng)量動的推力軸承，當(dāng)量動載載荷為荷為fP 動載荷系數(shù)，動載

34、荷系數(shù)，考慮機(jī)械在工作中有沖擊，振動等影響，使軸承壽考慮機(jī)械在工作中有沖擊，振動等影響，使軸承壽 命降低命降低而而引入引入的對當(dāng)量動載的對當(dāng)量動載荷荷進(jìn)行修正的進(jìn)行修正的系數(shù)，系數(shù)，見表見表20-1120-11。 二）二） 徑向動徑向動載載荷系數(shù)荷系數(shù)X X和軸向動和軸向動載載荷系數(shù)荷系數(shù)Y Y的確定的確定其值見表其值見表20-1020-10；e 軸向軸向載載荷影響系數(shù)，其數(shù)值受接觸角荷影響系數(shù)，其數(shù)值受接觸角變化的影響變化的影響F FA A/C/Coror-反映軸向負(fù)荷的相對大小，它通過接觸角反映軸向負(fù)荷的相對大小，它通過接觸角的的 變化而影響變化而影響e e值。值。F FA A/F/FR

35、R-軸向載荷與徑向載荷的比值軸向載荷與徑向載荷的比值1. 1. 表表20-1020-10中中各符號的含義各符號的含義X= 1Y = 0當(dāng)當(dāng)F FA A/F/FR R e e時，表示軸向時，表示軸向載載荷對荷對軸承壽命的影響可以忽略不計(jì)軸承壽命的影響可以忽略不計(jì)深溝球軸承和深溝球軸承和=15=15角接角接觸球軸承觸球軸承的的e e值，值，X X和和Y Y根據(jù)根據(jù)F FA A / /C Coror的值，查表的值，查表20-1020-10當(dāng)當(dāng)F FA A/F/FR R e e時，表示軸向時，表示軸向載載荷對荷對軸承的壽命影響較大，計(jì)算當(dāng)量軸承的壽命影響較大，計(jì)算當(dāng)量動動載載荷荷P P 時必須考慮時必

36、須考慮 F FA A 的影響的影響=25 =25 ，=40 =40 角接角接觸球軸承觸球軸承的的e e值，值，X X和和Y Y值，值，直接查表直接查表20-1020-10圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承的的e e值，值，X X和和Y Y值，根據(jù)軸承型號查手冊值，根據(jù)軸承型號查手冊2. X2. X和和Y Y值值確定方法確定方法表表20-10 當(dāng)量動負(fù)荷的系數(shù)當(dāng)量動負(fù)荷的系數(shù)X、Y深溝球軸承深溝球軸承0.0250.040.070.130.250.500.220.240.270.310.370.442.01.81.61.41.21.000.561010101.611.531.401.261.121.000.

37、340.360.390.430.490.550.0250.040.070.130.250.50=150角接觸角接觸球軸承球軸承0.45圓錐滾子圓錐滾子根據(jù)型號根據(jù)型號查手冊查手冊根據(jù)型號根據(jù)型號查手冊查手冊=2500. 70.410.851100=4000.990.360.640.4四、角接觸球軸承與圓錐滾子軸承軸向力四、角接觸球軸承與圓錐滾子軸承軸向力F FA A的計(jì)算的計(jì)算FRFS一）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 角接觸球軸承與圓錐滾子軸承在滾動體角接觸球軸承與圓錐滾子軸承在滾動體滾道接觸處存在著滾道接觸處存在著接觸角接觸角二）角接觸球軸

38、承與圓錐滾子軸承的承載特點(diǎn)：二）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的承載特點(diǎn)： 當(dāng)軸承當(dāng)軸承只承徑向載荷只承徑向載荷F FR R時時，由于滾動體的，由于滾動體的載荷方向與軸承徑向平面成一接觸角載荷方向與軸承徑向平面成一接觸角，故會，故會派生出內(nèi)部軸向力派生出內(nèi)部軸向力F FS S ，計(jì)算軸承軸向力，計(jì)算軸承軸向力F FA A時，時，必須將其必須將其內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力F FS S 考慮進(jìn)去?？紤]進(jìn)去。三）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承內(nèi)部軸向力三）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承內(nèi)部軸向力F FS S的大小和方向的大小和方向角接觸球軸承與圓錐滾子軸承內(nèi)部軸向力角接觸球軸承與圓錐滾子軸承內(nèi)部軸向力F FS S的大

39、小的大小角角 接接 觸觸 球球 軸軸 承承軸承類型軸承類型= 25 = 25 = 15 = 15 = 40 = 40 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承F FS S0.5FR0.7FR1.1FRFR / 2YF FS S的方向的方向: : F FS S總是沿著內(nèi)圈和滾動體對外圈脫離的方向?？偸茄刂鴥?nèi)圈和滾動體對外圈脫離的方向。即：指向外圈的窄邊即：指向外圈的窄邊四）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承軸向力四）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承軸向力F FA A的計(jì)算方法的計(jì)算方法承受徑向負(fù)荷承受徑向負(fù)荷F FR1R1、F FR R2 2時派生的時派生的內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力F FS S1 1、F FS S2 2大小及方向

40、大小及方向所有作用在軸上的所有作用在軸上的軸向外負(fù)荷軸向外負(fù)荷 Fa兩軸承的兩軸承的安裝形式安裝形式同一軸上兩軸承的軸同一軸上兩軸承的軸向負(fù)荷向負(fù)荷F FA1A1和和F FA2A2取決于取決于以以圓錐滾子圓錐滾子軸承正裝為軸承正裝為例例FaF FR1R1F FS S1 1F FR2R2F FS S2 212FaF FR1R1F FR2R2F FS S1 1F FS S2 2軸承軸向力軸承軸向力F FA A的計(jì)算的計(jì)算12F FS S2 2F FS S1 1Fa12F FS S2 2F FS S1 1Fa12（1）FS1+ Fa FS2F軸有向右移動的趨勢，使軸承軸有向右移動的趨勢，使軸承2“2

41、“壓緊壓緊”，軸承，軸承1“1“放松放松”。右右端蓋的通過外圈，給分離體一個附加軸向平衡力端蓋的通過外圈，給分離體一個附加軸向平衡力FF。FS1+ Fa = FS2+ F分離體軸向受力的平衡條件為分離體軸向受力的平衡條件為: :FS1+ Fa FS2aSSAFFFFF122121SaSAFFFFFF =FS1+ Fa - FS2軸承軸承1 1被被“放松放松”，其軸向力為：，其軸向力為：軸承軸承2 2被被“壓緊壓緊”, ,其軸向力為：其軸向力為：F FS S2 2F FS S1 1Fa12（2）FS1+ Fa e = 0.68，X = 0.41 ，Y = 0.85解（解（a a）圖）圖F FR1

42、R1F FR2R2FaF FS1S1FS2F FA2A2F FS1S1F Fa a3520N3520N（壓緊端）（壓緊端）因?yàn)椋阂驗(yàn)椋篎 FS1S1+F+Fa a25202520100010003520N3520NF FS S2 2=1260 N=1260 N所以，所以，F(xiàn) FA1A1F FS1S12520N2520N（放松端）（放松端）FA1FR1 =2450N3600 = 0.68 = e ，X = 1 ，Y = 0P1 = fP FR1 = 1.2 3600 = 4320 NP2 = fP (X FR2 + Y FA2) = 1.2 (0.411800 + 0.853520) = 447

43、6 N 3 3）求兩軸承的當(dāng)量動載荷）求兩軸承的當(dāng)量動載荷P P1 1，P P2 2解解2 2：計(jì)算（：計(jì)算（b b）方案軸向力）方案軸向力F FA1A1，F(xiàn) FA2A2F FS1S10.7F0.7FR1R1=0.7=0.73600=2520N3600=2520NF FS2S2=0.7F=0.7FR2R2=0.7=0.71800=1260N1800=1260NF FR1R1F FR2R2解（解（b b）圖）圖FaF FS2S2FS11 1）求兩軸承在徑向載荷作用下產(chǎn)生的）求兩軸承在徑向載荷作用下產(chǎn)生的 內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力2 2）求兩軸承的軸向力）求兩軸承的軸向力F FA1 A1 F FA2A

44、2F FA2A2=F=FS1S1F Fa a25202520100010001520N 1520N （壓緊端）（壓緊端）所以，所以，F(xiàn) FA1A1F FS1S12520N2520N（放松端）（放松端）因?yàn)椋阂驗(yàn)椋篎 FS2S2F Fa a12601260100010002260N2260NFsFs1 12520N2520N3 3）求兩軸承的當(dāng)量動載荷）求兩軸承的當(dāng)量動載荷P P1 1，P P2 2P P2 2 = f = fP P (X F (X FR2R2 + Y F + Y FA2A2) = 1.2 ) = 1.2 (0.41 (0.411800 + 0.851800 + 0.851520

45、) 1520) = 2436 N= 2436 NP P1 1 = f = fP P F FR1R1 = 1.2 = 1.2 3600 = 4320 N 3600 = 4320 NF FA2A2F FR2R2 = 1520 = 15201800 = 0.84 e 1800 = 0.84 e ，X = 0.41 X = 0.41 ，Y = 0.85Y = 0.85F FA1A1F FR1R1 =2520N =2520N3600 = 0.68 = e 3600 = 0.68 = e ，X = 1 X = 1 ，Y = 0Y = 0875NFF1875NFFFN1563F1875N1000)N875(

46、FF875NN1.6228002YFFN1563N1.6250002YFFS2A2aS2A1S1aS2R2S2R1S1N2800N)875028001 (1)(N5000N)18756 . 150004 . 0 (1)(1 0Y 1 x37. 031. 028008756 . 1Y 4 . 0 x37. 0375. 050001875222221111122221111ARpARppRARAFYFXfPFYFXfPfeFFeFF取載荷平穩(wěn)，h320449)28005150095. 0(7206010h46386)50005150095. 0(720601010/3 8-15 350 95. 0 )(60103/10623/10616hhtthLLPfPCfnL，）表（其中內(nèi)圈內(nèi)圈裝在軸頸上，隨軸轉(zhuǎn)動裝在軸頸上，隨軸轉(zhuǎn)動外外 圈圈內(nèi)內(nèi) 圈圈滾動體滾動體保持架保持架球球圓柱滾子圓柱滾子滾滾 針針常用的滾動體形狀常用的滾動體形狀 球面滾子球面滾子圓錐滾子圓錐滾子一一. .滾動軸承的構(gòu)造滾動軸承的構(gòu)造外圈外圈裝在軸承座孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動裝在軸承座孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動滾動體滾動體滾動軸承的核心元件滾動軸承的核心元件保持架保持架將將滾動體均勻隔開，避免摩擦滾動體均勻隔開，避免摩擦由由四種元四種元