第14章滾動軸承

14.2滾動軸承的主要類型和代號14.3滾動軸承類型的選擇14.4滾動軸承的工作情況14.5滾動軸承尺寸的選擇14.6軸承裝置的設(shè)計14.7滾動軸承典型例題分析14.1概述第14章滾動軸承設(shè)計本章學習的基本要求：熟練掌握的內(nèi)容1）各類滾動軸承的特點、代號（代號的主要內(nèi)容），正確選擇滾動軸承的原則和方法；2）滾動軸承的失效形式，基本額定壽命、基本額定動載荷C和基本額定靜載荷C0的概念，當量動載荷及軸承壽命的計算；3）滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括軸承的安裝結(jié)構(gòu)形式，軸承的定位及固定，內(nèi)外圈的配合、裝拆要求，軸承的預緊及間隙的調(diào)整；本章的重點：滾動軸承的尺寸選擇計算和組合結(jié)構(gòu)設(shè)計。難點是角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向力和當量動載荷的計算。滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計要與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計等聯(lián)系起來考慮。

14.1概述

滾動軸承是現(xiàn)代機器中應用廣泛的一種部件，它是依靠主要元件間的滾動接觸來支承旋轉(zhuǎn)的軸。缺點：抗沖擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音。優(yōu)點：摩擦阻力小、功率損耗少、啟動靈敏和易于互換等。

組成：外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架。（一）結(jié)構(gòu)常用的滾動體:球圓柱滾子圓錐滾子球面滾子滾針

14.1概述其中，滾動體必不可少，其余可有可無。用軸承鉻鋼制造，熱處理后硬度達：61~65HRC。保持架----

低碳鋼板沖壓制成。（二）材料內(nèi)、外圈和滾動體----

14.1概述設(shè)計人員的主要任務是:熟悉標準，正確選用。

本章主要討論如何根據(jù)具體的工作條件選擇軸承的類型及尺寸并計算其壽命，以及如何解決軸承的安裝、調(diào)整、潤滑和密封等問題。滾動軸承作為一種標準件，由專業(yè)工廠大量生產(chǎn)。

14.1概述推力軸承按載荷方向分向心軸承推力軸承(一)類型向心推力軸承FaFr向心軸承向心推力軸承FrFa

14.2

滾動軸承的主要類型及其代號----主要承受徑向載荷Fr----只能承受軸向載荷Fa----可同時承受徑向和軸向載荷軸圈座圈向心推力軸承的接觸角α

：

滾動體與外圈滾道接觸點處的法線與軸承半徑方向之間的夾角。接觸角α↑→

軸向承載能力

↑它是滾動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(guān)。向心推力軸承α

14.2

滾動軸承的主要類型及其代號

軸承實際所承受的徑向載荷Fr與軸向載荷Fa的合力與半徑方向的夾角β----載荷角向心推力軸承

FaFrβ

14.2

滾動軸承的主要類型及其代號表

常用滾動軸承的類型、主要性能和特點

軸承名稱、類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖

承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應用調(diào)心球軸承

10000中2?~3?

主要承受徑向載荷，同時也能承受少量軸向載荷。因為外滾道表面是以軸承中點為中心的球面，故能調(diào)心。(一)滾動軸承的主要類型、性能與特點按載荷方向分向心軸承推力軸承向心推力軸承

14.2

滾動軸承的主要類型及其代號

軸承的調(diào)心性能影響軸承正常運轉(zhuǎn)。角偏差

↑→

調(diào)心軸承

----在軸與軸承座孔的軸線有不大的相對偏斜時仍能正常工作。

軸承由于安裝誤差或軸的變形等都會引起內(nèi)外圈軸線發(fā)生相對傾斜。其傾斜角---角偏差。調(diào)心軸承θ

14.2

滾動軸承的主要類型及其代號推力球軸承

50000低不允許

只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為單、雙向兩種。高速時，因滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴重，壽命降低，故極限轉(zhuǎn)速很低。a)單向調(diào)心滾子軸承20000C低0.5?~2?

能承受很大的徑向載荷和少量軸向載荷。承載能力大，具有調(diào)心性能。表

常用滾動軸承的類型、主要性能和特點（續(xù)）軸承名稱、類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應用推力球軸承

50000低不允許

只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為單、雙向兩種。高速時，因滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴重，壽命降低，故極限轉(zhuǎn)速很低。b)雙向深溝球軸承60000高8’~16’

主要承受徑向載荷，也可同時承受小的軸向載荷。當量摩擦系數(shù)最小。高速時，可用來承受純軸向載荷。大量生產(chǎn)，價格最低。表

常用滾動軸承的類型、主要性能和特點（續(xù)）軸承名稱、類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應用

角接觸球軸承70000C(α=15?)70000AC(α=25?)70000B(α=40?)較高2’~10’

可同時承受徑向及軸向載荷。α大的，承受軸向載荷的能力也高。由于一個軸承只能承受單向的軸向力，故一般成對使用。α圓錐滾子軸承30000中2’

能同時承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。因線性接觸，承載能力大，內(nèi)外圈可分離，裝拆方便，對稱使用。α表

常用滾動軸承的類型、主要性能和特點（續(xù)）軸承名稱、類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和特點推力圓柱滾子軸承

80000低不允許

能承受很大的單向軸向載荷。圓柱滾子軸承N0000較高2’~4’

外圈（或內(nèi)圈）可分離，故不能承受軸向載荷，工作時允許內(nèi)外圈有少量的軸向錯動。有較大的徑向承載能力，但因線性接觸，內(nèi)外圈軸線的允許偏斜量很小。

滾針軸承a)NA0000b)RNA0000低

只能承受徑向載荷。承載能力大，徑向尺寸特小。一般無保持架，因而滾針間有摩擦，極限轉(zhuǎn)速低。不允許a)b)(二)滾動軸承的代號寬度系列代號直徑系列代號前置代號基本代號后置代號表

滾動軸承代號的構(gòu)成類型代號尺寸系列代號

軸承分部件代號內(nèi)徑代號五二一三四內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號公差等級代號游隙代號

14.2

滾動軸承的主要類型及其代號2）直徑系列代號----基本代號右起第三位數(shù)字。

表示：結(jié)構(gòu)、內(nèi)徑相同的軸承在外徑和寬度方面的變化系列7、8、9、0、1、2、3、4、5

內(nèi)徑相同，而直徑系列代號不同的四種軸承的尺寸對比：6110621063106410軸承的內(nèi)徑表示方法

內(nèi)徑代號

軸承內(nèi)徑尺寸

mm001001020304~99代號

51215171）內(nèi)徑代號---基本代號右起第一、二位數(shù)字。3）寬度系列代號-----基本代號右起第四位數(shù)字。

表示：結(jié)構(gòu)、內(nèi)、外徑都相同的軸承，在寬度方面的變化系列正常系列----0系列，代號0可不標出（除圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承外）

表

軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)常用代號

軸承類型角接觸球軸承

接觸角

α=15?

α=25?

α=40?

代號

CACB

示例

7210C7210AC7210B代號

/P2/P4/P5/P6/P6x/P0（可省略）

公差等級2級4級5級6級6x級0級表

公差等級代號說明僅用于圓錐軸承

普通級注：公差等級中2級最高，從左向右依次降低。表

徑向游隙系列常用代號

游隙系列

1組2組0組3組4組5組

代號

/C1/C2常用、不標出

/C3/C4/C5（三）滾動軸承代號示例63037312AC/P6軸承內(nèi)徑d=17mm深溝球軸承接觸角α=25?

軸承內(nèi)徑d=12×5=60mm尺寸系列03角接觸球軸承

6級公差0級公差0組游隙0組游隙尺寸系列03N105/P5公差等級為5級軸承內(nèi)徑d=25mm直徑系列為1(正常寬度系列)圓柱滾子軸承游隙組為0組；30213軸承內(nèi)徑d=65mm直徑系列為2寬度系列為0系列（正常系列）圓錐滾子軸承公差等級為0級;游隙組為0組；

14.2

滾動軸承的主要類型及其代號

14.3滾動軸承的類型選擇

不同類型的軸承應用場合是不一樣的。

要合理地選擇軸承的類型，首先對各種類型軸承的性能特點有充分的了解，然后依據(jù)以下幾個因素：（一）軸承的載荷（二）軸承的轉(zhuǎn)速（三）軸承的調(diào)心性能（四）軸承的安裝和拆卸Fr

14.4滾動軸承的工作情況（一）軸承元件上的載荷分布δ0

在徑向載荷Fr作用下，上半圈滾動體不受力，下半圈各滾動體承受大小不同的載荷。潘存云教授研制

各滾動體從開始受力到受力終止所對應的區(qū)域------承載區(qū)向心軸承：徑向載荷的分布FN0FN1FN1FN2FN2最下方的滾動體受載最大，兩旁逐漸減少。FN0FN1FN1FN2FN2Fr（二）軸承元件上的載荷及應力的變化

滾動體所處位置不同，所受載荷不同。滾動體、轉(zhuǎn)動套圈上某點的應力變化σHFNito承載區(qū)非承載區(qū)是周期性不穩(wěn)定變化FN0FN1FN1FN2FN2Fr固定套圈上某點的應力變化σHFNito

滾動軸承各元件承受的都是脈動變化的接觸應力是穩(wěn)定的脈動循環(huán)變化

FS=∑FSi

（三）向心推力軸承的派生軸向力FaFrαF’NiFSiFNi

α---派生軸向力F’Ni徑向分力FNi軸向分力FSi徑向載荷Fr∑FNi=FrFSi=FNitanα

FS---

將迫使軸頸（連同內(nèi)圈和滾動體）有向右移動的趨勢，從而與外圈分離。Fr

為避免在FS的作用下，滾動體與套圈相分離，向心推力軸承必須成對使用。派生軸向力：

FS=∑FSi

派生軸向力FS應在軸向力Fa作用下達到平衡。αFdFrFaFSFrFaF’NiFNi

FSiααFrFrFa2.軸向力Fa對載荷分布的影響FNi▲當只有最下方一個滾動體受載時：=

FaFNFNFS=FrtanαFdFNiFSiα

當受載滾動體數(shù)目增多時，派生軸向力FS將增大，

這時平衡派生軸向力FS所需施加的軸向力

Fa

也隨之增大為：Fa

=

FS

>

Frtanα▲當Fa≈1.25Frtanα時，▲當Fa≈1.7Frtanα時，

當受載滾動體數(shù)目增多時，派生軸向力FS將增大

，

這時平衡派生軸向力FS所需施加的軸向力Fa

也隨之增大：Fa=

FS

>

Frtanα根據(jù)研究：---約半圈滾動體同時受載---全部滾動體同時受載

14.4滾動軸承的工作情況2.軸向力Fa對載荷分布的影響

▲

為了平衡FS

就必須在FS

的反向增加軸向力Fa。

當Fa↑，→受載滾動體數(shù)目↑，→套圈滾道上徑向載荷的承載區(qū)↑，→軸承承受徑向載荷的能力↑?！鵀榱吮ＷC軸承能可靠地工作，應使它至少達到下半圈滾動體全部受載。以上分析說明：▲

（角）及（錐）軸承須在Fr

和Fa

的聯(lián)合作用下工作。一般都是成對使用。

14.4滾動軸承的工作情況

14.5

滾動軸承尺寸的選擇過度磨損燒傷卡死、元件破裂（一）滾動軸承的失效形式及基本額定壽命1、失效形式（正常）-----

點蝕破壞----非正常失效（維護保養(yǎng)不當而造成）2、軸承的壽命

單個軸承在出現(xiàn)點蝕破壞前，一個套圈相對另一個套圈的轉(zhuǎn)數(shù)。3、基本額定壽命L10

對每一個軸承來講，在額定壽命期內(nèi)能正常工作的概率為90%

，提前發(fā)生破壞的概率僅為10%。

一批相同的軸承在相同的運轉(zhuǎn)條件下工作，其中10%的軸承發(fā)生點蝕破壞，而90%的軸承不發(fā)生點蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（以106為單位）或工作小時數(shù)。

一組在相同條件下運轉(zhuǎn)的相同型號的軸承，其可靠度為90%時的壽命作為標準壽命。規(guī)定：

14.5

滾動軸承尺寸的選擇L’h/h表

推薦的軸承預期計算壽命L’h

機器類型

不經(jīng)常使用的儀器或設(shè)備

300~3000短時間或間斷使用的機械，中斷時不致引起嚴重后果

3000~8000

間斷使用的機械，中斷使用后果嚴重8000~12000

每天8h工作的機械（利用率不高）

12000~20000每天24h連續(xù)工作的機械

40000~60000預期計算壽命L’h

----設(shè)計機器時所要求的軸承壽命；通?？蓞⒄諜C器的大修期限取定。

14.5

滾動軸承尺寸的選擇定義：使軸承的基本額定壽命恰好為106

轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的載荷值。推力軸承---指純軸向載荷，記為：Ca（二）滾動軸承的基本額定動載荷C

C----表征了不同型號軸承的承載特性?？蓮脑O(shè)計手冊或軸承樣本中查取。向心軸承---指純徑向載荷，記為：Cr向心推力軸承---指使套圈產(chǎn)生純徑向位移的載荷的 徑向分量

14.5

滾動軸承尺寸的選擇（三）滾動軸承壽命的計算公式1、壽命計算要解決的兩個問題：（1）當載荷P=C

時，L10=106轉(zhuǎn)；當P≠C時，L10=？（2）已知載荷P,要求預期計算壽命L’h，應選C=?的軸承？2、壽命計算公式0123451015Lh(106r)25.5252015105PKN

14.5

滾動軸承尺寸的選擇軸承的載荷—壽命曲線若已知軸承轉(zhuǎn)速n，則：Lh≥L’h

（計算正確）（解決第一類問題）P---當量動載荷指數(shù)：310/3ε=---球軸承---滾子軸承式中：（三）滾動軸承壽命的計算公式

14.5

滾動軸承尺寸的選擇若軸承的預期計算壽命L’h已知，則：查手冊，可選擇所需要的軸承的型號：C≤C手冊（計算正確）（解決第二類問題）（三）滾動軸承壽命的計算公式

14.5

滾動軸承尺寸的選擇注：高溫軸承（t>125℃

）→C↓

引進溫度系數(shù)ft

修正后的計算公式：Ct=ftC表

溫度系數(shù)

軸承工作溫度/℃

溫度系數(shù)

ft≤12025020015012530010.950.900.700.750.601752250.850.80

14.5

滾動軸承尺寸的選擇(四)滾動軸承的當量動載荷P

當量動載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷雙重影響，經(jīng)換算后的假想載荷。1、當量動載荷的概念：

實際工作中，軸承常常同時承受徑向載荷Fr

和軸向載荷Fa。在計算軸承壽命時，必須將實際載荷換算成與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的當量動載荷。

14.5

滾動軸承尺寸的選擇2、當量動載荷P的計算公式：P=fP（XFr+Y

Fa）X----徑向動載荷系數(shù)

Y----軸向動載荷系數(shù)式中：見表fP----載荷系數(shù)；見表對只能承受純徑向載荷Fr的軸承（如N、NA類軸承）：P=fPFr對只能承受純軸向載荷Fa的軸承（如5類軸承）：P=fPFa表

徑向動載荷系數(shù)X和軸向動載荷系數(shù)Y軸承類型深溝球軸承0.0250.222.0Fa

C0r

eFa/Fr>eFa/Fr

≤eXYXY0.0400.241.80.0700.271.60.1300.311.40.2500.370.561.210………………0.0150.381.470.0290.401.400.0580.431.300.0870.461.23

α=

15?0.1200.470.441.1910…………角接觸球軸承α=

25?----0.680.410.8710α=

40?----1.140.350.5710

圓錐滾子軸承

----(e)

0.40(Y)10調(diào)心球軸承

----(Y2)

(Y1)

0.65--1表

載荷系數(shù)

fP

載荷性質(zhì)無沖擊或輕微沖擊中等沖擊強烈沖擊fP1.0~1.21.2~1.81.8~3.0

14.5

滾動軸承尺寸的選擇3、舉例：解：由表e在0.24~0.27之間由插入法求得:

Y=1.72有一60000型軸承6312，C=81800N，C0=51800N，

已知：Fr=5500N,

Fa=2700N,

fP=1.2，試求

P=?X=0.56，Y=1.8~1.6

14.5

滾動軸承尺寸的選擇▲特別提醒：

Fr

與Fa

是軸承自身所受的徑向和軸向載荷，不是軸上傳動零件（如齒輪、蝸輪等）所受的徑向和軸向載荷。（在齒輪受力分析中的徑向和軸向載荷在本章中寫為Fre

和

Fae

）公式

P=fP（XFr+Y

Fa）

中

14.5

滾動軸承尺寸的選擇(五)角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的徑向載荷

Fr與軸向載荷Fa的計算

1、軸承的安裝方式----使軸的支點中心距離加大。----使軸的支點中心（壓力中心）靠近(1)正裝（面對面安裝）(2)反裝（背靠背安裝）軸承壓力中心（支反力作用點、支點中心）-----軸承反力的徑向分力在軸心線上的作用點。

14.5

滾動軸承尺寸的選擇一般取在軸承與軸頸配合寬度的中點FS221FS1FaeFS2FS112Fae外圈窄邊相對安裝(正裝)a2a121FS1Fr1FS2Fr2FreFaea1a221外圈寬邊相對安裝(反裝)FS2Fr2

FS1Fr1FaeFre

14.5

滾動軸承尺寸的選擇2、徑向載荷

Fr的計算公式：中注意：Fr可能是支點處水平支反力與垂直支反力的合力FreFr1、Fr2按材力求支反力方法

14.5

滾動軸承尺寸的選擇3、軸向載荷

Fa的計算Fa≠

Fae

Fa的計算既要考慮所有作用在軸上的軸向外載荷Fae

，又要考慮由

Fr

所產(chǎn)生的派生軸向力

FS

。FreFr1Fr2FS1FS2Faea2a121

14.5

滾動軸承尺寸的選擇

派生軸向力FS的大小，見表FS=1.14FrFS=0.68FrFS=eFrFS=Fr／(2Y)70000B(a=40o)70000AC(a=25o)70000C(a=15o)角接觸球軸承圓錐滾子軸承表派生軸向力

FS的計算公式

派生軸向力FS的方向，則總是與壓力中心的偏離方向相一致。

14.5

滾動軸承尺寸的選擇1.當

Fae+FS2>FS1時，F(xiàn)S1=Fae+FS2

被放松軸承2：

Fa2=FS2

被壓緊軸承1：

Fa1=Fae+FS2

由于軸承1的右端已固定，軸不能向左移動，軸承1被壓緊。由平衡條件得軸承1(壓緊端)承受的軸向載荷：Faea2a121FS1Fr1FS2Fr2Fre

計算時，首先應畫出軸及軸承的結(jié)構(gòu)簡圖

當軸處于平衡時，應滿足：不滿足時，會出現(xiàn)兩種情況：軸有左移趨勢，F(xiàn)S2FS112Fae軸及軸承的結(jié)構(gòu)簡圖軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松”Faea2a121FS1Fr1FS2Fr2Fre2.當

Fae+FS2<FS1時，被放松軸承1：

Fa1=FS1

軸有右移趨勢，被壓緊軸承2：

Fa2=FS1-

FaeFS2FS112Fae軸及軸承的結(jié)構(gòu)簡圖軸承2被“壓緊”，軸承1被“放松”

總結(jié)：角、錐軸承所受軸向力的計算方法：1）根據(jù)軸承的受力和結(jié)構(gòu)，判斷出全部軸向力（包括外載荷和派生軸向力）合力的指向。2）被“放松”軸承的軸向力Fa

=本身的派生軸向力FS，被“壓緊”軸承的軸向力Fa=除去本身派生的軸向力后，其余各軸向力的代數(shù)和。分析哪一端軸承被“壓緊”、哪一端軸承被“放松”。

14.5滾動軸承尺寸的選擇（六）滾動軸承的靜載荷在工作載荷下基本不旋轉(zhuǎn)或緩慢擺動及轉(zhuǎn)速極低的軸承，其失效形式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。滾動軸承不能超過的外載荷界限

—基本額定靜載荷C0。應按軸承的靜強度來選擇軸承的尺寸。

規(guī)定：使受載最大的滾動體與滾道接觸中心處引起的接觸應力達到一定值的載荷，作為軸承靜強度的界限，----基本額定靜載荷。

14.5

滾動軸承尺寸的選擇P0

----當量靜載荷：P0=X0Fr+Y0Fa按軸承靜承載能力選擇軸承的公式為：C0≥

S0P0式中：S0----靜強度安全系數(shù)，查表13--8。X0、Y0

----當量靜載荷的徑向、軸向系數(shù)，其值可查手冊。

14.5

滾動軸承尺寸的選擇（七）滾動軸承尺寸選擇的過程

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(zhuǎn)速n與預期壽命L’h計算軸承應滿足的基本額定動載荷

由手冊查取合適的軸承C手冊≥C（八）計算滾動軸承壽命的過程

由軸上零件的載荷情況求出Fr與Fa計算當量動載荷P=fP(XFr+YFa)計算軸承的壽命當Lh≥Lh’

時，則滿足使用要求

14.6

軸承裝置的設(shè)計目的：為了正確解決軸承的安裝、配置、緊固、調(diào)整、潤滑、密封等問題。（一）支承部分的剛性和同心度▲軸及軸承座必須有足夠的剛性，以避免變形使?jié)L動體的滾動受阻滯；●軸承座孔壁應有足夠的厚度；●軸承座的懸臂應盡可能地縮短，并增加肋板；●采用套杯以防止座孔被壓壞。使用鋼襯筒的軸承座孔鋼襯筒用加強筋增強軸承座孔剛性肋板L▲

一根軸上兩個支承的座孔，必須盡可能地保持同心，以免軸承內(nèi)外圈間產(chǎn)生過大的偏斜。●采用整體結(jié)構(gòu)的外殼，并把兩個軸承孔一次鏜出；●在一根軸上的不同尺寸的軸承孔仍應一次鏜出，這時可利用襯筒來安裝尺寸較小的軸承。

14.6

軸承裝置的設(shè)計閉式齒輪傳動（二）軸承的配置

----指一個軸系應采用幾個軸承支承、如何支承、如何配置等問題。合理的軸承配置應考慮：▲軸在機器中有正確的位置▲防止軸向竄動▲軸受熱膨脹后不致將軸承卡死等因素

14.6

軸承裝置的設(shè)計雙支點各單向固定一支點雙向固定、另一端支點游動兩端均游動C=0.2~0.3mm預留補償間隙雙支點各單向固定常用的軸承配置方法：用于工作溫度不高的短軸（L<400mm）L1b小錐齒輪軸支承結(jié)構(gòu)之一特點：1、面對面安裝4、調(diào)節(jié)外圈可對軸承進行預緊2、軸支承剛性差3、調(diào)整軸承游隙容易5、受熱膨脹后易卡死6、軸裝配較容易7、軸上應力集中小bL2小錐齒輪軸支承結(jié)構(gòu)之二

14.6

軸承裝置的設(shè)計b小錐齒輪軸支承結(jié)構(gòu)之二特點：1、背靠背安裝4、調(diào)節(jié)內(nèi)圈可對軸承進行預緊2、軸支承剛性好3、調(diào)整軸承游隙不容易5、受熱膨脹后不易卡死6、軸裝配不容易7、軸上應力集中大L2常用的軸承配置方法：雙支點各單向固定一個支點雙向固定、另一端支點游動兩端均游動固定支承游動支承選用圓柱滾子軸承時，外圈應雙向固定。游動支承L適用于工作溫度較高的長軸選用深溝球軸承時，外圈與端蓋間應留有間隙。

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軸承裝置的設(shè)計

14.6

軸承裝置的設(shè)計

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軸承裝置的設(shè)計

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軸承裝置的設(shè)計

14.6

軸承裝置的設(shè)計雙支點各單向固定一個支點雙向固定、另一端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(shè)計成兩端固定的形式，另外一根軸必須游動，否則會卡死。兩端游動常用的軸承配置方法：（三）滾動軸承的軸向緊固---將軸承內(nèi)圈或外圈相對于軸或軸承座實施緊固。

14.6

軸承裝置的設(shè)計內(nèi)圈的緊固方法：彈性擋圈固定圓螺母與止動墊圈固定軸端擋圈固定緊定襯套、圓螺母、止動墊圈與錐孔內(nèi)圈固定。端蓋固定孔用擋圈軸承外圈止動槽螺紋環(huán)緊固外圈的緊固方法：

14.6

軸承裝置的設(shè)計調(diào)整墊片加減墊片（四）軸承游隙及軸上零件位置的調(diào)整1.軸承游隙的調(diào)整螺釘調(diào)整調(diào)整墊片加減墊片加減墊片的厚度螺釘調(diào)整方法：2.軸上零件位置的調(diào)整目的：使軸上的零件具有準確的工作位置。例如：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。才能保證正確嚙合。方法：套杯+調(diào)整墊片軸承組合位置調(diào)整的方法：套杯+調(diào)整墊片錐頂點不重合！錐頂點重合！(五)滾動軸承的配合▲滾動軸承作為一種通用的標準件，規(guī)定采用以下配合類型：內(nèi)圈----軸→基孔制外圈----軸承座孔→

基軸制----指內(nèi)圈與軸頸、外圈與軸承座孔的配合。常用的軸公差代號有：k6、m6

常用的孔公差代號有：

H7、J7、Js7

14.6

軸承裝置的設(shè)計

對某些可調(diào)游隙的軸承，在安裝時用某種方法在軸承中產(chǎn)生并保持一軸向力，使內(nèi)、外圈產(chǎn)生相對移動以消除軸承中的軸向游隙，并在滾動體和內(nèi)、外圈接觸處產(chǎn)生預壓變形。（六）滾動軸承的預緊目的：提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛性，減少機器工作時軸的振動。

14.6

軸承裝置的設(shè)計（六）滾動軸承的預緊方法加金屬墊片磨窄套圈潘存云教授研制

14.6

軸承裝置的設(shè)計（七）滾動軸承的潤滑

軸承中潤滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還可以起散熱、減少接觸應力、吸收振動、防止銹蝕等作用。潤滑方式脂潤滑油潤滑按dn值查表脂潤滑優(yōu)點：油膜強度高，不易流失、便于密封，充填一次，可運轉(zhuǎn)較長時間。油潤滑優(yōu)點：摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高溫環(huán)境下使用。

14.6

軸承裝置的設(shè)計

當滾動軸承的速度較低（dn≤2×105mm.r/min）時，常采用脂潤滑。

在高溫、高速的條件下，通常采用油潤滑。飛濺潤滑-----是一般閉式齒輪傳動裝置中的軸承常用的潤滑方法。

即當箱內(nèi)齒輪的圓周速度較大（v≥2~3

m/s）時，利用齒輪轉(zhuǎn)動時飛濺帶起的油來潤滑軸承。

14.6

軸承裝置的設(shè)計裝拆軸承時，要特別注意：（八）滾動軸承的安裝與拆卸1)不允許通過滾動體來傳力，以免使?jié)L道或滾動體造成損傷。2)由于軸承的配合較緊，裝拆時應使用專門的工具。潘存云教授研制錯誤的施力正確的施力錯誤正確軸承內(nèi)圈的拆卸滾動軸承的安裝裝內(nèi)圈于軸上

14.6

軸承裝置的設(shè)計內(nèi)外圈上同時受力h1h1軸承外圈的拆卸

14.6

軸承裝置的設(shè)計

14.6

軸承裝置的設(shè)計

密封方式的選擇與潤滑的種類、工作環(huán)境、溫度、密封表面的圓周速度有關(guān)。分類接觸式非接觸式組合式毛氈圈密封密封圈密封間隙密封迷宮式密封---毛氈迷宮式密封（九）滾動軸承的密封裝置

14.6

軸承裝置的設(shè)計毛氈圈密封適用場合：脂潤滑，要求環(huán)境清潔，軸頸圓周軸速度v<4~5

m/s，工作溫度不超過90℃。

矩形斷面的毛氈圈被安裝在梯形槽內(nèi)，對軸產(chǎn)生一定的壓力而起到密封作用。接觸式密封：

14.6

軸承裝置的設(shè)計適用場合：脂或油潤滑，軸頸圓周速度v<4~5m/s，工作溫度:-40~100℃。

(a)(b)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。接觸式密封：

密封唇朝里，目的是防漏油

密封唇朝外，目的是防灰塵適用場合：

脂潤滑或油潤滑，工作溫度不高于密封用脂的滴點。密封效果可靠。

因考慮到軸受熱后會變長，間隙取δ=1.5~2mm迷宮式密封δ=0.1~0.2mm(a)(b)δδ=1.5~2mmδ

將旋轉(zhuǎn)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脂以加強密封效果。徑向曲路徑向曲路適用場合：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0.1~0.3mm。間隙密封(a)(b)δ=0.1~0.3mmδ非接觸式密封：δ適用場合：適用于脂潤滑或油潤滑，密封效果可靠。

把多種密封形式組合在一起，可充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，提高密封效果。組合密封---氈圈加迷宮組合式密封：

14.6

軸承裝置的設(shè)計

一對70000AC型軸承的結(jié)構(gòu)如圖13---13a)所示。例1：

已知軸上的Fre=9000N，F(xiàn)ae1=3000N，F(xiàn)ae2=5000N，

求：徑向載荷Fr1、Fr2和軸向載荷Fa1、Fa2。21Fae1Fae22LLFre

14.7

滾動軸承典型例題分析Fr2Fr1解：（1）畫簡圖，求Fr1、Fr2由材力求反力方法可知：FS1FS2（2）求FS1、FS2，并判明指向由表13---7知，70000AC型軸承的Fs=0.68Fr指向如圖示21Fae1Fae22LLFre已知:Fre=9000N，F(xiàn)ae1=3000N，F(xiàn)ae2=5000N，求：Fr1、Fr2和Fa1、Fa2。FsFs（3）判明軸承壓緊放松情況向左的合力：

FS1+Fae1=5040N＜向右的合力：

FS2+Fae2=9080N軸有右移趨勢，（4）求Fa1、Fa2FS1FS221Fae1Fr2Fr1Fae22LLFre故1軸承被“壓緊”，2軸承“被放松”。Fs2Fs2例2：已知一對30304軸承所受的載荷情況如圖示。 若n=1500rpm，fp=1，試判斷哪個軸承危險， 并求危險軸承的壽命？C=31.5KN，C0=20.8KN，e=0.3，Y=2，F(xiàn)S=Fr/2YFa/Fr≤e時，X=1，Y=0，F(xiàn)a/Fr>e時，X=0.4，Y=230304軸承注：21Fae=1000NFre=3000N2LL21Fae=1000NFre=3000N2LLFr2Fr1⑴求兩軸承的徑向載荷Fr1、Fr2對1點取矩：Fre×3L=Fr2×2LFr2=3/2Fre=3/2×3000=4500N∴對2點取矩：Fre×L+Fr1×2L=0Fr1=-Fre／2=-3000／2=-1500N(負號表示方向向下)∴FS2FS1⑵求派生軸向力FS1、FS2FS1=Fr1／2Y=1500/2×2=375NFS2=Fr2／2Y=4500/2×2=1125N（方向如圖示）Fr2Fr121Fae=1000NFre=3000N2LLFS2FS1⑶求兩軸承的軸向載荷Fa1、Fa2Fae+FS2=1000+1125=2125N＞FS1=375N∵∴軸有左移趨勢，1被“壓緊”，2被“放松”

∴Fa1=Fae+FS2=1000+1125=2125NFa2=FS2=1125N⑸求軸承的壽命

Lh⑷求兩軸承的當量動載荷

P1、P2∴X1=0.4，Y1=2∴X2=1，Y2=0∴P1=fp

(X1Fr1+Y1Fa1)

=0.4×1500+2×2125=4850NP2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)

=1×4500=4500N∵P1>P2，∴軸承1危險例題

31、分析：∵軸頸直徑在50~60mm之間，∴內(nèi)徑代號可取10~12若：直徑為φ50，可選用型號有：6010，6110，6210，6310，6410

直徑為φ55，可選用型號有：6011，6111，6211，6311，6411直徑為φ60，可選用型號有：6012，6112，6212，6312，64122、由手冊選：6310軸承，C=61800N，C0=38000N，取fp

=1.2由表13—5知：e在0.27~0.31之間∵，∴X=0.56，Y在1.6~1.4之間由插入法求得：

Y=1.597X=0.56，Y=1.597∴3、求當量動載荷P4、驗算6310軸承的壽命即低于預期計算壽命，故該軸承不可用。

因題中的軸徑尺寸允許取為50~60mm，故可改為6311或6312軸承，驗算從略。例14.1

說明軸承代號6212、30208／P6x、7310C/P5的含義。解：6212：6表示深溝球軸承；2為尺寸系列代號，已略去寬度系列代號0，故2僅為直徑系列代號；12表示軸承內(nèi)徑d＝125mm＝60mm；公差等級為P0級（省略）。30208/P6x：3表示圓錐滾子軸承；02為尺寸系列代號，其中0為寬度系列代號，2直徑系列代號；08表示軸承內(nèi)徑d＝85mm＝40mm；P6x表示公差等級6x級。7310C/P5：7表示角接觸球軸承；3僅為直徑系列代號，略去寬度系列代號0，故3僅為直徑系列代號；10表示軸承內(nèi)徑d＝10×5mm＝50mm；C表示軸承接觸角α＝15o；P5表示軸承的公差等級為5級。103例14-2

有6211型軸承，所受徑向載荷Fr＝6000N，軸向負荷Fa＝3000N，軸承轉(zhuǎn)速n＝1000r／min，有輕微沖擊，常溫下工作，試求其壽命。解查手冊得6211型軸承的基本額定動載荷Cr＝43.2kN，