第13章 滾動(dòng)軸承

東莞理工學(xué)院專用1第十三章滾動(dòng)軸承§13-1概述§13-2滾動(dòng)軸承的主要類型和代號(hào)§13-3滾動(dòng)軸承類型的選擇§13-4滾動(dòng)軸承的工作情況§13-5滾動(dòng)軸承尺寸的選擇§13-6軸承裝置的設(shè)計(jì)§13-7其他內(nèi)容提要東莞理工學(xué)院專用2§13-1概述各零件的作用：外圈：支撐零件或軸系；保持架:將滾動(dòng)體分開。內(nèi)圈：支撐軸；滾動(dòng)體：滑動(dòng)

滾動(dòng)；硬度和接觸疲勞強(qiáng)度↑、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(dá)：61~65HRC。工作表面需經(jīng)磨削或拋光。保持架：低碳鋼，沖壓制成高速軸承：有色金屬或塑料。一、滾動(dòng)軸承的組成：外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架。內(nèi)外圈上有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體將沿著滾道滾動(dòng)。裝在機(jī)座或零件軸孔內(nèi)；二、滾動(dòng)副的材料要求東莞理工學(xué)院專用3優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、啟動(dòng)靈敏、效率高、潤(rùn)滑簡(jiǎn)便、和易于互換等。缺點(diǎn)：抗沖擊能力差、高速時(shí)出現(xiàn)噪音。滾動(dòng)軸承按其承受載荷的方向（接觸角）和滾動(dòng)體的形狀分類。三、接觸角：滾動(dòng)體與外圈滾道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。接觸角↑→

軸向承載能力

↑α=0?

各類軸承的公稱接觸角軸承類型公稱接觸角向心軸承主要承受徑向載荷推力軸承主要承受軸向載荷徑向接觸角接觸軸向接觸角接觸0?<α<45?αα=90?α它是滾動(dòng)軸承的一個(gè)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)。45?<α<90?α滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)化;并由專業(yè)廠大批量生產(chǎn)。設(shè)計(jì)人員的主要任務(wù)是:熟悉標(biāo)準(zhǔn)，正確選用。東莞理工學(xué)院專用4推力軸承軸承類型按載荷方向分按滾動(dòng)體形狀分向心軸承推力軸承一、分類向心推力軸承FaFr向心軸承向心推力軸承FrFaβ§13-2滾動(dòng)軸承的主要類型和代號(hào)東莞理工學(xué)院專用5圓柱滾子圓錐滾子球面滾子滾針球軸承滾子軸承表13-1常用滾動(dòng)軸承的類型、主要性能和特點(diǎn)，p.305軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用調(diào)心球軸承10000中2?~3?

主要承受徑向載荷，同時(shí)也能承受少量軸向載荷。因?yàn)橥鉂L道表面是以軸承中點(diǎn)為中心的球面，故能調(diào)心。軸承類型按載荷方向分按滾動(dòng)體形狀分向心軸承推力軸承一、分類向心推力軸承調(diào)心滾子軸承20000低0.5?~2?

比10000小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。圓錐滾子軸承30000中2’能同時(shí)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(duì)稱使用。表13-1常用滾動(dòng)軸承的類型、主要性能和特點(diǎn)（續(xù)）軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用推力調(diào)心滾子軸承29000低1.5?~2.5?

能承受以軸向載荷為主的軸向、徑向聯(lián)合載荷。軸向承載能力很大，具有調(diào)心性能。東莞理工學(xué)院專用7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(shí)，因滾動(dòng)體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。a)單向表13-1常用滾動(dòng)軸承的類型、主要性能和特點(diǎn)（續(xù)）軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用b)雙向深溝球軸承60000高8’~16’主要承受徑向、同時(shí)承受小的軸向聯(lián)合載荷。東莞理工學(xué)院專用8角接觸球軸承70000C(α=15?)70000AC(α=25?)70000B(α=40?)高2’~10’能同時(shí)承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。α大，承載能力越大，有三種規(guī)格。對(duì)稱使用。表13-1常用滾動(dòng)軸承的類型、主要性能和特點(diǎn)（續(xù)）軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用圓柱滾子軸承N0000較高能承受較大的徑向載荷。因線性接觸，內(nèi)外圈只允許有小的相對(duì)偏轉(zhuǎn)。除N結(jié)構(gòu)外，還有內(nèi)圈無擋邊(NU)、外圈單擋邊(NF)、內(nèi)圈單擋邊(NJ)等型式2’~4’東莞理工學(xué)院專用9表13-1常用滾動(dòng)軸承的類型、主要性能和特點(diǎn)（續(xù)）軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用滾針軸承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)帶頂絲外球面球軸承UC000中內(nèi)部結(jié)構(gòu)與深溝球軸承相同，但外圈具有球型外表面，與帶有凹球面的軸承座相配能自動(dòng)調(diào)心。5?東莞理工學(xué)院專用10滾動(dòng)軸承的類型很多，而各類軸承又有不同的結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級(jí)、技術(shù)要求等，為便于組織生產(chǎn)和選用，規(guī)定了滾動(dòng)軸承的代號(hào)，二、滾動(dòng)軸承的代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)共5位

后置代號(hào)表13-2滾動(dòng)軸承代號(hào)的排列順序

類型代號(hào)注：代表字母；代表數(shù)字或加2.基本代號(hào)：表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸。類型代號(hào)----左起第一位，為0（雙列角接觸球軸承）則省略。是軸承代號(hào)的基礎(chǔ)，有三項(xiàng)成套軸承分部件代號(hào)1.前置代號(hào)----成套軸承分部件代號(hào)。0東莞理工學(xué)院專用11調(diào)心滾子軸承20000圓錐滾子軸承30000推力球軸承50000a)單向b)雙向深溝球軸承60000角接觸球軸承70000圓柱滾子軸承N0000滾針軸承a)NA0000b)RNA0000調(diào)心球軸承10000推力調(diào)心滾子軸承29000帶頂絲外球面球軸承UC000東莞理工學(xué)院專用126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(diào)心滾子軸承9推力圓錐滾子軸承2調(diào)心滾子軸承8推力滾子軸承1調(diào)心球軸承7角接觸球軸承0雙列角接觸球軸承代號(hào)軸承類型代號(hào)軸承類型滾動(dòng)軸承主要類型代號(hào)表東莞理工學(xué)院專用13內(nèi)徑相同，而直徑系列代號(hào)不同的四種軸承的比較。000300400200尺寸系列代號(hào)----左起第二、三位。寬(高)度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)

后置代號(hào)表13-2滾動(dòng)軸承代號(hào)的排列順序

類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)注：代表字母；代表數(shù)字或加成套軸承分部件代號(hào)東莞理工學(xué)院專用14

向心軸承和推力軸承的常用尺寸系列代號(hào)直徑系列代號(hào)推力軸承向心軸承01(0)0(0)1101120211011234特輕輕中重(0)2(0)3(0)41213222324121314222324(0)1212正常較寬寬正常尺寸系列代號(hào)寬度系列代號(hào)高度系列代號(hào)寬度系列代號(hào)為0，一般不標(biāo)出，但對(duì)于調(diào)心滾子軸承和圓錐滾子軸承，應(yīng)標(biāo)出。東莞理工學(xué)院專用15內(nèi)徑代號(hào)----基本代號(hào)左起第四、五位。表軸承的內(nèi)徑代號(hào)

內(nèi)徑代號(hào)軸承內(nèi)徑尺寸mm001001020304~99數(shù)字5121517寬(高)度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)

后置代號(hào)表13-2滾動(dòng)軸承代號(hào)的排列順序

類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)注：代表字母；代表數(shù)字或加成套軸承分部件代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)

東莞理工學(xué)院專用163.后置代號(hào)----用字母（或加數(shù)字）表示。內(nèi)部結(jié)構(gòu)表軸承后置代號(hào)排列順序后置代號(hào)組含義1密封與防塵結(jié)構(gòu)代號(hào)238保持架及材料游隙軸承材料公差等級(jí)配置其它7456寬(高)度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)

后置代號(hào)表13-2滾動(dòng)軸承代號(hào)的排列順序

類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)注：代表字母；代表數(shù)字或加成套軸承分部件代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)

東莞理工學(xué)院專用17注：公差等級(jí)中0級(jí)最低，向右依次增高，2級(jí)最高。

表軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)常用代號(hào)軸承類型代號(hào)含義示例Bα=40?7210B

角接觸球軸承Cα=15?7210C

ACα=25?7210AC圓錐滾子軸承B接觸角α加大32310BE

加強(qiáng)型N207E表公差等級(jí)代號(hào)

代號(hào)省略/P6x/P6/P5/P4/P2公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)的0級(jí)6x級(jí)6級(jí)5級(jí)4級(jí)2級(jí)示例62036203/P6x30201/P66203/P56203/P46203/P2（徑向）游隙代號(hào)：C1、C2、C0、C3、C4、C5。游隙量依次由小變大。C0為基本游隙組，不標(biāo)。東莞理工學(xué)院專用18三、滾動(dòng)軸承代號(hào)示例622037(0)312AC/P6軸承內(nèi)徑d=17mm直徑系列代號(hào)，2(輕)系列寬度系列代號(hào)，2(寬)系列深溝球軸承公稱接觸角α=25?軸承內(nèi)徑d=12×5=60mm直徑系列代號(hào)，3(中)系列寬度系列代號(hào)，0(窄)系列，代號(hào)為0，不標(biāo)出角接觸球軸承公差等級(jí)6級(jí)公差等級(jí)為0級(jí);游隙組為0組；游隙組為0組；東莞理工學(xué)院專用19N105/P5公差等級(jí)5級(jí)軸承內(nèi)徑d=25mm直徑系列代號(hào)，1(特輕)系列圓柱滾子軸承游隙組為0組；30213軸承內(nèi)徑d=65mm直徑系列代號(hào)，2(輕)系列寬度系列代號(hào)，0(窄)系列圓錐滾子軸承公差等級(jí)為0級(jí);游隙組為0組；東莞理工學(xué)院專用20§13-3滾動(dòng)軸承類型的選擇滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)零件，要求設(shè)計(jì)者應(yīng)能在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)使用的要求較合理地選擇滾動(dòng)軸承的類型與規(guī)格。一、滾動(dòng)軸承選擇的一般過程根據(jù)載荷性質(zhì)選擇軸承的類型和直徑系列按軸徑確定軸承內(nèi)徑不進(jìn)行承載能力驗(yàn)算NYEND合格嗎？校核承載能力Y有嚴(yán)格要求嗎？N東莞理工學(xué)院專用211軸承的載荷由于結(jié)構(gòu)不同，各類軸承的使用性能也不相同，現(xiàn)說明如下。二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問題①載荷方向：向心軸承用于受徑向力；Fr東莞理工學(xué)院專用221軸承的載荷二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問題①載荷方向：向心軸承用于受徑向力；向心推力軸承用于承受徑向力和軸向力聯(lián)合作用。FaFr東莞理工學(xué)院專用231軸承的載荷二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問題①載荷方向：向心軸承用于受徑向力；推力軸承用于受軸向力；向心推力軸承用于承受徑向力和軸向力聯(lián)合作用。推力軸承Fa②載荷大?。阂话悖簼L子軸承≈(1.5~3)球軸承當(dāng)d≤20mm時(shí)，兩者承載能力接近，宜采用球軸承。∴大載荷采用滾子軸承因滾子軸承、角接觸球軸承可以同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。

在同樣的外形尺寸下，滾子軸承的承載能力大于球軸承。東莞理工學(xué)院專用24承受徑向載荷為主；0?<α<45?→45?<α<90?→承受軸向載荷為主；α=0?→α=90?→滾動(dòng)體為滾子，則只能承受徑向載荷；(N)若滾動(dòng)體為球，可承受一定的軸向載荷。(6)只能承受軸向載荷。2軸承的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速過高

→

溫度↑→

潤(rùn)滑失效

→

滾動(dòng)體回火或膠合破壞。極限轉(zhuǎn)速----指載荷不太大（P≤0.1C),冷卻條件正常，且為0級(jí)公差時(shí)允許的最高轉(zhuǎn)速。具體可查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)或軸承樣本。選用原則：1）球軸承比滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速高，應(yīng)優(yōu)先選用球軸承；2）在高速時(shí)，以選用超輕、特輕及輕系列的軸承；內(nèi)徑相同時(shí)，外徑越小，滾動(dòng)體就越輕小，產(chǎn)生的離心慣性力也小，；東莞理工學(xué)院專用253軸承的調(diào)心性能影響軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)。角偏差↑→

可采用調(diào)心軸承。滾針軸承對(duì)軸線傾斜最敏感，應(yīng)盡可能避免在軸線有傾斜的情況下使用。軸承由于安裝誤差或軸的變形等都會(huì)引起內(nèi)外圈中心線發(fā)生相對(duì)傾斜。其傾斜角稱為角偏差。3)保持架的材料對(duì)軸承轉(zhuǎn)速影響極大，實(shí)體保持架比沖壓保持架允許有更高一些的轉(zhuǎn)速；4)推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低，當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，若軸向載荷不是十分大，可以采用角接觸球軸承來承受純軸向力；5)若工作轉(zhuǎn)速超過了軸承樣本，可以用提高公差等級(jí)、適當(dāng)增大游隙、選用循環(huán)冷卻等方法。軸承的安裝與拆卸

如內(nèi)、外圈可分離：Ｎ、ＮＡ、３等類型的軸承調(diào)心軸承θ東莞理工學(xué)院專用26Fr§13-4滾動(dòng)軸承的工作情況一、滾動(dòng)體的受力分析受純徑向載荷Fr時(shí)，上半圈滾動(dòng)體不受力；下半圈各滾動(dòng)體受力大小方向均不同。可以導(dǎo)出：

z為滾動(dòng)體的總數(shù)。所有水平分力相互抵銷，鉛垂分力與外載荷平衡。受純軸向載荷Fa時(shí)，各滾動(dòng)體受力相同；徑向載荷的分布Fmaxδ0二、滾動(dòng)體的應(yīng)力變化情況滾動(dòng)體、動(dòng)圈上確定點(diǎn)的應(yīng)力變化σHFNito固定圈上確定點(diǎn)的應(yīng)力變化σHFNito有載荷無載荷東莞理工學(xué)院專用27----派生軸向力F’Ni=Fdi+FNiFd=∑Fdi=∑FNitanα

第i個(gè)滾動(dòng)體

當(dāng)角接觸球軸承或圓錐滾子軸承承受徑向載荷Fr時(shí)，由于存在接觸角α

，第i個(gè)滾動(dòng)體所受力為F’Ni?？煞纸鉃檩S向和徑向兩個(gè)分力：所有滾動(dòng)體軸向力之和：其中：Fdi=FNitanα

三、軸向載荷的計(jì)算αFaFaeFrαF’NiFd將迫使軸頸連同內(nèi)圈和滾動(dòng)體向右移動(dòng)。Fd=1.14FrFd=0.68FrFd=eFrFd=Fr／(2Y)70000B(a=40o)70000AC(a=25o)70000C(a=15o)角接觸球軸承圓錐滾子軸承

由于產(chǎn)生了派生軸向力，此時(shí)軸承所承受的實(shí)際軸向力不再等于外部軸向力，即：Fa≠Fae假設(shè)作用在軸上的軸向外載荷為：Fae

FNiFdiFd的方向：由外圈的厚端指向薄端

Fd可按下表來計(jì)算

(p.318)

東莞理工學(xué)院專用28當(dāng)多個(gè)滾動(dòng)體受載時(shí)有：因?yàn)楦鱂Ni方向不同，它們的合力雖然與Fr平衡，但其代數(shù)和必然大于Fr，而派生力Fd=∑Fdi，是代數(shù)和，故有此結(jié)論。2)當(dāng)施加有外部軸向力Fae時(shí)當(dāng)只有一個(gè)滾動(dòng)體受載時(shí)：αFrβFaeFrFa=

FdFa=

Fd=∑FNitanαFNFN=FNtanα

=FrtanαFaFdαFrαFrF’NiFdiFNiFa>

FrtanαFae

軸承不會(huì)沿軸向竄動(dòng)，實(shí)際軸向力應(yīng)取決于Fd與Fae中較大的一個(gè)，即：Fa=max{Fd，F(xiàn)ae}1)假設(shè)沒有外部軸向力Fae

當(dāng)Fa=1.25Frtanα,約半數(shù)滾動(dòng)體受載；當(dāng)Fa=1.7Frtanα,約全部滾動(dòng)體受載。東莞理工學(xué)院專用29工作過程中，滾動(dòng)體相對(duì)內(nèi)外圈不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，因此滾動(dòng)體和滾道接觸表面受脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕。----最常見§13-5滾動(dòng)軸承尺寸的選擇（名詞術(shù)語）

(失效形式、壽命計(jì)算

)軸承承受的載荷軸承壽命要求可靠性的要求決定了滾動(dòng)軸承尺寸滾動(dòng)軸承的載荷動(dòng)載荷靜載荷失效形式不同。疲勞破壞永久變形當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動(dòng)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生疲勞損壞。但很大的靜載荷或沖擊載荷作用下，會(huì)使?jié)L道和滾動(dòng)體產(chǎn)生永久變形，從而使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生劇烈振動(dòng)和噪音而失效。早期磨損膠合軸承元件破裂維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)而造成。一、滾動(dòng)軸承的失效形式失效形式東莞理工學(xué)院專用302051015501000R(%)軸承的壽命曲線L/(1×106r)對(duì)一組同一型號(hào)的軸承，由于材料、熱處理和工藝等很多隨機(jī)因素的影響，即使在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，壽命也不一樣，有的甚至相差幾十倍。因此，對(duì)一個(gè)具體的軸承，很難預(yù)知其確切的壽命。實(shí)驗(yàn)表明：壽命與可靠性有關(guān)。如圖1、軸承壽命：軸承在一定轉(zhuǎn)速下，其中任何零件出現(xiàn)疲勞擴(kuò)展跡象之前的工作小時(shí)數(shù)稱為：2、可靠度：一組相同軸承能達(dá)到或超過規(guī)定壽命的百分比.3、基本額定壽命：一組同一型號(hào)軸承，在同一運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，其可靠度R為90%時(shí)，能達(dá)到或超過的壽命L10(Lh)在到達(dá)額定壽命時(shí)，有90%的軸承沒壞，只損壞了10%。對(duì)于單個(gè)軸承而言，其損壞的可能性只有90%單位為百萬轉(zhuǎn)106r，或小時(shí).換句話說壽命為1百萬轉(zhuǎn)時(shí).可靠度為90%，壽命為5百萬轉(zhuǎn)時(shí).可靠度只有50%，軸承壽命二、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算東莞理工學(xué)院專用314、預(yù)期計(jì)算壽命L’h

表13-3軸承預(yù)期計(jì)算壽命L’h的參考值使用場(chǎng)合不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備300~3000L’h/h

短時(shí)間或間斷使用，中斷時(shí)不致引起嚴(yán)重后果3000~8000間斷使用，中斷時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重后果8000~12000每天8h工作的機(jī)械12000~20000每天24h連續(xù)工作的機(jī)械40000~60000定義：當(dāng)一批軸承運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到一百萬（106）轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷C。.向心軸承記為：Cr，可查表推力軸承記為：Ca5、基本額定動(dòng)載荷

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(yàn)的基礎(chǔ)上，通過理論分析得到，需要時(shí)可從設(shè)計(jì)手冊(cè)或軸承樣本中查得。.東莞理工學(xué)院專用326、壽命計(jì)算公式通過試驗(yàn)得出如圖所示6208軸承的載荷—壽命曲線。曲線上對(duì)應(yīng)于Lh=106

的載荷為:29.5KN。載荷--壽命曲線的公式：壽命指數(shù)：---球軸承---滾子軸承用小時(shí)表示：310/3ε=0123451015L∞(106)29.5252015105PKN(應(yīng)具有的)基本額定動(dòng)載荷：P---當(dāng)量動(dòng)載荷

L’h--預(yù)期壽命東莞理工學(xué)院專用33當(dāng)t>120℃

時(shí)，→C↓

引進(jìn)溫度系數(shù)ft

進(jìn)行修正。表13-4溫度系數(shù)ft

軸承工作溫度℃

溫度系數(shù)ft≤12025020015012530010.950.900.700.800.603500.50Ct=ftC修正后的計(jì)算公式：東莞理工學(xué)院專用34三、當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算滾動(dòng)軸承的基本動(dòng)載荷是在一定的實(shí)驗(yàn)條件下確定的。對(duì)于向心軸承是指軸承承受純徑向載荷；對(duì)于推力軸承是指承受中心軸向載荷。實(shí)際情況可能既受徑向載荷又有軸向載荷，則必須將實(shí)際載荷換算成與實(shí)驗(yàn)條件相同的載荷后，才能和基本額定動(dòng)載荷進(jìn)行比較。換算后的載荷是一種假定載荷，稱為當(dāng)量載荷。定義：當(dāng)量動(dòng)載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷聯(lián)合影響，經(jīng)換算后的假想載荷。其效果與某一個(gè)基本額定動(dòng)載荷相當(dāng)。計(jì)算公式：P=XFr+Y

FaX----徑向動(dòng)載荷系數(shù)；Y----軸向動(dòng)載荷系數(shù)。（表13-5，p.317）向心軸承：P=Fr推力軸承：P=Fa理由：基本額定動(dòng)載荷是單向載荷（徑向或軸向）試驗(yàn)條件下得出的。實(shí)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，軸承的壽命是不一樣的。東莞理工學(xué)院專用35表13-6載荷系數(shù)

fd

載荷性質(zhì)無沖擊或輕微沖擊中等沖擊強(qiáng)大沖擊fd1.0~1.21.2~1.81.8~3.0工作中沖擊振動(dòng)→P↑引進(jìn)載荷系數(shù)fd

進(jìn)行修正。實(shí)際計(jì)算時(shí)：P=fd（XFr+Y

Fa）

電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等車輛、造紙機(jī)、機(jī)床、卷揚(yáng)機(jī)等破碎機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、振動(dòng)篩等東莞理工學(xué)院專用361.若Fae+Fd2<Fd1壓緊端：Fa1=Fae+Fd2

放松端：Fa2=Fd2

2.若Fae+Fd2>Fd1放松端：Fa1=Fd1

壓緊端：Fa2=Fd1-FaeFae外圈窄邊相對(duì)安裝(正裝)結(jié)論：放松端軸承的軸向載荷=自身的派生軸向力壓緊端軸承的軸向載荷=其余軸向力的代數(shù)和本身除外軸承2(放松端)承受的軸向載荷：a1a2O1O212Fd2Fr2Fd1Fr1由于軸承1的右端已固定，軸不能向右移動(dòng)，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：則軸承2被壓緊。由平衡條件得：四、向心推力軸承的軸向力計(jì)算（重點(diǎn)掌握）東莞理工學(xué)院專用37a2a1O1O212外圈寬邊相對(duì)安裝(反裝)FaeFd2Fr2Fd1Fr1反裝時(shí)選左邊的軸承為1，右邊的軸承為2。1.若

Fae+Fd2>Fd1

則有：壓緊端：Fa1=Fae+Fd2

放松端：Fa2=Fd2

2.若Fae+Fd2<Fd1

,則有：放松端：Fa1=Fd1

壓緊端：Fa2=Fd1-Fae結(jié)論與正裝相同：放松端軸承的軸向載荷=自身的派生軸向力壓緊端軸承的軸向載荷=其余軸向力的代數(shù)和本身除外總結(jié)東莞理工學(xué)院專用38六、滾動(dòng)軸承的靜載荷對(duì)于在工作載荷下基本不旋轉(zhuǎn)或緩慢旋轉(zhuǎn)或緩慢擺動(dòng)的軸承，其失效形式不是疲勞點(diǎn)蝕，而是因滾動(dòng)接觸面上的接觸應(yīng)力過大而產(chǎn)生的過大的塑性變形。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)每一種規(guī)格的滾動(dòng)軸承規(guī)定了一個(gè)不應(yīng)超過的載荷界限—基本額定靜載荷，用C0表示。五、不穩(wěn)定載荷和不穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)軸承的壽命計(jì)算可根據(jù)不穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞損傷線性累積理論求出：軸承的計(jì)算載荷和計(jì)算轉(zhuǎn)速，再利用式（13-5）計(jì)算壽命。（p.319）

軸承上作用的徑向載荷Fr與軸向載荷Fa應(yīng)折合成一個(gè)當(dāng)量靜載荷P0，即：P0=X0Fr+Y0Fa東莞理工學(xué)院專用39旋轉(zhuǎn)條件載荷條件S0

使用條件S0

表13-8滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度安全系數(shù)S0普通載荷1~2

高精度旋轉(zhuǎn)場(chǎng)合1.5~2.5沖擊載荷2~3

振動(dòng)沖擊場(chǎng)合1.2~2.5普通載荷0.5

1.0~1.21~1.5

允許有變形量0.3~1.0連續(xù)旋轉(zhuǎn)軸承不常旋轉(zhuǎn)及作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軸承沖擊及不均勻載荷普通旋轉(zhuǎn)精度場(chǎng)合按軸承靜承載能力選擇軸承的公式為：式中：S0為靜強(qiáng)度安全系數(shù)，可由設(shè)計(jì)手冊(cè)查取。C0≥

S0P0東莞理工學(xué)院專用40七、滾動(dòng)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(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P=fd(XFr+YFa)明確軸承的工作轉(zhuǎn)速n與預(yù)計(jì)壽命L’h計(jì)算軸承應(yīng)滿足的基本額定動(dòng)載荷由軸承樣本（手冊(cè)）查取合適的軸承東莞理工學(xué)院專用41八、不同可靠度滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算在一般工程問題中，均以軸承的基本額定動(dòng)載荷和基本額定壽命來衡量軸承的承載能力，這時(shí)對(duì)應(yīng)的可靠度均為90%。但是，對(duì)于航空航天產(chǎn)品、國(guó)防裝備等，對(duì)于軸承的可靠度有更高的要求。這時(shí)滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算須引入可靠性系數(shù)a1，即修正壽命為：表13-9可靠度不為90%時(shí)的額定壽命修正系數(shù)a1(GB/T6391-2010)可靠度%909596979899LnL10L5

L4L3L2

L1a11.00.640.550.470.370.25東莞理工學(xué)院專用42§13-6軸承裝置的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容:軸承的定位和緊固軸承的配置設(shè)計(jì)軸承游隙與軸上零件

位置的調(diào)整軸承的潤(rùn)滑與密封軸承的配合軸承的裝拆一、支承部分的剛性和同心度支承部分應(yīng)具有足夠的剛性：外殼與軸承座孔壁均應(yīng)具有足夠的厚度；外殼上軸承座的懸臂應(yīng)盡可能短，且應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)筋。東莞理工學(xué)院專用43支承部分應(yīng)保證同一根軸上兩個(gè)軸承的座孔的同心度：盡量采用整體結(jié)構(gòu)的外殼，并將安裝軸承的兩個(gè)孔一次鏜出。通常一根軸上采用兩個(gè)同型號(hào)同尺寸的軸承。二、滾動(dòng)軸承的配置軸承配置----指對(duì)于一個(gè)軸系應(yīng)采用幾個(gè)軸承支承、如何支承、如何配置等問題。常用配制方案雙支點(diǎn)各單向固定一個(gè)支點(diǎn)雙向固定、另一端游動(dòng)。兩端均游動(dòng)?xùn)|莞理工學(xué)院專用44二、滾動(dòng)軸承的配置常用配制方案雙支點(diǎn)各單向固定一個(gè)支點(diǎn)雙向固定、另一端游動(dòng)。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(dòng)兩端固定支承C=0.2~0.3mm預(yù)留補(bǔ)償間隙雙支點(diǎn)各單向固定適用于溫度變化較小的短軸東莞理工學(xué)院專用45兩端固定支承雙支點(diǎn)各單向固定東莞理工學(xué)院專用46二、滾動(dòng)軸承的配置常用配制方案雙支點(diǎn)各單向固定一個(gè)支點(diǎn)雙向固定、另一端游動(dòng)。兩端均游動(dòng)固定支承游動(dòng)支承L游動(dòng)支承選用圓柱滾子軸承時(shí)，外圈應(yīng)雙向固定。選用深溝球軸承時(shí)，外圈與端蓋間應(yīng)留有間隙。適用于溫度變化較大的長(zhǎng)軸東莞理工學(xué)院專用47常用配制方案雙支點(diǎn)各單向固定一個(gè)支點(diǎn)雙向固定、另一端游動(dòng)。兩端均游動(dòng)人字齒輪由于本身的軸向限位作用，其中一根軸設(shè)計(jì)成兩端固定的形式，另外一根軸必須游動(dòng)，否則會(huì)卡死。兩端游動(dòng)二、滾動(dòng)軸承的配置東莞理工學(xué)院專用48三、滾動(dòng)軸承的軸向緊固滾動(dòng)軸承的軸向緊固是指將軸承的內(nèi)圈或外圈相對(duì)于軸或軸承座實(shí)施緊固。具體的緊固方法有很多，下面列舉常用的方法。內(nèi)圈的緊固方法：彈性擋圈固定圓螺母與止動(dòng)墊圈固定軸端擋圈固定緊定襯套、圓螺母、止動(dòng)墊圈與錐孔內(nèi)圈固定。東莞理工學(xué)院專用49外圈的緊固方法：端蓋固定孔用擋圈軸承外圈止動(dòng)槽螺紋環(huán)緊固?hào)|莞理工學(xué)院專用50螺釘調(diào)整調(diào)整墊片加減墊片四、軸承游隙及軸上零件位置的調(diào)整加減墊片的厚度調(diào)整墊片加減墊片1.軸承游隙的調(diào)整螺釘調(diào)整方法：東莞理工學(xué)院專用512.軸承組合位置的調(diào)整目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。如齒輪、帶輪等例如：圓錐齒輪傳動(dòng)，要求兩個(gè)節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。對(duì)于蝸桿傳動(dòng)，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)整墊片東莞理工學(xué)院專用52軸承組合位置調(diào)整的方法：套杯+調(diào)整墊片錐頂點(diǎn)不重合！錐頂點(diǎn)重合！東莞理工學(xué)院專用53五、軸承組合的配合（自學(xué)：公差配合與技術(shù)測(cè)量）內(nèi)圈孔----軸→基孔制外圈----軸承座孔→

基軸制

▲配合是指內(nèi)圈與軸頸、外圈與外殼孔的配合?！藢?duì)軸承的內(nèi)外徑規(guī)定了直徑公差外，還規(guī)定了平均內(nèi)徑和平均外徑(dm

，Dm)的公差。

因?yàn)檩S承的內(nèi)、外圈屬于薄壁零件，容易變形。當(dāng)它裝入外殼孔或裝在軸上后，其內(nèi)外圈的不圓度將受到外殼孔及軸頸形狀的影響。軸承外徑的Dm公差帶06542軸承內(nèi)徑的dm公差帶06542+-Dd+-▲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，06542各級(jí)公差等級(jí)的軸承的內(nèi)徑dm和外徑Dm均采用單向制，且統(tǒng)一采用上偏差為零，下偏差為負(fù)的分布?！鴿L動(dòng)軸承作為一種通用的標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)定采用以下配合類型：東莞理工學(xué)院專用54軸承內(nèi)徑公差帶?dmp零線軸公差g6h6j6js6k6k5m6m5p6n6h8r7r7j5g5h5h8

滾動(dòng)軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制。當(dāng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取時(shí)，其配合要比圓柱公差的同類配合要稍緊一些。常用的軸公差代號(hào)有：k6、m6東莞理工學(xué)院專用55零線0Js7G7H8H7H6J7J6Js6K6K7M6M7P6N6N7P7

滾動(dòng)軸承外徑與外殼孔的配合采用基軸制。當(dāng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取時(shí)，其配合要比圓柱公差的同類配合要稍緊一些。常用的孔公差代號(hào)有：

H7、J7、Js7軸承外圈公差帶?Dmp游動(dòng)支點(diǎn)：G7東莞理工學(xué)院專用56對(duì)于某些可調(diào)游隙的軸承，在安裝時(shí)給與一定的軸向壓緊力，使得內(nèi)外圈產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)而消除游隙，并在套圈和滾動(dòng)體接觸處產(chǎn)生彈性預(yù)變形，借此提高軸的旋轉(zhuǎn)精度和剛度。這種方法稱為軸承的預(yù)緊。方法加金屬墊片磨窄套圈六、滾動(dòng)軸承的預(yù)緊東莞理工學(xué)院專用57潤(rùn)滑的目的▲降低滾動(dòng)軸承內(nèi)部的摩擦，減少磨損和發(fā)熱量；七、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑（自學(xué)：課程設(shè)計(jì)）▲軸承的摩擦發(fā)熱使軸承升溫，油潤(rùn)滑可以到起冷卻作用，從而降低軸承的工作溫度，延長(zhǎng)使用壽命；▲良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，可在滾動(dòng)體與滾道間形成一層使兩者隔開的油膜，減小接觸壓力；▲軸承零件表面覆蓋一層潤(rùn)滑劑，可以防止表面氧化生銹；▲潤(rùn)滑劑還能吸收振動(dòng)，并降低噪音。東莞理工學(xué)院專用58潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑油固體潤(rùn)滑劑用于特殊場(chǎng)合用速度因素dn

值作為選擇潤(rùn)滑劑的條件:---常用---高速、高溫脂潤(rùn)滑優(yōu)點(diǎn)：不容易流失、便于密封和維護(hù)，充填一次，可運(yùn)轉(zhuǎn)較長(zhǎng)時(shí)間。油潤(rùn)滑優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高溫環(huán)境下使用。dn間接反映了軸頸的圓周速度。d----滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑，單位：mm；n----軸承轉(zhuǎn)速，單位：r/min。

對(duì)于不同類型的軸承，潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方式的選擇可參照下表進(jìn)行。東莞理工學(xué)院專用59表13-10軸承的常用潤(rùn)滑方式

東莞理工學(xué)院專用60潤(rùn)滑油的選擇：潤(rùn)滑油的粘度根據(jù)速度因素dn和工作溫度t來確定。1000000500000200000100000500002000010000-40-20020406010012080dn/(mm·r/min)t/℃

潤(rùn)滑油粘度的選擇5cSt(40℃時(shí))102065110250400例如：dn=100000，t=90℃

可用110號(hào)潤(rùn)滑油110東莞理工學(xué)院專用61八、滾動(dòng)軸承的密封（自學(xué)：課程設(shè)計(jì)）密封目的--防止灰塵、水分進(jìn)入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇АL動(dòng)軸承的密封方式的選擇與潤(rùn)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密封毛氈圈密封密封圈密封間隙密封迷宮式密封---毛氈迷宮式密封東莞理工學(xué)院專用62毛氈圈密封適用場(chǎng)合：脂潤(rùn)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)，它對(duì)軸產(chǎn)生一定的壓力而起到密封作用。適用場(chǎng)合：脂或油潤(rùn)滑，軸頸圓周軸速度v<4~5m/s，工作溫度:-40~100℃

(a)(b)防漏油防灰塵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(biāo)準(zhǔn)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(zhì)接觸式密封：東莞理工學(xué)院專用63適用場(chǎng)合：脂潤(rùn)滑，要求環(huán)境干燥清潔。

靠軸與端蓋之間的細(xì)小環(huán)形間隙密封，間隙愈小愈長(zhǎng)，效果愈好，間隙取0.1~0.3mm。間隙封圈(a)(b)δ=0.1~0.3mmδ非接觸式密封：δ東莞理工學(xué)院專用64適用場(chǎng)合：脂潤(rùn)滑或油潤(rùn)滑，工作溫度不高于密封用脂的滴點(diǎn)。密封效果可靠。

圖b為軸向曲路，因考慮到軸受熱后會(huì)變長(zhǎng)，間隙取δ=1.5~2mm。迷宮式封圈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(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂以加強(qiáng)密封效果。分為徑向和軸向兩種結(jié)構(gòu)。東莞理工學(xué)院專用65適用場(chǎng)合：適用于脂潤(rùn)滑或油潤(rùn)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----毛氈加迷宮，可充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，提高密封效果。組合密封的方式很多，不一一列舉。組合封圈組合式密封：東莞理工學(xué)院專用66裝拆滾動(dòng)軸承時(shí)，要特別注意以下兩點(diǎn)：九、滾動(dòng)軸承的安裝與拆卸1)不允許通過滾動(dòng)體來傳力，以免使?jié)L道或滾動(dòng)體造成損傷。2)由于軸承的配合較緊，裝拆時(shí)應(yīng)使用專門的工具。錯(cuò)誤的施力正確的施力錯(cuò)誤正確東莞理工學(xué)院專用67h1h1內(nèi)圈的拆卸外圈的拆卸滾動(dòng)軸承的安裝裝內(nèi)圈于軸上內(nèi)外圈上同時(shí)受力東莞理工學(xué)院專用68▲

對(duì)于一根軸上兩個(gè)支承的座孔，必須盡可能地保持同心。最好的辦法是采用整體結(jié)構(gòu)的外殼，并把兩軸承孔一次鏜出；▲

正確選擇軸承的配合，保證軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止內(nèi)圈與軸、外圈與外殼孔在工作時(shí)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；▲

在安裝軸承的過程中，應(yīng)確保實(shí)施安裝軸承的力不作用的滾動(dòng)體上，否則將使軸承損壞；▲

對(duì)軸承適當(dāng)?shù)仡A(yù)緊，以此提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛度、減小機(jī)器工作時(shí)軸的振動(dòng)。滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：▲

應(yīng)盡量保證軸及軸承座有足夠的剛度，以避免過大的變形使?jié)L動(dòng)體受阻滯而使軸承提前損壞；東莞理工學(xué)院專用69§13-7其他（自學(xué)）一、高速滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)介二、高溫滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)介三、滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承的比較東莞理工學(xué)院專用70附表：滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承性能對(duì)照東莞理工學(xué)院專用71續(xù)表東莞理工學(xué)院專用72Fae例：圖示一轉(zhuǎn)軸上安裝了一對(duì)同型號(hào)的軸承。已知：軸承基本額定動(dòng)載荷Cr=106000N，額定靜載荷C0=94600N，壽命指數(shù)

=3；外加徑向載荷及軸向載荷分別為Fr1=3500N，F(xiàn)r2=5910N，F(xiàn)ae=1420N，方向如圖所示；內(nèi)部軸向力Fd=0.68Fr；常溫下工作，載荷系數(shù)fd=1.5；軸承的徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y