轴承设计手册讲解

《轴承设计手册讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轴承设计手册讲解（135页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 轴承的功用是支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度，减少转 轴与支承之间的摩擦和磨损,并承受载荷。 根据支承处相对运动表面的摩擦性质，轴承分为滑动摩 擦轴承和滚动摩擦轴承，分别简称为滑动轴承和滚动轴承。 径向滑动轴承推力滑动轴承 滚动轴承（向心轴承）滚动轴承（推力轴承） 第15章 轴承 151 滚动轴承的构造，类型及特点 一、滚动轴承的构造 内圈、外圈、滚动体、保持架 滚动轴承依靠滚动体与轴承座圈间的滚动接触来工作，用于 支撑旋转零件或摆动零件。 内圈：内圈装在轴颈上，与轴一 起转动。 外圈：外圈装在机座或零件的轴 承孔内。多数情况下，外圈不转动。 滚动体：当内外圈之间相对旋转 时，滚动体沿着滚

2、道滚动。 保持架：保持架使滚动体均匀分 布在滚道上，并减少滚动体之间的碰 撞和磨损。 (各类滚动体) 滚动轴承的特点 滚动轴承的内外圈和滚动体应具有较高的硬度和接触疲 劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般用特殊轴承钢制造 ，常用材料有GCrl5、GCrl5SiMn、GCr6、GCr9等，经热处理 后硬度可达60-65HRC。滚动轴承的工作表面必须经磨削抛光 ，以提高其接触疲劳强度。保持架多用低碳钢板通过冲压成 形方法制造，也可采用有色金属或塑料等材料。 滚动轴承的材料 二、滚动轴承的类型与特点 球轴承 滚子轴承 点接触，承载能力低，极限转速高。 线接触，承载能力高，极限转速低。 6深沟球轴承

3、L四点接触球轴承5推力球轴承 U外球面球轴承4双列深沟球轴承 NA滚针轴承3圆锥滚子轴承 N圆柱滚子轴承29推力调心滚子轴承 9推力圆锥滚子轴承2调心滚子轴承 8推力滚子轴承1调心球轴承 7角接触球轴承0双列角接触球轴承 代号轴承类型代号轴承类型 QJ 调心球轴承1000 调心滚子轴承 2000 圆锥滚子轴承3000 双列深沟球轴承 4000 推力球轴承 5000 深沟球轴承6000 角接触球轴承7000 推力圆柱滚子轴承8000 圆柱滚子轴承N 一、滚动轴承的代号 152 滚动轴承的代号及类型选择 前置代号 基本代号 后置代号 轴 承 的 分 部 件 代 号 内 部 结 构 代 号 密 封

4、与 防 尘 结 构 代 号 保 持 架 及 其 材 料 代 号 特 殊 轴 承 材 料 代 号 公 差 等 级 代 号 游 隙 代 号 多 轴 承 配 置 代 号 其 它 代 号 五四三二一 类 型 代 号 尺寸系 列代号 内 径 代 号 宽 度 系 列 代 号 直 径 系 列 代 号 前置代号表示轴承的分部件。 基本代号表示轴承的类型与尺寸等主要特征。 后置代号表示轴承的精度与材料的特征。 类型代号为字母时 与后数字空半格 1、基本代号 （1）轴承类型 基本代号右起五位 轴承类型代号轴承类型代号 双列角接触球轴承0深沟球轴承6 调心球轴承1角接触球轴承7 调心滚子轴承和推力调心 滚子轴承 2

5、 推力圆柱滚子轴 承 8 圆锥滚子轴承3圆柱滚子轴承N 双列深沟球轴承4外球面球轴承U 推力球轴承5四点接触球轴承QJ 宽度系列右起第四位 数字 0 9 （2）尺寸系列 基本代号右起三、四位 宽度系列在前，直径系列在后 8 0 1 2 3 4 5 6 7 9 1 2 特窄 窄 正常 宽 特宽 特低 低 正常 向心轴承宽度增加 推力轴承高度增加 但对圆锥滚子轴承 (3类)和调心滚子轴 承(2类)不能省略 “0”。 宽度系列代号：一般 正常宽度为“0”，通 常不标注。 直径系列右起第三位 数字 0 9 7 8 9 0 1 2 3 4 5 超轻 特轻 轻 中 重 特重 直径增加 （3）轴承的内径右起

6、一二位数字 a) d=10, 12, 15, 17mm 时 代号 00 01 02 03 b) d= 20 480mm 时 d=代号5(mm) c) d500mm，d=22，28，32mm 时 代号 = 内径尺寸 直径代号 / 内径代号 2、前置代号 表示轴承的分部件，用字母表示 L可分离轴承的可分离内圈或外圈如LN207 K轴承的滚动体与保持架组件K81107 R不带可分离内圈或外圈的轴承，如RNU207 3、后置代号 轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等 （1）内部结构代号 C、AC、B角接触球轴承的接触角 （2）密封、防尘与外部形状变化代号 （3）轴承的公差等级 精度高 低 代号 /

7、P2、/P4、/P5、 /P6X 、 /P6、/P0 公差等级 2 4 5 6X 6 0 普通级 可省略 NU表示内圈无档边的圆柱滚子轴承 WS、GS分别为推力圆柱滚子轴承的轴圈和座圈，如WS81107、GS81107。 （4）轴承的径向游隙 （5）保持架代号 游隙代号：游隙分1 、2、 0 、3 、4 、5共六个组别。 以/C1 、/C2、 /C3 、/C4 、/C5为代号，0组不标注。 游隙值：小 大 将滚动轴承的一个套圈固定,另一个 套圈沿径向的最大活动量,称为径向游隙径向游隙 ;沿轴向最大活动量,称为轴向游隙轴向游隙。 游隙: 径向游隙径向游隙轴向游隙轴向游隙 轴承中的滚动体与内、外滚

8、道之 间的间隙；分为径向游隙和轴向游隙径向游隙和轴向游隙 ： 6308：6深沟球轴承，3中系列，08 内径d=40mm， 公差等级为0级，游隙 组为0组； N105/P5： 7214AC/P4： 7角接触球轴承，2轻系列，14内径d=70mm，公差等级为4级 ，游隙组为0组，公称接触角=15； 30213：3圆锥滚子轴承，2轻系列，13内径d=65mm，0正常宽度(0不可 省略)，公差等级为0级，游隙组为0组； 6103： 6深沟球轴承，1特轻系列，03内径d=17mm，公差等级为0级， 游隙组为0组； N圆柱滚子轴承，1特轻系列，05内径d=20mm，公差等级为 5级，游隙组为0组； 工作载

9、荷、转速、支承刚性、安装精度 1） n高，载荷小，旋转精度高 球轴承 n低，载荷大，或冲击载荷 滚子轴承 2）主要受Fr 向心轴承（径向接触轴承） 主要受Fa，n不高时推力轴承（轴向接触轴承） n高时角接触球轴承或深沟球轴承 二.滚动轴承的类型选择 同时受Fr和Fa均较大时 圆锥滚子轴承3类（n较低时） Fr较大，Fa较小时 Fa较大，Fr较小时 深沟球轴承 深沟球轴承+推力球轴承 推力角接触轴承 角接触球轴承7类（n较高时） 3）要求n100时，因金属组织硬度和润滑条件 等的变化，轴承的基本额定动载荷C有所下降， 引入温度系数 f t 当P、n已知，预期寿命为Lh ， 则要求选取的轴承的额定

10、动载荷为 选轴承型号和尺寸 校核轴承寿命 LhLh 三、滚动轴承的当量动载荷P 1、对只能承受径向载荷Fr的轴承（ 6，N、NA轴承） P = fPFR 3同时受径向载荷Fr和轴向载荷Fa的轴承 2、对只能承受轴向载荷Fa的轴承（5和8） P = fPFA P = fP （X FR +Y FA ） fP 载荷系数 X径向载荷系数 Y轴向载荷系数 四、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷的计算 1、内部轴向力大小方向 圆锥滚子轴承 角接触球轴承 70000C(a=15)70000AC(a =25)70000B(a =40) S=Fr(2Y)S=eFrS=0.68FrS=1.14Fr 方向：由 外

11、圈宽端 面指向窄 端面 支反力作 用点偏向 窄端面一 侧 a)正装（面对面） 适合于传动零件 位于两支承之间 b)反装（背靠背） 适合于传动零件 处于外伸端 二内部轴向力相对二内部轴向力相背 2、实际轴向载荷FA的确定 （1）当 轴有向左移动的趋势,轴承1被“压紧”，轴承2被“放松” 轴承1上的内部轴向力由S1增大到Fa+S2, 阻止轴左移 轴承2上的轴向力为 轴承1的实际轴向载荷为 （2）当 轴有右移的趋势，轴承2被“压紧”，轴承1被“放松” 轴承2上的内部轴向力由S2增大到 S1-Fa , 阻止轴右移 轴承2实际所受的轴向力为 轴承1实际所受的轴向力为 结论：实际轴向力Fa的计算方法 1）

12、分析轴上内部轴向力和外加轴向载荷，判定被“压紧 ”和“放松”的轴承。 2）“压紧”端轴承的轴向力等于除本身内部轴向力外，轴 上其他所有轴向力代数和。 3）“放松”端轴承的轴向力等于本身的内部轴向力 向心推力轴承所受轴向力Fa的计算方法也可以归纳为： 就一个支点的轴承而言，对比其本身内部轴向力与外加轴向力（另一支点的 内部轴向力与外加轴向力之合力），其较大者为该轴承的轴向力。 五、 滚动轴承的静强度计算 对于在工作载荷下基本不旋转或缓慢旋转或缓慢摆动的轴承， 其失效形式不是疲劳点蚀，而是因滚动接触面上的接触应力过大而 产生的过大的塑性变形。 在国家标准中，对每一种规格的滚动轴承规定了一个不应超

13、过得载荷界限基本额定静载荷，用C0表示。 式中： P0当量静载荷，S0静强度安全系数其值查表1114 当量静载荷P0计算： 对于=0的向心滚子轴承：P0=Fr 对于角接触轴承： P0r=X0Fr+Y0Fa P0r=Fr 取上式中的P0较大值。 X0、Y0静径向和轴向载荷系数教材表1113 选择轴承的类型和直径系列 按轴径确定轴承内径 滚动轴承选择的一般过程如下： 对没有严格要求的轴承 可不进行寿命计算 END 进行寿命计算 合格 不合格 对有较严格要求的轴承 滚动轴承寿命计算的过程 由力分析确定轴承所承受的FR与FA 计算当量动载荷P=XFR+YFA 明确轴承的工作转速n与预计寿命 与C比较

14、计算轴承应满足的基本额定动载荷 一、轴系的轴向定位 1、两端单向固定 154 滚动轴承的组合设计 正常的滚动轴承支承应使轴能正常传递载荷而不发生轴向窜动及轴受热膨 胀后卡死等现象。常用的滚动轴承支承结构型式有三种： 正确选用轴承类型和型号之后，为了保证轴与轴上旋转零件正常运行， 还应解决轴承组合的结构问题，其中包括，轴承组合的轴向固定，轴承与相 关零件的配合，间隙调整、装拆、润滑等一系列问题。 轴的两个轴承分别限制 一个方向的轴向移动，这种 固定方式称为两端单向固定 。考虑到轴受热伸长，对于 深沟球轴承可在轴承盖与外 圈端面之间，留出热补偿间 隙 c0203 mm。间隙 量的大小可用一组垫片来

15、调 整。这种支承结构简单，安 装调整方便，它适用于工作 温度变化不大的短轴。 正装 2、一端双向固定，一端游动 一端支承的轴承，内、外圈双向固定，另一端支承的轴承可以轴向游动。 双向固定端的轴承可承受双向轴向载荷，游动端的轴承端面与轴承盖之间留有 较大的间隙。以适应轴的伸缩量，这种支承结构适用于轴的温度变化大和跨距 较大的场合。 3、两端游动 两端游动支承结构的轴承，分别不对轴作精确的轴向定位。两轴承的 内、外圈双向固定，以保证轴能作双向游动。两端采用圆柱滚子轴承支承 ，适用于人字齿轮主动轴。但与其啮合的另一轴系必须两端固定 轴承内圈常用的四种轴向固定方法：利用轴肩作单向固定，它能承受大 的单向的轴向力；利用轴肩和轴用弹性挡圈作双向固定，挡圈能承受的轴向 力不大；例用轴肩和轴端挡板作双向固定，挡板能承受中等的轴向力；利用 轴肩和圆螺母、止动垫，作双向固定，能受大的轴向力。 滚动轴承的轴向固定 内圈与轴： 5）开口圆锥 紧定套+圆螺 母和止动垫圈 1）轴肩 2）轴用弹性挡圈 3）轴端档圈 +紧固螺钉 4）圆螺母 +止动垫圈 外圈与座孔： 1）孔用弹性挡圈 2）轴承外圈止动槽 内嵌入止动环固定 3）轴承端盖4）轴承座孔凸肩5）螺纹环 二、滚动