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1、滚动轴承,概述滚动轴承的主要类型及其代号 滚动轴承类型的选择 滚动轴承类型的工作情况滚动轴承尺寸的选择 轴承装置的设计,1 概述,轴承的功用和分类 1功用：用于支承轴，并且实现轴的旋转运动（承受 载荷和相对运动） 2根据摩擦性质分为 -滑动摩擦轴承（滑动轴承） -滚动摩擦轴承（滚动轴承）,外圈,内圈,保持架,滚动体,1、滚动轴承的基本结构小型部件：由外圈、内圈、滚动体和保持架等组成，外圈与 轴承座装配，内圈与轴颈装配，随轴旋转。滚动体：实现滚动摩擦，减小零件磨损，常见滚动体；保持架：把各滚动体分开，保持滚动体在内、外圈之间作有 规律运动。,内圈、外圈、滚动体：轴承铬钢，硬度60 HRC保持架：
2、低碳钢、铜、铝、塑料。,2、设计时所要解决的主要问题 轴承本身设计（主要任务）：根据工作条件，选择类型及尺寸； 滚动轴承的组合设计（装置设计） 轴承组合：指与滚动轴承安装、调整、润滑、密封等有关 的零件组合； 组合设计：考虑以上问题所进行的设计。,2 滚动轴承的主要类型及其代号,2.1 滚动轴承的主要类型、性能与特点常用标准滚动轴承的名称、代号及性能特点：,1,4,2,3,5,NA,N,29,6,7,1、按承受载荷方向分类向心轴承：主要承受径向载荷Fr 深沟球轴承（6） 圆柱滚子轴承（N） 调心球轴承（1）推力轴承：只能承受轴向载荷Fa 推力球轴承（5）向心推力轴承：Fr + Fa 角接触球轴
3、承（7） 圆锥滚子轴承（3）,2、向心推力轴承的主要参数接触角：向心推力轴承滚动体与外圈接触处的法线与半径方向的夹角。是固有特性，反映轴承承受轴向载荷的能力，承载能力。载荷角：轴承实际承受的径向载荷Fr 与轴向载荷Fa的合力与半径方向的夹角。它反映了轴承承受轴向载荷的能力。,滚动轴承的代号（GB/T27293）前置代号 基本代号 后置代号 分部件： 五 四 三 二 一 公差材料内圈 类型 内径20480 特殊结构外圈 直径系列2轻3中4重 C15 AC25 保持架 宽度系列多数正常系列可不标 B 40滚动体 公差/P2、4、5、6、6x、0 游隙/C1、2、0、3、4、5例：7211C/P5角
4、接触球轴承、正常宽度、轻系列、直径55mm、接触角15、 5级公差、0组游隙。,2.2 滚动轴承的代号,尺寸系列代号,轴承类型代号,后置代号,内部结构代号 表示同一类型轴承的不同内部结构，用字母紧跟着基本代号表示。,圆锥滚子轴承=10 18 30000大锥角圆锥滚子轴承 =27 30 30000B,角接触球轴承 =15 70000C =25 70000AC =40 70000B,公差等级代号 轴承的公差等级分为 6 个级别，依次由高级到低级。 2 级 / P2 4 级 / P4 5 级 / P5 6 级 / P6 6x 级 / P6x 仅适用于圆锥滚子轴承 0 级 / P0 普通级，不标出,游
5、隙代号 轴承径向游隙系列分为 6 个组别，游隙依次由小到大 。 1 组 / C1 2 组 / C2 0 组 常用的游隙组别，不标出 3 组 / C3 4 组 / C4 5 组 / C5,前置代号 为轴承分部件代号，用字母表示。 如：用 L 表示可分离轴承的可分离套圈；K 表示轴承的滚动体与保持架组件等等。 代号举例：,表示内径为50 mm，轻系列，角接触球轴承，正常宽度，接触角 =15，5 级公差，0组游隙。,6308,表示内径为40mm，中系列，深沟球轴承，正常宽度系列，正常结构，0 级公差，0 组游隙。,7210C/ P5,3 滚动轴承类型的选择,依据：工作条件（载荷大小、方向及性质）；
6、转速的高低； 调心性能的要求； 安装、拆卸要求； 经济性要求； 其它要求。,一、轴承的载荷1、载荷方向：若承受纯径向载荷，宜选用向心轴承，如深沟球轴承“6”、圆柱滚子轴承“N”或滚针轴承“NA”；只承受纯轴向载荷：选推力轴承，如“5”；既承受径向载荷Fr，又承受轴向载荷Fa： Fa/Fr较小：选用深沟球轴承“6”或接触角较小的角接 触球轴承“7”或圆锥滚子轴承“3”； Fa/Fr较大：选用较大的“7”、“3”，或在一个支承同时 用一个向心和推力轴承配合。2、载荷大小和性质 载荷较小（中等、轻）、且平稳：宜选用球轴承（点接 触）； 载荷较大，有冲击、振动时，宜选用滚子轴承（线接 触）。,二、轴承
7、的转速转速不太高时，转速对轴承类型的选择影响不大；每一类轴承都通过实验确定了在一定条件下的极限转速，因此轴承的实际工作转速必须低于极限转速；球轴承的极限转速较高，高速时，应优先选用球轴承；转速高、载荷小，宜选用较小直径的球轴承（因为较小直径的球轴承，它们的滚动体较小，工作时离心力较小）；转速高、载荷大，可采用同一支承同时用2个球轴承。,三、调心性能当轴的中心与支座孔的中心不同心时，或轴因受力变形时，轴承内圈中心线与外圈中心线会产生偏位角，容易造成滚动体工作不正常，甚至卡住。这时宜采用有一定调心性能的调心球轴承如“1”类或调心滚子轴承如“2”。,四、安装、拆卸要求1若进行轴向安装，轴承座没有剖分
8、面时，应优先选用内、外圈可分离的轴承，如圆柱滚子轴承“N”类和圆锥滚子轴承“3”类；2若轴较大，且轴承安装在轴的中部，可采用带锥孔的轴承。,五、经济性要求在保证轴承工作性能要求的前提下，为使成本降低，一般优先采用球轴承、向心轴承。（球轴承比滚子轴承的价格低，向心推力轴承价格比向心轴承高。）六、其它要求1对外廓尺寸要求若要求径向尺寸较小，宜采用小直径系列轴承或滚针轴承；若要求轴向尺寸较小时，宜采用窄宽度系列轴承。2刚度要求在相同载荷下，采用滚子轴承（线接触）的刚度比球轴承（点接触）的刚度高。3轴承游动当一根轴的两个支承距离较远，或工作前后有较大的温差时，为适应轴和外壳不同热膨胀的影响，防止轴承卡
9、死，只需把一端的轴承轴向固定，而另一端的轴承使之可以轴向游动。游动轴承：深沟球轴承“6”和圆柱滚子轴承“N”；向心推力轴承“7”和“3”类不能作游动轴承。,4选用向心推力轴承“3”或“7”类，应考虑成对使用。正装：面对面安装；反装：背靠背安装。成对使用原因：向心推力轴承均有接触角，当只有径向载荷作用时，轴承内部会产生一个派生轴向力S，使得滚动体、内圈和轴沿轴向移动，造成承受载荷的滚动体数目减小，因而轴承承载能力减小，因此应采用成对向心推力轴承，以便平衡派生轴向力，提高轴承承载能力。,4 滚动轴承的工作情况,4.1 轴承工作时轴承元件上的载荷分布,向心轴承中径向载荷的分布图,轴承元件上的载荷及应
10、力变化图,5.1 滚动轴承的失效形式及其基本额定寿命失效形式：滚动体或内、外圈滚道上的点蚀破坏。1疲劳点蚀：安装得当、设计合理、润滑、密封良好，n10r/min的轴承主要是疲劳点蚀破坏；2塑性变形：不转或转得很慢，n10r/min时，用接触疲劳强度准则（或疲劳寿命准则）；2当n10r/min时，用静强度准则，通过静强度计算，选择轴承尺寸。注：高速轴承，寿命计算，校验极限转速。几个重要的概念,1轴承的寿命：轴承在运转时，其中任一元件出现疲劳点蚀前所经历的转数（以106r为单位）或工作小时数。2基本额定寿命L10一批相同型号的轴承，在相同运转条件下，其中有10%的轴承出现疲劳点蚀时，轴承所经历的转
11、数为该批轴承的基本额定寿命L10.物理意义：表示轴承达到基本额定寿命时，出现疲劳点蚀的概率为10%。3预期计算寿命Lh4基本额定动载荷C使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷值，用字母C表示。C反映了轴承承载能力的大小，即承受外载荷的极限值（不同型号轴承的C不同，C值查标准，C是通过大量的试验确定）。,C的确定（与外载荷性质有关）对向心轴承：指的是纯径向载荷，径向基本额定动载荷Cr；对推力轴承：指的是纯轴向载荷，轴向基本额定动载荷Ca；对向心推力轴承：指的是使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量。确定C的试验条件内圈旋转、外圈固定，寿命为106r，不发生点蚀破坏的概率为90%
12、、载荷平稳，正常温度t=1250C。注：在较高温度下工作的轴承（t1250C时），应引入温度系数ft修正基本额定动载荷。 式中 Ct为高温轴承的基本额定动载荷， ft为温度系数。,5.2 滚动轴承的当量动载荷 1、定义为了计算轴承寿命，须将实际载荷换算成当量动载荷P，它是一个与实际载荷效果相当的假想载荷（在P作用下，轴承的寿命与实际载荷作用下相同）。2、当量动载荷P的确定 对于向心轴承“N”、“NA”，P=Fr 对于推力轴承“5”，P=Fa 对于“3”、“7”类向心推力轴承及“6”类深沟球轴承、调心轴承如“1”、“2”等， 式中 X、Y分别为径向、轴向动载荷系数。 引入载荷系数fP，则,5.3 滚动轴承寿命的计算公式1目的已知轴承的型号、P、n等，求轴承的实际寿命Lh；已知轴承的转速n、P、预期计算寿命Lh，求选用具有多大的基本额定动载荷C的轴承。2寿命计算公式第一类问题计算公式式中 为试验常数，对于球轴承=3，滚子轴承=10/3；公式的物理意义：已知型号的轴承，在一定工作条件下的实际寿命。,
