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1、第十一章第十一章 滚动轴承滚动轴承11.1 11.1 滚动轴承的构造和特点滚动轴承的构造和特点12341、滚动轴承的组成、滚动轴承的组成外圈外圈1、内圈、内圈2、滚动体、滚动体3、保持架、保持架4滚动体的种类有滚动体的种类有2、特点（与滑动轴承相比）特点（与滑动轴承相比） 1) 摩擦系数小，摩擦系数小，f=0.0010.004 2) 启动灵活；启动灵活； 3) 润滑容易润滑容易 4) 标准化、互换标准化、互换 5) 但抗冲击载荷能力差，很难做成剖分式但抗冲击载荷能力差，很难做成剖分式 滚动轴承中的承载形式为点或线接触，最大接触应力滚动轴承中的承载形式为点或线接触，最大接触应力 可以高达可以高达
2、4000MPa；3、材料、热处理及用途材料、热处理及用途 套圈及滚动体：套圈及滚动体：GCr15普普通通 、9Cr18（4400C）- 防锈、防锈、 Cr4Mo4V(M50)高高温、温、 Si3N4特特殊环境殊环境保持架：保持架：高聚物、低碳钢、铜、夹布胶木高聚物、低碳钢、铜、夹布胶木各类轴承及滚动体各类轴承及滚动体11.2 滚动轴承的类型和选择滚动轴承的类型和选择一、滚动轴承的类型一、滚动轴承的类型按滚动体的形状分按滚动体的形状分球轴承球轴承 滚子轴承滚子轴承轴承公称接触角轴承公称接触角: :滚动体与外圈轨道接触点的法线和轴承半滚动体与外圈轨道接触点的法线和轴承半 径方向的夹角径方向的夹角
3、00901.向心轴承向心轴承(0 )径向接触轴承 (045 )向心角接触轴承2.推力轴承推力轴承(90 )轴向接触轴承 (4590 )推力角接触轴承按受力分：按受力分：国家标准国家标准GB/T272-1993中，按载荷方向及结构不同进行分类中，按载荷方向及结构不同进行分类单列单列双列双列按滚动体列数分：按滚动体列数分：多列多列二、滚动轴承类型的选择二、滚动轴承类型的选择选择滚动轴承类型时可参考以下几点：选择滚动轴承类型时可参考以下几点：（1 1）当载荷加大后有冲击载荷时，宜用滚子轴承；）当载荷加大后有冲击载荷时，宜用滚子轴承； 当载荷较小时，宜用球轴承。当载荷较小时，宜用球轴承。（2 2）当只
4、受径向载荷时，或虽同时受径向和轴向载）当只受径向载荷时，或虽同时受径向和轴向载 荷，但以径向载荷为主时，应用向心轴承。荷，但以径向载荷为主时，应用向心轴承。 当只受轴向载荷时，一般应用推力轴承，而当当只受轴向载荷时，一般应用推力轴承，而当 转速很高时，可用角接触球轴承或深沟球轴承。转速很高时，可用角接触球轴承或深沟球轴承。 当径向和轴向载荷都较大时，应采用角接触轴当径向和轴向载荷都较大时，应采用角接触轴 承。承。（4）当要求支承具有较大刚度时，应用滚子轴承。）当要求支承具有较大刚度时，应用滚子轴承。（5）当轴的挠曲变形大或轴承座孔不同、跨度大而）当轴的挠曲变形大或轴承座孔不同、跨度大而 对支承
5、有调心要求时，应选用调心轴承。对支承有调心要求时，应选用调心轴承。（6）为便于轴承的装拆，可选用内、外圈分离的轴）为便于轴承的装拆，可选用内、外圈分离的轴 承。承。（7）从经济角度看，球轴承比滚子轴承便宜，精度）从经济角度看，球轴承比滚子轴承便宜，精度 低的轴承比精度高的轴承便宜，普通结构轴承比特低的轴承比精度高的轴承便宜，普通结构轴承比特 殊结构的轴承便宜。殊结构的轴承便宜。（3）当转速较高时，宜用球轴承；当转速较低时，）当转速较高时，宜用球轴承；当转速较低时， 可用滚子轴承，也可用球轴承。可用滚子轴承，也可用球轴承。11.3 滚动轴承代号滚动轴承代号下表表示滚动轴承代号的构成下表表示滚动轴
6、承代号的构成 前置代号 基本代号 后置代号 成 套 轴 承 分 部 件 类型代号 尺寸系列代号 内径代号 内部结构代号 密封防尘与外圈形状变化代号 保持架结构及材料变化代号 轴承材料变化代号 公差等级代号 游隙组代号 配置代号 其它 1.类型代号：类型代号：2.尺寸系列代号：尺寸系列代号：承载能力发生变化承载能力发生变化宽度系列与直径系列宽度系列与直径系列（见表（见表11.1）3.内径代号：内径代号：内径大小内径大小轴承内径d/(mm) 内径代号 示例 10 00 12 01 15 02 1017 17 03 深沟球轴承6201 内径d=12mm 20495 (22、 28、 32 除外) 用
7、内径除以5 得的商数表示。当商数只有个位数时，需在十位数处用 0 占位 深沟球轴承6210 内径d=50mm 500以及 22、28、32 用内径毫米数直接表示，并在尺寸系列代号与内径代号之间用“/”号隔开 深沟球轴承 62/500,内径d=500mm 62/22,内径d=22mm 4.内部结构代号内部结构代号代号 示例 对应旧标准 C 角接触球轴承 公称接触角157210C 36210 AC 角接触球轴承 公称接触角257210AC 46210 B 角接触球轴承 公称接触角407210B 66210 圆锥滚子轴承 接触角加大 32310B - E 加强型,改进结构设计,增大承载能力 NU20
8、7E 32207 E 5.公差等级代号公差等级代号精度低 精度高 示例 /P0 /P6 /P5 /P4 /P2 6206/P5 对应旧标准 G E D C B D206 6.6.配置代号配置代号代号 /DB /DF /DT 含义 背对背安装方式 面对面安装方式 串联安装方式 示例 旧标准 236210 336210 436210 7.轴承代号的编制规则轴承代号的编制规则(1)轴承代号按表轴承代号按表11-2所列的顺序从左至右所列的顺序从左至右 排列。排列。 (2)当轴承类型代号用字母表示时当轴承类型代号用字母表示时,字母与其字母与其 后的数字之间应空一个字符。后的数字之间应空一个字符。(3)基
9、本代号与后置代号之间应空一个字符基本代号与后置代号之间应空一个字符, 但当后置代号中有“但当后置代号中有“-”号或“号或“/”号时号时,不再留不再留 空。空。 (4)在尺寸系列代号中在尺寸系列代号中,位于括号中的数字省略位于括号中的数字省略 不写。不写。(5)公差等级代号中的公差等级代号中的/P0省略不写。省略不写。例如例如: 7 2 10C7210 C/P5/DF /P5 /DF轴承类型为角接触球轴承轴承类型为角接触球轴承尺寸类型代号尺寸类型代号, ,其中其中宽度类型代号为宽度类型代号为0,0,窄系列窄系列, ,省略不写省略不写, ,直径系列代号为直径系列代号为2,2,轻系列轻系列轴承内径轴
10、承内径5 1050dmm 空一个字符空一个字符公称接触角公称接触角15轴承精度等级为轴承精度等级为5 5级级面对面配置面对面配置32210/P3/DB练习背对背安装背对背安装 3级精度级精度 直径直径50mm 宽、轻系列宽、轻系列 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承11.4 滚动轴承的失效形式和计算准则滚动轴承的失效形式和计算准则一、滚动轴承的失效形式一、滚动轴承的失效形式各接触点受力：各接触点受力：受交变载荷受交变载荷钢球疲劳点蚀钢球疲劳点蚀陶瓷球疲劳点蚀陶瓷球疲劳点蚀1.疲劳点蚀：疲劳点蚀：滚动轴承最常见的失效形式。滚动轴承最常见的失效形式。内环上的疲劳点蚀内环上的疲劳点蚀轴承胶合轴承胶合2.塑性变
11、形：塑性变形：受较大静载或冲击载荷受较大静载或冲击载荷3.磨粒磨损：磨粒磨损：杂质进入杂质进入4.胶合：胶合：高速、重载、发热高速、重载、发热二、滚动轴承的计算准则二、滚动轴承的计算准则寿命计算：寿命计算：对于转动的滚动轴承，疲劳点蚀是对于转动的滚动轴承，疲劳点蚀是 其主要失效形式，因而主要是进行寿命计算，其主要失效形式，因而主要是进行寿命计算， 必要时再作静强度校核。必要时再作静强度校核。静强度计算：静强度计算：对于不转动、低速或摆动的轴承，对于不转动、低速或摆动的轴承， 局部塑性变形是其主要失效形式，因而主要是局部塑性变形是其主要失效形式，因而主要是 进行静强度计算。进行静强度计算。校核极
12、限转速：校核极限转速：对于高速轴承，发热以至胶合对于高速轴承，发热以至胶合 是其主要失效形式，因而除进行是其主要失效形式，因而除进行寿命计算寿命计算外还外还 应该应该校核极限转速校核极限转速。11.5 滚动轴承的寿命计算滚动轴承的寿命计算一、基本公式一、基本公式基本额定动负荷：基本额定动负荷：轴承工作温度在轴承工作温度在100 C以下以下,基本额定寿命基本额定寿命61 10Lr 时，轴承所能承受的最大载荷，时，轴承所能承受的最大载荷， 用用C表示。表示。基本额定动负荷基本额定动负荷 的方向的方向:对于推力轴承为中心轴向载荷对于推力轴承为中心轴向载荷对于角接触向心轴承为载荷的径向分量对于角接触向
13、心轴承为载荷的径向分量基本额定寿命基本额定寿命 ： 一批相同轴承，在相同条件下运转，一批相同轴承，在相同条件下运转， 90%轴轴承在疲劳点蚀前转过的承在疲劳点蚀前转过的 转数，单位为转数，单位为106r。对于向心轴承为径向载荷对于向心轴承为径向载荷疲劳曲线疲劳曲线疲劳寿命威布尔分布疲劳寿命威布尔分布105106107108510203040506070809095510203040506070809095失 效 概率，循环 次数，次105106107108510203040506070809095510203040506070809095失 效 概率，循环 次数，次载荷P1载荷P2载荷P1载荷
14、P2由实验得到的曲线1C 常数1CL P在当量动载荷在当量动载荷P作用下的基本额定寿命为作用下的基本额定寿命为610CLrP滚动轴承的载荷与寿命之间的关系滚动轴承的载荷与寿命之间的关系:P L常数:,3;,10/3寿命指数 对于球轴承对于滚子轴承。610 60hCLhnP610 60T h Pf CLhnf P常用小时数表示基本额定寿命常用小时数表示基本额定寿命Lh引入温度系数引入温度系数fT和载荷系数和载荷系数fP二、当量动载荷二、当量动载荷把实际载荷折算为与基本额定动负荷的方向相把实际载荷折算为与基本额定动负荷的方向相 同的一假想载荷，在该假想载荷作用下轴承的寿命同的一假想载荷，在该假想载
15、荷作用下轴承的寿命 与实际载荷作用下的寿命相同，则称该假想载荷为与实际载荷作用下的寿命相同，则称该假想载荷为 当量动载荷，用当量动载荷，用P表示。表示。当量动载荷当量动载荷P的计算式：的计算式：raPXFYFXY 、径向系数和轴向系数raFF 、轴承的径向载荷和轴向载荷三、角接触轴承的内部轴向力三、角接触轴承的内部轴向力轴承类型轴承类型角接触球轴承角接触球轴承 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 7000C型型(=150)7000AC型型(=250)7000B型型(=400)S0.4Fr0.7FrFrFr/2Y表表11.13 角接触轴承的内部轴向力角接触轴承的内部轴向力S由力的平衡条件得由力的平衡条件得
16、21WSSA作用在轴承作用在轴承上的轴向载上的轴向载 荷为荷为作用在轴承作用在轴承 上的轴向载荷上的轴向载荷 只有自身的内部轴向力只有自身的内部轴向力, ,即即11aFS221aFWSAS取轴承内圈和轴为分离体取轴承内圈和轴为分离体11.6 滚动轴承的静强度计算滚动轴承的静强度计算基本额定静负荷基本额定静负荷C0：滚动轴承中受载最大的滚动体与最弱座滚动轴承中受载最大的滚动体与最弱座 圈滚道的接触处的塑性变形量之和为滚动体的圈滚道的接触处的塑性变形量之和为滚动体的1/10 000时的载时的载 荷。荷。滚动轴承的静强度校核公式：滚动轴承的静强度校核公式：00000,CS PSPN静强度安全系数当量静载荷当量静载荷当量静载荷P0：是一个假
