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1、本章内容: 滚动轴承 滑动轴承本章重点：滚动轴承的基本类型的特点和选用、动压润滑的基本原理本章难点：熟悉轴承代号轴 承滚动轴承v滚动轴承依靠主要元 件间的滚动接触来支 承转动零件的。 v与滑动轴承相比，滚 动轴承具有摩擦阻力 小，功率消耗少，起 动容易等优点。01 概述1、内圈 2、外圈 3、滚动体 4、保持架滚子轴承球轴承滚动轴承的 材料 内圈、外圈、滚动体：轴承铬钢GCr15等 ，硬度6065HRC 保持架：低碳钢；铜、铝、工程塑料等保持架的作用：均布滚动体，避免滚动体直接接触 ，减少发热和磨损。02 滚动轴承的主要类型及其代号（一） 滚动轴承的主要类型、性能和 特点滚 动 轴 承向心轴承
2、主要承受径向载荷Fr的 轴承。推力轴承只能承受轴向载荷Fa的 轴承。向心推力轴承能同时承受径向载荷 和轴向载荷的轴承。向心推力轴承的滚动体与外圈滚道接触点（线） 处的法线N-N与半径方向的夹角叫做轴承的接 触角。 轴承实际所承受的径向载荷Fr与轴向载荷Fa的合 力与半径方向的夹角，叫做载荷角。图图图图图图图图图图图14235NAN2967向心轴承4、1、2、6、N、NA推力轴承5向心推力轴承3、7推力向心轴承29不能承 受轴向 载荷代号返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回（二） 滚动轴承的代号（GB/T272 1993）对常用内径d=20480mm的轴承，内径一般为5的倍数，这 两位数
3、字表示轴承内径尺寸被5除得的商数； 对于内径为10 mm、12 mm、15mm和17 mm的轴承，内径代号 依次为00、01、02和03。内径代号：基本代号的右起第一、二位数字表示 。轴承的直径系列（即结构相同、内径 相同的轴承在外径和宽度方面的变化 系列）用基本代号右起第三位数字表 示。 直径系列代号有0、1、2、3、4，对应 于相同内径轴承的外径尺寸依次递增 。轴承的宽度系列（即结构、内径和直径系列都相同的轴承，在宽度方面的变化系列）用基本代号右起第四位数字表示。当宽度系列为0系列时可不标，但对于调心滚子轴承和圆锥滚子轴承，宽度系列代号0应标出。后置代号轴承的公差等级分为2级、4级、5级、
4、6级、6x级和 0级，共6个级别。依次由高级到低级，其代号分别 为/P2、/P4、/P5、/P6、/P6x和/P0。 公差等级中，6x级仅适用于圆锥滚子轴承。0级为 普通级，在轴承代号中不标出。常用的轴承径向游隙系列分为1组、2组、0组、3组 、4组和5组，共6个组别。径向游隙依次由小到大 。 0组游隙是常用的游隙组别，在轴承代号中不标出 ，其余的游隙组别在轴承代号中分别用/C1、/C2、 /C3、/C4、/C5表示。前置代号 轴承分部件代号 内圈 L外圈 保持架 K滚动体后置代号 特殊材料特殊结构C15 AC25 B 40公差/P2、4、5、6、6x、0游隙/C1、2、0、3、4、5例：71
5、211C/P5角接触球轴承、正常宽度、轻系列、直径55mm、 接触角15、5级精度；常用游隙。基本代号五 四 三 二 一类型 内径：20480直径系列：2轻3中4重宽度系列：多数正常系列可不标轴承代号小结03 滚动轴承类型的选择（一）轴承的 载荷滚子轴承的承载能力优于球轴承 。滚子轴承主要元件间是线接触，宜用于承受较 大的载荷，承载后的变形也较小。 球轴承主要为点接触，宜用于承受较轻的或中 等的载荷，在载荷较小时，应优先选用球轴承 。径向R 1、2、6、N、NA轴向A 5R+A 3、7、6、1、2 方向大小轴承承载方向 举例（二）轴承的转 速 极限转速 nlim ：载荷P0.1C，冷却正常，0
6、级公差时轴承的最大允许转速。轴承型号额定动载荷 Cr（KN）额定静载荷 C0 （KN）脂润滑 rpm油润滑 rpm621241.031.556007000631264.149.4500063007212AC43.139.6530070003021260.458.53600450030312115.0115.028003600推力轴承的主要承载能力表现在轴向，离心力过 大时无法通过径向反力平衡，将引起较大的反力 ，发热大，极限转速较低。1、优先选用球轴承（减小润滑的阻力）；2、轻系列轴承优于中、重系列（减小离心力）；3、实体保持架优于冲压保持架（易形成油膜减小 摩擦）；4、提高公差等级、改善润滑
7、条件等。对高转速的轴承 ：（三）轴承的调心 性能8162423由于安装误差或轴的变形等都会引起轴 承内外圈中心线发生相对倾斜，其倾斜 角称为角偏差。 角偏差较大时会影响轴承正常运转，应 采用调心轴承。调心轴承的外圈滚道表面是球面，能自动 补偿两滚道轴心线的角偏差，从而保证轴 承正常工作。（四）轴承的安装与拆卸（五）经济性：球比滚子便宜，精度适宜 。04 滚动轴承的工作情况（一）轴承工作时轴承元件上的载荷分布轴承工作时，各个 滚动体、套圈不同 位置的载荷是不一 样的。（二）轴承元件上的载荷及应力的变化轴向力由滚动体平均分担受最大径向载荷的滚动体负载为载荷固定套圈上的 应力变化滚动体、转动 套圈上
8、的应力 变化轴向载荷对载荷分布的影响当只有一个滚动体受载 时，派生轴向力Fd是：设，有三个滚动体受载 时，总派生轴向力Fd是 ：轴向载荷越大，同时 受载的滚动体越多！角接触球轴承及圆锥滚子轴承总是在径向力Fr和轴向力Fa的联合作用下工作。为了使较多的滚动体同时受载，应使Fa比Frtg大一些；在同样的径向力Fr作用下，当轴向力Fa由最小值逐步增大时，同时受载的滚动体数目逐渐增多，与轴向力Fa平衡的派生轴向力Fd也随之增大。05 滚动轴承尺寸的选择 疲劳点蚀：一般轴承的主要失效形式。磨损、元件回火、元件破裂：破坏正常工作 条件引起的失效。（一）滚动轴承的失效形 式 塑性变形：转速很低的轴承的失效形
9、式 。设计准则 转速大于10r/min，进行寿命计算； 转速小于10r/min，进行静强度计算； 高速轴承，寿命计算，校验极限转速 。在相同的运转条件下，一组轴承中10的轴承发生点蚀破坏，而90的轴承不发生点蚀破坏前的转数（以106为单位）或小时数作为轴承的寿命，并将这个寿命称为基本额额定寿命（L10）。（二）轴承 寿命单个轴承，其中一个套圈或滚动体材料首次出现疲劳扩展之前，一个套圈相对于另一个套圈的转数称为轴承的寿命。（三）滚动轴承的基本额定动 载荷 基本额定动载荷使轴承的基本额定寿命等于106转的载荷值，用符号 C表示。对于向心轴承、角接触球轴承或圆锥滚子轴承 径向基本额定动载荷Cr 对推
10、力轴承轴向基本额定动载荷Ca机械设计中常以机器的中修、大修年限作为轴承的设计寿命 。 例题已知某球轴承，当它的转速为n1，当量动载荷P1= 2500N时，其寿命为8000小时。试求：（1）若转速保 持不变而当量动载荷增加到P2=5000N时，其寿命应为 多少？（2）若转速增加一倍，即n2=2n1，而当量动载 荷保持不变时，其寿命应为多少小时？解 ：（1）当量动载荷增加到P2= 5000 N时由得：Lh2=1000 小时（2）同理，若转速增加一倍时，其寿命应为4000小时 。例题30208轴承的额定动载荷Cr=34000N。求：1）当量动 载荷P=6200N，工作转速n=730rpm时，轴承的寿
11、命Lh 是多少？2）P=6200N，若要求Lh104小时，允许的最 高转速是多少？3）工作转速n=730rpm，要求Lh104小 时，允许的最大当量动载荷 P是多少？（取ft=1.0） 解 ：由有滚动轴承的当量动 载荷 仅承受径向载荷的 轴承 仅承受轴向载荷的 轴承X径向载荷系数Y轴向载荷系数 既承受径向载荷，又承受轴向载荷的轴承P = ？如图可知，深沟球 轴承、C系列角接触 球轴承的轴向承载 能力取决于轴向载 荷的相对大小！向心推力轴承在受到径向载荷Fr作用时会产生派 生轴向力F。故，向心推力轴承必须成对使用。 在外部轴向力FA和派生轴向力F1、F2的联合作 用下，应该根据力的平衡确定每个轴
12、承受到的轴 向力Fa。向心推力轴承轴向载荷Fa的确定面对面安装背对背安装保证半圈滚动体受载时派生轴向力F1、F2 的计算根据派生轴向力F1、F2及外加轴向载荷FA判 断出哪个轴承被“压紧”，哪个轴承被“放松” 。 被“放松”轴承的轴向力等于其自身的派生轴向 力；被“压紧”轴承的轴向力等于除其自身派生轴向 力外，其它各轴向力的代数和。根据轴的受力平衡的条件，可有如下结论：滚动轴承计算回顾P= ？轴承寿命计算：所有轴承层当量动载荷计算：既承受径向载荷，又 承受轴向载荷的轴承 。Fa= ？层层 轴向力计算：向心推力轴承 ，3和7根据轴向外载荷FA和内部 派生轴向力F确定Fa例题一根轴用两个角接触球轴
13、承支承，如图所示。L140mm ，L2200mm，轴端作用有轴向力Fa800N，径向力Fr 1500N。试计算两轴承的径向载荷R及轴向载荷A。（注 ：轴承的派生轴向力为0.68 Fr ）。 解 ：Fr1Fr2轴承的派生轴向力轴有向右运动的趋势 ！压紧 ！放松 ！S0 静强度安全系数S0 1 ？滚动轴承的静载荷慢速摆动或转速极低的轴承失效形式是塑性变形。基本额定静载荷C0r：使受载最大的滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力达到一定值的载荷。静载荷计算 ：当量静载荷P0 ：06 轴承装置的设计（一）支承部分的刚性和同 心度轴和安装轴承的座孔、轴承 装置中的其它受力零件，必 须有足够的刚性，这些零件
14、 的变形都要阻滞滚动体的滚 动而使轴承提前损坏。 外壳及轴承座孔壁应有足够 的厚度，壁板上的轴承座的 悬臂应尽可能地缩短，用加 强肋来增强支承部位的刚性 。对于一根轴上两个支承的 轴承座孔，必须尽可能地保持 同心，以免轴承内外圈间产生 过大的偏斜。最好的办法是采 用整体结构的外壳，并把安装 轴承的两个孔一次镗出，如在 一根轴上装有不同尺寸的轴承 时，外壳上的轴承孔仍成一次 镗出，这时可利用衬筒来安装 尺寸较小的轴承。当两个轴承 孔分在两个外壳上时，则应把 两个外壳组合在一起进行镗孔 。（二）轴承的 配置1、双支点各单向固定2、一支点双向固定，另一端支点游动（三）滚动 轴承的轴向 紧固（四）轴承
15、游隙及轴上零件位置的调 整（五）滚动轴承的配合滚动轴承是标准件，为便于轴承的互换和生产，规定： 轴承内孔与轴的配合采用基孔制，即以轴承内孔的尺寸为基准； 轴承外径与外壳孔的配合采用基轴制，即以轴承的外径尺寸为基准。（六）滚动轴承的 预紧（七）滚动轴承的 润滑轴承的润滑方式有油润滑及脂润滑两类 。（八）滚动轴承的 密封例题根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触球轴 承，如图所示。已知两个轴承的蓑荷分别为Frl1470N ， Fr22650N，外加轴向力FA=1000N，轴颈d=40mm， 转速n=5000r/min，常温下运转，有中等冲击，预期寿 命Lh2000h，试选择轴承型号。解:选用公称接触角为250 的角接触球轴承AC，有 ：轴有向右运动的趋势。故，轴 承1被压紧，轴承2被放松。计算当量动载荷P计算轴承1的基本额定动载荷Cr1取 fp=1.35 及 ft=1.00选取7208AC轴承，其基本额定动载荷Cr为35200N，满足要求 ！
