第十三章滾動(dòng)軸承

機(jī)械設(shè)計(jì)DesignofMachinery機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)研究室2/4/20231第四篇軸系零、部件13.1概述13.2滾滾動(dòng)軸承的主要類型及其代號(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其它第十三章滾動(dòng)軸承2/4/20232§13.1概述標(biāo)準(zhǔn)件、專門軸承廠生產(chǎn)，只需選型和組合設(shè)計(jì)。2/4/20233一、構(gòu)造核心元件：滑動(dòng)→滾動(dòng)使?jié)L動(dòng)體等距離分布，↓滾動(dòng)體間的摩擦、磨損。滾子軸承：圓柱、圓錐、球面滾子、滾針—線接觸保持架內(nèi)圈外圈滾動(dòng)體有時(shí)無(wú)球軸承：球—點(diǎn)接觸2/4/20234二、材料內(nèi)外圈、滾動(dòng)體：硬度和接觸疲勞強(qiáng)度↑、耐磨性和沖擊韌性↑強(qiáng)度高、耐磨的鉻錳高碳鋼。經(jīng)熱處理后硬度達(dá)：61~65HRC。保持架：軟材料，低碳鋼，沖壓制成高速軸承：有色金屬或塑料。三、特點(diǎn)：與滑動(dòng)軸承比較優(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。2/4/20235潘存云教授研制推力軸承按載荷方向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FrFa§13-2滾動(dòng)軸承的主要類型及其代號(hào)2/4/20236按載荷方向、α的不同分為：α↑——承受軸向載荷能力↑公稱接觸角α：套圈與滾動(dòng)體接觸處的法線和垂直于軸承軸心線間夾角。α=0?表13-0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?α45?<α<90?α2/4/20237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)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)共5位

后置代號(hào)表13-3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)。02/4/20238潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制調(diào)心滾子軸承20000C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推力圓柱滾子軸承80000圓柱滾子軸承N0000滾針軸承a)NA0000b)RNA0000潘存云教授研制調(diào)心球軸承100002/4/202396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2/4/202310內(nèi)徑相同，而直徑系列代號(hào)不同的四種軸承的比較。000潘存云教授研制300潘存云教授研制400200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13-3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)2/4/202311尺寸系列代號(hào)直徑系列代號(hào)、寬度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)：左起第三位數(shù)字指結(jié)構(gòu)相同、內(nèi)徑相同的軸承使用不同直徑的滾動(dòng)體，在外徑和寬度方面的變化系列0,1—特輕2—輕

3—中4—重寬度系列代號(hào)：左起第二位數(shù)字，常與直徑系列代號(hào)同時(shí)使用表示同一內(nèi)徑和外徑的軸承可以有不同的寬度多數(shù)正常系列可不標(biāo)0,1特輕2輕5輕寬3中6中寬4重2/4/202312內(nèi)徑代號(hào)----基本代號(hào)左起第四、五位。表13-5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13-3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)2/4/2023133.后置代號(hào)----用字母（或加數(shù)字）表示。內(nèi)部結(jié)構(gòu)表13-6軸承后置代號(hào)排列順序后置代號(hào)組含義1密封與防塵套圈變形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13-3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)2/4/202314注：公差等級(jí)中0級(jí)最低，向右依次增高，2級(jí)最高。表13-7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13-8公差等級(jí)代號(hào)代號(hào)省略/P6/P6x/P5/P4/P2公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)的0級(jí)6級(jí)6x級(jí)5級(jí)4級(jí)2級(jí)示例62036203/P630201/P6x6203/P56203/P46203/P22/4/202315

配置代號(hào)有時(shí)軸承需成對(duì)安裝。面對(duì)面（/DF） 背對(duì)背(/DB) 串聯(lián)(/DT)游隙分為：/C1、/C2、0、/C3、/C4、/C5共六個(gè)組別。游隙值：小

大

游隙代號(hào)：游隙：指一個(gè)套圈相對(duì)于另一個(gè)套圈，沿徑向或沿軸向，從一個(gè)極限位置到另一個(gè)極限位置的移動(dòng)量。0組省略。內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體之間的間隙量。其徑向間隙量稱作徑向游隙，軸向間隙量稱作軸向游隙2/4/202316三、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；2/4/202317N105/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；2/4/202318§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(guò)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(guò)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？N2/4/202319潘存云教授研制潘存云教授研制1）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(shuō)明如下。二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問(wèn)題載荷方向：向心軸承用于受徑向力；Fr2/4/202320潘存云教授研制1）軸承的載荷二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問(wèn)題載荷方向：向心軸承用于受徑向力；向心推力軸承用于承受徑向力和周向力聯(lián)合作用。FaFr2/4/202321潘存云教授研制1）軸承的載荷二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問(wèn)題載荷方向：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周向力聯(lián)合作用。推力軸承Fa載荷大小：一般：滾子軸承≈(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?！啻筝d荷采用滾子軸承因滾子軸承貴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。2/4/202322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；若滾動(dòng)體為球，可承受一定的軸向載荷。只能承受軸向載荷。2）軸承的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速過(guò)高→ 溫度↑→

潤(rùn)滑失效→

滾動(dòng)體回火或膠合破壞。極限轉(zhuǎn)速----滾動(dòng)軸承在一定載荷與潤(rùn)滑條件下，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，；2/4/202323潘存云教授研制調(diào)心軸承3）軸承的調(diào)心行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(lái)承受純軸向力；θ5.若工作轉(zhuǎn)速超過(guò)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。2/4/202324舉例：4、軸承裝拆、調(diào)整方便：內(nèi)、外圈可分離型(如3類)。5、經(jīng)濟(jì)性：球軸承比滾子軸承便宜。精度↑——價(jià)↑↑；1）直齒圓柱齒輪軸：2）斜齒輪、錐齒輪、蝸輪軸：3）懸臂圓錐齒輪軸：4）蝸桿軸：分別承受Fa、Fr5）滑輪軸：4類：雙列深溝球軸承（∵軸較長(zhǎng)）2/4/202325潘存云教授研制潘存云教授研制Fr§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?？梢詫?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)力變化情況潘存云教授研制滾動(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(wú)載荷2/4/202326潘存云教授研制----派生軸向力FNi=Fdi+FriFd=∑Fdi=∑Fritgβ

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FNi?？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=Fritgβ

三、軸向載荷的計(jì)算βFaFaeFrαFNiFd將迫使內(nèi)圈和軸頸向右移動(dòng)?？砂聪卤韥?lái)計(jì)算Fd

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

F’riFdi2/4/202327潘存云教授研制當(dāng)多個(gè)滾動(dòng)體受載時(shí)有：因?yàn)楦鱌i方向不同，它們的合力雖然與R平衡，但其代數(shù)和必然大于R，而派生力S=∑Si，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=∑FritgβFNFN=Frtgβ

=FrtgαFaFdαFrβFrFNiFdiFNiFa>

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

2/4/202328

Fd方向：由軸承外圈的寬邊指向窄邊，通過(guò)內(nèi)圈作用于軸上,附加軸向力Fd是由于角接觸軸承承受徑向力Fr引起的。即“接觸線箭頭”方向。3類：7類：=Fs=FsFsFsFsFsFsFs簡(jiǎn)化畫法∵Fd存在∴30000型、70000型軸承成對(duì)使用，使FdⅠ與FdⅡ方向相反，使軸受力合理。2/4/202329§13-5滾動(dòng)軸承尺寸的選擇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。2/4/202330一、滾動(dòng)軸承的失效形式及基本額定壽命（2）塑性變形：靜載荷、沖擊作用下變形凹坑。（3）磨損：磨粒磨損、粘著磨損；（1）疲勞點(diǎn)蝕：回轉(zhuǎn)軸承上，各元件受脈動(dòng)接觸應(yīng)力。（4）其它：電腐蝕、銹蝕、元件破裂等；維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)而造成。1.滾動(dòng)軸承的失效形式2/4/2023312、軸承壽命：軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù)。同型號(hào)軸承：離散性大、壽命相差數(shù)十倍。一批軸承：服從一定的概率分布規(guī)律。最低壽命：過(guò)于保守∴采用基本額定壽命。最長(zhǎng)壽命：不安全計(jì)算時(shí)，若按2/4/2023323、基本額定壽命：一批相同軸承在同樣工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中10%的軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)（L10），或一定工作轉(zhuǎn)速下工作的小時(shí)數(shù)（L10h）?？煽慷萊=90%L10的物理意義：1）對(duì)一批軸承而言：指90%軸承能達(dá)到或超過(guò)的壽命。2）對(duì)一個(gè)具體軸承而言：該軸承能達(dá)到或超過(guò)該壽命的概率為90%。3）當(dāng)可靠度不為90%時(shí)，對(duì)L10進(jìn)行修正：可靠性壽命修正系數(shù)表13-9（P325）2/4/2023332051015501000R(%)軸承的壽命曲線L/(1×10-6r)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)。如圖可靠度：一組相同軸承能達(dá)到或超過(guò)規(guī)定壽命的百分比.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(wàn)轉(zhuǎn)106r，或小時(shí).換句話說(shuō)壽命為1百萬(wàn)轉(zhuǎn)時(shí).可靠度為90%，壽命為5百萬(wàn)轉(zhuǎn)時(shí).可靠度只有50%，2/4/202334基本額定動(dòng)載荷C：L10=106r時(shí)，軸承所能承受的最大恒定載荷。即：在C作用下，軸承工作106r而不點(diǎn)蝕失效的R=90%Cr：徑向基本額定動(dòng)載荷對(duì)向心軸承（6、N）：Cr—純徑向載荷對(duì)角接觸軸承（3、7）：Cr—載荷的徑向分量Ca：軸向基本額定動(dòng)載荷：5類Ca—純軸向載荷C1）C由試驗(yàn)得出，查手冊(cè)；2）C↑—軸承抗疲勞承載能力↑；同類不同型號(hào)軸承，C不同。3）設(shè)計(jì)時(shí)需滿足：一定工況下的軸承所需的C′≤C說(shuō)明：二、滾動(dòng)軸承基本額定動(dòng)載荷2/4/202335三、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷實(shí)際工作時(shí)，軸承可能同時(shí)受Fa、Fr將Fr、Fa轉(zhuǎn)化為與C性質(zhì)相同的載荷——當(dāng)量動(dòng)載荷PX—徑向動(dòng)載系數(shù)，F(xiàn)r對(duì)壽命影響效應(yīng)的大??；Y—軸向動(dòng)載系數(shù)，F(xiàn)a對(duì)壽命影響效應(yīng)的大??；—將Fr、Fa折合為Cr或Ca為了與C在相同條件下比較轉(zhuǎn)化式中：向心軸承：P=Fr；推力軸承：P=Fa2/4/202336由表13-5知，X、Y受e——軸向載荷“判斷系數(shù)”影響由確定1）當(dāng)時(shí)，F(xiàn)a較小，忽略不計(jì)，取X=1、Y=0；2）當(dāng)時(shí)，需計(jì)入Fa影響，X＜1，Y＞0，查手冊(cè)考慮機(jī)器沖擊振動(dòng)，P的公式為：fp——沖擊載荷系數(shù)（表13-6）※2/4/202337表13-5向心軸承當(dāng)量載荷系數(shù)X、Y的值軸承類型深溝球軸承0.1720.192.312.3Fa

C0r

eFa/Fr>eFa/Fr

≤eXYXY0.3450.221.990.6890.261.711.030.281.551.380.300.561.4510………………0.1780.381.470.3570.401.400.7140.231.301.070.461.23α=15?1.430.470.441.1910………………角接觸球軸承α=25?----0.680.410.8710α=40?----1.140.350.5710圓錐滾子軸承(單列)----1.5tgα0.40.4ctgα10調(diào)心球軸承(雙列)----1.5tgα0.650.65ctgα10(單列)2/4/202338P—L曲線※ε—壽命指數(shù)球軸承：ε=3滾子軸承：ε=10/3∴四、滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算公式已知：時(shí)，。時(shí)，2/4/202339工程中常用小時(shí)數(shù)表示壽命：n—軸承轉(zhuǎn)速r/min※注意：L10h與n有關(guān)，L10與n無(wú)關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)：若已知，求得（N）查手冊(cè)，選型號(hào)，使用于校核壽命用于設(shè)計(jì)選型——軸承預(yù)期使用壽命2/4/202340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)軸承工作溫度℃溫度系數(shù)ft10025020015012530010.950.900.700.800.60Ct=ftC修正后的計(jì)算公式：2/4/202341五、角接觸軸承的載荷計(jì)算1、作用于軸上的外載荷Fre在Ⅰ、Ⅱ成對(duì)安裝的軸承上產(chǎn)生徑向載荷Fr1Fr2軸上有外載荷：Fre和Fae2/4/202342Fr作用點(diǎn)為“載荷作用中心”：位置用a表示。a：載荷作用中心至軸承外側(cè)端面距離（查手冊(cè)）2/4/202343由前知：Fr1、Fr2Fd1、Fd2（軸向）產(chǎn)生Fd1、Fd2、Fae如何作用到軸承上？2、軸向載荷計(jì)算

正安裝時(shí)：“×”型2/4/202344右端軸承“壓緊”左端軸承“放松”（1）若合力→右：軸有右移趨勢(shì)Fd1Fd2Fae阻止軸右移：F’d2F’d22/4/202345左端“壓緊”右端“放松”正安裝：合力指向端為“壓緊端”（2）合力→左：軸有左移趨勢(shì)Fd1Fd2Fae阻止軸左移：F’d1F’d12/4/202346反安裝：合力指向端為“放松端”1）根據(jù)軸承安裝方式和Fae、

Fd1、Fd2合力指向，判定“壓緊端”和“放松端”。2）放松端：Fa等于本身Fd。3）壓緊端：Fa等于除本身Fd外，其它軸向力的代數(shù)和。

反安裝時(shí)：“○”型總結(jié)：2/4/202347角接觸滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算小結(jié)：1、求支反力（力平衡、力矩平衡）Fr1、Fr2；2、求附加軸向力Fd1、Fd2(對(duì)3類：Y取時(shí)值)3、根據(jù)軸承安裝方式及合力的指向判定“壓緊”、“放松”端，求出Fa1、Fa2；4、根據(jù)？：是—X、Y查表，否—X=1、Y=0？：是—X、Y查表，否—X=1、Y=0，取2/4/2023485、校核式：設(shè)計(jì)選擇式：深溝球軸承：無(wú)Fd，∴FA由壓緊端承受，即：Fa壓緊=FA，F(xiàn)a放松=0球軸承：ε=3滾子軸承：ε=10/3FAFR2/4/202349六、滾動(dòng)軸承尺寸選擇的過(guò)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=fP(XFr+YFa)明確軸承的工作轉(zhuǎn)速n與預(yù)計(jì)壽命L10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2/4/202350七、滾動(dòng)軸承的靜承載能力對(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(guò)大而產(chǎn)生的過(guò)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(guò)得載荷界限—基本額定靜載荷，用C0表示。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≥

S0P02/4/202351旋轉(zhuǎn)條件載荷條件S0使用條件S0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0.51.0~1.21~1.5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2/4/202352在一般工程問(wèn)題中，均以軸承的基本額定動(dòng)載荷和基本額定壽命來(lái)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：a1也可按下式計(jì)算確定：R--為預(yù)期可靠度?？煽慷炔粸?0%時(shí)的額定壽命修正系數(shù)a1(GB/T6391-1995)可靠度%909596979899LnL10L5

L4L3L2

L1a11.00.620.530.440.30.21八、不同可靠度時(shí)滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算2/4/202353§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)軸承的安裝及位置的調(diào)節(jié)軸承的潤(rùn)滑與密封軸承的配合軸承的裝拆一、滾動(dòng)軸承的定位和緊固

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。

軸承不是單一的個(gè)體，它是用來(lái)支承軸的，而軸又要帶動(dòng)軸上零件工作。所以軸承的設(shè)計(jì)一定包含合理設(shè)計(jì)軸承的組合。組合設(shè)計(jì)要求：固定可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、保證精度、調(diào)整方便。提高軸系剛度的措施2/4/202354潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制內(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。外圈的緊固方法：潘存云教授研制端蓋固定孔用擋圈軸承外圈止動(dòng)槽螺紋環(huán)緊固2/4/202355潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制二、滾動(dòng)軸承的配置軸承配置----滾動(dòng)軸承軸系的固定常用配置方案雙支點(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2/4/202356

軸承配置----滾動(dòng)軸承軸系的固定通過(guò)軸承與軸和軸承座之間的聯(lián)接固定，使軸系在機(jī)器中有確定的位置。要求：1）使軸上的載荷能可靠的傳到機(jī)架上去，在軸向載荷、附加軸向力作用下，滾動(dòng)軸承軸系有“左移”、“右移”趨勢(shì)，防止軸沿軸向串動(dòng)。2）受熱膨脹時(shí)，軸能自由伸縮。2/4/202357安裝時(shí)，軸承外圈與端蓋間隙：0.25~0.4mm很小，不必畫出——允許軸少量熱膨脹，用墊片或調(diào)整螺釘調(diào)節(jié)。用于t℃不高每個(gè)軸承承受一個(gè)方向的軸向力。Δ不大的軸。組合后，限制軸雙向移動(dòng)，承受雙向軸向力FA。FA大:30000

70000型FA小:60000型軸承類型圖2/4/2023583類和7類2/4/202359潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制二、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(wèn)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)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。2/4/2023602、一端雙向固定、一端游動(dòng)（單支點(diǎn)雙向固定）：用于t℃較高固定端：承受雙向軸向力（6；一對(duì)3、7類；向心推力組合）大的軸Δ補(bǔ)償Δ（游動(dòng)端自由伸縮）游動(dòng)端：補(bǔ)償，防止卡死Δ6類：外圈與座間游動(dòng)內(nèi)圈與軸固定N類：滾子與外圈間游動(dòng)內(nèi)圈與外圈都固定2/4/2023616類6類N類2/4/2023626類N類一對(duì)7類一對(duì)3類2/4/2023636類向心推力組合2/4/202364潘存云教授研制二、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(wèn)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)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)另圖2/4/202365兩端游動(dòng)與其相嚙合的齒輪軸系：兩端單向固定（保證兩軸都得到軸向定位）用于需左、右雙向游動(dòng)的軸，如人字齒輪的小齒輪軸。2/4/202366三、滾動(dòng)軸承的安裝方式及軸系部件的調(diào)整（一）安裝方式正、反安裝將影響軸系剛度。正安裝：面對(duì)面安裝(“×”),安裝調(diào)整方便,用得較多。反安裝：背對(duì)背安裝(“○”)2/4/202367潘存云教授研制調(diào)整墊片加減墊片（二）軸系部件的調(diào)整加減墊片的厚度調(diào)整墊片加減墊片1.軸承間隙的調(diào)整螺釘調(diào)整方法：潘存云教授研制螺釘調(diào)整2/4/202368潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制2.軸承的預(yù)緊對(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潘存云教授研制2/4/2023693.軸承組合位置的調(diào)整對(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。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(guò)蝸桿的軸線。才能保證正確嚙合。方法：套杯+調(diào)整墊片2/4/202370潘存云教授研制潘存云教授研制軸承組合位置調(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！比較2/4/202371潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制裝拆滾動(dòng)軸承時(shí)，要特別注意以下兩點(diǎn)：四、滾動(dòng)軸承的安裝與拆卸1)不允許通過(guò)滾動(dòng)體來(lái)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。潘存云教授研制錯(cuò)誤的施力正確的施力錯(cuò)誤正確2/4/202372潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制h1h1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)受力潘存云教授研制2/4/202373軸肩高度低于內(nèi)圈高度的3/4。拆：專用拆卸器。2/4/202374潘存云教授研制五、軸承組合的配合內(nèi)圈孔----軸→基孔制外圈----軸承座孔→

基軸制（不標(biāo)注）

▲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)徑和平均外經(jīng)(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。軸承外經(jīng)的Dm公差帶06542軸承內(nèi)經(jīng)的dm公差帶06542+-Dd+-▲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，06542各級(jí)公差等級(jí)的軸承的的內(nèi)徑dm和外經(jīng)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：2/4/202375潘存云教授研制軸承內(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、m62/4/202376潘存云教授研制零線0Js7G7H8H7H6J7J6Js6K6K7M6M7P6N6N7P7滾動(dòng)軸承外經(jīng)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)：G72/4/202377滾動(dòng)軸承的配合游隙↑→受載滾動(dòng)體↓→承載↓∴游隙合適，其大、小受配合影響。游隙影響運(yùn)轉(zhuǎn)精度壽命過(guò)盈配合內(nèi)圈膨脹外圈收縮游隙↓原則：1、尺寸大、載荷大、振動(dòng)大、轉(zhuǎn)速高，工作溫度高：選緊一點(diǎn)的配合。2、經(jīng)常拆卸、游動(dòng)套圈：采用較松的配合。3、與軸承相配合的軸與孔：較高的加工精度，形位公差要求。2/4/2023782/4/2023791、潤(rùn)滑目的：1.↓摩擦阻力、↓磨損；2.吸振、冷卻、防銹、密封等。方式：高速—油潤(rùn)滑低速—脂潤(rùn)滑高溫、真空—固體潤(rùn)滑由速度因數(shù)dn查表13-10脂潤(rùn)滑：裝填量＜軸承空間得1/3~1/2,否則,摩擦發(fā)熱↑潤(rùn)滑劑：取決于速度、載荷、溫度等。載荷大、工作溫度高時(shí)——高粘度油，易形成油膜；dn大或噴霧潤(rùn)滑——低粘度油，攪油損失小、冷卻好。六、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封2/4/202380軸承的常用潤(rùn)滑方式(單位：104mmXr/min)

軸承類型脂潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油浴滴油噴油油霧深溝球軸承16254060>60調(diào)心球軸承16254050