機械設(shè)計第13章 滾動軸承

1、第第13章滾動軸承章滾動軸承13-1概述概述13-2滾動軸承的主要類型和代號滾動軸承的主要類型和代號13-3滾動軸承的類型選擇滾動軸承的類型選擇13-4滾動軸承的工作情況滾動軸承的工作情況13-5滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇13-6軸承裝置的設(shè)計軸承裝置的設(shè)計13-7滾動軸承與滑動軸承性能對照滾動軸承與滑動軸承性能對照13-8滾動軸承例題分析滾動軸承例題分析潘存云教授研制13-1概概 述述各零件的作用：各零件的作用：外圈：外圈：支撐零件或軸系；支撐零件或軸系；保持架保持架: 將滾動體分開。將滾動體分開。內(nèi)圈：內(nèi)圈：支撐軸；支撐軸；滾動體：滾動體：滑動滑動滾動；滾動；硬度和接觸疲勞強度硬

2、度和接觸疲勞強度 、耐磨性和沖擊韌性、耐磨性和沖擊韌性 用含鉻合金鋼制造，經(jīng)熱處理后硬度達：用含鉻合金鋼制造，經(jīng)熱處理后硬度達：6165HRC。工作表面需經(jīng)磨削或拋光。工作表面需經(jīng)磨削或拋光。保持架：低碳鋼，保持架：低碳鋼，沖壓制成高速軸承：有色金屬或塑料。高速軸承：有色金屬或塑料。滾動軸承的組成：滾動軸承的組成：外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架。外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架。內(nèi)外圈上有滾道，當內(nèi)外圈相對旋轉(zhuǎn)時，滾動體將沿著滾道滾動。裝在機座或零件軸孔內(nèi)；滾動副的材料要求：滾動副的材料要求：潘存云教授研制優(yōu)點：優(yōu)點：摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、 和易

3、于互換等。和易于互換等。缺點：缺點：抗沖擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音?？箾_擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音。滾動軸承按其承受載荷的方向（接觸角）和滾動體的形狀分類。接觸角：接觸角：滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸 心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角。心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角。接觸角接觸角 軸向承載能力軸向承載能力 = = 0 表表13-1 各類軸承的公稱接觸角各類軸承的公稱接觸角 軸承類型軸承類型公稱接觸角公稱接觸角向心軸承向心軸承主要承受徑向載荷推力軸承推力軸承主要承受軸向載荷徑向接觸徑向接觸角接觸角接觸軸向接觸軸向接觸角接觸角接觸0 4545= 9

4、= 90 它是滾動軸承的一個重要參數(shù)，軸承的受力分析和承載能力等都與接觸角有關(guān)。45 9090滾動軸承滾動軸承 標準化標準化; 并由專業(yè)廠大批量生產(chǎn)。設(shè)計人員的主要任務(wù)是設(shè)計人員的主要任務(wù)是: 熟悉標準，正確選用。熟悉標準，正確選用。潘存云教授研制向心推力軸承向心推力軸承向心軸承向心軸承潘存云教授研制潘存云教授研制推力軸承推力軸承軸承軸承類型類型按載荷按載荷方向分方向分按滾動體按滾動體形狀分形狀分向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承一、分類一、分類 向心推力軸承向心推力軸承潘存云教授研制13-2 13-2 滾動軸承的主要類型和代號滾動軸承的主要類型和代號 FrFaFrFa圓柱滾子圓柱滾子圓錐滾子圓

5、錐滾子球面滾子球面滾子滾針滾針球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承表表13-2滾動軸承的主要類型和特性滾動軸承的主要類型和特性軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速 允許角偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)用調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承10000中中2 3 主要承受徑向載荷，主要承受徑向載荷，同時也能承受少量同時也能承受少量軸向載荷。因為外軸向載荷。因為外滾道表面是以軸承滾道表面是以軸承中點為中心的球面，中點為中心的球面，故能調(diào)心。故能調(diào)心。潘存云教授研制軸承軸承類型類型按載荷按載荷方向分方向分按滾動體按滾動體形狀分形狀分向心軸承向心軸承推力軸承推力軸

6、承一、分類一、分類 向心推力軸承向心推力軸承調(diào)心滾調(diào)心滾子軸承子軸承20000C低低0.5 2 比10000小能承受很大的徑向載能承受很大的徑向載荷和少量軸向載荷。荷和少量軸向載荷。承載能力大，具有調(diào)承載能力大，具有調(diào)性能。性能。圓錐滾圓錐滾子軸承子軸承30000中中2 能同時承受較大的徑能同時承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。向、軸向聯(lián)合載荷。因線性接觸，承載能因線性接觸，承載能力大，內(nèi)外圈可分離，力大，內(nèi)外圈可分離，裝拆方便，稱對使用。裝拆方便，稱對使用。潘存云教授研制推力球軸承推力球軸承50000低低不允許不允許 只能承受軸向載荷，且作用線只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為單、雙

7、必需與軸線重合。分為單、雙向兩種。高速時，因滾動體離向兩種。高速時，因滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴重，壽命較低，可用于軸向嚴重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。潘存云教授研制(a)單向單向表表13-2 滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速允許角偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)用潘存云教授研制推力球軸承推力球軸承50000低低不允許不允許 只能承受軸向載荷，且作用線只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為

8、單、雙必需與軸線重合。分為單、雙向兩種。高速時，因滾動體離向兩種。高速時，因滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴重，壽命較低，可用于軸向嚴重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。潘存云教授研制潘存云教授研制(b)雙向雙向深溝球軸承深溝球軸承60000高高816 能同時承受較大的徑能同時承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。向、軸向聯(lián)合載荷。因線性接觸，承載能因線性接觸，承載能力大，內(nèi)外圈可分離，力大，內(nèi)外圈可分離，裝拆方便，稱對使用。裝拆方便，稱對使用。潘存云教授研制角接觸角接觸球軸承球軸承70000C(=15=15 )70000AC(=25=25

9、 )70000B(=40=40 )較高較高潘存云教授研制210 能同時承受較大的徑能同時承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。向、軸向聯(lián)合載荷。 大，承載能力越大，大，承載能力越大，有三種規(guī)格。稱對使有三種規(guī)格。稱對使用。用。表表13-2 滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速允許角偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)用表表13-2 滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速允許角

10、偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)用推力圓柱推力圓柱滾子軸承滾子軸承80000低低不允許不允許 能承受很大的單向能承受很大的單向軸向載荷。軸向載荷。圓柱滾圓柱滾子軸承子軸承N0000較高較高24 能承受較大的徑向。因能承受較大的徑向。因線性接觸，內(nèi)外圈只允線性接觸，內(nèi)外圈只允許有小的相對偏轉(zhuǎn)。除許有小的相對偏轉(zhuǎn)。除U結(jié)構(gòu)外，還有內(nèi)圈無擋結(jié)構(gòu)外，還有內(nèi)圈無擋邊邊(NU)、外圈單擋邊、外圈單擋邊(NF)、內(nèi)圈單擋邊、內(nèi)圈單擋邊(NJ)等等型式型式潘存云教授研制滾針軸承滾針軸承(a)NA0000(b)RNA0000低低只能承受徑向載荷。承只能承受徑向載荷。承載能力大，徑向尺寸特載能力大，徑向尺

11、寸特小。一般無保持架，因小。一般無保持架，因而滾針間有摩擦，極限而滾針間有摩擦，極限轉(zhuǎn)速低。轉(zhuǎn)速低。不允許不允許 a)b)潘存云教授研制滾動軸承的類型很多，而各類軸承又有不同的結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級、技術(shù)要求等，為便于組織生產(chǎn)和選用，規(guī)定了滾動軸承的代號，二、二、 滾動軸承的代號滾動軸承的代號寬寬(高高)度度系列代號系列代號直徑系列直徑系列代號代號前置代號前置代號 基本代號基本代號共5位 后置代號后置代號表表13-3 滾動軸承代號的排列順序滾動軸承代號的排列順序（ ）類類型型代代號號尺寸系列代號尺寸系列代號注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加2. 基本代號基本代號表示軸承的

12、基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸。表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸。 類型代號類型代號 左起第一位，為左起第一位，為0（雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承） 則省略。則省略。是軸承代號的基礎(chǔ)，有三項成套軸承成套軸承分部件代分部件代號號1. 前置代號前置代號成套軸承分部件代號。成套軸承分部件代號。0潘存云教授研制潘存云教授研制推力球軸承推力球軸承50000滾針軸承滾針軸承(a) NA0000(b) RNA0000潘存云教授研制調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承10000潘存云教授研制潘存云教授研制調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承20000C潘存云教授研制潘存云教授研制圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承30000潘存云教授研制(a)單向單向潘存

13、云教授研制潘存云教授研制(b)雙向雙向潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制深溝球軸承深溝球軸承60000潘存云教授研制潘存云教授研制角接觸球軸承角接觸球軸承70000潘存云教授研制推力圓柱推力圓柱滾子軸承滾子軸承80000圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承N0000潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制6 6深溝球軸承深溝球軸承L L直線軸承直線軸承5 5推力球軸承推力球軸承U U外球面球軸承外球面球軸承4 4雙列深溝球軸承雙列深溝球軸承NANA滾針軸承滾針軸承3 3圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承N N圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承2929推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承9 9推力圓錐滾子軸承推力圓錐滾子

14、軸承2 2調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承8 8推力滾子軸承推力滾子軸承1 1調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承7 7角接觸球軸承角接觸球軸承0 0雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承代號代號軸承類型軸承類型代號代號軸承類型軸承類型滾動軸承主要類型代號表滾動軸承主要類型代號表 內(nèi)徑相同，而直徑系列代號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400潘存云教授研制200尺寸系列代號尺寸系列代號左起第二、三位。左起第二、三位。寬寬(高高)度度系列代號系列代號直徑系列直徑系列代號代號前置代號前置代號 基本代號基本代號 后置代號后置代號表表13-3 滾動軸承代號的排列順序滾動軸承代號的排列順序（ ）類類型型

15、代代號號尺寸系列代號尺寸系列代號注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加成套軸承成套軸承分部件代分部件代號號潘存云教授研制潘存云教授研制表表13-4 向心軸承和推力軸承的常用尺寸系列代號向心軸承和推力軸承的常用尺寸系列代號直徑系列代號直徑系列代號推力軸承推力軸承向心軸承向心軸承01(0) 0(0) 1101120211011234特輕特輕輕輕中中重重(0) 2(0) 3(0) 41213222324121314222324(0)1212窄窄正常正常寬寬正常正常尺寸系列代號尺寸系列代號寬度系列代號寬度系列代號高度系列代號高度系列代號內(nèi)徑代號內(nèi)徑代號 基本代號左起第四、五位?；?/p>

16、代號左起第四、五位。表表13-5軸承的內(nèi)徑代號軸承的內(nèi)徑代號 內(nèi)徑代號內(nèi)徑代號軸承內(nèi)徑尺寸軸承內(nèi)徑尺寸 / mm00100102030499數(shù)字數(shù)字 5121517寬寬(高高)度度系列代號系列代號直徑系列直徑系列代號代號前置代號前置代號 基本代號基本代號 后置代號后置代號表表13-3滾動軸承代號的排列順序滾動軸承代號的排列順序（ ）類類型型代代號號尺寸系列代號尺寸系列代號注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加成套軸承成套軸承分部件代分部件代號號3. 后置代號后置代號 用字母（或加數(shù)字）表示。用字母（或加數(shù)字）表示。 內(nèi)部內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)表表13-6軸承后置代號排列順序軸承后置代

17、號排列順序后置代號組后置代號組含含 義義1密封與防塵密封與防塵套圈變形套圈變形238保持架保持架及材料及材料游隙游隙軸承軸承材料材料公差公差等級等級配置配置其它其它7456寬寬(高高)度度系列代號系列代號直徑系列直徑系列代號代號前置代號前置代號 基本代號基本代號 后置代號后置代號表表13-3滾動軸承代號的排列順序滾動軸承代號的排列順序（ ）類類型型代代號號尺寸系列代號尺寸系列代號注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加成套軸承成套軸承分部件代分部件代號號潘存云教授研制潘存云教授研制注：注：公差等級中公差等級中0級最低，向右依次增高，級最低，向右依次增高，2級最高。級最高。 表

18、表13-7軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)常用代號軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)常用代號 軸承類型軸承類型 代代 號號 含含 義義 示示 例例 B =4=40 7210B 角接觸球軸承角接觸球軸承 C =15=15 7210C AC =25=25 7210AC圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 B 接觸角接觸角加大加大 32310BE 加強型加強型 N207E表表13-8公差等級代號公差等級代號 代代 號號 省略省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2公差等級符合標準的公差等級符合標準的 0級級 6級級 6x級級 5級級 4級級 2級級示示 例例 6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/

19、P2三、滾動軸承代號示例三、滾動軸承代號示例 6 2 2 037 (0) 3 12 AC / P6軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=17 mm直徑系列代號，直徑系列代號，2(輕輕)系列系列 寬度系列代號，寬度系列代號，2(寬寬)系列系列 深溝球軸承深溝球軸承 公稱接觸角公稱接觸角 = =25 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=125=60 mm直徑系列代號，直徑系列代號，3(中中)系列系列 寬度系列代號，寬度系列代號，0(窄窄)系列，代號為系列，代號為0，不標出，不標出 角接觸球軸承角接觸球軸承 公差等級公差等級6級級 公差等級為公差等級為0級級;游隙組為游隙組為0組；組；游隙組為游隙組為0組；組；N 1 05 /

20、P5公差等級公差等級5級級 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=25 mm直徑系列代號，直徑系列代號，1(特輕特輕)系列系列 圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 游隙組為游隙組為0組；組； 3 0 2 13軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=65 mm直徑系列代號，直徑系列代號，2(輕輕)系列系列 寬度系列代號，寬度系列代號，0(窄窄)系列系列 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 公差等級為公差等級為0級級;游隙組為游隙組為0組；組；潘存云教授研制13-3滾動軸承的類型選擇滾動軸承的類型選擇 滾動軸承是標準零件，要求設(shè)計者應(yīng)能在機械設(shè)計過程中，根據(jù)使用的要求較合理地選擇滾動軸承的類型與規(guī)格。一、滾動軸承選擇的一般過程一、滾動軸承選擇的一般過

21、程 根據(jù)載荷性質(zhì)選擇軸根據(jù)載荷性質(zhì)選擇軸承的類型和直徑系列承的類型和直徑系列按軸徑確定軸承內(nèi)徑按軸徑確定軸承內(nèi)徑不進行承載不進行承載能力驗算能力驗算N NY YEND合格嗎？合格嗎？校核承載能力校核承載能力 Y Y有嚴格要求嗎？有嚴格要求嗎？N N潘存云教授研制潘存云教授研制1） 軸承的載荷軸承的載荷 由于結(jié)構(gòu)不同，各類軸承的使用性能也不相同，現(xiàn)說明如下。二、滾動軸承選擇應(yīng)考慮的問題二、滾動軸承選擇應(yīng)考慮的問題 載荷方向載荷方向向心軸承用于受徑向力向心軸承用于受徑向力 Fr潘存云教授研制潘存云教授研制1 軸承的載荷軸承的載荷 二、滾動軸承選擇應(yīng)考慮的問題二、滾動軸承選擇應(yīng)考慮的問題 載荷方向載

22、荷方向向心軸承用于受徑向力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向心推力軸承用于承受徑向力和周向力聯(lián)合作用聯(lián)合作用FaFr潘存云教授研制推力軸承推力軸承1 軸承的載荷軸承的載荷 二、滾動軸承選擇應(yīng)考慮的問題二、滾動軸承選擇應(yīng)考慮的問題 載荷方向載荷方向向心軸承用于受徑向力向心軸承用于受徑向力推力軸承用于受軸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向心推力軸承用于承受徑向力和周向力聯(lián)合作用聯(lián)合作用Fa載荷大小：載荷大?。阂话悖阂话悖簼L子軸承滾子軸承(1.53)球軸承球軸承當當d 20 mm時，兩者承載能力接時，兩者承載能力接近，宜采用球軸承。近，宜采用球軸承。

23、大載荷大載荷 采用滾子軸承采用滾子軸承因滾子軸承貴角接觸球軸承可以同時承受徑向載荷和軸向載荷。 在同樣的外形尺寸下，滾子軸在同樣的外形尺寸下，滾子軸承的承載能力大于球軸承。承的承載能力大于球軸承。承受徑向載荷為主；承受徑向載荷為主；0 4545 45 90 Fr tan Fae軸承不會沿軸向竄動，實際軸向力應(yīng)取決于軸承不會沿軸向竄動，實際軸向力應(yīng)取決于Fd與與Fac中中較大的一個，即較大的一個，即 Fa =max Fd Fae 1.1.假設(shè)沒有外部軸向力假設(shè)沒有外部軸向力Fae 工作過程中，滾動體相對內(nèi)外圈不斷轉(zhuǎn)動，因此滾動體和滾道接觸表面受脈動循環(huán)變應(yīng)力，產(chǎn)生疲勞點蝕。最常見最常見13-51

24、3-5滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇軸承承受的載荷軸承承受的載荷軸承壽命要求軸承壽命要求可靠性的要求可靠性的要求決定了滾動軸承尺寸決定了滾動軸承尺寸 滾動軸承的載荷滾動軸承的載荷動載荷動載荷靜載荷靜載荷失效形式不同。失效形式不同。疲勞破壞疲勞破壞永久變形永久變形當軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動時，不會產(chǎn)生疲勞損壞。但很大的靜載荷或沖擊載荷作用下，會使?jié)L道和滾動體產(chǎn)生永久變形，從而使軸承在運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生劇烈振動和噪音而失效。早期磨損早期磨損膠合膠合軸承元件破裂軸承元件破裂 維護保養(yǎng)不當而造成。維護保養(yǎng)不當而造成。一、一、滾動軸承的滾動軸承的失效形式失效形式 失效失效形式形式潘存云教授研制潘存云教授

25、研制2051015501000R/(%) 軸承的壽命曲線軸承的壽命曲線L/(110-6 r)對一組同一型號的軸承，由于材料、熱處理和工藝等很多隨機因素的影響，即使在相同條件下運轉(zhuǎn)，壽命也不一樣，有的甚至相差幾十倍。因此，對一個具體的軸承，很難預(yù)知其確切的壽命。實驗表明：壽命與可靠性有關(guān)。如圖定義：定義：軸承在一定轉(zhuǎn)速下，其軸承在一定轉(zhuǎn)速下，其中任何零件出現(xiàn)疲勞擴展跡象中任何零件出現(xiàn)疲勞擴展跡象之前的工作小時數(shù)稱為之前的工作小時數(shù)稱為可靠度：可靠度：一組相同軸承能達到一組相同軸承能達到或超過規(guī)定壽命的百分比或超過規(guī)定壽命的百分比. .基本額定壽命：基本額定壽命：一組同一型號軸一組同一型號軸承，在

26、同一運轉(zhuǎn)條件下，其可靠承，在同一運轉(zhuǎn)條件下，其可靠度度R為為9090%時，能達到或超過的時，能達到或超過的壽命壽命L L( (L Lh h) )在到達額定壽命時，有在到達額定壽命時，有9090%的軸承的軸承沒壞，只損壞了沒壞，只損壞了1010%。對于單個軸承而言，其損壞的可能性只有90%單位為百萬轉(zhuǎn)106 r，或小時. 換句話說壽命為1百萬轉(zhuǎn)時. 可靠度為90%，壽命為5百萬轉(zhuǎn)時. 可靠度只有50%，軸承壽命軸承壽命 二、二、滾動軸承的滾動軸承的壽命計算壽命計算 表表13-3軸承預(yù)期壽命軸承預(yù)期壽命Lh的參考值的參考值 使使 用用 場場 合合 不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備 50

27、0 Lh /h 短時間或間斷使用，中斷時不致引起嚴重后果短時間或間斷使用，中斷時不致引起嚴重后果 40008000 間斷使用，中斷時會引起嚴重后果間斷使用，中斷時會引起嚴重后果 800012000 每天每天8h工作的機械工作的機械 1200020000 每天每天24h連續(xù)工作的機械連續(xù)工作的機械 4000060000 定義：定義：當一套軸承運轉(zhuǎn)達到一百萬（當一套軸承運轉(zhuǎn)達到一百萬（106）轉(zhuǎn)時，軸轉(zhuǎn)時，軸 承所能承受的載荷承所能承受的載荷C。.向心軸承記為向心軸承記為 Cr，可查表推力軸承記為推力軸承記為 Ca基本額定動載荷基本額定動載荷 不同的軸承該值不一樣，它表征了軸承的承載特不同的軸承該

28、值不一樣，它表征了軸承的承載特性。是在大量試驗的基礎(chǔ)上，通過理論分析得到，需性。是在大量試驗的基礎(chǔ)上，通過理論分析得到，需要時可從設(shè)計手冊或軸承樣本中查得。要時可從設(shè)計手冊或軸承樣本中查得。.壽命計算公式壽命計算公式 通過試驗得出如圖所示通過試驗得出如圖所示62086208軸承的載荷軸承的載荷壽命曲線。壽命曲線。 曲線上對應(yīng)于曲線上對應(yīng)于 Lh=106 的載的載荷為荷為 29.5 kN。 載荷載荷壽命曲線的公式：壽命曲線的公式：r106PCL壽命指數(shù)壽命指數(shù)球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承h60106hPCnL用小時表示用小時表示3 310/310/3=0 1 2 3 4 5 10 15 L (1

29、06)29.5252015105P KN基本額定動載荷基本額定動載荷 P 動載荷動載荷 N10606hnLPC L Lh h 預(yù)期壽命預(yù)期壽命 當當 t100100 時，時， C C 引進溫度系數(shù)引進溫度系數(shù) ft 進行修正。進行修正。表表13-4溫度系數(shù)溫度系數(shù) 軸承工作軸承工作 溫度溫度/ 溫度系數(shù)溫度系數(shù) ft 10025020015012530010.950.900.700.800.60Ct= ft C修正后的計算公式修正后的計算公式 r106tPCfLh6010t6hPCfnLN10606htnLfPC NLnfPfChtP/161060或：hPfCfnLPth60106最終計算公式

30、最終計算公式 工作中沖擊振動工作中沖擊振動 C 引進載荷系數(shù)引進載荷系數(shù) fP 進行修正。進行修正。 表表13-6 載荷系數(shù)載荷系數(shù) 載荷性質(zhì)載荷性質(zhì) 載荷系數(shù)載荷系數(shù)fP 無沖擊或輕微沖擊無沖擊或輕微沖擊 1.01.2 中等沖擊中等沖擊 1.21.8強烈沖擊強烈沖擊 1.83.0應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例電機、汽輪機、通風機、水泵等電機、汽輪機、通風機、水泵等機床、車輛、動力機械、起重機、造機床、車輛、動力機械、起重機、造紙機、選礦基、冶金機械、卷揚機等紙機、選礦基、冶金機械、卷揚機等碎石機、軋鋼機、鉆探機、振動篩等碎石機、軋鋼機、鉆探機、振動篩等三、當量動載荷的計算三、當量動載荷的計算滾動軸承的基本

31、動載荷是在一定的實驗條件下確定的。對于向心軸承是指軸承承受純徑向載荷；對于推力軸承是指承受中心軸向載荷。實際情況可能既受徑向載荷又有軸向載荷，則必須將實際載荷換算成與實驗條件相同的載荷后，才能和基本額定動載荷進行比較。換算后的載荷是一種假定載荷，稱為當量載荷。含義：含義：當量動載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷當量動載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷雙重雙重影響影響，經(jīng)換算后的，經(jīng)換算后的假想載荷假想載荷。其效果與某一個基本額定。其效果與某一個基本額定動載荷相當。動載荷相當。計算公式計算公式P=X Fr+Y FaX 徑向動載荷系數(shù)；徑向動載荷系數(shù)； Y 軸向動載荷系數(shù)。軸向動載荷系數(shù)。見下頁 向心

32、軸承向心軸承 P=Fr推力軸承推力軸承 P=Fa理由：理由：基本額定動載荷是單向載荷（徑向或軸向）試基本額定動載荷是單向載荷（徑向或軸向）試驗條件下得出的。實際情況可能受到雙重載荷作用。驗條件下得出的。實際情況可能受到雙重載荷作用。很顯然，單向載荷與雙向載荷作用下，軸承的壽命是很顯然，單向載荷與雙向載荷作用下，軸承的壽命是不一樣的。不一樣的。軸承類型軸承類型 相對軸向載荷相對軸向載荷 Fa / Fr e Fa / Fr e 名名 稱稱 代代 號號 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判斷系數(shù)判斷系數(shù)e 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e

33、) 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承 29000 1 1.2 1 1.2圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深溝球軸承深溝球軸承 60000角接觸球軸承角接觸球軸承0.172 2.30 0.190.345 1.99 0.220.689 1.71 0.261.030 1.55 0.281.380 1 0 0.56 1.45 0.302.070 1.31 0.343.450 1.15 0.385.170 1.04 0.426.890 1.00 0.440.015 1.47 0.380.0

34、29 1.40 0.400.058 1.30 0.430.087 1.23 0.460.120 1 0 0.44 1.19 0.470.170 1.12 0.500.290 1.02 0.550.440 1.00 0.560.580 1.00 0.56 1 0 0.41 0.87 0.68 1 0 0.35 0.57 1.14 70000AC =2=2570000B = =40 70000C =1=15表表13-5 徑向動載荷系數(shù)徑向動載荷系數(shù)X與軸向動載系數(shù)與軸向動載系數(shù)Y潘存云教授研制1.1.若若 Fae+ + Fd2 Fd1壓緊端壓緊端 Fa1 = = Fae+ + Fd2 放松端放松端

35、 Fa2 = = Fd2 2.2.若若 Fae+ +Fd2 Fd1 則有：則有： 壓緊端壓緊端 Fa1 = = Fae+ + Fd2 放松端放松端 Fa2 = = Fd2 2.2.若若 Fae+ +Fd2 6016 25 40 60 60調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 16 25 40 50 16 25 40 50 交接觸球軸承交接觸球軸承 16 25 40 60 6016 25 40 60 60圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 12 25 40 60 6012 25 40 60 60圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 10 16 23 30 10 16 23 30 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 8 12 20 25 8 1

36、2 20 25 推力球軸承推力球軸承 4 6 12 15 4 6 12 15 軸承常用的潤滑方式有油潤滑何脂潤滑兩類。選哪一類潤滑軸承常用的潤滑方式有油潤滑何脂潤滑兩類。選哪一類潤滑方式，這與軸承的速度有關(guān)，一般用滾動軸承的方式，這與軸承的速度有關(guān)，一般用滾動軸承的dndn值表示軸承的值表示軸承的速度大小。速度大小。潘存云教授研制2 2、滾動承的密封、滾動承的密封潤滑油的選擇：潤滑油的選擇：潤滑油的粘度根據(jù)速度因素潤滑油的粘度根據(jù)速度因素dn和工作溫度和工作溫度t t來確定。來確定。1000000500000200000100000500002000010000-40-20 0 2040601

37、00 12080dn/(mmr/min)t / 潤滑油粘度的選擇潤滑油粘度的選擇5cSt(40時時)102065110250400滾動承的密封方式的選擇與滾動承的密封方式的選擇與潤潤滑的種類、工作環(huán)境、溫度、滑的種類、工作環(huán)境、溫度、密封表面的圓周速度密封表面的圓周速度有關(guān)。有關(guān)。分類分類接觸式接觸式非接觸式非接觸式組合式密封組合式密封毛氈圈密封毛氈圈密封密封圈密封密封圈密封間隙密封間隙密封迷宮式密封迷宮式密封毛氈迷宮式密封毛氈迷宮式密封例如：例如： dn=100000，t=90 可用可用 110 號潤滑油號潤滑油 110潘存云教授研制(b)潘存云教授研制(a)潘存云教授研制毛氈圈密封毛氈圈密

38、封適用場合：適用場合：脂潤滑，要求環(huán)境清潔，脂潤滑，要求環(huán)境清潔，軸頸圓周軸速度軸頸圓周軸速度v45 m/s，工作溫度不超過工作溫度不超過90 矩形斷面的毛氈圈被安裝在梯形槽內(nèi)，它對軸產(chǎn)生一定的壓力而起到密封作用。適用場合：適用場合：脂或油潤滑，軸頸圓周軸脂或油潤滑，軸頸圓周軸速度速度ve。 2 初算初算P P=fP(XFa+YFr) , 查表查表13-6，fP=1.11.2, 取取1.2。 查表查表13-5，X=0.56，Y值需要已知型號和基本額定靜載荷值需要已知型號和基本額定靜載荷C0后后才能求出?，F(xiàn)在暫選近似中間值，取才能求出?，F(xiàn)在暫選近似中間值，取Y=1.5，則，則 P=1.2(0.5

39、6*5500+1.5*2700）=8556 N 3 求軸承基本額定動載荷求軸承基本額定動載荷 NnLPCh61699105000125060855610603664 查國家標準選擇查國家標準選擇C=61800N的的6310軸承?；绢~定靜載荷軸承?；绢~定靜載荷C0等等于于38000N。驗算：。驗算： 1）求相對軸向載荷對應(yīng)的）求相對軸向載荷對應(yīng)的e值與值與Y 值，值， 按表按表13-5注釋對深溝注釋對深溝球軸承取球軸承取f0 14.714.7，則相對軸向載荷為，則相對軸向載荷為f0Fa / C0 14.714.7* *2700/38000=1.0442700/38000=1.044，在表中介

40、于在表中介于1.0301.3801.0301.380之間，之間，對應(yīng)對應(yīng)e e值為值為0.280.300.280.30，Y Y值為值為1.551.451.551.45。 2）用線性差值法求）用線性差值法求Y 12121155.1030.0380.1)044.1380.1 ()45.155.1 (45.1xxyyxxyyY數(shù)學上的兩數(shù)學上的兩點式直線點式直線 方程方程因此因此 X=0.56，Y=1.55 3）求當量動載荷）求當量動載荷P P=1.2*（0.56*5500+1.55*2700）=8718 N 4）驗算）驗算6310軸承的壽命軸承的壽命 hhPCnLh5000474887186180

41、0012506010601066例例13-2 設(shè)根據(jù)工作條決定在軸的兩端反裝設(shè)根據(jù)工作條決定在軸的兩端反裝兩個角接觸球軸承。已知軸上齒輪受切向兩個角接觸球軸承。已知軸上齒輪受切向力力Ft=2200N，徑向力，徑向力Fr=900N，軸向力，軸向力Fa=400 N，齒輪分度圓直徑，齒輪分度圓直徑d=314 mm，齒輪轉(zhuǎn)速齒輪轉(zhuǎn)速n=520 rpm，運轉(zhuǎn)中有中等沖擊，運轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，軸承預(yù)期計算壽命載荷，軸承預(yù)期計算壽命Lh=15000 h。設(shè)。設(shè)初選兩個軸承型號均為初選兩個軸承型號均為7207C，試驗算軸，試驗算軸承是否可達到預(yù)期計算壽命的要求。承是否可達到預(yù)期計算壽命的要求。3202002

42、1解：解：1. 求徑向載荷求徑向載荷 先求兩處徑向載荷垂直和水平分量 320+2002/200=-1dFFFaereVrNFFFVrreVr62.674=12-teHrFF320+200200=1NFFFHrteHr85.1353=12-Fr2VFr1VFr2HFr1HFteFaeFreFaeFreFteN38.225=5202/314400200900=-N15.846=2200520200=Fd=eFr21211+=HrVrrFFF求總徑向載荷求總徑向載荷 22222+=HrVrFFF2. 求兩軸承的派生軸向力求兩軸承的派生軸向力Fd1和和Fd2 查表得查表得7207C軸承的基本額定動載荷

43、軸承的基本額定動載荷與基本額定靜載荷為與基本額定靜載荷為 C=30500 N C0=20000 N對于對于70000C型軸承，內(nèi)部軸向力型軸承，內(nèi)部軸向力 Fd=1.14FrFd=0.68FrFd=eFrFd=Fr(2Y)70000B(a a =40)70000AC(a a =25)70000C(a a=15)角接觸球軸承角接觸球軸承圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承其中其中e為判斷系數(shù)，按下表為判斷系數(shù)，按下表13-5選取選取 21FaeFreFteN65.875=15.846+38.225=22N62.1512=85.1353+62.674=22Fd2Fd1軸承類型軸承類型 相對軸向載荷相對軸向載荷

44、 Fa / Fr e Fa / Fr e 名名 稱稱 代代 號號 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判斷系數(shù)判斷系數(shù)e 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承 29000 1 1.2 1 1.2圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深溝球軸承深溝球軸承 60000角接觸球軸承角接觸球軸承0.172 2.30 0.190.345 1.99 0.220.689 1.71 0.261.030 1.55

45、 0.281.380 1 0 0.56 1.45 0.302.070 1.31 0.343.450 1.15 0.385.170 1.04 0.426.890 1.00 0.440.015 1.47 0.380.029 1.40 0.400.058 1.30 0.430.087 1.23 0.460.120 1 0 0.44 1.19 0.470.170 1.12 0.500.290 1.02 0.550.440 1.00 0.560.580 1.00 0.56 1 0 0.41 0.87 0.68 1 0 0.35 0.57 1.14 70000AC =2=2570000B = =40 70

46、000C =1=15表表13-5 徑向動載荷系數(shù)徑向動載荷系數(shù)X與軸向動載系數(shù)與軸向動載系數(shù)Y因為因為Fa未知，初選未知，初選e=0.4 0.40Fd1=eFr1 Fd2=eFr2 于是于是 Fa1= Fae +Fd2 Fa2= Fd2 =605.05 N Fa1/C0= 1005.05/20000 =0.0503 Fa2/C0= 605.05/20000 =0.0303 重新查表選取判斷系數(shù)重新查表選取判斷系數(shù)e 內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力:=0.4875.65=350.26 N =0.41512.62=605.05 N =400+605.05=1005.05 N 軸承類型軸承類型 相對軸向載荷相

47、對軸向載荷 Fa / Fr e Fa / Fr e 名名 稱稱 代代 號號 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判斷系數(shù)判斷系數(shù)e 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承 29000 1 1.2 1 1.2圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深溝球軸承深溝球軸承 60000角接觸球軸承角接觸球軸承0.172 2.30 0.190.345 1.99 0.220.689 1.71 0.261.030

48、 1.55 0.281.380 1 0 0.56 1.45 0.302.070 1.31 0.343.450 1.15 0.385.170 1.04 0.426.890 1.00 0.440.015 1.47 0.380.029 1.40 0.400.058 1.30 0.430.087 1.23 0.460.120 1 0 0.44 1.19 0.470.170 1.12 0.500.290 1.02 0.550.440 1.00 0.560.580 1.00 0.56 1 0 0.41 0.87 0.68 1 0 0.35 0.57 1.14 70000AC =2=2570000B = =

49、40 70000C =1=15表表13-5 徑向動載荷系數(shù)徑向動載荷系數(shù)X與軸向動載系數(shù)與軸向動載系數(shù)Y 0.029 沒有相同的值0.0503 0.40 0.058 0.43Fa / C0表中沒有與計算結(jié)果相同的表中沒有與計算結(jié)果相同的Fa1/C0值，采用線性插值法求值，采用線性插值法求e0.058 0.43(0.029 0.4 )422. 0=)40. 043. 0 (029. 0058. 0029. 00503. 0+4 . 0=-1e線性插值的原理線性插值的原理401. 0=2e同理可求得角的正切值為對邊比鄰邊0.0503 e1 40. 043. 00.029058. 0=-40. 00

50、29. 00503. 0tan-1ea重新查表選取判斷系數(shù)重新查表選取判斷系數(shù)e 重新計算軸向力重新計算軸向力 Fd1=e1Fr1 =0.422875.65=369.52 N Fd2=e2Fr2 =0.4011512.62=606.56 N e1=0.422 e2=0.401 Fa1= Fae +Fd2 Fa2= Fd2 =606.56 N Fa1/C0= 1006.56/20000 =0.05033 Fa2/C0= 606.56/20000 =0.03033 兩次計算兩次計算 Fa2/C0 結(jié)果相差不大，故取結(jié)果相差不大，故取 重新計算軸向力重新計算軸向力 e1=0.422 e2=0.401

51、Fa1= 1006.56 NFa2=606.56 N =400+606.56=1006.56 N 3. 求軸承的當量載荷求軸承的當量載荷P1和和P2 111149. 1=65.87556.1006=eFFra222=401. 0=62.151256.606=eFFra查下頁表并插值可求得徑向載荷系數(shù)查下頁表并插值可求得徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)Y 軸承類型軸承類型 相對軸向載荷相對軸向載荷 Fa / Fr e Fa / Fr e 名名 稱稱 代代 號號 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判斷系數(shù)判斷系數(shù)e 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 10000 1 (Y1) 0

52、.65 (Y2) (e) 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承 29000 1 1.2 1 1.2圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深溝球軸承深溝球軸承 60000角接觸球軸承角接觸球軸承0.172 2.30 0.190.345 1.99 0.220.689 1.71 0.261.030 1.55 0.281.380 1 0 0.56 1.45 0.302.070 1.31 0.343.450 1.15 0.385.170 1.04 0.426.890 1.00 0.440.015 1

53、.47 0.380.029 1.40 0.400.058 1.30 0.430.087 1.23 0.460.120 1 0 0.44 1.19 0.470.170 1.12 0.500.290 1.02 0.550.440 1.00 0.560.580 1.00 0.56 1 0 0.41 0.87 0.68 1 0 0.35 0.57 1.14 70000AC =2=2570000B = =40 70000C =1=15表表13-5 徑向動載荷系數(shù)徑向動載荷系數(shù)X與軸向動載系數(shù)與軸向動載系數(shù)Y采用線性插值法求采用線性插值法求Y1對軸承對軸承1 X1 =0.44 Y1 =1.327 4 .

54、0422. 01.4=4 . 043. 04 . 13 . 1-1Y1.30 0.43(1.40 0.4 )327. 1=)40. 0422. 0 (4 . 043. 04 . 13 . 1+4 . 1=-1Y 1.40 0.40 1.30 0.43 表中沒有e=0.422Y1 0.422 軸承軸承2 X2 =1 Y2 =0 軸承工作時有中等沖擊載荷，查表取軸承工作時有中等沖擊載荷，查表取 表表13-6 載荷系數(shù)載荷系數(shù) 載荷性質(zhì)載荷性質(zhì) 載荷系數(shù)載荷系數(shù)fP 無沖擊或輕微沖擊無沖擊或輕微沖擊 1.01.2 中等沖擊中等沖擊 1.21.8強烈沖擊強烈沖擊 1.83.0應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例電機、汽輪

55、機、通風機、水泵等電機、汽輪機、通風機、水泵等機床、車輛、動力機械、起重機、造機床、車輛、動力機械、起重機、造紙機、選礦基、冶金機械、卷揚機等紙機、選礦基、冶金機械、卷揚機等碎石機、軋鋼機、鉆探機、振動篩等碎石機、軋鋼機、鉆探機、振動篩等1.21.8軸承的當量載荷軸承的當量載荷: P1= f p(X1Fr1+Y1Fa1) P2= f p(X2Fr2+Y2Fa2)=1.5(0.44875.65+1.3271006.56)=2581.49 N=1.5(11512.62+0606.56)=2268.93 Nf p=1.5 4. 驗算軸承壽命驗算軸承壽命 P1 P2 所以按軸承所以按軸承1的壽命計算的

56、壽命計算 )(6010=16PCnLh所選軸承滿足壽命要求。所選軸承滿足壽命要求。 36)49.258130500(5206010=hh1500078.52860=13-3 一農(nóng)用水泵，決定選用深溝球軸承，軸頸直徑d =35mm ，轉(zhuǎn)速n =2900 r/min 。已知徑向載荷Fr =1810N，軸向載荷Fa =740N，預(yù)期計算壽命Lh=6000，試選擇軸承型號。解：1 求比值Fa / Fr = 740/1810 = 0.41 相對軸向載荷f0 Fa/ C0r =14.7740/15200= 0.716，對應(yīng)e值在0.26和0.28之間2 初選軸承型號：6207，C=25500 N ，C0 =15200 N 驗算Y1.55+(1.71-1.55)(1.03-0.716)/(1.03-0.689)=1.6973hPfCfnLPth60106L = 4714 hP = X Fr + Y Fa =2269.6 N重選軸承型號：6307，C=33200 N，C0 =19200