第八章軸承第二部分

第八章滾動軸承§8-6滾動軸承的結構、類型和代號§8-9滾動軸承內部載荷分布與失效形式§8-7

滾動軸承類型的選擇§8-8

滾動軸承的組合設計§8-10滾動軸承例題分析§8-6滾動軸承的結構、類型和代號（Introduction）一、滾動軸承的結構二、滾動軸承的類型α徑向平面接觸點法線β徑向支反力RN支點總反力S軸向支反力接觸角載荷角

2.載荷角β：總載荷N與徑向平面的夾角

1.接觸角α：滾動體與外圈軌道接觸點的法線與軸承徑向平面的夾角徑向接觸軸承向心角接觸軸承軸向接觸軸承軸向角接觸軸承三、滾動軸承代號（GB272/T-93）前置代號基本代號后置代號

軸承的分

部件代號內

部

結

構

代

號密

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與

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結

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代

號五四三二一類

型

代

號尺寸系

列代號內

徑

代

號寬

度

系

列

代

號直

徑

系

列

代

號滾動軸承代號構成：32309/C2/P2代號用于表征滾動軸承的結構、尺寸、類型、精度等前置代號——表示軸承的分部件。基本代號——表示軸承的類型與尺寸等主要特征。后置代號——表示軸承的精度與材料的特征。1.基本代號五四三二一類型代號尺寸系列代號內徑代號寬度系列代號直徑系列代號(1)內徑代號(右起一二位)—內徑尺寸內徑代號0001020304～96內徑尺寸10121517代號×5=(20～480mm)(2)尺寸代號(右起三四位)—內徑相同、外徑寬度不同a.直徑系列(右起第三位)—結構內徑相同、外徑寬度變化向心及向心推力軸承：0、1-特輕、2-輕、3-中、4-重系列；b.寬度系列(右起第四位)—結構內徑外徑相同、寬度變化正常寬度0不標（對圓錐滾子軸承(3類)和調心滾子軸承(2類)不能省略“0”

）(3)類型代號(右起五位)—軸承類型（表9-1）常用：30209-圓錐滾子、63710-深溝球、71915-角接觸球6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推力調心滾子軸承9推力圓錐滾子軸承2調心滾子軸承8推力滾子軸承1調心球軸承7角接觸球軸承0雙列角接觸球軸承代號軸承類型代號軸承類型2.后置代號（字母或數(shù)字）

-基本代號的補充：表示結構、尺寸、公差、材料特殊性(1)內部結構代號-同類軸承，內部結構不同例：7310C（AC、B）-接觸角分別為15°、25°、

40°(2)公差等級代號—共5個級別序號新標準精度等級標注代號舊標準精度等級備注12精度高/P2B標注示例：72310C/P224/P4C35/P5D46（6X）/P6（/P6X）E僅用于圓錐滾子軸承50精度低/P0G普通級/P0不標(3)徑向游隙系列徑向游隙組:(游隙小)1、2、0、3、4、5（游隙大）標注方法：/C1、/C2、（0組常用，不標注）、

/C3、/C4、/C53.前置代號（字母）-表示軸承的分部件(1)L-可分離軸承的內外圈例：LNU207-內圈無檔邊圓柱滾子軸承的內圈

(2)K-滾動體與保持架組件滾動軸承代號示例：6305-3中系列深溝球，正常寬度系列，正常結構，0級公差，0組游隙7210C/C3/P4-2輕系列角接觸球，正常寬度，正常結構，4級公差，3組游隙接觸角15°30310/P6-2中系列圓錐滾子軸承，正常寬度，正常結構，6級公差，0組游隙1.類型選擇(1)承載情況方向：純軸向載荷—軸向接觸軸承（推力軸承）純徑向載荷—徑向接觸軸承（向心軸承）徑向+軸向載荷--角接觸軸承

(2)轉速要求（n≤nmax）高速、要求旋轉精度高，優(yōu)先采用球軸承,低速可選滾子軸承。(3)調心性長軸（剛度低）或多支點，要求軸承具有調心性—調心軸承大小：載荷大、有沖擊—滾子軸承；載荷小—球軸承§8-7滾動軸承的選擇原則內外圈可分離

—圓錐滾子，圓柱滾子長軸上安裝

—內錐孔與緊定套軸承(6)價格--球軸承低，滾子軸承高(5)裝拆方便2.尺寸選擇選擇型號：內徑、外徑、寬度系列

—選定類型、初定型號、驗算壽命(4)空間限制—徑向尺寸受限，滾針軸承滾針軸承帶內錐孔與緊定套軸承圓錐滾子軸承§8-8滾動軸承組合設計

一、滾動軸承的軸向固定要求：保證軸系軸向定位和適當熱膨脹空間1.全固式（雙支點單向固定）(1)每個支點限定一個方向運動(2)溫度補償間隙0.2~0.4mm(3)適用小跨度、溫升小軸雙支點單向固定2.固游式(單支點雙向固定)(1)固定端限定軸系雙向運動(3)適用大跨度、溫升高軸單支點雙向固定3.軸承內圈、外圈定位方法二、軸承的軸向位置及游隙調整三、軸承的配合配合要求:軸承標準件，內圈與軸基孔制；外圈與孔基軸制；（1）轉動圈（內圈）配合緊，n6,k6（2）固定圈（外圈）配合松，H7,J7（3）游動端外圈與孔配合松-有利于軸向移動注：滾動軸承內圈與軸的配合較常規(guī)公差配合緊內徑與軸的配合外徑與孔的配合四、滾動軸承裝拆：溫差法與壓入法裝拆（1）溫差法：加熱軸承或冷卻軸（2）壓入法裝拆：專用工具，正確施壓五、預緊：保證旋轉精度、剛度、降噪六、保證支撐剛度：

避免支撐變形引起內外圈軸線偏斜，影響軸承壽命與旋轉精度（1）適當加大壁厚、加支撐筋（2）軸承座懸臂盡可能短（3）提高兩軸承座孔同軸度（一次鏜孔加工）七、潤滑：減少摩擦磨損，冷卻、吸振、防銹、降噪八、密封：（1）接觸式密封

（2）非接觸式密封（1）脂潤滑：軸承空間充填潤滑脂（2）油潤滑：油浴潤滑：軸承部分浸油，油面不超過滾動體中心飛濺潤滑：利用傳動零件濺油潤滑軸承噴油潤滑：高速重載軸承，利用壓力噴油潤滑（3）固體潤滑：二硫化鉬等（1）接觸式密封（2）非接觸式密封§8-9滾動軸承的失效形式和選擇計算

一、內部載荷分布純軸向載荷：滾動體均勻受載受徑向載荷：滾動體受載不均（承載與非承載區(qū)）二、軸承元件上的應力-變應力三、滾動軸承的失效形式p182四、滾動軸承設計準則1.點蝕—交變接觸應力作用導致元件點蝕（軸承主要失效形式）2.塑變—過大靜載或沖擊載荷致局部塑變（低速軸承失效形式）3.膠合、磨損、套圈或保持架斷裂—維護不當、潤滑不良1.轉速n>10r/min軸承：點蝕失效，驗算壽命2.轉速n<10r/min軸承：驗算靜強度外圈過大塑變內圈滾道磨損滾動體點蝕內圈滾道點蝕鋼球疲勞點蝕陶瓷球疲勞點蝕疲勞點蝕：滾動軸承最常見的失效形式。內環(huán)上的疲勞點蝕四、軸承的壽命與壽命計算1.單個軸承壽命

一定條件下，滾動體、套圈任一個出現(xiàn)點蝕時，軸承的總轉數(shù)。（注：影響軸承壽命因素復雜，單個軸承壽命離散性較大）2.基本額定壽命（統(tǒng)計壽命）

(1）基本額定壽命為軸承設計壽命

(2）基本額定壽命與載荷有關0

1L10,106rCP(N)一批軸承，同工況運轉，10%點蝕失效時的總轉數(shù)L10（或小時數(shù)L10h）0

1L10,106rCP(N)3.基本額定動負荷

對應基本額定壽命為106轉時，軸承所能承受的載荷C(1）C:軸承承載能力的度量（查手冊）(2）對應于C,軸承基本額定壽命為106轉(3）C的性質：向心軸承-徑向負荷推力軸承-軸向負荷五、滾動軸承壽命計算P183(1）問題：載荷=C時，壽命L10C=1(106轉)

載荷=P時，壽命L10P=？式中：C—基本額定動載荷N（查軸承參數(shù)表）

ft—溫度系數(shù)（查表8-6；t>120°,軸承壽命降低）

n—軸承轉速r/min

ε—壽命指數(shù)，球軸承3，滾子軸承10/3

P—當量動載荷N六、當量動載荷P183(1）基本額定動負荷C性質：向心軸承-徑向負荷推力軸承-軸向負荷Fp:假想載荷，軸承在Fp的作用下與實際載荷作用下的壽命相當

(2）壽命計算公式中：P應與C同性質,可比計算(3）實際受載：徑向+軸向

—徑向載荷、軸向載荷系數(shù)（查表8-8）—軸承承受的徑向和軸向載荷(支承反力)七、軸承的軸向力A計算(A由軸系結構固定方式和軸上外載荷方向決定)游動端固定端單支點雙向定位FA雙支點單向定位1.深溝球軸承的軸向力計算2.向心角接觸軸承的軸向力A計算(1)派生軸向力S由向心角接觸軸承的結構決定，軸承受徑向載荷R,就產(chǎn)生派生軸向力S（對軸的推力）。外圈對滾動體的支反力Ni

a.S的數(shù)值:取決于軸承的結構和徑向外載荷R，

與軸向外載荷無關;b.S的方向:由外圈的寬邊指向窄邊方向(對軸的推力方向)c.S計算式:表9-8JX7A向心角接觸軸承軸向載荷的計算(P184)圖8-40向心角接觸軸承的內部軸向力是在徑向載荷下產(chǎn)生的軸向力，向心角接觸軸承的內部軸向力，稱為內部軸向力。大小根據(jù)表8-9求出，方向：沿著軸向由軸承寬邊指向窄邊2.向心角接觸軸承的軸向力計算(2)A的計算公式—軸系承受的軸向和徑向外載荷（已知）—軸承承受的徑向載荷（徑向支反力）—軸承承受的軸向載荷

（軸向反力--待求）

正安裝：外圈窄邊相對，S相對反安裝：外圈寬邊相對，S相背正安裝向心角接觸軸承軸向力分析：正安裝：外圈窄邊相對，S相對軸向力計算通式：壽命計算：支反力查表正安裝：外圈窄邊相對，S相對一、靜強度計算原則二、基本額定靜負荷C0三、當量靜載荷P0四、靜強度計算1、低速軸承：n<10r/min—塑變失效2、沖擊載荷過大，疲勞、靜強度均驗算C0：受力最大滾動體與滾道接觸處,永久變形量的總和達到滾動體直徑的0.0001時,軸承上所加載荷。C0性質：向心軸承：徑向負荷推力軸承：軸向負荷例8-3：軸上裝有直齒圓柱齒輪。齒輪所受切向力Ft=5000N,徑向力Fr=1820N,齒輪在兩個軸承間對稱布置，工作有中等沖擊，轉速n=960r/min,要求工作壽命Lh0=8000h,試問6307型滾動軸承是否可用。主要結果計算與說明項目1.計算當量動載荷Fp由于軸承動載荷只承受徑向載荷，所以當量動載荷即為軸承所承受的徑向載荷，此處兩軸承支反力相等即有。寬徑比軸承寬度軸承基本額定壽命動載荷2.求軸承的實際壽命當量動載荷由P176表8-3查得C=33400N溫度系數(shù)載荷系數(shù)壽命指數(shù)軸承實際壽命軸承預期壽命結論由P183表8-7查得fp=1.5由P183表8-6查得ft=1.0例8-4：蝸桿減速器，擬用一對圓錐滾子軸承來支承蝸桿軸工作，已知軸轉速n=960r/min,軸頸d=40mm,兩軸承徑向反力分別為：工作中有中等沖擊，溫度低于預期工作壽命Lh0=8000h,試確定軸承型號。主要結果計算與說明項目1.選擇軸承型號根據(jù)已知工作條件和軸頸，由附表8-5初選軸承型號，30208寬徑比軸承基本額定壽命動載荷2.計算軸承內部軸向力基本額定載荷由P185表8-9查得計算系數(shù)軸向載荷系數(shù)軸承1軸向力由P185表8-9軸承2軸向力3.計算軸承軸向載荷軸承2軸向載荷由P185圖8-42主要結果計算與說明項目4.計算當量載荷寬徑比軸承1軸向載荷計算系數(shù)軸承1的載荷系數(shù)軸承1的當量動載荷5計算軸承的實際壽命軸承的當量動載荷軸承2的載荷系數(shù)軸承2的當量動載荷載荷系數(shù)壽命指數(shù)軸承實際壽命Lh軸承預期壽命結論5計算軸承的實際壽命溫度系數(shù)由P183表8-6查取由P183表8-7查取由P183第5行查取例題18.2

圖示斜齒輪軸系，兩端正裝兩個圓錐滾子軸承，軸頸d0=30~35mm；齒輪分度圓直徑d=45mm，F(xiàn)t=3000N，F(xiàn)r=1200N，F(xiàn)a=900N；n=385rpm，中等沖擊載荷；計算軸承壽命。5050Rr1Rr2Ra1Ra2

Rt1

Rt2R1R2Fr

FaFt垂直平面Rr1=Rr2=600Ra1=Ra2=202.5

則RVI=397.5，RV2=802.5解：選取軸承型號“30206”（7206）

C=24.8kN，e=0.36，Y=1.71.計算徑向力水平平面Rt1=Rt2=1500

軸承放松：軸向力A1=FS1=456N軸承壓緊：軸向力A2=Fa+FS1=1356N3.計算當量動載荷R1R2Fa=900NFS1FS2P1=fPR1=1.51552=2328NP2=fP

(X

R2+YA2)

=1.5(0.41701+1.71356)=4478N

2.計算軸向力由手冊C=24.8kN，e=0.36，Y=1.74.計算壽命懸臂起重機用的圓錐齒輪減速器主動軸采用一對30207圓錐滾子軸承（如下圖），已知錐齒輪平均模數(shù)mm=3.6mm，齒數(shù)z＝20，轉速n=1450r/min，輪齒上的三個分力FT＝1300N，F(xiàn)R=400N，F(xiàn)A=250N，軸承工作時受有中等沖擊載荷（可取沖擊載荷系數(shù)fd=1.5)，要求使用壽命不低于12000h，試校驗軸承是否合用。注：30207，內部軸向力，X=1，Y=0?；绢~定載荷1）錐齒輪平均半徑rm2）軸承上的徑向載荷軸承1上徑向載荷軸承2上的徑向載荷3）軸承上的軸向載荷4）當量動載荷，取5）符合要求。本章結束JX7A四、向心角接觸軸承軸向載荷的計算圖8-40向心角接觸軸承的內部軸向力JX7A四、向心角接觸軸承軸向載荷的計算表8-9向心角接觸軸承內部軸向力JX