第八章軸承第二部分

第八章滾動(dòng)軸承§8-6滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號(hào)§8-9滾動(dòng)軸承內(nèi)部載荷分布與失效形式§8-7

滾動(dòng)軸承類型的選擇§8-8

滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)§8-10滾動(dòng)軸承例題分析§8-6滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號(hào)（Introduction）一、滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)二、滾動(dòng)軸承的類型α徑向平面接觸點(diǎn)法線β徑向支反力RN支點(diǎn)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(dòng)體與外圈軌道接觸點(diǎn)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(dòng)軸承代號(hào)（GB272/T-93）前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)

軸承的分

部件代號(hào)內(nèi)

部

結(jié)

構(gòu)

代

號(hào)密

封

與

防

塵

結(jié)

構(gòu)

代

號(hào)保

持

架

及

其

材

料

代

號(hào)特

殊

軸

承

材

料

代

號(hào)公

差

等

級(jí)

代

號(hào)游

隙

代

號(hào)多

軸

承

配

置

代

號(hào)其

它

代

號(hào)五四三二一類

型

代

號(hào)尺寸系

列代號(hào)內(nèi)

徑

代

號(hào)寬

度

系

列

代

號(hào)直

徑

系

列

代

號(hào)滾動(dòng)軸承代號(hào)構(gòu)成：32309/C2/P2代號(hào)用于表征滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸、類型、精度等前置代號(hào)——表示軸承的分部件?；敬?hào)——表示軸承的類型與尺寸等主要特征。后置代號(hào)——表示軸承的精度與材料的特征。1.基本代號(hào)五四三二一類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)寬度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)(1)內(nèi)徑代號(hào)(右起一二位)—內(nèi)徑尺寸內(nèi)徑代號(hào)0001020304～96內(nèi)徑尺寸10121517代號(hào)×5=(20～480mm)(2)尺寸代號(hào)(右起三四位)—內(nèi)徑相同、外徑寬度不同a.直徑系列(右起第三位)—結(jié)構(gòu)內(nèi)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(jié)構(gòu)內(nèi)徑外徑相同、寬度變化正常寬度0不標(biāo)（對(duì)圓錐滾子軸承(3類)和調(diào)心滾子軸承(2類)不能省略“0”

）(3)類型代號(hào)(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(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2.后置代號(hào)（字母或數(shù)字）

-基本代號(hào)的補(bǔ)充：表示結(jié)構(gòu)、尺寸、公差、材料特殊性(1)內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)-同類軸承，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同例：7310C（AC、B）-接觸角分別為15°、25°、

40°(2)公差等級(jí)代號(hào)—共5個(gè)級(jí)別序號(hào)新標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)標(biāo)注代號(hào)舊標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)備注12精度高/P2B標(biāo)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(jí)/P0不標(biāo)(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(biāo)注方法：/C1、/C2、（0組常用，不標(biāo)注）、

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

(2)K-滾動(dòng)體與保持架組件滾動(dòng)軸承代號(hào)示例：6305-3中系列深溝球，正常寬度系列，正常結(jié)構(gòu)，0級(jí)公差，0組游隙7210C/C3/P4-2輕系列角接觸球，正常寬度，正常結(jié)構(gòu)，4級(jí)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(jié)構(gòu)，6級(jí)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(zhuǎn)速要求（n≤nmax）高速、要求旋轉(zhuǎn)精度高，優(yōu)先采用球軸承,低速可選滾子軸承。(3)調(diào)心性長(zhǎng)軸（剛度低）或多支點(diǎn)，要求軸承具有調(diào)心性—調(diào)心軸承大?。狠d荷大、有沖擊—滾子軸承；載荷小—球軸承§8-7滾動(dòng)軸承的選擇原則內(nèi)外圈可分離

—圓錐滾子，圓柱滾子長(zhǎng)軸上安裝

—內(nèi)錐孔與緊定套軸承(6)價(jià)格--球軸承低，滾子軸承高(5)裝拆方便2.尺寸選擇選擇型號(hào)：內(nèi)徑、外徑、寬度系列

—選定類型、初定型號(hào)、驗(yàn)算壽命(4)空間限制—徑向尺寸受限，滾針軸承滾針軸承帶內(nèi)錐孔與緊定套軸承圓錐滾子軸承§8-8滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)

一、滾動(dòng)軸承的軸向固定要求：保證軸系軸向定位和適當(dāng)熱膨脹空間1.全固式（雙支點(diǎn)單向固定）(1)每個(gè)支點(diǎn)限定一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)(2)溫度補(bǔ)償間隙0.2~0.4mm(3)適用小跨度、溫升小軸雙支點(diǎn)單向固定2.固游式(單支點(diǎn)雙向固定)(1)固定端限定軸系雙向運(yùn)動(dòng)(3)適用大跨度、溫升高軸單支點(diǎn)雙向固定3.軸承內(nèi)圈、外圈定位方法二、軸承的軸向位置及游隙調(diào)整三、軸承的配合配合要求:軸承標(biāo)準(zhǔn)件，內(nèi)圈與軸基孔制；外圈與孔基軸制；（1）轉(zhuǎn)動(dòng)圈（內(nèi)圈）配合緊，n6,k6（2）固定圈（外圈）配合松，H7,J7（3）游動(dòng)端外圈與孔配合松-有利于軸向移動(dòng)注：滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合較常規(guī)公差配合緊內(nèi)徑與軸的配合外徑與孔的配合四、滾動(dòng)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(yù)緊：保證旋轉(zhuǎn)精度、剛度、降噪六、保證支撐剛度：

避免支撐變形引起內(nèi)外圈軸線偏斜，影響軸承壽命與旋轉(zhuǎn)精度（1）適當(dāng)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(rùn)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(rùn)滑：軸承空間充填潤(rùn)滑脂（2）油潤(rùn)滑：油浴潤(rùn)滑：軸承部分浸油，油面不超過滾動(dòng)體中心飛濺潤(rùn)滑：利用傳動(dòng)零件濺油潤(rùn)滑軸承噴油潤(rùn)滑：高速重載軸承，利用壓力噴油潤(rùn)滑（3）固體潤(rùn)滑：二硫化鉬等（1）接觸式密封（2）非接觸式密封§8-9滾動(dòng)軸承的失效形式和選擇計(jì)算

一、內(nèi)部載荷分布純軸向載荷：滾動(dòng)體均勻受載受徑向載荷：滾動(dòng)體受載不均（承載與非承載區(qū)）二、軸承元件上的應(yīng)力-變應(yīng)力三、滾動(dòng)軸承的失效形式p182四、滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1.點(diǎn)蝕—交變接觸應(yīng)力作用導(dǎo)致元件點(diǎn)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(hù)不當(dāng)、潤(rùn)滑不良1.轉(zhuǎn)速n>10r/min軸承：點(diǎn)蝕失效，驗(yàn)算壽命2.轉(zhuǎn)速n<10r/min軸承：驗(yàn)算靜強(qiáng)度外圈過大塑變內(nèi)圈滾道磨損滾動(dòng)體點(diǎn)蝕內(nèi)圈滾道點(diǎn)蝕鋼球疲勞點(diǎn)蝕陶瓷球疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕：滾動(dòng)軸承最常見的失效形式。內(nèi)環(huán)上的疲勞點(diǎn)蝕四、軸承的壽命與壽命計(jì)算1.單個(gè)軸承壽命

一定條件下，滾動(dòng)體、套圈任一個(gè)出現(xiàn)點(diǎn)蝕時(shí)，軸承的總轉(zhuǎn)數(shù)。（注：影響軸承壽命因素復(fù)雜，單個(gè)軸承壽命離散性較大）2.基本額定壽命（統(tǒng)計(jì)壽命）

(1）基本額定壽命為軸承設(shè)計(jì)壽命

(2）基本額定壽命與載荷有關(guān)0

1L10,106rCP(N)一批軸承，同工況運(yùn)轉(zhuǎn)，10%點(diǎn)蝕失效時(shí)的總轉(zhuǎn)數(shù)L10（或小時(shí)數(shù)L10h）0

1L10,106rCP(N)3.基本額定動(dòng)負(fù)荷

對(duì)應(yīng)基本額定壽命為106轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷C(1）C:軸承承載能力的度量（查手冊(cè)）(2）對(duì)應(yīng)于C,軸承基本額定壽命為106轉(zhuǎn)(3）C的性質(zhì)：向心軸承-徑向負(fù)荷推力軸承-軸向負(fù)荷五、滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算P183(1）問題：載荷=C時(shí)，壽命L10C=1(106轉(zhuǎn))

載荷=P時(shí)，壽命L10P=？式中：C—基本額定動(dòng)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(zhuǎn)速r/min

ε—壽命指數(shù)，球軸承3，滾子軸承10/3

P—當(dāng)量動(dòng)載荷N六、當(dāng)量動(dòng)載荷P183(1）基本額定動(dòng)負(fù)荷C性質(zhì)：向心軸承-徑向負(fù)荷推力軸承-軸向負(fù)荷Fp:假想載荷，軸承在Fp的作用下與實(shí)際載荷作用下的壽命相當(dāng)

(2）壽命計(jì)算公式中：P應(yīng)與C同性質(zhì),可比計(jì)算(3）實(shí)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(jì)算(A由軸系結(jié)構(gòu)固定方式和軸上外載荷方向決定)游動(dòng)端固定端單支點(diǎn)雙向定位FA雙支點(diǎn)單向定位1.深溝球軸承的軸向力計(jì)算2.向心角接觸軸承的軸向力A計(jì)算(1)派生軸向力S由向心角接觸軸承的結(jié)構(gòu)決定，軸承受徑向載荷R,就產(chǎn)生派生軸向力S（對(duì)軸的推力）。外圈對(duì)滾動(dòng)體的支反力Ni

a.S的數(shù)值:取決于軸承的結(jié)構(gòu)和徑向外載荷R，

與軸向外載荷無關(guān);b.S的方向:由外圈的寬邊指向窄邊方向(對(duì)軸的推力方向)c.S計(jì)算式:表9-8JX7A向心角接觸軸承軸向載荷的計(jì)算(P184)圖8-40向心角接觸軸承的內(nèi)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(nèi)部軸向力，稱為內(nèi)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(jì)算(2)A的計(jì)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(duì)，S相對(duì)反安裝：外圈寬邊相對(duì)，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(duì)，S相對(duì)軸向力計(jì)算通式：壽命計(jì)算：支反力查表正安裝：外圈窄邊相對(duì)，S相對(duì)一、靜強(qiáng)度計(jì)算原則二、基本額定靜負(fù)荷C0三、當(dāng)量靜載荷P0四、靜強(qiáng)度計(jì)算1、低速軸承：n<10r/min—塑變失效2、沖擊載荷過大，疲勞、靜強(qiáng)度均驗(yàn)算C0：受力最大滾動(dòng)體與滾道接觸處,永久變形量的總和達(dá)到滾動(dòng)體直徑的0.0001時(shí),軸承上所加載荷。C0性質(zhì)：向心軸承：徑向負(fù)荷推力軸承：軸向負(fù)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(gè)軸承間對(duì)稱布置，工作有中等沖擊，轉(zhuǎn)速n=960r/min,要求工作壽命Lh0=8000h,試問6307型滾動(dòng)軸承是否可用。主要結(jié)果計(jì)算與說明項(xiàng)目1.計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷Fp由于軸承動(dòng)載荷只承受徑向載荷，所以當(dāng)量動(dòng)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(dòng)載荷2.求軸承的實(shí)際壽命當(dāng)量動(dòng)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(shí)際壽命軸承預(yù)期壽命結(jié)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(duì)圓錐滾子軸承來支承蝸桿軸工作，已知軸轉(zhuǎn)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(yù)期工作壽命Lh0=8000h,試確定軸承型號(hào)。主要結(jié)果計(jì)算與說明項(xiàng)目1.選擇軸承型號(hào)根據(jù)已知工作條件和軸頸，由附表8-5初選軸承型號(hào)，30208寬徑比軸承基本額定壽命動(dòng)載荷2.計(jì)算軸承內(nèi)部軸向力基本額定載荷由P185表8-9查得計(jì)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(jì)算軸承軸向載荷軸承2軸向載荷由P185圖8-42主要結(jié)果計(jì)算與說明項(xiàng)目4.計(jì)算當(dāng)量載荷寬徑比軸承1軸向載荷計(jì)算系數(shù)軸承1的載荷系數(shù)軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷5計(jì)算軸承的實(shí)際壽命軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷軸承2的載荷系數(shù)軸承2的當(dāng)量動(dòng)載荷載荷系數(shù)壽命指數(shù)軸承實(shí)際壽命Lh軸承預(yù)期壽命結(jié)論5計(jì)算軸承的實(shí)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(gè)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(jì)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(hào)“30206”（7206）

C=24.8kN，e=0.36，Y=1.71.計(jì)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(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷R1R2Fa=900NFS1FS2P1=fPR1=1.51552=2328NP2=fP

(X

R2+YA2)

=1.5(0.41701+1.71356)=4478N

2.計(jì)算軸向力由手冊(cè)C=24.8kN，e=0.36，Y=1.74.計(jì)算壽命懸臂起重機(jī)用的圓錐齒輪減速器主動(dòng)軸采用一對(duì)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(zhuǎn)速n=1450r/min，輪齒上的三個(gè)分力FT＝1300N，F(xiàn)R=400N，F(xiàn)A=250N，軸承工作時(shí)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(yàn)軸承是否合用。注：30207，內(nèi)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(dāng)量動(dòng)載荷，取5）符合要求。本章結(jié)束JX7A四、向心角接觸軸承軸向載荷的計(jì)算圖8-40向心角接觸軸承的內(nèi)部軸向力JX7A四、向心角接觸軸承軸向載荷的計(jì)算表8-9向心角接觸軸承內(nèi)部軸向力JX