滚动轴承

游动轴承：深沟球轴承“6”和圆柱滚子轴承“N”；向心推力轴 承“7”和“3”类不能作游动轴承。
4．选用向心推力轴承“3”或“7”类，应考虑成对使用。
正装：面对面安装；
反装：背靠背安装。
成对使用原因：向心推力轴承均有接触角，当只有径向载 荷作用时，轴承内部会产生一个派生轴向力S，使得滚动 体、内圈和轴沿轴向移动，造成承受载荷的滚动体数目 减小，因而轴承承载能力减小，因此应采用成对向心推 力轴承，以便平衡派生轴向力，提高轴承承载能力。
§4 滚动轴承的工作情况
4.1 轴承工作时轴承元件上的载荷分布
向心轴承中径向载荷的分布图
轴承元件上的载荷及应力变化图
§5 滚动轴承尺寸的选择
5.1 滚动轴承的失效形式及其基本额定寿命
失效形式：滚动体或内、外圈滚道上的点蚀破坏。 1．疲劳点蚀：安装得当、设计合理、润滑、密封良好，
n>10r/min的轴承主要是疲劳点蚀破坏； 2．塑性变形：不转或转得很慢，n<10r/min，承受较大载荷
注：高速轴承，寿命计算，校验极限转速。
几个重要的概念
1．轴承的寿命：轴承在运转时，其中任一元件出现疲劳点蚀 前所经历的转数（以106r为单位）或工作小时数。
2．基本额定寿命L10 一批相同型号的轴承，在相同运转条件下，其中有10%的轴承
出现疲劳点蚀时，轴承所经历的转数为该批轴承的基本额 定寿命L10. 物理意义：表示轴承达到基本额定寿命时，出现疲劳点蚀的 概率为10%。
径的球轴承，它们的滚动体较小，工作时离心力较小）； ⑤转速高、载荷大，可采用同一支承同时用2个球轴承。
三、调心性能
当轴的中心与支座孔的中心不同心时，或轴因受力变形时， 轴承内圈中心线与外圈中心线会产生偏位角θ，容易造成 滚动体工作不正常，甚至卡住。这时宜采用有一定调心性 能的调心球轴承如“1”类或调心滚子轴承如“2”。
四、安装、拆卸要求
1．若进行轴向安装，轴承座没有剖分面时，应优先选用内、 外圈可分离的轴承，如圆柱滚子轴承“N”类和圆锥滚子轴承 “3”类；
2．若轴较大，且轴承安装在轴的中部，可采用带锥孔的轴承。
五、经济性要求
在保证轴承工作性能要求的前提下，为使成本降低，一般优先 采用球轴承、向心轴承。（球轴承比滚子轴承的价格低，向 心推力轴承价格比向心轴承高。）
求出L′10后，从轴承手册或样本中选择轴承型号，其额定寿 命值L10应大于L′10。
2）根据某一可靠度下的轴承预期寿命L(1-R)，计算相应的额 定动载荷C′。 L（1-R）=α1·(C′/P)ε
相应的额定动载荷 C′=Q·P·L1/ε(1-R)
式中Q额定动载荷的可靠性修正系数，按下式计算：
Q=(ln0.9/lnR)1/mε
例：7211C/P5
角接触球轴承、正常宽度、轻系列、直径55mm、接触角15、 5级公差、0组游隙。
尺寸系列代号
2、直径系列代号
0、1 — 特轻系列 2—轻 系 列 3—中 系 列 4—重 系 列
3、宽度系列代号
0—窄 系 列 1 — 正常系列 2—宽 系 列
轴承类型代号
后置代号
内部结构代号 表示同一类型轴承的不同内部结构，用字母
1、定义
为了计算轴承寿命，须将实际载荷换算成当量动载荷P，它是 一个与实际载荷效果相当的假想载荷（在P作用下，轴承的 寿命与实际载荷作用下相同）。
2、当量动载荷P的确定
①对于向心轴承“N”、“NA”，P=Fr ②对于推力轴承“5”，P=Fa ③对于“3”、“7”类向心推力轴承及“6”类深沟球轴承、 调心轴承如“1”、“2”等，
4级
/ P4
5级
/ P5
6级
/ P6
6x 级 / P6x 仅适用于圆锥滚子轴承
0级
/ P0
普通级，不标出
游隙代号
轴承径向游隙系列分为 6 个组别，游隙依 次由小到大 。
1组
/ C1
2组
/ C2
0组
常用的游隙组别，不标出
3组
/ C3
4组
/ C4
5组
/ C5
前置代号
为轴承分部件代号，用字母表示。
如：用 L 表示可分离轴承的可分离套圈；K
3．预期计算寿命L‘h 4．基本额定动载荷C
使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷
值，用字母C表示。
①C反映了轴承承载能力的大小，即承受外载荷的极限值（不 同型号轴承的C不同，C值查标准，C是通过大量的试验确 定）。
②C的确定（与外载荷性质有关） 对向心轴承：指的是纯径向载荷，径向基本额定动载荷Cr； 对推力轴承：指的是纯轴向载荷，轴向基本额定动载荷Ca； 对向心推力轴承：指的是使套圈间产生纯径向位移的载荷的
径向分量。
③确定C的试验条件 内圈旋转、外圈固定，寿命为106r，不发生点蚀破坏的概率
为90%、载荷平稳，正常温度t=1250C。 注：在较高温度下工作的轴承（t>1250C时），应引入温度系
数ft修正基本额定动载荷。
Ct ftC
式中 Ct为高温轴承的基本额定动载荷， ft为温度系数。
5.2 滚动轴承的当量动载荷
②滚动轴承的组合设计（装置设计） 轴承组合：指与滚动轴承安装、调整、润滑、密封等有关
的零件组合； 组合设计：考虑以上问题所进行的设计。
§2 滚动轴承的主要类型及其代号
2.1 滚动轴承的主要类型、性能与特点
常用标准滚动轴承的名称、代号及性能特点：
4
1
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
5
6
7
29
N
NA
轴承的基本类型
1. 向心轴承
的基本额定动载荷C的轴承。 2．寿命计算公式 ①第一类问题计算公式
Lh

106 60n

C



P
式中 ε为试验常数，
对于球轴承ε=3，
滚子轴承ε=10/3；
公式的物理意义：已知型号的轴承，在一定工作条件下的实 际寿命。
②第二类问题的计算公式
C

P
60nLh 10 6
公式的物理意义：表明在一定工作条件下以及预定寿命，应 选用多大基本额定动载荷的轴承。
轴承座装配，内圈与轴颈装配，随轴旋转。 滚动体：实现滚动摩擦，减小零件磨损，常见滚动体； 保持架：把各滚动体分开，保持滚动体在内、外圈之间作有
规律运动。 外 圈 内 圈
保持架
滚动体
内圈、外圈、滚动体：轴承铬钢，硬度60 HRC 保持架：低碳钢、铜、铝、塑料。
2、设计时所要解决的主要问题
①轴承本身设计（主要任务）：根据工作条件，选择类型 及尺寸；
向心推力轴承：Fr + Fa 角接触球轴承（7） 圆锥滚子轴承（3）
2、向心推力轴承的主要参数
接触角：向心推力轴承滚动体与 外圈接触处的法线与半径方向 的夹角。
α是固有特性，反映轴承承受轴 向载荷的能力，α↑，承载能 力↑。
载荷角：轴承实际承受的径向载 荷Fr 与轴向载荷Fa的合力与半 径方向的夹角。它反映了轴承 承受轴向载荷的能力。
一、轴承的载荷
1、载荷方向：①若承受纯径向载荷，宜选用向心轴承，如深 沟球轴承“6”、圆柱滚子轴承“N”或滚针轴承“NA”；
②只承受纯轴向载荷：选推力轴承，如“5”； ③既承受径向载荷Fr，又承受轴向载荷Fa：
Fa/Fr较小：选用深沟球轴承“6”或接触角α较小的角接 触球轴承“7”或圆锥滚子轴承“3”； Fa/Fr较大：选用α较大的“7”、“3”，或在一个支承同 时
一、轴承的基本类型
2. 推力轴承
我国机械工业中常用滚动轴承的类型和特性
我国机械工业中常用滚动轴承的类型和特性
我国机械工业中常用滚动轴承的类型和特性
1、按承受载荷方向分类
向心轴承：主要承受径向载荷Fr 深沟球轴承（6） 圆柱滚子轴承（N） 调心球轴承（1）
推力轴承：只能承受轴向载荷Fa 推力球轴承（5）
表示轴承的滚动体与保持架组件等等。
代号举例： 6308
表示内径为40mm，中系列，深沟球轴承，正 常宽度系列，正常结构，0 级公差，0 组游隙。
7210C/ P5 表示内径为50 mm，轻系列，角接触球轴承，
正常宽度，接触角 =15°，5 级公差，0组游隙。
§3 滚动轴承类型的选择
依据：①工作条件（载荷大小、方向及性质）； ②转速的高低； ③调心性能的要求； ④安装、拆卸要求； ⑤经济性要求； ⑥其它要求。
的轴承，主要是塑性变形破坏； 3．磨损：维护、保养不好的轴承，会造成滚动体和滚道过度
磨损； 4．安装不当，会引起内、外圈、保持架的断裂。
内
圈
内
点
圈
蚀
断
裂
内
圈 深 度 点 蚀
外 圈 胶 合
滚动轴承的计算准则
1．当n>10r/min时，用接触疲劳强度准则（或疲劳寿命准 则）；
2．当n≤10r/min时，用静强度准则，通过静强度计算，选 择轴承尺寸。
式中，指数1/（mε）：球轴承为3/10；滚子轴承为1/5；圆 锥滚子轴承为9/40。
当可靠度R已确定时，求出相应的额定动载荷C′值，再根据 C′值从轴承手册中选择轴承型号，应满足C≥C′。
5.5 向心推力轴承的载荷计算
Fr1、Fr2为外界作用到轴上的径向力Fr在各轴承上产生的径向载 荷，
Fa的确定： 对深沟球轴承“6”、调心球轴承“1”和调心滚子轴承“2”：
1）根据某一可靠度R下的轴承预期寿命L(1-R)，计算滚动轴承相 应的基本额定寿命L′10（即可靠度为90%时的寿命），其计 算式为
L′10=L(1-R)/α1 式中α1为滚动轴承寿命的可靠性系数。 α1的计算式为
α1=(lnR/ln0.9)1/m 式中R为设计要求的轴承的可靠度；
M为威布尔分布的形状参数，大量的统计资料表明，球轴承： m=10/9；滚子轴承：m=3/2；圆锥滚子轴承：m=4/3。
紧跟着基本代号表示。
圆锥滚子轴承 α=10 º~ 18° 30000 大锥角圆锥滚子轴承
α =27 º~ 30° 30000B
角接触球轴承 α =15° 70000C α =25° 70000AC α =40° 70000B
公差等级代号
轴承的公差等级分为 6 个级别，依次由
高级到低级。
2级
/ P2
六、其它要求
1．对外廓尺寸要求
若要求径向尺寸较小，宜采用小直径系列轴承或滚针轴承；若 要求轴向尺寸较小时，宜采用窄宽度系列轴承。
2．刚度要求
在相同载荷下，采用滚子轴承（线接触）的刚度比球轴承（点 接触）的刚度高。
3．轴承游动
当一根轴的两个支承距离较远，或工作前后有较大的温差时， 为适应轴和外壳不同热膨胀的影响，防止轴承卡死，只需把 一端的轴承轴向固定，而另一端的轴承使之可以轴向游动。
滚动轴承
概述 滚动轴承的主要类型及其代号 滚动轴承类型的选择 滚动轴承类型的工作情况 滚动轴承尺寸的选择 轴承装置的设计
§1 概述
轴承的功用和分类 1．功用：用于支承轴，并且实现轴的旋转运动（承受 载荷和相对运动） 2．根据摩擦性质分为 -滑动摩擦轴承（滑动轴承） -滚动摩擦轴承（滚动轴承）
1、滚动轴承的基本结构 小型部件：由外圈、内圈、滚动体和保持架等组成，外圈与
Fa=A（A外界作用到轴上的轴向作用力） 对于向心推力轴承“3”和“7”类，应考虑A和派生轴向力S及一
P XFr YFa
式中 X、Y分别为径向、轴向动载荷系数。 引入载荷系数fP，则
P f P ( XFr YFa )
P f P Fr
P f P Fa
5.3 滚动轴承寿命的计算公式
1．目的 ①已知轴承的型号、P、n等，求轴承的实际寿命Lh； ②已知轴承的转速n、P、预期计算寿命L‘h，求选用具有多大
3．说明 ①计算实际寿命时，应使 Lh Lh
②选择轴承型号时，应使计算基本额定动载荷值小于等于从标
准中选取型号轴承的基本额定动载荷，即 ③若Lh<L‘h，C计>C表，可采用下述方法：
C计 C表
a．改变轴承系列；
b．改变轴承类型（把球轴承改为滚子轴承），若还不满 足要求，应加大轴颈。
5.4 滚动轴承的疲劳寿命与可靠度
用一个向心和推力轴承配合。
2、载荷大小和性质
载荷较小（中等、轻）、且平稳：宜选用球轴承（点接
触）；
载荷较大，有冲击、振动时，宜选用滚子轴承（线接
触）。
二、轴承的转速
①转速不太高时，转速对轴承类型的选择影响不大； ②每一类轴承都通过实验确定了在一定条件下的极限转速，
因此轴承的实际工作转速必须低于极限转速； ③球轴承的极限转速较高，高速时，应优先选用球轴承； ④转速高、载荷小，宜选用较小直径的球轴承（因为较小直
2.2 滚动轴承的代号
滚动轴承的代号（GB/T272—93）
前置代号
基本代号
后置代号
分部件： 五 四 三
二一
公差材料
内圈
类型
内径20~480
特殊结构
外圈
直径系列2轻3中4重 C15 AC25
保持架
宽度系列多数正常系列可不标
B 40
滚动体
公差/P2、4、5、6、6x、0
游隙/C1、2、0、3、4、5