滚动轴承

Chapter 17 Rolling Bearings
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Diameter Series (outside)—— 直径系列 1 — Extra-light Series(特轻)
2 — Light Series(轻)
3 — Medium Series(中) 4 — Heavy Series(重)
重(heavy)系列400 中(medium)系列300 轻(light)系列200 特轻(extra-light)系列100
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Table 17.4 Inner Diameter Code
轴承公称内径 (d/mm) 10 12 15 17 20~480 ≥500; 22, 28, 32; 1~9整数; 0.6~10非整数 内径代号 00 01 02 03 04~96 代号示例 代号：6201 6—深沟球轴承 2—尺寸系列代号(0)2 01—d=12mm 代号乘以5即为内径
17.3 Loads, Failure Forms and Calculation Rules 滚动轴承的载荷、失效形式和计算准则
17.3.1 Load Distribution of Radial Rolling Bearings 向心轴承的载荷分布
运动关系——内、外圈相对回转；滚动体既自转又公转。 轴承中载荷的分布——
圆柱滚子轴承 (N) 9
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Cylindrical roller bearing (圆柱滚子轴承) （N）
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Cylindrical roller bearing (圆柱滚子轴承) （N）
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Windage
=
or
Height Series (thrust) 高度系列 (推力轴承) (The first number)
+
Diameter Series (outside) 直径系列 (The second number)
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Table 17.3 Dimension-series Code
缺点——
① 多数径向尺寸较大； ② 在高速、重载荷条件下工作时，寿命短； ③ 振动及噪音较大。
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17.1.2 Construction and Materials of Rolling Bearings 组成元件常用材料 1. Composition of Rolling Bearings
机械设计 Mechanical Design
PART Ⅲ
Design of Elements and Parts in General Use
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17.1 Introduction 概述
Rolling Bearings or Rolling-Contact Bearings (滚动轴 承)——用以支承轴及轴上的零件，并与机座作相对旋转、 摆动等运动，使转动副之间的摩擦尽量降低，以获得较高传 动效率。是广泛运用的机械支承。 滚动轴承是标准件， 由专业工厂按国家标 准进行批量生产。 在机械设计中只需根 据工作条件选用合适 的滚动轴承类型和型 号进行组合结构设计。
F0 4.37 z Fr 5 z Fr
Fr
理论计算值 考虑轴承游隙和内、 外圈变形时的修正值
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Line Contact——
F0 4 . 08 z Fr 4 .6 z Fr
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17.3.2 Additional Axial Force for Angular Contact Bearings 角接触轴承中附加轴向力 角接触轴承受径向载荷Fr时，会产生附加轴向力FS 。
图示轴承下半圈 第i个球轴承径向 力Fri 。由于有接 触角，对轴承 内圈和轴的法向 反力Fi 将产生分 力Fri 和FSi 。各球 的轴 向分力之和 即为轴承的附加 轴 向 力 Fs 。 按 一 半滚动体受力进 行分析，得
Fr FSi
Fr
F S 1 . 25 F r tan
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Types of Rolling Elements——
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2. Materials of Rolling Bearings 滚动体与内外圈的材料要求有高的硬度和接触疲劳强度、 良好的耐磨性和冲击韧性。一般用含铬合金钢制造，常 用材料有GCr15、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等，经热 处理后硬度可达HRC61~65。 保持架一般用低碳钢板冲压而成，高速轴承多采用有色 金属（如黄铜）或塑料保持架。
(基本代号)
(后置代号)
5
4
3
2
1
Structure Material Tolerance
Dimensional Inner Dia. Type Series (bore)
Width Series (radial) 宽度系列 (向心轴承)
Rolling element
Dimension-series Code 尺寸系列代号 (two-digit number)
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17.2.2 Type Selection of Rolling Bearings 类型的选择 选择轴承时，首先要充分满足机械的使用条件对轴承的 要求，考虑轴承在轴系中排列位置及方式、允许空间尺寸和 安装拆卸；其次是维修检查方便、轴承易于购买和更换简便 等。一般需要考虑下述几个方面：
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17.2 Types and Selection of Rolling Bearings 滚动轴承的主要类型及选用
17.2.1 Types and Configuration of Rolling Bearings 类型及构造
Types of Loads—— Pure radial loads Fr Pure thrust loads Fa Combined loads (radial and thrust loads)
3
Fr F a
Thrust Bearings (推力轴承)：thrust loads Fa Thrust ball bearing (推力球轴承)（5） 5 Fa
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Double-row Angular contact ball bearing
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Nominal Contact Angle (公称接触角), ——向心推 力轴承滚动体与外圈接触处的法线和垂直于轴承轴心线 的平面间的夹角。

n

n 角接触球轴承（7） 圆锥滚子轴承（3）
向心轴承主要用于承受径向载荷，其公称接触角从0 到45。推力轴承主要用于承受轴向载荷，其公称接触角从 45到90。
6 Fr
N Fr
Types of Rolling Bearings—— table 17.2 (GB/T272—1993) according to the types of loads to be taked Radial Bearings (向心轴承)： radial loads Fr Single-row deep-groove ball bearing (深沟球轴承)（6） Cylindrical roller bearing (圆柱滚子轴承)（N）
外圈
Outer ring (race)
内圈
Inner ring (race)
滚动体
Rolling element
保持架
Retainer or separator or cage
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ห้องสมุดไป่ตู้
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Retainer or separator or cage——避免滚动体直接接触， 减少发热和磨损。
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Radial & Thrust Bearings (向心推力轴承)：Fr + Fa Angular contact ball bearing (角接触球轴承)（7） Tapered roller bearing (圆锥滚子轴承)（3）
7 Fr Fa
推力轴承——在中心轴向力作用 下，可以认为载荷由各滚动体平 均分担： F0 =Fa /z
Fa
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向心轴承——在径向载荷Fr 的作 用下，最多只有半圈滚动体受载， 且各滚动体的受载大小也不同。 根据变形关系，中间滚动体受力 最大，向两边逐渐减小。根据力 平衡条件可求出受载最大的滚动 体的载荷为: Point Contact——
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17.1.1 Working Characteristics of Rolling Bearings 滚动轴承的工作特点 优点——
(与滑动轴承相比)
① 产品已标准化，并由专业厂家批量生产，互换性和通用性好； ② 起动摩擦力矩低，功率损耗小，效率(0.98~0.99)比混合润滑轴承高； ③ 负荷、转速和工作温度的适应范围宽，工况条件的少量变化对轴承 性能影响不大； ④ 多数类型能同时承受径向和轴向载荷，轴向尺寸小； ⑤ 易于润滑、维护及保养。