滚动轴承章
(完整word版)(整理)滚动轴承故障诊断分析章节
滚动轴承故障诊断滚动轴承是应用最为广泛的机械零件质疑，同时，它也是机器中最容易损坏的元件之一。
许多旋转机械的故障都与滚动轴承的状态有关。
据统计，在使用滚动轴承的旋转机械中，大约有30%的机械故障都是由于轴承而引起的。
可见，轴承的好坏对机器工作状态影响极大。
通常，由于轴承的缺陷会导致机器产生振动和噪声，甚至会引起机器的损坏。
而在精密机械中（如精密机床主轴、陀螺等），对轴承的要求就更高，哪怕是在轴承上有微米级的缺陷，都会导致整个机器系统的精度遭到破坏。
最早使用的轴承诊断方法是将听音棒接触轴承部位，依靠听觉来判断轴承有无故障。
这种方法至今仍在使用，不过已经逐步使用电子听诊器来替代听音棒以提高灵敏度。
后来逐步采用各式测振仪器、仪表并利用位移、速度或加速度的均方根值或峰峰值来判断轴承有无故障。
这可以减少对设备检修人员的经验的依赖，但仍然很难发现早期故障。
随着对滚动轴承运动学、动力学的深化研究，对轴承振动信号中频率成分和轴承零件的几何尺寸及缺陷类型的关系有了比较清楚的了解，FFT级数的发展也使得利用频率域分析和检测轴承故障成为一种有效的途径。
也是目前滚动轴承监测诊断的基础。
从发展的历程看，滚动轴承故障检测诊断技术大致经历了以下阶段：1961年，W.F.Stokey完成了轴承圈自由共振频率公式的推导，并发表；1964年，O.G.Gustafsson研究了滚动轴承振动和缺陷、尺寸不均匀及磨损之间的关系，这与目前诊断滚动轴承故障的方法是基本一致的；1969年，H.L.Balderston根据滚动轴承的运动分析得出了滚动轴承的滚动体在内外滚道上的通过频率和滚动体及保持架的旋转频率的计算公式。
至此，有关滚动轴承监测诊断的理论体系已经基本完成；1976年，日本新日铁株式会社研制了MCV-021A机器检测仪，其方法是通过检测低频、中频和高频段轴承的信号特征来判断轴承的工作状态；1976～1983年之间，日本精工公司也积极在滚动轴承检测仪器方面做工作，相继推出了NB系列轴承检测仪，利用1～15kHz范围内的轴承振动信号的有效值（rms）和峰峰值（p－p）来诊断轴承的故障；1980年代至今，以改良频率分析的方法来精密诊断滚动轴承的故障、确定故障位置，一直是精密诊断采取的必备方法，其中包括细化谱分析、倒频谱分析、共振解调技术、包络分析技术等。
第13章 滚动轴承
55
3. 轴承的调心性能 调心轴承：允许较大的轴承偏斜量。 滚子轴承：对轴承的偏斜量最敏感。 当轴的刚度和轴承座孔支承刚度较低，或有较大偏转 力矩作用时，应尽量采用调心轴承。
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调心性能 轴承座孔不平行
普通轴承
调心轴承
调心性能 轴挠曲变形
普通轴承
调心轴承
4. 轴承的安装和拆卸 轴向安装拆卸：选用内外圈可分离的轴承，如Ｎ0000， NA0000，30000。 长轴安装拆卸：内圈采用1:12圆锥孔，安装在紧定衬套。
E
加强型
N207E
42
2）公差等级代号
代号
公差等级
省略
0级
/P6
6级
/P6x
6x级
/P5
5级
/P4
4级
/P2
2级
注：公差等级中0级最低，向右依次增高，2级最高。
43
3）径向游隙代号
代号 游隙组别 /C1 1组 /C2 2组 省略 0组 /C3 3组 /C4 4组 /C5 5组
注：游隙组别中1组最小，向右依次增大，5组最高；
点蚀破坏前的转数（106 r），或工作小时数，称为轴 承的基本额定寿命。
67
3. 基本额定动载荷 C 定义：当轴承的基本额定寿命恰好为106 r时，轴承 所能承受的载荷。 向心轴承：径向基本额定动载荷Cr ；
推力轴承：轴向基本额定动载荷Ca； 角接触球轴承或圆锥滚子轴承：使套圈间产生纯径 向位移的载荷的径向分量Cr。
10
座圈
轴圈 Fr β N
Fr
Fa
Fa
N a) 向心轴承 b) 推力轴承
α
c) 向心推力轴承
11
接触角α ：滚动体与外圈接触处的法线与半径方向的夹角 ； 载荷角β ：轴承实际所受径向载荷和轴向载荷的合力与半 径方向的夹角。
滚动轴承
五四 三
组合代号
尺寸系列代号
类宽
型
（ 或
直 径
代
高 ）
系 列
号
度 系
代 号
列
代
号
圆锥滚子轴承（3）
二一
内 径 尺 寸 代 号 20~480mm
例 试说明下列轴承代号的含义：
6 12 06 3 3 15/p6
公差等级代号，0级（普通级） 内径尺寸代号，d=30mm
尺寸系列代号，直径系列2（轻系列） 宽度系列1（正常系列）
外圈 outer ring
轴承装配
与滑动轴承相比滚动轴承的优缺点：
优点： ●摩擦阻力小、起动灵敏、效率高； ●轴向结构紧凑、润滑简单； ●运转精度较高； ●不需要用有色金属； ●标准化程度高，成批生产，成本较低。
缺点： ●抗冲击能力差； ●安装不方便（不是剖分件，常需加热后安装）； ●径向处尺寸大； ●高速运转时振动及噪音较大； ●寿命比液体摩擦滑动轴承低。 ●因滚动轴承不能剖分，位于长轴中间的滚动轴承安装较困难。
9、推力球轴承 （类型代号：5）
单列推力球轴承
特点 套圈与滚动体是分离的。 （单列推力球轴承）有 两个套圈，内径稍小的 “紧圈”装载轴上， 内径稍大的“松圈” 则与轴保持一定的间隙， 并被安放在机座中。 可承受单向的轴向力。 用于转速不高，轴向力 较大的场合。
双列推力球轴承 （类型代号：5）
特点 双列推力球轴承有三个套圈， 其中两个为“松圈”，一个为 “紧圈”，可承受双向轴向力。
是以轴承中点为心的球面，可调心。
适用于多支点和变形较大的传动轴，
以及不能精确对中的支承处。
7、调心滚子轴承 （类型代号：2 ）
特点 能承受较大的径向力和 少量的轴向力。承载能 力大，具有调心性能。
第十三章 滚动轴承
教学基本要求
1. 了解滚动轴承的组成，各组件的作用，及材料要求；
2. 掌握滚动轴承的基本类型，代号，及工作特点； 3. 了解滚动轴承的失效特点，机理以及预防或减轻失效影响的措 施； 4. 掌握滚动轴承选型设计的基本步骤与基本要点，以及受力分析 方法；
5. 理解滚动轴承当量载荷和其中各参数的含义，并能进行计算；
1. 定义：使轴承的基本额定寿命恰好是106 转时，轴承所能承 受的载荷，用字母C表示，单位：kN
2. 大小：不同类型C的含义不同；不同型号C的大小不同。
向心轴承：为径向基本额定动载荷，用Cr 表示
推力轴承：为轴向基本额定动载荷，用Ca 表示 向心推力轴承：使套圈产生纯径向位移的载荷径向 分量，用Cr 表示
表示角接触球轴承；轻系列；内径为55mm；接触角α=15°； 5级公差；0组游隙
13.3 滚动轴承类型的选择
一、考虑载荷特性
1. 载荷大小：大：滚子；小：球
2. 载荷方向：径向：圆柱滚子、滚针、深沟球； 轴向：推力 径向与不大的轴向：深沟球，α不大的角接触球 与圆锥滚子；
径向与较大的轴向：α较大的角接触球与圆锥滚
基本代号
直径系列代号：指 内径相同，外经与 宽度不同，例：
内径代号，其中：
00~d=10mm 01~d=12mm
02~d=15mm
03~d=17mm 04~96:d=5*代号(mm)
后 置 代 号
用字母和数字等表示轴承的结构、公差 及材料的特殊要求等，其中常用代号有：
内部结构代号： C:表示α=15° AC:表示α=25° B:表示α=40°
故： L h
10
深沟球
角接触球
圆锥滚子正装
第9章滚动轴承
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择
角接触球轴承
类型代号:70000C/AC/B
尺寸系列代号: 19、（1）0、（0）2、 （0）3、（0）4、
特点:可承受径向载荷 和单向轴向载荷。
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择 推力圆柱滚子轴承
类型代号:80000 尺寸系列代号: 11、12 特点:只能承受单向轴向 载荷。要求轴刚度大。
转化原则 寿命相同
计算寿命时条件不 同，不方便比较
第四节 滚动轴承寿命计算
当量动载荷 1.仅能承受径向载荷的轴承 圆柱滚子轴承（N0000型） 和滚针轴承（NA0000型） 2.仅能承受轴向载荷的推力轴承 推力球轴承（51000、52000型） 推力圆柱滚子轴承（80000型） 径向载荷
PR
轴向载荷
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择 双列深沟球轴承
类型代号:40000 尺寸系列代号: 2（2） （2）3 特点:可同时承受径向载 荷和双向轴向载荷，比 深沟球轴承承载能力大。
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择 推力球轴承
类型代号:50000 尺寸系列代号:11、12、 13、14 特点:只能承受单方向的 轴向载荷，极限转速较低。
(3)调心性能
轴承座孔不平行 调心轴承
非调心轴承
非调心轴承
轴承座孔不同轴 调心轴承 轴挠曲变形 非调心轴承 调心轴承
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择
(4)轴承的安装和拆卸 无内圈
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择
2. 尺寸选择
类型——类型代号，根据载荷的大小、性质选取
内径——内径代号，根据轴径选取
第九章 滚动轴承
第一节 概述 第二节 常用滚动轴承的类型、代号及选择 第三节 滚动轴承内部载荷分布及失效分析
机械设计基础--滚动轴承
?
RV2 RH2 Fr
角 接 触 球 轴 承
RV1 RH1 1,角接触轴承的派生轴向力 Fs O -支反力作用点,即法线与轴线的交点. 向心角接触轴承(角接触球轴承,圆锥滚子 轴承)受纯径向载荷作用后,会产生派生轴 FS 向分力 FS . O F 派生轴向力: si ≈ 1.25 Fr tgα 注意 F 的
Fr1 ● 若 FS1 + FA > FS2
Fr2
轴向合力向右,轴有向右移动的趋势,
但外圈被固定, 右轴承被压紧,会产生反力FS2′, 即:Fa1=FS1 (放松端) 使轴向力平衡, 使得 FS 1 + FA = FS 2 + FS 2 ′ FS2 和 FS2′ 都是右轴承所受的力,故: Fa 2 = FS 2 + FS 2 ′ = FS 1 + FA 而左轴承被放松, 故:Fa1 = FS 1
(放松端)
1 FS2′
FS1
2
FA
FS2
● 若 FS2 + FA < FS1, 轴向合力向左,轴有向左移动的趋势, 右轴承被压紧,会产生反力FS 2′, 使轴向力平衡:
FS 1 = FS 2 + FA + FS 2 ′ Fa1 = FS 1
(放松端)
∴
Fa 2 = FS 1 FA(压紧端)
归纳如下: 根据排列方式判明派生轴向力 FS 1,FS2 的方向; 判明轴向合力指向及轴可能移动的方向, 分析哪端轴承被"压紧",哪端轴承被"放松"; "放松"端的轴向载荷等于自身的内部轴向力, "压紧"端的轴向载荷等于除去自身派生轴向力 后其它轴向力的代数和. 对于能够承受少量轴向力而α=0 的向心轴承: (如深沟球轴承) 因为:α=0 , FS1=0 ,FS2= 0 所以:Fa=FA 图中: Fa1=0 Fr1 Fa2=FA FA
第十三章 滚动轴承
以/P2 、/P4、 /P5、 /P6(/P6x)为代号，0级不标注 。
机械设计
基本代号
第十三章 滚动轴承
内部结构代号 15 精度等级代号 5级
7 1 2 0 6 C /P5 /C1
内径代号 一般为：内径 5
代号 0、1 2 直径 特轻
3
4
轻 中 重
直径系列代号 代号 0 1 2 3~6 同一内径有不同的直径 宽度 窄 正常 宽 特宽 宽度系列代号 内外径相同时有不同的宽度 类型代号
2）斜齿轮、锥齿轮、蜗轮轴：
3）悬臂圆锥齿轮轴：
4）蜗杆轴： 分别承受Fa、Fr
机械设计
第十三章 滚动轴承
第四节 滚动轴承的工作情况
一、滚动轴承工作时轴承元件上的载荷分布
径向载荷 轴颈 内圈 滚动体 外圈
承载区 非承载区 载荷
轴向力：由滚动体平均分担
径向载荷： 承载区 180
受最大径向载荷的滚动体负载为：
球轴承：球—点接触
滚子轴承：圆柱、圆锥、 球面滚子、滚 针—线接触
保持架
使滚动体等距离分布， ↓滚动体间的摩擦、磨损。
机械设计 二、材料
第十三章 滚动轴承
内外圈、滚动体：强度高、耐磨的高碳铬轴承钢或渗碳轴承钢。 保持架：软材料，低碳钢板冲压后铆接或焊接，或用铜合金、 铝合金、塑料等材料制成的实体保持架。
轴承一个套圈或滚动体的材料首次出现疲劳扩展之 前，一个套圈相对另一套圈的转数或工作小时数称为轴 承的寿命。
机械设计
第十三章 滚动轴承
疲劳点蚀
磨损
电腐蚀、锈蚀、元件破裂
机械设计 基本额定寿命：
第十三章 滚动轴承
采用常规材料、常规制造方法的一批型号相同的滚动 轴承，在相同的常规运转条件（实验室条件）下工作，其 中10%的轴承发生疲劳点蚀，90%的轴承未发生疲劳点蚀前 的运转总转数或一定转速下的工作小时数。记为L10或Lh。 亦即：轴承达到基本额定寿命，失效的概率为10%。 轴承达到基本额定寿命，未失效的概率为90%。
第八章 滚动轴承的公差与配合
在零件图上，应 标注以下参数：
+0.035
0.63
0.04
C、位置公差
Φ100H7（ 0
B、形状公差
）
0.06
+0.012 Φ55j6（ -0.007）
A、尺寸公差
D、表面粗糙度
1.6
0.01
A
1.25
A 29
A
2
四、滚动轴承配合选用举例
图8-8 例8-1图
30
公差配合与技术测量
1
第八章 滚动轴承的公差与配合 本章要点： 1.掌握滚动轴承的公差等级代号、游隙代号的意义和应用。 2.了解轴承公差及其特点。 3.掌握滚动轴承与轴及外壳孔配合的公差带特点配合面粗 糙度及形位公差的选择。 教学难点： 1.滚动轴承游隙概念。 2.轴承承受的4种负荷类型。 3.轴承装配后不产生“爬行”的概念。
图8-3 不同公差等级轴承内、外径公差带的分布图
12
第三节 滚动轴承与轴及外壳孔的配合
一、配合选择的基本原则
GB/T 275-1993规定了与轴承内、外径相配合的轴和壳体孔 的尺寸公差带、形位公差、表面粗糙度以及配合选用的基本 原则。
13
1.配合选用的基本原则
配合选用时要考虑的因素较多，其基本原则 是使套圈在轴上或外壳孔内的配合不产生“爬 行”现象。
轴承套圈相对负荷方向旋转或摆动的套圈，选择过盈配合或 过渡配合。 轴承套圈相对负荷方向固定的套圈，选择间隙配合。
静摩擦系数大于动摩擦系数，使得能量在一定的范围 之内储存起来了，当驱动力超过静摩擦力时，轴承开始 转动，静摩擦转为动摩擦，摩擦力立即降低，速度随即 增大。但是，随着速度的加大，轴承动摩擦力又进一步 降低，速度减慢，甚至减慢至停止，如此往复。
第三章滚动轴承及轴箱装置
第三章滚动轴承及轴箱装置轴箱油润装置是铁路车辆的重要组成部分，它不仅将轮对和侧架或构架连结在一起，把车辆的垂直、水平载荷传给轮对，而且不断地保持轴承的正常润滑，减少摩擦、降低运行阻力、限制轮对过大的横向移动、防止雨水、灰尘等异物侵入，使车辆不间断地运行。
如果轴箱油润装置发生故障，轻微的回延误行车，严重的会使轴颈因激烈磨损而折断，造成严重事故。
因此，车辆检修人员应加强对轴箱油润装置的维护和检修，切实防止燃轴事故的发生，确保行车安全，保证车辆安全可靠运行。
第一节概况一.滚动轴承的一般知识（一）滚动轴承的工作原理运动物体与支撑物之间的接触点是在不断地变化的摩擦叫滚动摩擦。
滚动轴承的摩擦就属于这种摩擦。
滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体（滚子）、保持架组成。
滚动轴承是借助于在内、外圈之间的滚动体滚动实现传力和滚动的。
内圈紧配合于轴颈上，外圈于轴箱之间允许有少许的转动，当车轮转动时内圈随轴颈转动，同时带动保持架与滚动体转动，滚动体一方面沿内外圈滚道作公转，另一方面绕自身轴心作自转，它们之间的接触点是在不断变化的，零件之间没有滑动摩擦，因此其摩擦阻力小，这是滚动摩擦主要特点。
滚动轴承有径向游隙和轴向游隙，以保证滚动体能自由转动。
保持架用以维持各滚动体之间的位置，防止歪斜和相互碰撞，保证滚动体能沿滚道均匀分布。
（二）滚动轴承的特点1.减小列车起动和运行阻力，增大列车牵引质量2.延长检修周期，减少材料消耗3.滚动轴承承载均匀，燃轴事故少，安全可靠4.提高运行速度，适应现代化运输二.货车密封式双列圆锥滚子轴承密封式双列圆锥滚子轴承的机构如图所示，该轴承由内外圈、保持架、中隔圈和密封装置组成。
保持架是用钢板冲压而成，将滚子与内圈组合在一起。
轴承由两列滚子、内圈组件共用一个整体外圈，可以同时承受以径向负荷为主的径向、轴向联合负荷。
轴承外圈两端装有密封装置，因而可以不用轴箱，在轴承外圈上面安装承载鞍，即可与转向架导框联结。
第10章 滚动轴承
一组同一型号轴承在同一条件下运转，可靠度R＝90%时， 能达到或超过的寿命。（即10%的轴承发生疲劳点蚀，90%的 轴承未发生疲劳点蚀前能达到或超过的寿命。） 记为：Ｌ（106 r）或Ｌh（h）。 基本额定动载荷： 额定寿命为106转时轴承所能承受的载荷。 常用字母C（Cr、Ca）表示。
注意：对向心轴承， Cr－径向基本额定动载荷； 对推力轴承， Ca－轴向基本额定动载荷。
上半圈滚动体不承载，下半圈滚动体承受不同的载荷。
载荷
轴向力
由各滚动体平均分担
径向载荷 一般承载区≤180 影响 受载滚动体的数目
游隙 弹性变形量
受最大径向载荷的滚动体承载为：
Fmax
5 Fr z
（z－滚动体数目）
失效形式 1.疲劳破坏（点蚀） 2.永久变形 滚动体与滚道接触表面受变应力所致。 是滚动轴承的主要失效形式。
转速很低或间歇运动时，承受很大静载荷或冲击 载荷，造成滚道凹坑，引起剧烈振动、噪声。
润滑、密封不良和维护、保养不当可引起不正常失效： 磨损；胶合；内外圈或保持架破损。 二. 轴承的寿命：
套圈－轴承内圈或外圈以及内外圈的总称。
可靠度R－一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分率。
二. 轴承寿命：
轴承的一个套圈或滚动体 的材料出现第一个疲劳扩展迹 象前，一个套圈相对另一个套 圈的总转数或工作小时数称为 轴承的寿命。 ★ 基本额定寿命：
7
8
9
0
窄
1
正常
2
宽 轻
3
4
5
特宽
6
－－ 特窄 －－ 超特 轻 超轻
特轻
中
重
－－－－－
注：2、3类轴承宽度系列代号为0时，不省略。
滚动轴承
第16章滚动轴承滚动轴承是现代机械中应用最广泛的零件，目前，滚动轴承已经形成标准化生产。
一、工程应用一、滚动轴承的构成及特点◆滚动轴承的构成：内圈外圈滚动体滚动体分为：球：圆柱滚子圆锥滚子球面滚子滚针保持架保持架作用：将滚动体均匀分开。
◆滚动轴承的特点：旋转精度高、启动力矩小、是标准件，选用方便；◆轴承材料：内圈、外圈、滚动体：GCr15；保持架：低碳钢；本章主要讲授：滚动轴承的类型和代号（认识轴承）；滚动轴承的选用（包括类型选择、尺寸选择、承载能力验算）；滚动轴承的装置设计。
二、滚动轴承的分类◆按滚动体的不同分类：球轴承、滚子轴承；◆按可承受的外载荷分类：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承；接触角α：向心推力轴承的滚动体与外圈滚道接触点（线）处的法线与半径方向的夹称为接触角。
接触角↑→ 轴向承载能力↑α= 0˚表16-1 各类轴承的公称接触角轴承类型公称接触角向心轴承推力轴承径向接触角接触轴向接触角接触α= 90˚α45˚ <α<90˚α0˚ <α<45˚α三、常用滚子轴承类型类型代号简图类型名称结构代号性能和特点类型代号简图类型名称结构代号性能和特点1调心球轴承10000能自动调心。
一般不宜承受纯轴向载荷。
3圆锥滚子轴承α=10°-18°30000同时承受径向载和轴向载荷。
圆锥滚子轴承α=27°-30°30000B2调心滚子轴承20000性能特点与调心球轴承相同。
但滚子轴承能承受更大的轴向载荷。
5推力球轴承51000只能承受轴向载荷。
推力调心滚子轴承29000主要承受轴向载荷，且必须在轴向载荷和径向载荷联合作用下才能进行工作。
双向推力球轴承52000类型代号简图类型名称结构代号性能和特点类型代号简图类型名称结构代号性能和特点6深沟球轴承60000承受径向载荷。
也可承受较小的载荷。
高速时，可承受纯轴向载荷N外圈无挡边的圆锥滚子轴承N0000外圈（或内圈）可以分离，故不以承受轴向载荷。
机械设计第九章 滚动轴承轴
径 向 接 触 轴 承 α 0 向心轴承 : 向 心 角 接 触 轴 承 0 α 45 主 要 承 受 径 向 力 3.分 类 推力轴承 轴 向 接 触 轴 承 α 90 推 力 角 接 触 轴 承 45 α 90 主 要 承 受 轴 向 力
(2）寿命计算公式中：P应与C同性质,可比计算
向心轴承 径向载荷 当量动负荷P 推力轴承 轴向载荷 P:假想载荷，轴承在 P 的作用下与实际载荷作用下的寿命相当
(3）实际受载：径向+轴向
计算式： fd fm ( XR YA) P
X , Y —径向载荷、轴向载荷系数（查表9-6）
纯轴向载荷：滚动体均匀受载 受径向载荷：滚动体受载不均 （承载与非承载区）
二、轴承元件上的应力-变应力
13
§9-3 滚动轴承内部载荷分布与失效形式
三、失效形式
三、滚动轴承的失效形式
内圈滚道点蚀
滚动体点蚀
外圈过大塑变
内圈滚道磨损
1.点蚀—交变接触应力作用导致元件点蚀（轴承主要失效形式） 2.塑变—过大静载或冲击载荷致局部塑变（低速轴承失效形式）
各类滚动轴承的特点见表14-1
径向接触 轴承
向心角接 触轴承
轴向接触 轴承
轴向角接 5 触轴承
§9-2 滚动轴承类型代号与选择
二、滚动轴承的代号
二、滚动轴承代号（GB272/T-93） 代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等 滚动轴承代号构成：32309/C2/P2
前置代号
五
轴 承 的 分 部 件 代 号
序号
1 2 3 4 5
新标准精度等级
2 精度高 4 5 6 （6X） 0 精度低
标注代号
第七章 滚动轴承的公差与配合
第七章 滚动轴承的公差与配合
本章重点：
滚动轴承内圈内径与轴、外圈外径与外壳孔配合时，分别采用的基准制。 滚动轴承内圈内径公差带分布的特点。 选择与滚动轴承相配合的轴与外壳孔公差带的主要因素。 滚动轴承公差与配合在图样上的标注。
第七章 滚动轴承的公差与配合
第一节 第二节 第三节
概述 滚动轴承内、外径公差带布置特点 滚动轴承与轴、外壳孔配合的选择
装卸与调整
装卸与调整：轴承使用一段时间后需要拆卸或更换，有的轴承部件 按功能要求需要轴向移动或调整，其配合一般宜选用过渡配合
第三节 滚动轴承与轴、外壳孔配合的选择
配合选择 配合选择轴承与轴、外壳孔配合常采用类比法
第三节 滚动轴承与轴、外壳孔配合的选择
4、与轴承配合的轴、外壳孔的形位公差及表面粗糙度
负荷类型
局部负荷：当合成径向负荷的向量始终作用在套圈滚道的局部区域上时， 该套圈所承受的负荷为局部负荷。特点：作用轴承上的合成径向负荷的 向量与套圈相对静止； 循环负荷：当合成径向负荷依次地作用在套圈滚道的整个圆圈上时该套 圈所承受的负荷。特点：作用于轴承上的合成径向负荷的方向与套圈相 对旋转； 摆动负荷：当合成向量与承载套圈滚道在一定区域内作相对摆动时，该 套圈所承受的负荷为摆动负荷。特点：合成负荷向量作用用于轴承滚道 的部分圆圈上。
滚动轴承是标准部件，组成：
内圈 外圈 滚动体 保持架
两个特点：
内外圈是薄壁零件，在制造、保存 及自由状态下容易变形而产生形状误 差，装配时又容易受轴、外壳孔精度 的影响； 外径D、内径d、宽度B在装配时具 有完全互换性，滚动体与内、外圈滚 道是分组装配，精度较高，为不完全 互换。
差带。图例
第三节 滚动轴承与轴、外壳孔配合的选择
第13章滚动轴承
t
固定套圈
t
转动套圈
滚动轴承
3、轴向载荷对载荷分布的影响 ① 只有一个滚动体受载时
Fa＝Fd＝Frtanα ② 有多个滚动体受载时
Fd Fdi FNi tan Fr tan
滚动轴承
四、滚动轴承的寿命计算
1、失效形式及计算准则 点蚀：滚动体或内外滚道上 产生麻点状剥落坑。 计算准则：寿命计算 塑性变形：在静载荷和冲击载荷作用下，滚 动体或内外滚道上出现不均匀的塑性 变形凹坑。 计算准则：静强度计算。
第十三章 滚动轴承
一、概述
1、组成 内圈（inner race） 外圈（outer race） 滚动体 （rolling element）
保持架（retainer）
滚动轴承
2、工作原理 内圈与轴装配，随 轴转动；外圈固定 在轴承座上；保持 架保证避免滚动体 直接接触；滚动体 在内外圈的滚道内 滚动
滚动轴承
➢ Fae＋Fd2＜Fd1 轴承2被压紧：Fa2＝Fae－Fd1 轴承1被放松：Fa1＝Fd1
➢ 总结
确定哪个轴承被“放松”、哪个轴承被“压紧” 被“放松”轴承：其内部派生轴向力 被“压紧”轴承：
除本身内部派生轴向力以外所有外部轴向力 的代数和。
滚动轴承
6、滚动轴承的静载荷 受载最大滚动体与 基本额定静载荷 用滚C0道（接C0触a或中C心0 r处）引表示
滚动轴承
➢ 轴肩定位 用于轴向力
（2）外圈紧固的 不大且需要
常用方法 减小尺寸的
➢ 弹性挡圈 场用合于带有止动
➢ 用轴用弹性 档圈嵌入பைடு நூலகம் 承外圈的止 动槽内紧固
槽的深沟球轴 承用，于外高壳转不速便及 设很凸大肩轴且向外力壳时 为的剖各分类式向结心构、 推力和向心推
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机械设计 第13章 滚动轴承
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§1、概述
标准件、专门轴承厂生产，只需选型和组合设计。
机械设计 第13章 滚动轴承
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一、构造 内圈
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双列圆柱滚子轴承 四列圆柱滚子轴承
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在同样内径的条件下，与其它类型轴承相比，滚针轴承外径最 小。内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷，工作时 允许内、外圈有少量的轴向错动。有较大的径向承载能力。
机械设计 第13章 滚动轴承
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二、代号：表示类型、结构、尺寸、公差等级、技术
性能等特征的产品代号。
• 有特殊要求时使用
•表示轴承结构、形状、 材料、公差等级等
前置代号
基本代号
后置代号
类型代号
尺寸系列代号 内径代号
数字或字母表示
不同类型的轴承
表示结构、内径 表示轴承公称直径 相同的轴承在外 的大小20~480mm 径和宽度（高度） 代号5=内径mm
荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向
载荷。工作中允许内、外圈轴线偏斜量8'～16'，与其它类
型的轴承相比，应用最普遍，价格也最低。
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单列角接触球轴承 不可分离型 可分离型
可以同时承受径向载荷及轴向载荷，也可以单独承受轴向载 荷。能在较高转速下正常工作。由于一个轴承只能承受单向 的轴向力，因此,一般成对使用。承受轴向载荷的能力由接 触角α决定。接触角大的，承受轴向载荷的能力也高，常用 角接触轴承的接触角有：70000C（ α=15°）
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外圈滚道表面是以轴承中点为中心，允许内圈（轴） 相对于外圈（外壳）轴线有小量偏斜(＜1.5º~2.5º)，故能 自动调心。有少量轴向限位能力，但一般不宜承受纯轴向 载荷。与调心球轴承相比，调心滚子轴承有较大的径向承 载能力。
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可以同时承受径向载荷及轴向载荷。外圈可分离，安装
心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类. •
向心轴承
推力轴承
向心推力轴承
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•向心推力轴承的滚动体与外圈滚道接触点（线）处的 法线N-N与半径方向的夹角α叫做轴承的接触角。轴承 实际所承受的径向载荷Fr与轴向载荷Fa的合力与半径 方向的夹角β，则叫做载荷角。
α↑——承受轴向载荷能力↑
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• 教学基本要求及考点
• 熟悉滚动轴承的主要类型、特点和代号，能正确 选择滚动轴承的类型。
• 掌握滚动轴承的失效形式，滚动轴承的基本额定 寿命，基本额定动载荷C和基本额定静载荷CO等 概念并能熟练计算。能进行滚动轴承当量动载荷 （尤其是角接触球轴承和圆锥滚子轴承的派生轴 向力和轴向载荷）及轴承承载能力的计算。
70000AC（ α=25°） 70000B（ α=40°）。
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双列角接触球轴承 双半内圈角接触球
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内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷。滚子由内 圈（或外圈）的挡边轴向定位，工作时允许内、外圈有少量 的轴向错动。圆柱滚子轴承有较大的径向承载能力，但内外 圈轴线的允许偏斜量很小（2'～4'），因此，此类轴承不宜 承受偏载。
有时无
外圈
滚动体 保持架
核心元件：滑动→滚动
球轴承：球—点接触
滚子轴承：圆柱、圆锥、 球面滚子、滚 针—线接触
使滚动体等距离分布， ↓滚动体间的摩擦、磨损。
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二、材料 内外圈、滚动体：硬度和接触疲劳强度↑ 、耐磨性 和冲击韧性↑ 用含铬合金钢制造，经热处理后硬度 达：61~65HRC。工作表面需经磨削或抛光。
只能承受轴向载荷。为了防止钢球与滚道之间的滑动，工作时必须加 一定的轴向载荷。高速时离心力大，钢球与保持架摩擦，发热严重， 寿命降低，故极限转速很低。单列推力球轴承只能承受单方向的推力，
而双列推力球轴承可以承受双向推力。
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•不大的轴向载
保持架：软材料，低碳钢板冲压后铆接或焊接。实体式 用铜合金、铝合金切削加工制成。
三、特点：与滑动轴承比较
优点： 1）起动力矩小，可在负载下起动；起动容易
2）运动精度高；
3）轴向宽度较小；
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4）可同时承受径向、轴向载荷,轴承组合较简单; 5）便于密封、易于维护； 6）不需有色金属，标准件，成本低。
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轴承类型 公称接触角
各类轴承的公称接触角
向心轴承主要承受径向载荷
径向接触
角接触
推力轴承主要承受轴向载荷
角接触
轴向接触
α= 0˚
0˚ <α<45˚ α
45˚ <α<90˚
α= 90˚
α
α
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外圈滚道表面是以轴承中点为中心，故能自动调心，允许 内圈（轴）对外圈（外壳）轴线有小量偏斜(＜2°～3°)。 有少量轴向限位能力，但一般不宜承受纯轴向载荷。
时可调整轴承的游隙。一般成对使用。对于接触角为 10º～18º的圆锥滚子轴承(30000型),以承受径向载荷为主; 对于大接触角(27º～30º)的圆锥滚子轴承（30000B型）, 以承受轴向载荷为主。
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单向推力球轴承 (51000型)
双向推力球轴承 (52000型)
缺点： 1）承受冲击载荷能力差；
2）振动、噪音较大；
3）径向尺寸较大；
4）寿命较低
滚动轴承
标准化;
设计人员的主要任务是: 熟悉标准，正确选用。
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§2、滚动轴承的主要类型及其代号
• 一、不同类型轴承的承载情况 • 按轴承用于承受的外载荷方向：分为向
方面的变化系列
表13-2 滚动轴承代号的排列顺序