第18章滚动轴承

70000B
Fa / Fr ≤ e X Y 1 (Y1) 1 (Y1) 1 1.2 1 0
1
0
1
0
α=25˚
1
0
Fa / Fr >e X Y 判断系数e 0.65 (Y2) (e) 0.67 (Y2) (e) 1 1.2 0.4 (Y) (e) 2.30 0.19 1.99 0.22 1.71 0.26 1.55 0.28 0.56 1.45 0.30 1.31 0.34 1.15 0.38 1.04 0.42 1.00 0.44 1.47 0.38 1.40 0.40 1.30 0.43 1.23 0.46 0.44 1.19 0.47 1.12 0.50 1.02 0.55 1.00 0.56 1.00 0.56 0.41 0.87 0.68 0.35 0.57 1.14
向心推力轴承
轴承 类型
按载荷 方向分 按滚动体 形状分 球轴承 滚子轴承
圆柱滚子
圆锥滚子
二、基本类型
球面滚子 滚针
十大类（掌握6类球轴承、7类角接触球轴承、5类推力球轴承、1类调心球轴承 N类圆柱滚子轴承、3类圆锥滚子轴承）
表18-2 滚动轴承的主要类型和特性
轴承名称、 类型及代号
结构简图 承载方向 极限转速 允许角偏差
N 1 05 / P5 游隙组为0组； 公差等级5级 轴承内径 d=25 mm 直径系列代号，1(特轻)系列 圆柱滚子轴承 公差等级为0级; 3 0 2 13 游隙组为0组； 轴承内径 d=65 mm 直径系列代号，2(轻)系列 宽度系列代号，0(窄)系列 圆锥滚子轴承
§18-4 滚动轴承的工作情况
潘存云教授研制
ae
圆锥滚子轴承 FS=Fr／(2Y)
角接触球轴承 70000C(a=15º ) 70000AC(a =25º ) 70000B(a =40º ) FS=eFr FS=0.68Fr FS=1.14Fr
方向：由轴承外圈的宽边指向窄边，通过内圈作用在轴上。
②相关问题： 成对：
B D 支承点： 压力中心 a tga 2 2
§18-1 概 述
滚动轴承 标准化; 。 标准件 成批自动化生产 设计人员的主要任务是: 熟悉标准，正确选用类型和型号进行组合
结构设计。
一、构造 1、滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。
2、各零件的作用： 内圈：支撑轴； 外圈：支撑零件或轴系；
滚动体：滑动滚动；
保持架: 将滚动体分开。
三 、特点： 与滑动轴承相比，滚动轴承具有下列优点： （１）标准化程度高，选用方便。 （２）起动力矩小，旋转精度高。 （３）同尺寸的轴颈宽度比滑动轴承小。 （４）大多数滚动轴承能同时承受径向和轴向载荷。 （５）易于润滑、维护及保养。
滚动轴承也有下列缺点： （1）大多数滚动轴承径向尺寸较大。 （2）在高速、重载荷条件下工作时，寿命短。 （3）振动及噪音较大。承受冲击载荷能力差
§18-2 滚动轴承的主要类型和选择
一、分类 轴承 类型 按载荷 方向分 按滚动体 形状分 向心轴承 推力轴承 向心推力轴承
Fa
Fr
Fr
Fa
向心轴承
推力轴承
圆柱滚 子轴承 N0000
较高
2’~4’
三、 滚动轴承的类型选择
1 选择原则： ①转速高，载荷小；旋转精度要求高的采用球轴承 转速低，载荷大；采用滚子轴承 Fr 作用，选6类、N类； ② F F 的情况：只受 Fa 较小且方向不定，选6类； Fr 为主， Fr Fa 都很大，选3类； Fr Fa 较大，选7类、3类； Fa 为主， Fa ， 选5类推力轴承； Fr 较小，只受 ③调心性：角偏差较大，选1类，调心； ④结构：安装性能；拆卸性能；接触间隙； 调整的方便性，径向尺寸要求； ⑤经济性：球轴承优先于滚子轴承；普通级G级； 精度级E级；高精度C级；
8 9 N U
圆锥滚子轴承
双列深沟球轴承
推力球轴承 潘存云教授研制
深沟球轴承
5
6
直线轴承
L
基本代号共5位
（
）
类 型 代 号
尺寸系列代号
宽(高)度 直径系列 系列代号 代号
内 径 代 号
尺寸系列代号——左起第二、三位，为0可以省略。
潘存云教授研制
潘存云教授研制
潘存云教授研制
000
200
300
400
表18-4 向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号 向心轴承 直径系列代号 宽度系列代号 (0) 窄 0 1 2 3 1 正常 2 宽 1 正常 推力轴承
一、基本概念：
15 轴承寿命：任一元件出现疲劳点蚀 前总转次或在一定转速下的工作小时； 10 额定寿命：一批相同的轴承在相同的 条件下当90%的轴承不发生疲劳点蚀前 达到或超过的寿命，一般为106，用 5 L10表示；
额定动载荷：规定轴承在额定寿命106次 0 50 100 R /(%) 所能承受的恒定载荷，用C表示； 轴承的寿命曲线 当量动载荷：将实际所受的Fr、Fa折算 为符合轴承性质的纯载荷，用P表示； 额定静载荷：在无载荷作用下滚动轴承受载最大的滚动体 与较弱套圈滚道接触处产生的塑性变形之和（塑性变形是 滚动体直径的万分之一）时的载荷，用C0表示； 当量静载荷：用P0表示；
安装方式
潘存云教授研制
FA
1 2 O2 FS2 FS1 O1 a2 a1 Fr2 Fr1 外圈窄边相对安装 (正装)
潘存云教授研制
FA FS1
O1 a1 Fr1
1
2 O2 a2
FS2 Fr2
外圈宽边相对安装(反装)
3、滚动轴承的失效形式
• 点蚀、塑性变形、破碎
滚动体与套件 • 磨损 滚动体与保持架 大端端边与内圈（对滚 子轴承说）
内径代号 轴承内径尺寸 / mm
00
10
01
12
02 15
03
17
04~99
数字 5
滚动轴承代号示例 公差等级为0级; 6 2 2 03 游隙组为0组； 轴承内径 d=17 mm 直径系列代号，2(轻)系列 宽度系列代号，2(宽)系列 深沟球轴承 7 (0) 3 12 AC / P6 公差等级6级 游隙组为0组； 公称接触角 α=25˚ 轴承内径 d=12×5=60 mm 直径系列代号，3(中)系列 宽度系列代号，0(窄)系列，代号为0，不标出 角接触球轴承
70000C(α=15˚ ) 70000AC(α=25˚ ) 70000B(α=40˚ )
高
8’~16’
较高
能同时承受较大的径向、 轴向联合载荷。 α大， 2’~10’ 承载能力越大，有三种 规格。称对使用。 能承受较大的径向载 荷。内外圈可作自由 轴向移动，不能受轴 向载荷。滚子与套圈 间是线接触，只允许 有很小角位移。
r a
Fr
潘存云教授研制
向心轴承用于受径向力
Fa
Fr
向心推力轴承用于承受径向力和周向力联合作用
潘存云教授研制
Fa
θ
推力轴承用于受轴向力
调心轴承
§18-3、滚动轴承的代号
1. 前置代号——成套轴承分部件代号。
2. 基本代号——表示轴承的基本类型、结构和尺寸。
3. 后置代号——有特殊要求的。
基本代号共5位
验条件下得出的。实际情况可能受到双重载荷作用。
很显然，单向载荷与双向载荷作用下，轴承的寿命是
不一样的。 实际：复合Fr、Fa 折合成假想载荷
f d — 冲击载荷系数 表18 8 动载荷系数表 18 7 X .Y — 径向动载荷系数和轴向
P f d ( XFr YFa )
高度系列代号
2
尺寸系列代号
特轻
(0) 0 (0) 1
(0) 2 (0) 3
10 11
12 13
20 21
22 23
10 11
12 13 22 23
轻
中
4
重
(0) 4
24
14
பைடு நூலகம்
24
基本代号共5位
（
）
类 型 代 号
尺寸系列代号
宽(高)度 直径系列 系列代号 代号
内 径 代 号
内径代号——基本代号左起第四、五位。 轴承的内径代号
公式分析：
Fa e Fr
1)系数X .Y与几何接触角性能有关 Fa 查出 e C0r
根据e确定X .Y
2) Fa的计算
径向动载荷系数X与轴向动载系数Y
轴承类型 相对轴向载荷 名 称 代 号 f 0Fa / C0r Fa / C0 调心球轴承 10000 — — 调心滚子轴承 20000 — — 推力调心滚子轴承 29000 — — 圆锥滚子轴承 30000 — — 0.172 0.345 0.689 1.030 深沟球轴承 60000 1.380 — 2.070 3.450 5.170 6.890 0.015 0.029 0.058 0.087 70000C 0.120 α=15˚ 0.170 0.290 角接触球轴承 0.440 0.580 70000AC — —
二、寿命计算公式 通过试验得出如图所示6208 轴承的载荷—寿命曲线。 载荷——寿命曲线的公式：
P KN 29.5 25 20 15 10 5 012345
P L10


常数 得：
10
15
L∞ (106)
P L10 C 1
C L P

106 r
6
10 C Lh 60n P
α=40˚
—
—
1
0
四、轴向载荷Fa的计算
1、向心轴承（6类）：Fa←FA
两固：轴向力指向的一 端承受轴向力 Fa的计算与安装方式有关 一固一游：固定端承受 轴向力
2、角接触轴承（7类、3类）： 注意：不但有外界给的轴向力FA ，还有轴承内部产生的附加轴向

h
3，滚子轴承 10 / 3. 寿命指数，球轴承 . 其中： C 额定动载荷 P 当量动载荷 .
不同可靠度情况下的寿命计算前面的理论都是在R=90%的情况下计算的， 当R=99%或R=50%时，要用到寿命—可靠度计算（P379）。
三、当量动载荷 理由：基本额定动载荷是单向载荷（径向或轴向）试
4、计算准则：
：按照寿命计算决定轴 承尺寸，然后 回转轴承（转动为主） ； 校核静强度及极限速度 （轴承尺寸)→ 3 不回转及低速轴承（转 速很慢 10 r / min）：按结构及静强度 计算确定轴承大小，校 核轴承寿命及极限速度
§18-5
滚动轴承寿命计算
L/(1×10-6 r) 20
（
类 型 代 号
）
尺寸系列代号
宽(高)度 直径系列 系列代号 代号
内 径 代 号
类型代号 ——左起第一位，为0则省略。
滚动轴承主要类型代号表
轴承类型 代号 轴承类型 代号
双列角接触球轴承
调心球轴承 调心滚子轴承
0
1 2 3 4
角接触球轴承
推力滚子轴承 推力圆锥滚子轴承 圆柱滚子轴承 外球面球轴承
7
一、滚动体的受力分析
1、向心轴承的受载情况 ①受Fa 均布载荷
承载区 ②受Fr 非承载区
Fmax 5 Fr ≈ z
（点接触轴承）
F0
4 .6 Fr Z
（线接触轴 承)）
载荷状态：变载荷：滚动圈的动 圈受力属规律性非稳定性载荷
2、角接触轴承的附加轴向力： 当角接触球轴承或圆锥滚子轴承承 α 受径向载荷Fr时，由于存在接触角α ， Fr FSi Fae Fa 会产生附加轴向力FS 。 FNi ① FS的产生 F’ri β FNi = FSi +Fri 第i个滚动体 假设作用在轴上的 其中 FSi = Fri tanβ 轴向外载荷为：F 所有滚动体轴向力之和 FS =∑FSi = ∑Fri tanβ ——附加轴向力 FS可按下表来计算
推力球轴承 50000 (a)单向
低
不允许
表18-2 滚动轴承的主要类型和特性（续）
轴承名称、 类型及代号 结构简图 承载方向 极限转速 允许角偏差 主要特性和应用 主要承受径向载荷，也 可承受一定的双向轴向 载荷。摩擦系数小，极 限转速高，价廉。应用 范围最广。
深沟球轴承 60000 角接触 球轴承
主要特性和应用
调心球轴承 10000
中
2˚ ~3˚
主要承受径向载荷， 同时也能承受少量 轴向载荷。因为外 滚道表面是以轴承 中点为中心的球面， 故能调心。
表18-2 滚动轴承的主要类型和特性（续）
轴承名称、 类型及代号 结构简图 承载方向 极限转速 允许角偏差 主要特性和应用
调心滚 子轴承 20000C
低
0.5˚ ~2˚
比10000小
能承受很大的径向载荷 和少量轴向载荷。承载 能力大，具有调心性能。
圆锥滚 子轴承 30000
中
2’
能同时承受较大的径向、 轴向联合载荷。因线性 接触，承载能力大，内 外圈可分离，装拆方便， 成对使用。
只能承受轴向载荷，且作用线 必需与轴线重合。分为单、双 向两种。高速时，因滚动体离 心力大，球与保持架摩擦发热 严重，寿命较低，可用于轴向 载荷大、转速不高之处。