第十一章滚动轴承

用θ 表示。
偏位角较大时会影响轴承的正常工作。
三、 滚动轴承的分类
按接触角 α 的大小 和所能承受载荷的方向， 轴承可分为： 1、向心轴承： 公称接触角：0°≤α≤ 45°， 向心轴承又可细分为： A、径向接触轴承： α ＝0°，只能承受径 向载荷(如圆柱滚子轴承)， 或主要用于承受径向载荷， 但也能承受少量的轴向 载荷(如深沟球轴承)； B、向心角接触轴承： 0°＜α< 45°，能同时承受径向载荷和单向的轴向载荷 (如角接触球轴承及圆锥滚子轴承)。
滚动轴承选择的一般过程
§13-3
滚动轴承的类型选择
滚动轴承是标准零件，要求设计者应能在 机械设计过程中，根据使用的要求较合理 地选择滚动轴承的类型与规格。
根据载荷性质选择轴 承的类型和直径系列 按轴径确定轴承内径 有严格要求吗？ Y 校核承载能力 N 合格吗？ Y END N 不进行承载 能力验算
3、轴承的调心性能
当轴的中心线与轴承座中心线不重合而有角度误差时，或因轴 受力弯曲或倾斜时，会造成轴承的内、外圈轴线发生偏斜。这时， 应采用有一定调心性能的调心球轴承或调心滚子轴承。 对于支点跨距大、轴的弯曲变形大或多支点轴，也可考虑选用 调心轴承。 圆柱滚子轴承，滚针轴承以及圆锥滚子轴承对角度偏差敏感， 宜用于轴承与座孔能保证同心、轴的刚度较高的地方。 值得注意的是，各类轴承内圈轴线相对外圈轴线的倾斜角度是 有限制的，超过限制角度，会使轴承寿命降低。 4、轴承的安装和拆卸 当轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸轴承部件时，应 优先选用内外圈可分离的轴承(如圆柱滚子轴承，滚针轴承、圆锥 滚子轴承等)。当轴承在长轴上安装时，为了便于装拆，可以选用 其内圈孔为1:12的圆锥孔的轴承。
0
特轻
1
2
轻
3
中
4
重
外径增加
（3）轴承的内径——右起一二位数字
a) d=10, 12, 15, 17mm 时
代号 00 01 02 03
b) d= 20 ~ 480mm 时
d=代号×5(mm)
c) d<10mm，d>500mm 时 内径表示方法见国标
2、前臵代号 ——表示轴承的分部件，用字母表示
L——可分离轴承的可分离内圈或外圈如LN207 K——轴承的滚动体与保持架组件如K81107 R——不带可分离内圈或外圈的轴承，如RNU207
二、滚动轴承的选择
由于滚动轴承多为已标准化的外购件，因而，在机械设计中设 计滚动轴承部件时，只需：正确选择出能满足约束条件的滚动 轴承，包括：合理选择轴承的类型、尺寸系列、内径以及诸如 公差等级、特殊结构等;校核所选出的轴承是否能满足强度、转 速、经济等方面的约束； （一）、类型选择 选用滚动轴承时，首先是选择滚动轴承的类型。选择轴承的类 型，应考虑轴承的工作条件、各类轴承的特点、价格等因素。和一 般的零件设计一样，轴承类型选择的方案也不是唯一的，可以有多 种选择方案，选择时，应首先提出多种可行方案，经深入分析比较 后，再决定选用一种较优的轴承类型。一般，选择滚动轴承时应考 虑的问题主要有： 1、轴承所受载荷的大小、方向和性质。 这是选择轴承类型的主要依据。
(1)载荷的大小与性质 通常，由于球轴承主要元件间的接触是点接触，适合于中小载 荷及载荷波动较小的场合工作；滚子轴承主要元件间的接触是线接 触，宜用于承受较大的载荷；
(2)载荷方向 若轴承承受纯轴向载荷，一般选用推力轴承；若所承受的纯轴 向载荷较小，可选用推力球轴承；若所承受的纯轴向载荷较大，可 选用推力滚子轴承；若轴承承受纯径向载荷， 一般选用深沟球轴承、 圆柱滚子轴承或滚针轴承；当轴承在承受径向载荷的同时，还承受 不大的轴向载荷时，可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴 承或圆锥滚子轴承，当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接 触球轴承或圆锥滚子轴承，或者选用向心轴承和推力轴承组合在一 起的结构，分别承担径向载荷和轴向载荷。 2、轴承的转速 通常，转速较高，载荷较小或要求旋转精度较高时，宜选用 球轴承；转速较低，载荷较大或有冲击载荷时，宜选用滚子轴承。 推力轴承的极限转速很低。工作转速较高时，若轴向载荷不很大， 可采用角接触球轴承承受轴向载荷。
另外由于不正常的安装、拆卸及操作也会引起轴承元件破裂等 损坏，这是应该避免的。
校核时需要满足的设计约束主要是避免轴承失效，以保证轴承 能在规定的期限内正常工作。一般，轴承在不同工况下其主要失效 形式不同。对于中速运转的轴承，其主要失效形式是疲劳点蚀，设计 约束是保证轴承具有足够的疲劳寿命，应按疲劳寿命进行校核计算； 滚动轴承的失效形式 对于高速轴承，由于发热大，常产 生过度磨损和烧伤，设计约束除保 证轴承具有足够的疲劳寿命之外， 还应限制其转速不超过极限值，即 除进行寿命计算外，还要校核其极 限转速；对于不转动或转速极低的 轴承，其主要的失效形式是产生过 大的塑性变形，设计约束是要防止 产生过大的塑性变形，需要进行静 强度的校核计算
§11—3
滚动轴承的计算
轴承受力.swf
一、滚动轴承的受力分析
1)、受轴向载荷Fa 各滚动体平均分担 2)、受径向载荷Fr
上半圈滚动体不受力 下半圈滚动体受力
对于工作时旋转的内圈上任一点，在承受载荷区内，每次与 滚动体接触就受载荷一次，因此旋转内圈上a点的载荷及应力是周 期性变化的。 对于固定的外圈，各点所受载荷随位臵不同而大小不同，对位 于承受载荷区内的任一点b，当每一个滚动体滚过便受载荷一次， 而所受载荷的最大值是不变的，承受稳定的脉动载荷。 滚动体工作时，有自转又有 公转，因而，其上任一点所受的载 荷和应力也是变化的，其变化规律 与内圈相似，只是变化频率增加.
1、基本代号
（1）轴承类型
轴承类型 双列角接触球轴承 调心球轴承
基本代号右起五位 代号 0 1 2 3 4 5 轴承类型 深沟球轴承 角接触球轴承 推力圆柱滚子轴承 圆柱滚子轴承 外球面球轴承 滚针轴承 代号 6 7 8 N U NA
调心滚子轴承和推力调心滚子 轴承 圆锥滚子轴承 双列深沟球轴承 推力球轴承
球 轴承 ——承载能力低，极限转速高 滚子轴承——承载能力高，极限转速低
§11—2
一、滚动轴承的代号
滚动轴承的代号及类型选择
滚动轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号组成，用字母 和数字等表示。轴承代号的构成见表。
前置 代号
五
基本代号① 四 三 二 一 密 封 与 防 尘 套 圈 变 型
后置代号
（2）尺寸系列 基本代号右起三、四位
宽度系列——右起第四位
宽度系列在前，直径系列在后
数字 0 ~ 9 5 6 7 9 1 2
8
0
1
2
3
4
向心轴承宽度增加
推力轴承高度增加
宽度系列代号：一般 正常宽度为“0”，通 常不标注。
(但对圆锥滚子轴承 和调心滚子轴承不 能省略“0”）
直径系列——右起第三位 数字 0 ~ 4
2．接触角
滚动体和套圈接触点的公法线n—ｎ与轴承径向平面之间所夹
的锐角，称为公称接触角，简称接触角用α表示。 接触角是滚动轴承的一个主要参数，轴承的受力分析和承载能 力等都与接触角有关。 对于角接触轴承来说，公称接触角越大，轴承所能承受轴向载 荷的能力就越大。 接触角由轴承的结构类型所决定。
轴承的公称接触角
NU——表示内圈无档边的圆柱滚子轴承 WS、GS——分别为推力圆柱滚子轴承的轴圈和座圈，如WS81107、GS81107。
3、后臵代号 ——轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等 （1）内部结构代号
15 25 40
C、AC、B——角接触球轴承的接触角
（2）轴承的公差等级 精度高 ————————————→低 公差等级 2 4 5 6X 6 和 0 —普通级 代号 /P2、/P4、/P5、 /P6X 、 /P6、/P0 可省略 （3）轴承的径向游隙
5、经济性要求
一般，深沟球轴承价格最低，滚子轴承比球轴承价格高。轴承 精度愈高，则价格愈高。选择轴承时，必须详细了解各类轴承的价 格，在满足使用要求的前提下，尽可能的降低成本 。 （二）、尺寸系列、内径等的选择 尺寸系列包括直径系列和宽（高）度系列。选择轴承的尺寸系 列时，主要考虑轴承承受载荷的大小，此外，也要考虑结构的要求 就直径系列而言，载荷很小时，一般可以选择超轻或特轻系列； 载荷很大时，可考虑选择重系列；一般情况下，可先选用轻系列或 中系列，待校核后再根据具体情况进行调整。对于宽度系，一般情 况下可选用正常系列，若结构上有特殊要求时，可根据具体情况选 用其它系列。 轴承内径的大小与轴颈直径有关，一般可根据轴颈直径初步确定 公差等级，若无特殊要求，一般选用0级，若有特殊要求，可根 据具体情况选用不同的公差等级。 由于设计问题的复杂性，轴承的选择不应指望一次成功，必须 在选择、校核乃至结构设计的全过程中，反复分析、比较和修改， 才能选择出符合设计要求的较好的轴承方案。
游隙代号：游隙分1 、2、 0 、3 、4 、5共六个组别。 大 游隙值：小 以/C1 、/C2、 /C3 、/C4 、/C5为代号，0组不标注。
6308： 6─深沟球轴承，3─中系列，08 ─内径d=40mm， 公差等级为0级，游隙 组为0组； N105/P5： N─圆柱滚子轴承，1─特轻系列，05─内径d=25mm，公差等级为 5级，游隙组为0组；
2、塑性变形
在过大的静载荷和冲击载荷作用下，滚动体或套圈滚道上出现 不均匀的塑性变形凹坑。这种情况多发生在转速极低或摆动的轴承。
3、磨损
滚动轴承在密封 不可靠以及多尘的运 转条件下工作时，易 发生磨粒磨损。通常 在滚动体与套圈之间 ，特别是滚动体与保 持架之间有滑动摩擦 ，如果润滑不好，发 热严重时，可能使滚 动体回火，甚至产生 胶合磨损。转速越高、 磨损越严重。
第十一章
§11—１
滚动轴承
滚动轴承的结构和类型
§11—2
§11—3 §11—4