《机械设计》讲义(第八版)濮良贵(第13章)

第十三章滚动轴承

§１３—１概述：

1．优点：（与滑动轴承相比）

摩擦小，功耗低，起动、正反转容易。

2．滚动轴承的结构： P.307.图13-1

1）内圈：装在轴颈上，一般随轴颈转动。

2）外圈：装在轴承座中，一般固定。

3）滚动体：处于内外圈之间，将内外圈的相对转动变成滚动体在滚道上的滚动。 4）保持架：均匀地隔开滚动体，有二种：

3

§１３—２

1．类型

1

2

3

2

1）α：

2）β：轴承实际承受的径向载荷R与轴向载荷A

的合力与半径方向的夹角。

5．性能与特点：

滚动轴承类型很多，常用轴承性能及特点，见： P.309. 表13-1.

二．滚动轴承的代号：

滚动轴承类型很多，每种类型又有多种不同的结构，尺寸及公差等级，为统

一表征各类轴承的特点，GB/T 272-1993 规定轴承代号由以下三部分组成：

1．基本代号：

1

①代号

内径

②

可见

2

代号

系列

3

① O表示正常宽度系列：

a. 一般轴承，表示正常宽度的O可不标

b. 对调心及圆锥滚子轴承，代号O应标出

②直径系列中也含轴承宽度，但该宽度是随直径的相应变化

注：直径系列代号和宽度系列代号统称为尺寸系列代号

4）类型代号：表示轴承的类型（数字或字母）。以下几种应记住

1 ──调心球轴承 3 ──圆锥滚子轴承

6 ──深沟球轴承

7 ──角接触球轴承

N ──圆柱滚子轴承

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2．后置代号：

用数字或字母表示轴承的结构,公差及材料的特殊要求,很多(P.304.表13-2)

以下仅介绍几个常用代号

1）内部结构代号：（字母）表示同类轴承的不同内部结构。

如：角接触球轴承代号 C AC B

接触角 15° 25° 40°

2）公差等级代号：表示公差等级，共6级

代号 /P2 /P4 /P5 /P6 /P6x /P0

公差等级 2级 4级 5级 6级 6x级 0级（精度渐低）

（0级为普通级，在轴承代号中不标）

3）游隙代号：表示轴承的径向游隙，共6个组别

代号 /C1 /C2 /C0 /C3 /C4 /C5

游隙组别 1组 2组 0组 3组 4组 5组（径向游隙渐大）

（0组是常用游隙组别，在轴承代号中不标）

3．前置代号：用字母表示轴承的分部件（套圈、滚动体与保持架组件等）。

4．说明：轴承代号复杂，但对无特殊要求的一般轴承，代号较简单。

例： 6308 ──内径为40mm、尺寸系列为03、正常结构、0级公差、0组

游隙的深沟球轴承。

7211C/P5 ──内径为55mm、尺寸系列为02、接触角α=15°、5级

公差、0组游隙的角接触球轴承

§１３—３滚动轴承类型的选择：

选用轴承时，首先是选择轴承类型，此时应考虑的主要因素：

一．轴承的载荷：

1．载荷的大小：

1）较大载荷：滚子轴承（线接触，承载能力大）

2）中小载荷：球轴承（转动灵活，价低）

2．载荷方向：

1）纯轴向载荷：推力轴承。

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2）纯径向载荷： 向心轴承（深沟球轴承，圆柱滚子轴承，滚针轴承） 3）径、轴向载荷同存： 向心推力轴承（深沟球、角接触球、圆锥滚子轴承）

二．轴承的转速：

极限转速n lim ： 轴承样本中列出了各种轴承的极限转速n lim 。它是下列条件下的值： ① 载荷不太大（P ≤0.1C ，P 、C ── 当量、基本额定动载荷） ② 冷却条件正常

③ O 级公差轴承时的最大允许转速 1．球轴承的n lim ＞滚子轴承的。 （n 较高时，宜用球轴承）

2．同内径下，外径↓，n lim ↑ （n 较高时，宜用同系列中外径较小的） 3．实体保持架的n lim ＞冲压保持架的

4．推力轴承的n lim 均很低： n 较高，轴向力较小时，宜用角接触球轴承 5．n ＞n lim 时的措施： ①提高公差等级 ②增大游隙 ③改善润滑

三．轴承的调心性能：

轴中心线与轴承座中心线有偏斜，或轴的刚度较小，受载挠曲较大时，轴承 的内外圈轴线将发生偏斜，此时，应用有调心性能的调心轴承。如： 调心球轴承（10000型） 调心滚子轴承（20000型）

四．轴承的安装和拆卸： 选用的轴承应便于装拆。

如：装在长轴上的轴承宜用内圈轴孔有锥度（1:12）的轴承。

§１３—４ 滚动轴承的工作情况 一．轴承工作时轴承元件上的载荷分布： 以受径向力F r 作用的向心球轴承为例： 1．假设：

受载后内外圈的几何形状不变，仅内圈下沉了一个距离δo ，则受载后的接触变 形量为：

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1）F r 2 2．接触载荷F N ：

1）F r 即： F N0＞F ∵ 2）F Ni 即： 3

二．轴承工作时各轴承元件上的载荷及应力变化： 固定套圈： 轴承内、外圈中的固定者。 转动套圈： 轴承内、外圈中的转动者。 1．滚动体：

1）宏观： 进入轴承区后，载荷由0↗F N2↗F N1↗F No ↘F N1↘F N2↘0 2）微观： 滚动体一点的载荷和应力作周期不稳定变化 2．固定套圈： 其上任一点的载荷和应力作稳定脉动循环。 1）点在承载区中的位置不同，受到的载荷也不同。

2）对任一具体的点，滚动体每滚过一次便受载一次，其载荷大小是恒定的。 3．转动套圈： 其上任一点的载荷和应力作周期性不稳定变化

进入承载区的任一点，与某滚动体接触时，载荷：0↗某值↘0。在下次与另一 滚动体接触时，载荷再：0↗另一值↘0。

三．轴向载荷对载荷分布的影响

角接触球轴承或圆锥滚子轴承的受力情况，以圆锥滚子轴承为例说明如下： 1．受力分析：

在径向载荷F r 作用下，沿外圈滚道的法线方向各滚动体反力F Ni ´可分解成： F Ni ´ 径向分力： F Ni

轴向分力： F di = F Ni tg α，

F Ni ∑