《机械设计原理》第12章滚动轴承

能承受很大的径向载荷
和少量轴向载荷。承载
低 0.5˚ ~2˚ 能力大，具有调性能。
比10000小
圆锥滚 子轴承 30000
能同时承受较大的径向、
轴向联合载荷。因线性
中
2’
接触，承载能力大，内 外圈可分离，装拆方便，
常成对使用,对称安装。
推力球轴承 50000 a)单向
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只能承受轴向载荷，且作用线
b) RNA0000
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表12-2 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号
基本代号
后置代号
或加
（ 成套轴承分 部件代号
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代
系列代号 代号
号
注：
代表字母；
代表数字
尺寸系列代号----左起第二、三位。
内径相同，而直径系列代号 不同的四种轴承的比较。
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深沟球轴承 60000
极限转速较高，摩擦阻力
小，制造容易，价格低，
应用广泛。主要用于高速
高
8’~16’ 及主要承受径向载荷和刚
性较大的轴上，不耐冲击，
不宜用于重载。
角接触 球轴承
70000C(α=15˚ ) 70000AC(α=25˚ ) 70000B(α=40˚ )
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较高
2’~10’
内外圈和保持架破裂
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三、轴承寿命
L/(1×10-6 r)
定义：轴承在一定转速下，其 20
中任何零件出现疲劳扩展迹象 15 之前的工作小时数称为：轴承寿命
对一组同一型号的轴承，由于材料、热处理和工艺等很多随
机可因素靠的影度响，：即使一在相组同条相件下同运转轴，寿承命也能不一达样，到有
10
角接触球轴承
§12-3 滚动轴承的选择计算
一、滚动体的受力分析
受纯轴向载荷时，各滚动体受力相同；
受纯径向载荷Fr时，上半圈滚动体不
受力；
所有水平分力相互抵销，铅垂分力与外载荷平衡。
Fr δ
下半圈各滚动体受力大小方向均不同。
可以导出：Fm a x
5Fr z
z为滚动体的总数。
二、失效形式 疲劳破坏 永久变形 早期磨损
000 200 300
400
表12-4 向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号
直径系列代号
向心轴承
推力轴承
宽度系列代号
高度系列代号
(0)
1
2
1
2
窄
正常
宽
正常
尺寸系列代号
0
(0) 0
1
特轻 (0) 1
10 11
20
10
21
11
2
轻 (0) 2
12
22
12
22
3
中 (0) 3
13
23
13
23
4
重 (0) 4
2
3 4567 8
含
义
内部 密封与防尘 保持架 轴承 公差 结构 套圈变形 及材料 材料 等级 游隙
配置 其它
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表12-7 轴承内部结构常用代号
轴承类型 角接触球轴承 圆锥滚子轴承
代号
B C AC B
E
含义
α=40˚ α=15˚ α=25˚ 接触角α加大
加强型
示例
7210B 7210C 7210AC 32310B N207E
L
C
106 r
P
P---当量动载荷 一恒定径向(或轴向)载荷，在该载荷作用下， 滚动轴承具有与实际载荷作用下的寿命。
寿命指数：ε= 3 ---球轴承 10/3 ---滚子轴承
用小时表示：
Lh
106 60n
C
P
h
当 t>100℃ 时， → C ↓ 引进温度系数 ft 进行修正。
表12-9 温度系数
轴承工作 温度℃
b)
而滚针间有摩擦，极限 转速低。
几点说明：由于结构不同，各类轴承的使用性能也不相同，现说明如下。
1. 承载能力
滚子轴承≈(1.5~3)球轴承 大载荷 在同样的外形尺寸下。 采用滚子轴承
当d ≤20 mm时，两者承载能力接近，宜采用球轴承。
因滚子轴承贵角接触球轴承可以同时承受径向载荷和轴向载荷。
α=
的甚至相差几十倍。因此，对一个具体的轴承，很难预知其
确或切的超寿命过。实规验表定明：寿寿命命与可的靠性百有关分。如比图 .
基本额定寿命：一组同一型号轴 5
承，在同一运转条件下，其可靠
度R为90%时，能达到或超过的
100
寿命为1百万转时.
50
可靠度为90%，
R(%)
0
寿命L(L ) 单位为百万转106 r，或小时. 换句话说
100
125
150 200
250
300
温度系数 ft
1
0.95 0.90 0.80 0.70
0.60
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工作中冲击振动 → C ↓Biblioteka Baidu引进载荷系数 fP 进行修正。 表12-10 载荷系数
载荷性质 无冲击或轻微冲击 中等冲击 强烈冲击
fP
1.0~1.2
1.2~1.8
1.8~3.0
修正结果：Lh
24
14
24
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表12-2 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号
基本代号
后置代号
或加
（ 成套轴承分 部件代号
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代
系列代号 代号
号
注：
代表字母；
代表数字
内径代号 ---- 基本代号左起第四、五位。
表12-5 轴承的内径代号
内径代号
00 01
02
03
轴承内径尺寸 mm 10 12
技术要求等，为便于组织生产和选
表12-2 滚动轴承代号的排列顺用序，规定了滚动轴承的代号，
前置代号
基本代号共5位
（ 成套轴承分 部件代号
0
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代 系列代号 代号
号
后置代号 或加
注：
代表字母；
代表数字
1. 前置代号----成套轴承分部件代号。 是轴承代号的基础，有三项 2. 基本代号：表示轴承的基本类型、结构和尺寸。
必需与轴线重合。分为单、双
低
不允许
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。
表12-2 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
推力球轴承 50000
低 b)双向
不允许
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。
15
17
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04~99 数字 5
表12-2 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号
基本代号
后置代号 或加
（ 成套轴承分 部件代号
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代
系列代号 代号
号
注：
代表字母；
代表数字
3. 后置代号 ---- 用字母（或加数字）表示。
表12-6 轴承后置代号排列顺序
后置代号组 1
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§12-1 滚动轴承的基本类型和特点
滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。 各零件的作用：
内圈：支撑轴；
装在机座或零件轴孔内；
外圈：支撑零件或轴系；
内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。
滚动体：滑动滚动；
保持架: 将滚动体分开。 滚动副的材料要求：
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。
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，
同时也能承受少量
中
轴向载荷。因为外
2˚ ~3˚ 滚道表面是以轴承
中点为中心的球面，
故能调心。
表12-2 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
接触角：滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴
心线的平面之间的夹角称为公称接触角。
接触角 ↑
→ 轴向承载能力 ↑ 它是滚动轴承的一个重要参数，轴承的 受力分析和承载能力等都与接触角有关。 表12-1 各类轴承的公称接触角
轴承类型
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
0˚
→
滚动体为滚子，则只能承受径向载荷； 若滚动体为球，可承受一定的轴向载荷。
0˚ <α<45˚ → 承受径向载荷为主；
45˚ <α<90˚ → 承受轴向载荷为主；
α= 90˚ → 只能承受轴向载荷。
2. 极限转速
滚动体回火
转速过高 → 温度↑ → 润滑失效 → 或胶合破坏。
极限转速----滚动轴承在一定载荷与润滑条件下，允 许的最高转速。
工作过程中，滚动体相对内外圈不断转动， 因此滚动体和滚道接触表面受脉动循环变应 力，产生疲劳点蚀。 当轴承转速很低或间歇摆动时，不会产生疲劳 损坏。但很大的静载荷或冲击载荷作用下，会 使滚道和滚动体产生永久变形，从而使轴承在 运转过程中产生剧烈振动和噪音而失效。
Fmax 径向载荷的分布
胶合
维护保养不当而造成。
公称接触角
α= 0˚
0˚ <α<45˚ α
45˚ <α<90˚
α= 90˚
α
α
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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 球轴承
滚子轴承
圆柱滚子 圆锥滚子 球面滚子
滚针
表12-2 滚动轴承的主要类型和特性
轴承名称、 类型及代号
调心球轴承 10000
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§12-1 §12-2 §12-3 §12-4 §12-5
第12章 滚动轴承
滚动轴承的基本类型和特点
滚动轴承的代号 滚动轴承的选择计算
带传动和链传动都是通过中间挠性件 传递运动和动力的，适用于两轴中心 距较大的场合。与齿轮传动相比，它 们具有结构简单，成本低廉等优点。
滚动轴承的润滑和密封
滚动轴承的组合设计
表12-8 公差等级代号
代号
省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2
公差等级符合标准的 0级 6级 6x级 5级 4级 2级
示例
6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P2
注：公差等级中0级最低，向右依次增高，2级最高。
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实例：说明滚动轴承 62203 和 7312AC/P6 的含义
6 2 2 03
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
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公差等级6级 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
能同时承受较大的径向、 轴向联合载荷。 α越 大，轴向承载能力越大。 成对使用,对称安装。 极限转速较高。
表12-2 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
推力圆柱 滚子轴承
80000
能承受很大的单向 低 不允许 轴向载荷。
圆柱滚 子轴承 N0000
h
寿命为5百万转时. 可靠度只有50%，
轴承的寿命曲线
对于单个轴承而言，其损坏的可能性只有90%
在到达额定寿命时，有90%的轴承没坏，只损坏了10%。
基本额定动载荷：当一套轴承运转达到一百万转时，轴 承所能承受的载荷C。.
长向沙交通心学院专轴用 承记为：Cr，可查表推力轴承记为：Ca
大量试验得如下关系：
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3. 角偏差 轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内外圈中心 线发生相对倾斜。其倾斜角称为角偏差。 角偏差 ↑ → 影响轴承正常运转。 可采用调心轴承。
滚针轴承对轴线倾斜最敏感，应 θ 紧可能避免在轴线有倾斜的情况 下使用。
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调心轴承
§12-2
滚动轴承的代号 滚动轴承的类型很多，而各类轴承 又有不同的结构、尺寸、公差等级、
保持架：低碳钢，冲压制成高速轴承：有色金属或塑料。
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优点：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、
和易于互换等。
滚动轴承按其承受载荷
缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音。
的方向（接触角）和滚 动体的形状分类。
滚动轴承
标准化; 并由专业厂大批量生产。
设计人员的主要任务是: 熟悉标准，正确选用。
类型代号 ----左起第一位，为0（双列角接触球轴承） 则省略。
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调心球轴承 调心滚子轴承 圆锥滚子轴承
10000
20000C
30000
a)单向 b)双向
推力球轴承 50000
推力圆柱
深沟球轴承 角接触球轴承 滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承
60000
70000
80000
N0000 a) NA0000
106 60n
ftC fPP
h
或：C
f
PP ft
60n 106
Lh
1/
N
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表12-11 轴承预期寿命Lh的参考值 使用场合 不经常使用的仪器和设备
Lh /h 500
短时间或间断使用，中断时不致引起严重后果 4000~8000
间断使用，中断时会引起严重后果
滚针轴承 a) NA0000 b) RNA0000
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较高
2’~4’
能承受较大的径向。因 线性接触，内外圈只允 许有小的相对偏转。除U 结构外，还有内圈无挡 边(NU)、外圈单挡边 (NF)、内圈单挡边(NJ)等 型式
a)
只能承受径向载荷。承 载能力大，径向尺寸特
低 不允许 小。一般无保持架，因