哈工大机械设计课件第十章滚动轴承

间用“/”号隔开
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4.内部结构代号
《机械设计》第十章
基本后置代号
代号
示例
C 角接触球轴承 公称接触角 15 7210C
AC 角接触球轴承 公称接触角 25 7210AC
B 角接触球轴承 公称接触角 40 7210B
圆锥滚子轴承 接触角加大
32310B
E 加强型,改进结构设计,增大承载能力 NU207E
给定预期寿命，选取轴承型号时 ：
C
fFF fT
60nLh 106
选定轴承的：C≥C'
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10.5.2 当量动载荷
对于同时作用有径向载荷和轴向载荷的轴承，在进行 轴承寿命计算时，为了和基本额定动负荷进行比较，须把 实际载荷折算为与基本额定动负荷的方向相同的一假想载 荷，在该假想载荷作用下轴承的寿命与实际载荷作用下的
是其主要失效形式，因而主要是进行静强度计算。
对于高速轴承，发热以至胶合是其主要失效形
式，因而除进行寿命计算外还应该校核极限转速。
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10.5 滚动轴承的寿命计算
10.5.1 基本概念与公式
疲劳寿命:
在一定载荷下运转的单个滚动轴承，出现疲 劳点蚀前所经历的总转数或在一定转速下所 经历的小时数，称为滚动轴承的疲劳寿命。 疲劳寿命具有离散性。
2
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10.2 滚动轴承的类型和选择
一、滚动轴承的类型
按滚动体的形状可分为 球轴承
滚子轴承 轴承公称接触角α:
点接触 线接触
滚动体与外圈轨道接触点的法线和轴承半径方向的夹角
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径向接触轴承
推力轴承
向心角接触轴承
1.向心轴承 径 向 接 触 轴 承 (0)
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8.轴承代号的编制规则 (1)轴承代号按表10.2所列的顺序从左至右排列。 (2)当轴承类型代号用字母表示时,字母与其后的数字之 间应空一个字符。 (3)基本代号与后置代号之间应空一个字符,但当后置代 号中有“-”号或“/”号时,不再留空。 (4)在尺寸系列代号中,位于括号中的数字省略不写。 (5)公差等级代号中的/P0省略不写。
后置代号
类 尺 内 内 密 保 轴 精 游 配其
型 寸 径 部 封 持 承 度 隙 置它
代系代结防架材 等组代
号列码构尘结料 级代号
2 2
1
（代（代与构变
位
位
占号占号外及化
） 位（ ）
圈材代
）占
形料号
代号 号
状变
变化
化代
代号
号
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基本代号
1.类型代号(P213)表10.1
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5.膨胀卡死/元件断裂
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6. 热失稳
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10.4.2 滚动轴承的计算准则
对于转动的滚动轴承,疲劳点蚀是其主要失效形式,
因而主要是进行寿命计算,必要时再作静强度校核。
对于不转动、低速或摆动的轴承，局部塑性变形
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7 2 10
《机械设计》第十章
例如: 7210 C/P5/DF
C /P5 /DF
面对面配置
轴承精度等级为5级 公称接触角 15
空一个字符
轴承内径 d 5 1 05 0 m m
尺寸类型代号,其中 宽度类型代号为0,窄系列,省略不写,
直径系列代号为2,轻系列
轴承类型为角接触球轴承
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结构简图
深沟球轴承 6
承载方向
极限 允许偏 主要特性和应用 转速 转角
主要承受径向载荷,同 时也可承受一定量的 轴向载荷。当转速很高 而轴向载荷不太大时，
高 8' ~16' 可代替推力球轴承承
受纯轴向载荷
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轴承名称 类型代号
结构简图
角接触 球轴承
7
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承载方向
极限 允许偏 主要特性和应用 转速 转角
向 心 角 接 触 轴 承 (0 4 5 )
2.推力轴承 轴 向 接 触 轴 承 (90)
推 力 角 接 触 轴 承 (4 5 9 0 ) 机电工程学院 张锋
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轴承名称 类型代号
调心球轴承 1
常用的滚动轴承类型及特性见下表
结构简图
承载方向
极限 允许偏 主要特性和应用 转速 转角
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10.4 滚动轴承的失效形式和计算准则
10.4.1 滚动轴承的失效形式
1 疲劳点蚀 承受载荷又旋转的支承零件
应力分布区域，大 小是不均匀的
a,b,c三点处于断续接触状 态
接触
脱离 再接触 再脱离
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产生点蚀的轴承将引起： 噪声，振动，发热
轴承寿命的可靠度
一组相同轴承能达到或超过规定寿命的 百分率，称为轴承寿命的可靠度。
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基本额定寿命L10
一批相同的轴承在相同条件下运转，其可靠 度为90%时，能达到或超过的寿命称为基本 额定寿命。L10 (106r) 或 Lh(h)
基本额定动负荷C 轴承工作在100℃以下，基本额定寿命为 L10=1×106 r时，轴承所能承受的最大载荷 称为基本额定动负荷。
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2 塑性变形 低速或摆动、不转动的轴承
较大的静载荷或冲击
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滚动体+内外圈滚道
局部的塑性变形或破裂 后果
影响轴承平稳转动 振动，噪音，运转精度 降低
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3.磨粒磨损
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4.胶合
高速重载条件下工作的轴承，因摩擦 发热而使温度急剧升高，导致轴承元 件的回火，严重时胶合
大家好
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第十章 滚动轴承
• 10.1 滚动轴承的构造和特点
3
4
组成
2
1
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• 滚动轴承中的承载形式为点或线接触，最大接触应 力可以高达4000MPa；
• 材料、热处理及用途
套圈及滚动体
保持架
GCr15—普通
高聚物
大而对支承有调心要求时，应选用调心轴承。
（6）为便于轴承的装拆，可选用内、外圈分离的轴承 。
（7）从经济角度看，球轴承比滚子轴承便宜，精度 低的轴承比精度高的轴承便宜，普通结构轴承比特 殊结构的轴承便宜。
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10.3 滚动轴承代号
前置代号
成 套 轴 承 分 部 件
基本代号
轴承名称 类型代号
结构简图
承载方向
极限 允许偏 转速 转角
主要特性和应用
滚针轴承 NA
只能承受径向载荷,承 载能力大,径向尺寸特 小,一般无保持架,因而 滚针间有摩擦,轴承极 低 不允许 限转速低。这类轴承不
允许有角偏差。 轴承内、外圈可分离
可以不带内圈
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二、滚动轴承类型的选择
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2.尺寸系列代号
宽度系列与直径系列
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尺寸系列代号
宽度系列代号
窄
正常
宽
0
1
2
（0）2
12
22
（0）3
13
23
（0）4
14
24
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直径系列 代号
轻2 中3 重4
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3.内径代号
轴承内径 d/(mm)
内径代号
示例
10
00
10~17 12
01
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• 基本额定动负荷的方向: 1) 对于向心轴承，C为径向载荷Cr 2) 对于推力轴承C为中心轴向载荷Ca 3) 对于角接触向心轴承C为载荷的径向分量Cr
额定动负荷C代表了滚动轴承的承载能力，其值可从手册查得
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• 滚动轴承的载荷与寿命之间的关系:
9Cr18（440C）--防锈
低碳钢
Cr4Mo4V(M50)—高温
铜
Si3N4—特殊环境
夹布胶木
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材料
来自百度文库
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特点（与滑动轴承相比） 1) 摩擦系数小，f=0.001~0.004 2) 启动灵活 3) 润滑容易 4) 标准化、互换 5) 但抗冲击差，重载能力差，很难做成剖分式
能同时承受径向、轴向 联合载荷，公称接触角 越大，轴向承载能力也
越大。公称接触角 有
较高 2' ~10' 15 、25 、40 三种，内
部结构代号分别为 C、 AC 和 B。通常成对使 用，可以分别装于两个 支点或同装于一个支 点上
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轴承名称 类型代号
结构简图
圆锥滚子 轴承 3
L10
C F
106 r
Lh
106 60n
C F
h
Lh
106
60n
fT C fFF
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滚动轴承的预期寿命
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给定轴承型号，验算寿命时： 寿命计算设计：Lh≥Lh’(预期寿命)
承载方向
极限 允许偏 主要特性和应用
转速 转角
能同时承受较大的径
向、轴向联合载荷，因
系线接触，承载能力大
于“7”类轴承。内、
2 ' 中
外圈可分离，装拆方
便，成对使用
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推力球轴承5， 转速低，轴向载荷
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圆柱滚子轴承 N 只承受径向载荷
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寿命相同，则称该假想载荷为当量动载荷，用F表示。
当量动载荷F的计算式为
FXFr YFa F r 、 F a 轴 承 的 径 向 载 荷 和 轴 向 载 荷 X 、 Y 径 向 系 数 和 轴 向 系 数 查P222 表10.13
向心轴承只承受径向载荷时 推力轴承只承受轴向载荷时
F Fr
F Fa
荷，但以径向载荷为主时，应用向心轴承。 当只受轴向载荷时，一般应用推力轴承，而当转 速很高时，可用角接触球轴承或深沟球轴承。 当径向和轴向载荷都较大时，应采用角接触轴承。
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（3）当转速较高时，宜用球轴承；当转速较低时， 可用滚子轴承，也可用球轴承。
（4）当要求支承具有较大刚度时，应用滚子轴承。 （5）当轴的挠曲变形大或轴承座孔直径不同、跨度
主要承受径向载荷,同 时也能承受少量的轴 向载荷 因为外圈轨道表面是
中 2 ~ 3 以轴承中点为中心的
球面,故能调心 允许偏转角是在保证 轴承正常工作条件下 内、外圈轴线间的最大 夹角
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常用的滚动轴承类型及特性见下表
轴承名称 类型代号
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5.公差等级代号
/P0 对 应 旧 标 准 G
精 度 低 精 度 高 /P6 /P5 /P4 E DC
示 例 /P2 6206/P5 B D 206
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6.成对使用配置代号
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7 游隙组代号
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FL10 常数
寿命指数:
对于球轴承,ε= 3;
对于滚子轴承, 10 / 3
F-当量动载荷 L10—基本额定寿命
从图中A点可知：
C 1常数
FLC1
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对可靠度R=0.9，在载荷F作用下的
基本额定寿命公式为
当温度大于105度后，轴承材料 变软，C下降，引入温度系数fT 考虑冲击，振动的影响，实际载 荷要比名义载荷大，引入载荷系 数fF
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10.5.3 角接触轴承的内部轴向力
大小： 查表10.14
方向： 外圈宽指向窄边
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面对面安装
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Fs1
FA
Fs2
1
2
1 如果 Fs1FAFs2 Fs1
FA
15
02
17
03
20~495
用内径除以 5 得的商数表示。
(22、28、32 除外) 当商数只有个位数时，需在十
位数处用 0 占位
深沟球轴承 6201 内径 d=12mm
深沟球轴承 6210 内径 d=50mm
500
用内径毫米数直接表示，并在
深沟球轴承
62/500,内径 d=500mm
以及 22、28、32 尺寸系列代号与内径代号之 62/22,内径 d=22mm
Fs2 W
1
2
Fs1FAFs2W 1端放松，2端压紧
Fa1 Fs1
放松端
F a2F s2W F s1F A 压紧端
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选择滚动轴承类型时可参考以下几点：
（1）载荷大小、构成、波动情况 （2）工况条件：转速、温度等 （3）环境：温度变化、清洁程度、膨胀等 （4）结构：分离、调心、游动等 （5）使用要求：刚度、寿命、价格等
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《机械设计》第十章
具体地： （1）当载荷较大或有冲击载荷时，宜用滚子轴承；
当载荷较小时，宜用球轴承。 （2）当只受径向载荷时，或虽同时受径向和轴向载