《机械设计基础》第15章滚动轴承解析

三、滚动轴承的特点
1） f 小起动力矩小，η高。 优点 2）运转精度高。 3）润滑方便、简单、易于密封和维护。 4）互换性好（标准零件）。 1）承受冲击载荷能力差。 缺点 2）高速时噪音、振动较大。 3）高速重载寿命较低。
学习要点：
1、滚动轴承的类型和代号（认识轴承） 2、滚动轴承的选用（类型选择，尺寸选择，承载能力验算） 3、滚动轴承的装置设计（个数选择，放置方式选择，方向性）
高速时由于离心力较大，钢球与 保持架磨损，发热较严重。故极限转 速很低。
4、 角接触球轴承——7 可以同时承受径向载荷及单向轴向载荷； 一般应成对使用、对称安装。 接触角：α =15°/25°/40° 接触角越大，轴向承载能力大。

5、 圆锥滚子轴承——3 可以同时承受径向载荷及轴向载荷， 但承载能力高于角接触球轴承。 一般应成对使用、对称安装。
滚针轴承的径向尺寸更小
C:极限转速 球轴承>滚子轴承>推力轴承
D:调心性
15.4
滚动轴承的力分析、失效形式及计算准则
一、滚动轴承的载荷分布
1、滚动轴承受轴向载荷Fa 各滚动体平均分担 。 2、向心轴承受径向载荷Fr
上半圈滚动体不受力， 下半圈滚动体受力。
5 Fmax Fr (深沟球轴承) Z 4.6 Fmax Fr (圆柱滚子轴承) Z 轴承元件受到脉动循环的接触应力。

成对反方向使用：

面 对 面
背 对 背
面对面
背对背
成对在一 个支点
6、调心球轴承 ——1
外圈滚道表面是以轴承中点为中心的球面，故可自动调心， 允许内圈对外圈的轴线偏斜量为< 2°~ 3°
不易专门承受轴向力
调心滚子轴承
滚针轴承
20000
调心球轴承 10000
圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 30000 N0000
第15章 滚动轴承
15.1
概述
轴承用于支撑轴及其轴上的零件，目的是减少轴与支 撑面间的摩擦和磨损。
滚动轴承
滑动轴承
一、滚动轴承的结构
外圈、内圈、滚动体、保持架。
二、材料
滚动体与内外圈的材料要求有高的硬度和接触疲劳强度、 良好的耐磨性和冲击韧性。 1、内外圈、滚动体——含铬轴承钢，60-65HRC,工作表 面磨削抛光。 2、保持架——低碳钢冲压（或铜合金、塑料）
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滚动轴承的类型与选择
一、滚动轴承的主要类型与特点 接触角
轴承类型 公称 接触角α 径向接触 α =0° 向心轴承 径向推力角接触 0°＜α ≤45°
——滚动体与外圈滚道接触处的法线与半径方向的夹角。
推力轴承 轴向推力角接触 45°＜α ＜90° 轴向接触 α =90°
例图 （以球轴 承为例）
主要承受径向 承载特点 载荷，可承受 小的轴向载荷
主要承受径向载 荷，可承受一定 的轴向载荷
主要承受轴向载 荷，可承受一定 的径向载荷
只能承受轴向 载荷
轴圈
座圈 轴圈
座圈
向心角接触轴承
径向力（主要） 轴向力
推力角接触轴承
径向力 轴向力 （主要）
按滚动体形状
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 。
宽度系列代号 类型代号 1 — 调心球轴承 3 — 圆锥滚子轴承 轴承类型 5 — 推力球轴承 6 — 深沟球轴承
尺寸系列
7 — 角接触球轴承 N — 圆柱滚子轴承
直径系列——右起第三位
表示轴承有相同内径时，可有不同的外径。
宽度系列——右起第四位
表示同一内径和外径的轴承可以有不同的宽度。 常用代号：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9
深沟球轴承 60000
角接触球轴承 70000
推力球轴承 50000
15.3
滚动轴承的代号
基本代号是轴承代号的基础。前置代号和后置代号都是 轴承代号的补充，只有在遇到对轴承结构、形状、材料、公 差等级、技术要求等有特殊要求时才使用，一般情况可部分 或全部省略。
前置代号
（字母）
基本代号 （数字、字母） 五 四 ∣ 宽 度 系 列 代 号 三 ∣ 直 径 系 列 代 号 二 一 ∣ 内 径 代 号 ∣ 密 封 与 防 尘 代 号
试说明轴承代号61208、7315、7206 ① 61208——表示内径为40mm，轻直径系列，正常宽度结 构的深沟球轴承； ② 7315——表示内径为75mm，中窄系列角接触球轴承。 ③ 7206——表示内径30mm的轻窄系列角接触球轴承。
六、轴承类型选择
A:承载能力 1、载荷：径向力—选向心轴承 轴向力—选推力轴承 径向力＋轴向力—选角接触轴承（小载荷） 或圆锥滚子轴承（大载荷） 2、滚子轴承与同尺寸球轴承比较：承载能力高1.5～3.倍。 球轴承便宜。 3、内径小于20毫米，球轴承与滚子轴承承载能力相当。 优选选用球轴承。 B:尺寸要求
后置代号
(字母+数字)
∣ 成 套 轴 承 分 部 件 代 号
∣ 类 型 代 号
尺寸系列代号
∣ 保 持 架 及 材 料 代 号
∣ 特 殊 轴 承 材 料 代 号
∣ 公 差 等 级 代 号
∣ 内 部 结 构 代 号
∣ 游 隙 代 号
∣ 其 他 代 号
基本代号—— 1位字母（或数字）＋4位数字
内径代号
直径系列代号
常用滚动轴承的类型 (表15—1)
二、几种最常用轴承
1、 深沟球轴承（向心球轴承）——6 主要承受径向载荷，也可以同时承受 不大的轴向载荷；当量摩擦系数最小。 结构简单、价格低、最常用。
2、 圆柱滚子轴承——N 内圈（或外圈）可以分离，故不能承 受轴向载荷，有较大的径向承载能力。
3、推力球轴承——5 只能承受单向轴向载荷。为防止 钢球与滚道间滑动，工作时必须加一 定的轴向载荷。
正常宽度系列，可略去不写。
内径代号：轴承的内径——右起一二位数字 (1) d=10, 12, 15, 17mm 时: 代号: 00 01 02 03 (2) d= 20 ~ 480mm，且为5的倍数时: 代号=d除以5 (3) d<10mm或d>500mm，及d=22，28，32mm 时: 代号 = 内径尺寸，并与尺寸系列代号用 “/” 分开
3、向心推力轴承同时受 Fr和Fa
(1) 圆锥滚子轴承的派生轴向力Fs ∵ 滚动体与滚道接触点的法线 与轴承径向平面有接触角 ∴ 承载区滚动体i → 法向力Fi
Fi —轴向分力