滚动轴承.ppt

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滚动轴承的载荷、失效形式和计算准则滚动轴承的载荷、失效形式和计算准则滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算第第13章章滚动轴承承滚动轴承的类型和应用滚动轴承的类型和应用滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计工程背景工程背景n滚动轴承是依靠主要元件间的滚动接触来支滚动轴承是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的，与滑动轴承相比，滚动轴承具有承转动零件的，与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小，功耗少，启动容易等优点。

摩擦阻力小，功耗少，启动容易等优点。

n滚动轴承绝大部分已经标准化，在机械设计中滚动轴承绝大部分已经标准化，在机械设计中只需根据工作条件选用合适的滚动轴承类型和代只需根据工作条件选用合适的滚动轴承类型和代号，并在综合考虑定位、配合、调整、装拆、润号，并在综合考虑定位、配合、调整、装拆、润滑和密封等因素情况下进行组合结构设计。

因滚滑和密封等因素情况下进行组合结构设计。

因滚动轴承的支承精度和传动效率高，互换性好，使动轴承的支承精度和传动效率高，互换性好，使用成本低，所以广泛应用于各类机电产品中。

用成本低，所以广泛应用于各类机电产品中。

第第13章章滚动轴承承设计者思维设计者思维作为工程师，在设计滑动轴承时，需要考虑以下作为工程师，在设计滑动轴承时，需要考虑以下几个问题：

几个问题：

p反映滚动轴承工作性能的参数有哪些？

反映滚动轴承工作性能的参数有哪些？

p如何用代号来标识滚动轴承如何用代号来标识滚动轴承?

p如何根据工作条件选用合适的滚动轴承类型和代号如何根据工作条件选用合适的滚动轴承类型和代号p如何在综合考虑定位、配合、调整、装拆、润滑和如何在综合考虑定位、配合、调整、装拆、润滑和密封等因素情况下进行滚动轴承的组合结构设计？

密封等因素情况下进行滚动轴承的组合结构设计？

p如何确定滚动轴承所受载荷的方向和大小？

如何确定滚动轴承所受载荷的方向和大小？

p如何结合滚动轴承可能的失效形式进行性能参数的如何结合滚动轴承可能的失效形式进行性能参数的校核计算？

校核计算？

第第13章章滚动轴承承设计者思维设计者思维简单实例简单实例图13.1所示轴系结构中，共使用了三个滚动轴承，其中一对向心轴承的内圈套于转轴上并与转轴一起转动，外圈静止于机座孔中，借助于内外圈之间的滚动体实现对转轴的径向支承和定位，并将作用于轴上的径向力通过内圈、滚动体和外圈传递到机座上。

左侧推力轴承的轴圈套于转轴上并与转轴一起转动，两个座圈在端面摩擦力作用下保持静止，借助于座圈和轴圈之间的滚动体实现对转轴的轴向支承和定位，并能传递双向轴向力。

图13.1滚动轴承的应用第第13章章滚动轴承承13.1滑滑动轴承的承的类型和型和应用用1滚动轴承的构造和承的构造和应用方式用方式第第13章章滚动轴承承滚动体的形状体的形状主要有球形球形和滚子形子形两类，其中滚子类滚动体根据回转面形状的不同又有圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针等，如图13.3所示。

滚动体是构成滚动摩擦轴承不可缺少的最基本元件，而且其形状、大小和数量直接影响滚动轴承的承载能力。

图13.3常用滚动体的形状第第13章章滚动轴承承直直线运运动滚动支承支承是一种实现轴向直线运动的滚动轴承，常简称为直线轴承，图13.4为其典型构造，它由圆筒形外圈（套筒）1、滚动体2和保持架3组成。

图13.4直线运动滚动支承的典型构造第第13章章滚动轴承承应用时，将圆柱光轴穿入直线轴承孔中，光轴兼起内圈的作用；若将轴或轴承加以固定，两者即形成可轴向相对移动的径向支承，起直线运动导轨的作用。

运转时，轴与轴承作相对直线移动（相当于两者构成移动副），根据需要两者之间也可有周向转动（相当于两者构成转动副）；轴承只承受径向载荷，不承受轴向载荷。

第第13章章滚动轴承承2滚动轴承常用材料滚动轴承常用材料滚动体和内、外圈材料要求有高的硬高的硬度度和接触疲劳强度，良好的耐磨性和冲击韧性。

一般用含铬合金钢制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn等，经热处理后硬度应不低于60HRC。

保持架用较软材料制成，有冲压型冲压型和实体型实体型第第13章章滚动轴承承冲冲压保持架保持架（图13.2a）一般用低碳钢板冲压后经铆接或焊接而成，它与滚动体间有较大的间隙图13.2通用轴承的典型构造实体保持架体保持架（图13.2b）常用铜合金、铝合金或塑料等材料经切削加工制成，有较好的定心作用，适用于高速轴承。

第第13章章滚动轴承承3滚动轴承的工作特点滚动轴承的工作特点优点优点

（1）应用设计简单，产品已标准化、系列化，具有很好的互换性和通用性；

（2）效率高（介于液体动力润滑滑动轴承和混合润滑滑动轴承之间，可达0.980.99），起动摩擦力矩小；（3）负荷、转速和工作温度的适应范围宽，工况条件的少量变化对轴承性能影响不大；（4）大多数类型能同时承受径向和轴向载荷，且轴向尺寸较小；（5）易于润滑和维护第第13章章滚动轴承承缺点缺点

（1）抗冲击能力较差，高速运转时振动及噪音较大

（2）径向尺寸比滑动轴承大；（3）高速、重载荷时的寿命较低第第13章章滚动轴承承1滚动轴承的结构类型滚动轴承的结构类型1.1.接接触触角角：

滚滚动动体体与与外外圈圈轨轨道道接接触触点点的法线与轴承径向平面的夹角的法线与轴承径向平面的夹角第第13章章滚动轴承承径向接触轴承角接触向心轴承角接触推力轴承轴向接触轴承第第13章章滚动轴承承常用滚动轴承的结构类型及其主要性能、特点和应用列于表13.2中。

第第13章章滚动轴承承第第13章章滚动轴承承第第13章章滚动轴承承第第13章章滚动轴承承2滚动轴承代号（滚动轴承代号（GB272/T-93）代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等滚动轴承代号构成滚动轴承代号构成：

32309/C2/P232309/C2/P2前置代号前置代号基本代号基本代号后置代号后置代号轴轴承承的的分分部部件件代代号号内内部部结结构构代代号号密密封封与与防防尘尘结结构构代代号号保保持持架架及及其其材材料料代代号号特特殊殊轴轴承承材材料料代代号号公公差差等等级级代代号号游游隙隙代代号号多多轴轴承承配配置置代代号号其其它它代代号号五五四四三三二二一一类类型型代代号号尺寸系尺寸系列代号列代号内内径径代代号号宽宽度度系系列列代代号号直直径径系系列列代代号号第第13章章滚动轴承承1.1.基本代号基本代号五五四四三三二二一一类型代号类型代号尺寸系列代号尺寸系列代号内径代号内径代号宽度系列代号宽度系列代号直径系列代号直径系列代号

（1）

（1）内径代号内径代号（右起一二位右起一二位）内内径尺寸径尺寸内径代号内径代号000001010202030304049696内径尺寸内径尺寸1010121215151717代号代号5=（205=（20480mm）480mm）第第13章章滚动轴承承图13-5直径系列的尺寸对比

（2）

（2）尺尺寸寸代代号号（右右起起三三四四位位）内内径径相相同同、外外径径宽宽度不同度不同a.直径系列（右起第三位）结构内径相同、外径宽度变化，向心及向心推力轴承：

0、1-特轻、2-轻、3-中、4-重系列；第第13章章滚动轴承承b.宽度系列（右起第四位）结构内径外径相同、宽度变化正常宽度0不标（对圆锥滚子轴承（3类）和调心滚子轴承（2类）不能省略“0”）图13-5直径系列的尺寸对比第第13章章滚动轴承承（3）（3）类型代号类型代号（右起五位右起五位）轴承类型轴承类型常用：

常用：

330209-0209-圆锥滚子、圆锥滚子、663710-3710-深沟球、深沟球、771915-1915-角接触球角接触球66深沟球轴承L直线轴承5推力球轴承U外球面球轴承4双列深沟球轴承NA滚针轴承33圆锥滚子轴承N圆柱滚子轴承29推力调心滚子轴承9推力圆锥滚子轴承2调心滚子轴承8推力滚子轴承1调心球轴承77角接触球轴承0双列角接触球轴承代号轴承类型代号轴承类型第第13章章滚动轴承承2.2.后置代号（字母或数字）后置代号（字母或数字）-基本代号的补充：

表示结构、尺寸、公差、材料特殊性基本代号的补充：

表示结构、尺寸、公差、材料特殊性

（1）

（1）内部结构代号内部结构代号-同类轴承，内部结构不同同类轴承，内部结构不同例：

例：

7310C7310C（ACAC、BB）-接触角分别为接触角分别为15（25、40）

（2）

（2）公差等级代号公差等级代号共共55个级别个级别序号序号新标准精度等级新标准精度等级标注代号标注代号旧标准精度等级旧标准精度等级备注备注1122精度高精度高/P2/P2BB标注示例：

标注示例：

72310C/P272310C/P22244/P4/P4CC3355/P5/P5DD4466（6X6X）/P6/P6（/P6X/P6X）EE仅用于圆锥滚子轴承仅用于圆锥滚子轴承5500精度低精度低/P0/P0GG普通级普通级/P0/P0不标不标第第13章章滚动轴承承（3）（3）径向游隙系列径向游隙系列径向游隙组径向游隙组:

（游隙小游隙小）1、2、0、3、4、5（游隙大）（游隙大）标标注注方方法法：

/C1、/C2、（0组组常常用用，不不标标注注）、/C3、/C4、/C5第第13章章滚动轴承承3.3.前置代号（字母）前置代号（字母）-表示轴承的分部件表示轴承的分部件

（1）L-

（1）L-可分离轴承的内外圈可分离轴承的内外圈例：

例：

LNU207-内圈无档边圆柱滚子轴承的内圈内圈无档边圆柱滚子轴承的内圈

（2）K-

（2）K-滚动体与保持架组件滚动体与保持架组件滚动轴承代号示例：

滚动轴承代号示例：

6305-3中系列深沟球，正常宽度系列，正常结构，中系列深沟球，正常宽度系列，正常结构，0级公差，级公差，0组游隙组游隙7210C/C3/P4-2轻系列角接触球，正常宽度，正常结构，轻系列角接触球，正常宽度，正常结构，4级公差，级公差，3组游隙组游隙接触角接触角1530310/P6-2中系列圆锥滚子轴承，正常宽度，正常结构，中系列圆锥滚子轴承，正常宽度，正常结构，6级公差，级公差，0组游隙组游隙第第13章章滚动轴承承滚动轴承的选用滚动轴承的选用原则：

轴承特性与工作条件匹配原则：

轴承特性与工作条件匹配1.1.类型选择类型选择

（1）

（1）承载情况承载情况方向：

纯轴向载荷方向：

纯轴向载荷轴向接触轴承（推力轴承）轴向接触轴承（推力轴承）纯径向载荷纯径向载荷径径向接触轴承（向心轴承）向接触轴承（向心轴承）径向径向+轴向载荷轴向载荷-角接触轴承角接触轴承大小：

载荷大、有冲击大小：

载荷大、有冲击滚滚子轴承；载荷小子轴承；载荷小球轴承球轴承第第13章章滚动轴承承

（2）

（2）转速要求（转速要求（nnnnmaxmax）高速、要求旋转精度高，优先采用球轴承高速、要求旋转精度高，优先采用球轴承,低速可选滚子轴承低速可选滚子轴承。

（3）（3）调心性调心性长轴（刚度低）或多支点，要求轴承具有调心性长轴（刚度低）或多支点，要求轴承具有调心性调调心轴承心轴承（4）（4）空间限制空间限制径径向尺寸受限，滚针轴承向尺寸受限，滚针轴承内外圈可分离内外圈可分离圆圆锥滚子，圆柱滚子锥滚子，圆柱滚子（6）（6）价格价格-球轴承低，滚子轴承高，公差等级球轴承低，滚子轴承高，公差等级高，价格也越高高，价格也越高（5）（5）装拆方便装拆方便第第13章章滚动轴承承2.2.尺寸选择尺寸选择选择型号：

内径、外径、宽度系列选择型号：

内径、外径、宽度系列选选定类型、初定型号、验算寿命定类型、初定型号、验算寿命第第13章章滚动轴承承13.2滚动轴承的承的载荷、失效形式和荷、失效形式和计算准算准则向心轴承中的载荷分布图13.6a所示向心轴承，所受轴向载荷Fa经过回转轴线，由于轴承圆周方向的结构对称性，由轴向载荷Fa传至各滚动体上的作用力可认为是基本相等的。

第第13章章滚动轴承承但在径向载荷Fr作用下（图13.6b），由Fr传至各滚动体