《机械设计及应用技术》第十章ppt课件.ppt

在此输入您的封面副标题机械设计及应用技术机械设计及应用技术第十章第十章第十章 轴承10.1 轴承的分类轴承的分类10.2 滑动轴承的典型结构滑动轴承的典型结构10.3 滑动轴承材料和轴瓦结构滑动轴承材料和轴瓦结构10.4 非液体摩擦滑动轴承的校核计算非液体摩擦滑动轴承的校核计算10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择10.6 滚动轴承的寿命及载荷计算滚动轴承的寿命及载荷计算10.7 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计10.1 10.1 轴承的分类轴承的分类1、滑动轴承。、滑动轴承。工作时轴承和轴工作时轴承和轴颈的支撑面间形成直接或间接颈的支撑面间形成直接或间接滑动摩擦的轴承滑动摩擦的轴承。按承受载荷的方向分：按承受载荷的方向分：1、向心轴承。、向心轴承。也叫径向轴承，也叫径向轴承，主要用于承受径向载荷。主要用于承受径向载荷。2、推力轴承推力轴承。也叫止推轴承，也叫止推轴承，主要用于承受轴向载荷。主要用于承受轴向载荷。3、向心推力轴承，也叫径向向心推力轴承，也叫径向止推轴承，同时承受径向和止推轴承，同时承受径向和轴向载荷。轴向载荷。2、滚动轴承。、滚动轴承。主要依靠元件间主要依靠元件间的滚动接触来支承转动零件的滚动接触来支承转动零件。按摩擦性质分：按摩擦性质分：10.2 10.2 滑动轴承的典型结构滑动轴承的典型结构一、滑动轴承一、滑动轴承1、工作面摩擦状态、工作面摩擦状态由于滑动轴承的润滑条件不同，会出现不动的摩擦状态。由于滑动轴承的润滑条件不同，会出现不动的摩擦状态。干摩擦：干摩擦：两摩擦表面直接接触，相对滑动，没有任何润滑剂两摩擦表面直接接触，相对滑动，没有任何润滑剂。边界摩擦边界摩擦：两摩擦表面被流体层（润滑层）完全隔开两摩擦表面被流体层（润滑层）完全隔开。流体摩擦：流体摩擦：两摩擦表面没有被流体层（润滑层）完全隔开，两摩擦表面没有被流体层（润滑层）完全隔开， 仍然有部分摩擦表面直接接触，形成边界膜仍然有部分摩擦表面直接接触，形成边界膜。流合摩擦：流合摩擦：边界摩擦和流体摩擦的混合状态边界摩擦和流体摩擦的混合状态10.2 10.2 滑动轴承的典型结构滑动轴承的典型结构2、滑动轴承分类及特点、滑动轴承分类及特点（1）液体滑动摩擦轴承。液体滑动摩擦轴承。 在液体滑动轴承中，轴颈和轴承的在液体滑动轴承中，轴颈和轴承的工作表面被一层润滑油膜隔开，两零件之间没有直接接触，轴工作表面被一层润滑油膜隔开，两零件之间没有直接接触，轴承的阻力只是润滑油分子之间的摩擦，所以承的阻力只是润滑油分子之间的摩擦，所以摩擦系数很小。这摩擦系数很小。这种轴承的寿命长、效率高，用于高速、高精度、重载等场合，种轴承的寿命长、效率高，用于高速、高精度、重载等场合，如汽轮机、精密机床、大型电机、轧钢机等机器中。但是制造如汽轮机、精密机床、大型电机、轧钢机等机器中。但是制造精度要求也高，设计、制造成本以及维护费用比较高，在启动、精度要求也高，设计、制造成本以及维护费用比较高，在启动、停车等情况下难于实现液体摩擦。停车等情况下难于实现液体摩擦。（2）非液体滑动摩擦轴承。）非液体滑动摩擦轴承。 非液体滑动摩擦轴承的轴颈与轴非液体滑动摩擦轴承的轴颈与轴承工作表面之间虽有润滑油的存在，但在表面局部凸起部分仍承工作表面之间虽有润滑油的存在，但在表面局部凸起部分仍发生金属的直接接触。因此发生金属的直接接触。因此摩擦系数较大，一般为摩擦系数较大，一般为0.10.3, 容容易磨损，但结构简单，对制造精度和工作条件的要求不高，故易磨损，但结构简单，对制造精度和工作条件的要求不高，故此在机械中得到广泛使用此在机械中得到广泛使用。在一般转速或载荷不大、精度要求。在一般转速或载荷不大、精度要求不高的场合使用，如破碎机、水泥搅拌机、剪床等机器中，常不高的场合使用，如破碎机、水泥搅拌机、剪床等机器中，常采用这种轴承。采用这种轴承。10.2 10.2 滑动轴承的典型结构滑动轴承的典型结构二、滑动轴承的结构二、滑动轴承的结构1.径向滑动轴承(1)整体式滑动轴承轴承座整体轴套螺纹孔油杯孔特点：结构简单，成本低廉。应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。因磨损而造成的间隙无法调整。只能从沿轴向装入或拆出。10.2 10.2 滑动轴承的典型结构滑动轴承的典型结构(2)剖分式滑动轴承特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、安装方便。应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。螺栓轴承盖轴承座油杯座孔螺母套管上轴瓦下轴瓦对开式轴承(剖分轴套)10.2 10.2 滑动轴承的典型结构滑动轴承的典型结构（3）调心式滑动轴承）调心式滑动轴承特点：特点：在轴弯曲时，轴瓦可以自动调整位置以适应轴颈在轴弯曲时，轴瓦可以自动调整位置以适应轴颈产生的偏斜，从而可以避免轴颈与轴瓦的局部磨损。产生的偏斜，从而可以避免轴颈与轴瓦的局部磨损。应用：应用：轴的变形较大或者轴承与轴颈难于保证同心时轴的变形较大或者轴承与轴颈难于保证同心时。10.2 10.2 滑动轴承的典型结构滑动轴承的典型结构2.推力滑动轴承推力滑动轴承实心端面止推轴颈工作时轴心与边缘磨损不均匀，端面上离轴心越远速度越大，磨损也较快，使端面压力分布不均匀，轴心部分压强极高，所以极少采用。空心端面止推轴颈和环状轴颈工作情况较好，采用较多。载荷较大时，可采用多环轴颈，它还能承受双向轴向载荷。10.3 10.3 滑动轴承材料和轴瓦结构滑动轴承材料和轴瓦结构一、轴承失效形式一、轴承失效形式（1）磨粒磨损磨粒磨损。进入轴承间隙的硬颗粒物（如灰尘、砂砾等）有的嵌入轴承表面，有的游离于间隙中并随轴一起转动，它们都将对轴颈和轴承表面起研磨作用。 在机器起动、 停车或轴颈与轴承发生边缘接触时，磨粒的存在将加剧轴承磨损，导致几何形状改变、精度丧 失，轴承间隙加大，使轴承性能在预期寿命前急剧恶化。（2）刮伤）刮伤。进入轴承间隙的硬颗粒或轴颈表面粗糙的轮廓峰顶，在轴承上划出线状伤痕， 导致轴承因刮伤而失效。（3）胶合（也称烧瓦）胶合（也称烧瓦）。 当轴承温升过高，载荷过大，油膜破裂时，或在润滑油供应不足的条件下，轴颈和轴承的相对运动表面材料发生黠附和迁移，从而造成轴承损坏， 有时甚至可能导致相对运动的终止。10.3 10.3 滑动轴承材料和轴瓦结构滑动轴承材料和轴瓦结构（4）疲劳剥落）疲劳剥落。 在载荷反复作用下，轴承表面出现与滑动方向垂直的疲劳裂纹，当裂纹 向轴承衬与衬背结合面扩展后，造成轴承衬材料的剥落。它与轴承衬和衬背因结合不良或结 合力不足造成轴承衬的剥离有些相似，但疲劳剥落周边不规则，结合不良造成的剥离周边比较光滑。（5）腐蚀）腐蚀。润滑剂在使用中不断氧化，所生成的酸性物质对轴承材料有腐蚀性，特别对制造铜铝合金中的铅，易受腐蚀而形成点状剥落。润滑剂的氧化对锡基巴氏合金的腐蚀会使轴承表面形成一层由和混合组成的黑色硬质覆盖层，它能擦伤轴颈表面，并使轴承间隙变小。10.3 10.3 滑动轴承材料和轴瓦结构滑动轴承材料和轴瓦结构二、滑动轴承材料二、滑动轴承材料1、材料性能要求（1）良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性）良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性。减摩性是指材料副具有低的摩擦系数。耐磨性 是指材料的抗磨性能（通常以磨损率表示）。 抗胶合性是指材料的耐热性和抗黏附性。（2）良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性）良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性。摩擦顺应性是指材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合不良的能力。 嵌入性是指材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动表面发生刮伤或磨粒磨损的性能。 磨合性是指轴瓦与轴颈表团经过短期轻载运转后，易于形成相互吻合的表面粗糙度。（3）足够的强度和抗腐蚀能力。）足够的强度和抗腐蚀能力。（4）良好的导热性、工艺性、经济性。）良好的导热性、工艺性、经济性。10.3 10.3 滑动轴承材料和轴瓦结构滑动轴承材料和轴瓦结构2、常用轴承材料、常用轴承材料金属材料金属材料粉末冶金材料粉末冶金材料 由金属粉末和石墨高温烧结成型，是一种多由金属粉末和石墨高温烧结成型，是一种多 孔结构金属合金材料孔结构金属合金材料。非金属材料非金属材料 如树脂、尼龙、聚四氟乙烯等如树脂、尼龙、聚四氟乙烯等轴承合金轴承合金：轴承合金是锡、铅、锐、铜的合金，轴承合金是锡、铅、锐、铜的合金，它以锡或铅作为基体它以锡或铅作为基体铜合金铜合金铝基轴承合金铝基轴承合金灰铸铁和耐磨铸铁灰铸铁和耐磨铸铁10.3 10.3 滑动轴承材料和轴瓦结构滑动轴承材料和轴瓦结构材料材料牌号牌号P(MPa)v(m/s)Pv(MPa m/s)轴径最轴径最小硬度小硬度HBS最高工最高工作温度（作温度（C）应用场应用场合合锡锑轴锡锑轴承合金承合金ZSnSbllCu6平稳载平稳载荷荷25802050150用于高用于高速重载的重轴速重载的重轴 承变裁荷下承变裁荷下疲劳，价高疲劳，价高ZSnSb8Cu4冲击载冲击载荷荷206015铅锑轴铅锑轴承合金承合金ZPbSbl6Snl6Cu2151210150150用中速用中速 、 中载轴承，中载轴承， 不不宜受显著的冲宜受显著的冲击载荷击载荷ZPbSbI 5Snl0201510铸锡青铸锡青铜铜ZCuSn5Pb5Zn58315200280用中速用中速 、中载条件下中载条件下铸铝背铸铝背铜铜ZCuAllOFe315412200280用于润用于润滑充分的低速滑充分的低速重载轴承重载轴承灰铸铁灰铸铁HT15040.5-用于低用于低速、轻载、速、轻载、 不不重要的轴承重要的轴承HT20021HT25012常用金属材料及性能表常用金属材料及性能表10.3 10.3 滑动轴承材料和轴瓦结构滑动轴承材料和轴瓦结构三、轴瓦结构三、轴瓦结构整体式 整体式轴承采用整体式轴瓦，整体式轴瓦又称轴套，分为光滑轴套和带纵向油槽轴套两种。10.3 10.3 滑动轴承材料和轴瓦结构滑动轴承材料和轴瓦结构部分式 部分式轴承采用部分式轴瓦。为了使轴承与轴瓦结合牢固，可在轴瓦基体内壁制出沟槽，使其与合金轴承衬结合更牢。 为了使润滑油能均匀流到整个工作表面上，轴瓦上要开出油沟，油沟和油孔应开在非承载区，以保证承载区油膜的连续性。10.3 10.3 滑动轴承材料和轴瓦结构滑动轴承材料和轴瓦结构10.3 10.3 滑动轴承材料和轴瓦结构滑动轴承材料和轴瓦结构10.4 10.4 非液体摩擦滑动轴承的校核计算非液体摩擦滑动轴承的校核计算一、径向滑动轴承设计计算方法与步骤一、径向滑动轴承设计计算方法与步骤1、根据工作条件和使用要求，确定轴承的结构形式， 并选定轴瓦材料。2、确定轴承的宽度 B。一般按宽径比B/d及d来确定B。通常取 B/d=0. 51. 5，推荐重载时取0.50.75，中载时取0.71.1，轻载时取11.5。机器种类机器种类轴承轴承B/d值值机器种类机器种类轴承轴承B/d值值汽车及航空发动机汽车及航空发动机曲轴主轴承曲轴主轴承0.751.75空压机及往复式泵空压机及往复式泵曲轴主轴承曲轴主轴承1.02.0连杆轴承连杆轴承0.751.75连杆轴承连杆轴承1.02.5活塞销活塞销1.52.2活塞销活塞销1.21.5柴油机柴油机曲轴主轴承曲轴主轴承0.62.0电动机电动机主轴承主轴承0.61.5连杆轴承连杆轴承0.61.5机床机床主轴承主轴承0.81.2活塞销活塞销1.52.0冲、剪床冲、剪床主轴承主轴承1.02.0铁路车辆铁路车辆轮轴支撑轮轴支撑0.82.0起重设备起重设备1.52.0汽轮机汽轮机主轴承主轴承0.41.2齿轮减速器齿轮减速器1.02.010.4 10.4 非液体摩擦滑动轴承的校核计算非液体摩擦滑动轴承的校核计算3、计算平均压强、计算平均压强P、滑动速度、滑动速度V和乘积和乘积Pv的值的值（1）校核压强）校核压强P。压强压强P应满足以下条件要求应满足以下条件要求（2）校核速度）校核速度V。（3）校核压强速度值）校核压强速度值Pv。10.4 10.4 非液体摩擦滑动轴承的校核计算非液体摩擦滑动轴承的校核计算（4）选择轴承配合）选择轴承配合。以保证一定的间隙以保证一定的间隙。表10-3 非液体滑动摩擦轴承的配合选择配合符号配合符号使用情况使用情况H7/g6磨床和车床分度头轴承磨床和车床分度头轴承H7/f7铣床、钻床和车床的轴承，汽车发动机曲轴的主轴承及连杆轴承，齿轮减速器及蜗杆减速器轴承铣床、钻床和车床的轴承，汽车发动机曲轴的主轴承及连杆轴承，齿轮减速器及蜗杆减速器轴承H7/e8汽轮发电机轴、内燃机凸轮轴、高速转轴、刀架丝杠、机车多支点轴承等汽轮发电机轴、内燃机凸轮轴、高速转轴、刀架丝杠、机车多支点轴承等H9/f9电机、离心泵、风扇及惰齿轮轴的轴承，蒸汽机与内燃机曲轴的主轴承及连杆轴承电机、离心泵、风扇及惰齿轮轴的轴承，蒸汽机与内燃机曲轴的主轴承及连杆轴承H11/d11或或H11/b11农业机械使用的轴承农业机械使用的轴承10.4 10.4 非液体摩擦滑动轴承的校核计算非液体摩擦滑动轴承的校核计算二、止推滑动轴承设计计算方法与步骤二、止推滑动轴承设计计算方法与步骤1、根据工作条件和使用要求，确定、根据工作条件和使用要求，确定轴承的结构形式，轴承的结构形式， 并选定轴瓦材料。并选定轴瓦材料。2、确定轴环的内径、外径大小。、确定轴环的内径、外径大小。3、计算与强度校核、计算与强度校核。（1）校核压强）校核压强P。10.4 10.4 非液体摩擦滑动轴承的校核计算非液体摩擦滑动轴承的校核计算（2）校核速度）校核速度Vm。（3）校核压强速度值）校核压强速度值Pv。10.4 10.4 非液体摩擦滑动轴承的校核计算非液体摩擦滑动轴承的校核计算【例【例10-1】用于离心泵的径向滑动轴承，轴径d=50mm，转速 n= 1500r/min，承受的径向载荷Fr= 2500N，轴承材料ZCuSn5Zn5Pb5。根据非液体摩擦滑动轴承计算方法校核该轴承是否可用？若不可用，应如何改进？（按轴的强度计算，轴颈直径不得小于50mm)。解解： 查表得到ZCuSn5Zn5Pb5的许用值，P= 8MPa, v=3m/s, Pv=15MPa m/s。取 B/d=1,轴径取最小值d=50mm。则10.4 10.4 非液体摩擦滑动轴承的校核计算非液体摩擦滑动轴承的校核计算由此可知，vv，且轴径已经为最小值，不能减小轴径。故该轴承设计方案不可用。改进方法：改进方法：更改轴承材料，选用铸铝青铜更改轴承材料，选用铸铝青铜ZCuAl10Fe3，其，其P=15Mpa，v=4m/s，Pv=12Mpa.m/s，满足要求。，满足要求。10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择一、滚动轴承的基本结构一、滚动轴承的基本结构滚动轴承一般由内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4组成。内圈装在轴径上，与轴一起转动。外圈装在机座的轴承孔内，一般不转动。内外圈上设置有滚道，当内外圈之间相对旋转时，滚动体沿着滚道滚动。保持架使滚动体均匀分布在滚道上，减少滚动体之间的碰撞和磨损。2134123410.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择二、滚动轴承的主要类型及特性二、滚动轴承的主要类型及特性1、按受载荷情况分：、按受载荷情况分：10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择2、按照滚动体的形状分类、按照滚动体的形状分类（1）球轴承。球轴承的滚动体为球体）球轴承。球轴承的滚动体为球体。（2）滚子轴承。滚子轴承的滚动体为滚子，）滚子轴承。滚子轴承的滚动体为滚子，3、按照滚动体的列数、按照滚动体的列数分类分类（1）单列轴承。具有一列滚动体的轴承。）单列轴承。具有一列滚动体的轴承。（2）双列轴承。具有两列滚动体的轴承。）双列轴承。具有两列滚动体的轴承。（3）多列轴承。具有多于两列列滚动体的轴承。）多列轴承。具有多于两列列滚动体的轴承。4、按工作时能否调心，滚动轴承还可分为刚性轴承和调、按工作时能否调心，滚动轴承还可分为刚性轴承和调心轴承。心轴承。10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择三、滚动轴承代号三、滚动轴承代号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承代号轴承代号五五四四三三二二一一内径结构内径结构代号代号密密封封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 殊特 殊轴 承轴 承材 料材 料代号代号公公差差等等级级代代号号游 隙游 隙代号代号多多轴轴承承配配置置代代号号其其他他代代号号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径系列宽径系列代号代号直径系列直径系列代号代号基本代号表示轴承的类型与尺寸等主要特征。后置代号表示轴承的精度与材料的特征。前置代号表示轴承的分部件。10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择1、基本代号、基本代号（1）类型代号）类型代号轴承类型轴承类型类型代号类型代号轴承类型轴承类型类型代号类型代号双列角接触球轴承双列角接触球轴承0角接触球轴承角接触球轴承7调心球轴承调心球轴承1推力滚子轴承推力滚子轴承8调心滚子轴承调心滚子轴承2推力圆锥滚子轴承推力圆锥滚子轴承9推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承29圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承N圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承3滚针轴承滚针轴承NA双列深沟球轴承双列深沟球轴承4外球面球轴承外球面球轴承U推力球轴承推力球轴承5直线轴承直线轴承L深沟球轴承深沟球轴承610.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择（2）尺寸系列代号）尺寸系列代号基本代号左起第二位表示宽度系列，代号有基本代号左起第二位表示宽度系列，代号有0、1、2、3、4、5、6 等，宽度尺寸依次递增。宽度系列为等，宽度尺寸依次递增。宽度系列为 0系列时，在代号中可系列时，在代号中可以不标出。基本代号左起第三位表示直径系列，代号有以不标出。基本代号左起第三位表示直径系列，代号有0、1、2、3、4等，表示外径尺寸依次递增。等，表示外径尺寸依次递增。代号代号7890123456宽度系列宽度系列特窄特窄窄窄正常正常宽宽特宽特宽直径系列直径系列超特轻超特轻超轻超轻特轻特轻轻轻中中重重10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择（3）内径代号）内径代号轴承内径轴承内径/mm表示方法表示方法举例说明举例说明轴承代号轴承代号内径内径/mm10-17内径代号内径代号00010203630112轴承内径轴承内径1012151720-495内径代号内径代号0499，内径，内径d=代号数代号数*5N22084022，28，32代号直接用公称内径尺寸（代号直接用公称内径尺寸（mm）来表示，加入）来表示，加入“/”与尺寸系列代号隔开与尺寸系列代号隔开612/32321-9（整数）（整数）603/880.6-10（非整数）（非整数）718/3.53.5大于大于495203/51051010.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择2、前置代号、前置代号前置代号用字母表示， 用以说明成套轴承部件的特点，如NU表示内圈无挡边的圆柱滚子轴承。一般轴承无需做此说明，则前置代号可以省略。如有需要，可以查阅机械设计手册。3、后置代号、后置代号后置代号用字母和字母数字的组合来表示，后置代号用字母和字母数字的组合来表示， 按不同的情况可按不同的情况可以紧接在基本代号之后或者用以紧接在基本代号之后或者用 “”、“” 符号隔开。符号隔开。（1）内部结构代号。反映同一类轴承的不同内部结构，用字）内部结构代号。反映同一类轴承的不同内部结构，用字母表示，紧跟在基本代号后面。如接触角母表示，紧跟在基本代号后面。如接触角=15、25和和40的角接触球轴承，分别用的角接触球轴承，分别用C、AC、B代表。代表。10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择（2）公差等级。轴承的公差等级分为）公差等级。轴承的公差等级分为 6 个级别，按照、个级别，按照、2 级、级、4 级、级、5 级、级、6 级、级、6X 级、级、0级的次序，精度依次由高至低，级的次序，精度依次由高至低，其代号分别为其代号分别为/P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0。0 级为普通级为普通级，代号可省略标注。级，代号可省略标注。（3）游隙代号。游隙是指轴承内外圈沿半径方向或轴向的相）游隙代号。游隙是指轴承内外圈沿半径方向或轴向的相对最大位移量。径向游隙分对最大位移量。径向游隙分 6 个组别，由小到大依次为个组别，由小到大依次为1 组、组、2 组、组、0组、组、3 组、组、4 组、组、5 组，对应的代号为组，对应的代号为/C1、/C2、/C0、/C3、/C4、/C5，其中，其中，0 组是常用的基本游隙组别，轴承代组是常用的基本游隙组别，轴承代号中不标。号中不标。当公差等级和游隙组别代号同时标注时，游隙代号前的当公差等级和游隙组别代号同时标注时，游隙代号前的“/”可省略可省略 。其他项目组在配置、噪声、摩擦力矩、润滑等方面。其他项目组在配置、噪声、摩擦力矩、润滑等方面特殊要求的代号参见标准特殊要求的代号参见标准 GB/T 272-2017，或厂家的说明。，或厂家的说明。10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择【例【例10-2】试说明轴承代号】试说明轴承代号 6206、32315E、7312C 及及 51410/P6 的含义。的含义。解解 ： 6206: （从左至右）6 为深沟球轴承；（0）2 为尺寸系列代号，直径系列为 2，宽度系列为 0 （省略）； 06 为轴承内径 30mm；公差等级为 0 级。 32315E: （从左至右）3 为圆锥滚子轴承；23 为尺寸系列代号，直径系列为 3，宽度系列为 2; 15为轴承内径 75mm; E为加强型；公差等级为 0 级。 7312C: （从左至右）7为角接触球轴承；（0）3为尺寸系列代号，直径系列为 3，宽度系列为0（省略）; 12为轴承内径60mm; C为公称接触角=15 ；公差等级为0级。 51410/P6：（从左至右）5为双向推力轴承；14为尺寸系列代号，直径系列为4，宽度系列为1; 10为轴承直径50mm ；P6前有 “”，为轴承公差等级为P6级。10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择四、滚动轴承的类型选择四、滚动轴承的类型选择1、载荷的大小、方向及性质、载荷的大小、方向及性质（1）受纯径向载荷时应选用向心轴承（如）受纯径向载荷时应选用向心轴承（如60000、N0000、NU0000型等型等 ）；受纯轴向载荷应选用推力轴承（如）；受纯轴向载荷应选用推力轴承（如50000型）。型）。（2）对于同时承受径向载荷和轴向载荷的轴承，应根据两者（）对于同时承受径向载荷和轴向载荷的轴承，应根据两者（） 的比值来确定。的比值来确定。 若相对于较小时，可选用深沟球轴承（若相对于较小时，可选用深沟球轴承（60000型）、型）、 接触角不大的角接触球轴承（接触角不大的角接触球轴承（70000C型）及圆锥滚子轴承（型）及圆锥滚子轴承（30000型型）；当相对于比较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承；当相对于比较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承。（70000AC型或型或70000C型）；当比大很多时，则应考虑采用向心轴型）；当比大很多时，则应考虑采用向心轴承和推力轴承的组合结构，以分别承受径向载荷和轴向载荷。承和推力轴承的组合结构，以分别承受径向载荷和轴向载荷。（3）在同样外廓尺寸的条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力和）在同样外廓尺寸的条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力和抗冲击能力要大。故载荷较大、有振动和冲击时，应优先选用滚子抗冲击能力要大。故载荷较大、有振动和冲击时，应优先选用滚子轴承；反之，轻载和要求旋转精度较高的场合应选择球轴承。轴承；反之，轻载和要求旋转精度较高的场合应选择球轴承。（4）同一轴上两处支承的径向载荷相差较大时，也可以选用不同）同一轴上两处支承的径向载荷相差较大时，也可以选用不同类型的轴承。类型的轴承。10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择2、轴承的转速、轴承的转速（1）球轴承比滚子轴承的极限转速高，所以在高速情况下应选择）球轴承比滚子轴承的极限转速高，所以在高速情况下应选择球轴承。球轴承。（2）当轴承内径相同，外径越小则滚动体越小，产生的离心力越）当轴承内径相同，外径越小则滚动体越小，产生的离心力越小，对外径滚道的作用也小，所以外径越大极限转速越低。小，对外径滚道的作用也小，所以外径越大极限转速越低。（3）实体保持架比冲压保持架允许有较高的转速。）实体保持架比冲压保持架允许有较高的转速。（4）推力轴承的极限转速低，所以当工作转速较高而轴向载荷较）推力轴承的极限转速低，所以当工作转速较高而轴向载荷较小时，可以采用角接触球轴承或深沟球轴承。小时，可以采用角接触球轴承或深沟球轴承。3、调心性能、调心性能当两轴孔的轴心偏差较大，或轴工作时变形过大时，宜选用调心当两轴孔的轴心偏差较大，或轴工作时变形过大时，宜选用调心轴承。但调心轴承需成对使用，否则将失去调心作用。圆柱滚子轴承。但调心轴承需成对使用，否则将失去调心作用。圆柱滚子轴承和滚针轴承不允许角偏差，尽量避免使用。轴承和滚针轴承不允许角偏差，尽量避免使用。10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择4、安装与拆卸方便性、安装与拆卸方便性轴承在径向安装空间受限时，宜选轻和特轻系列，或滚针轴承；轴承在径向安装空间受限时，宜选轻和特轻系列，或滚针轴承；在轴向安装空间受限时，宜选窄系列；在轴承座不是剖分而必在轴向安装空间受限时，宜选窄系列；在轴承座不是剖分而必须沿轴向装拆以及需要频繁装拆轴承时，可选用内外圈可分须沿轴向装拆以及需要频繁装拆轴承时，可选用内外圈可分离的轴承，如圆锥滚子轴承等。离的轴承，如圆锥滚子轴承等。5、经济性能、经济性能在满足使用要求的情况下，应尽量选用价格低廉的轴承。一般在满足使用要求的情况下，应尽量选用价格低廉的轴承。一般球轴承比滚子轴承便宜，精度低的轴承比精度高的便宜。球轴承比滚子轴承便宜，精度低的轴承比精度高的便宜。10.5 10.5 滚动轴承的类型、代号及其选择滚动轴承的类型、代号及其选择向心轴承的极限转速高于推力轴承；单列的高于双列的极限转向心轴承的极限转速高于推力轴承；单列的高于双列的极限转速；滚子轴承的承载能力高于球轴承；双列轴承的承载能力高于速；滚子轴承的承载能力高于球轴承；双列轴承的承载能力高于单列轴承；调心轴承具有调心作用，适合于同轴度不高、轴的刚单列轴承；调心轴承具有调心作用，适合于同轴度不高、轴的刚度较小的场合；角接触轴承能够承受径向和轴向双向载荷；球轴度较小的场合；角接触轴承能够承受径向和轴向双向载荷；球轴承的价格低于滚子轴承的价格。承的价格低于滚子轴承的价格。因此，在选择轴承时，转速较高、载荷较小时宜选用球轴承；因此，在选择轴承时，转速较高、载荷较小时宜选用球轴承；转速较低、载荷较大或有冲击载荷时则选用滚子轴承。转速较低、载荷较大或有冲击载荷时则选用滚子轴承。同时受径向和轴向联合载荷，一般选用角接触球轴承或圆锥滚同时受径向和轴向联合载荷，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承；若径向载荷较大、子轴承；若径向载荷较大、 轴向载荷小时，可选用深沟球轴承；轴向载荷小时，可选用深沟球轴承；当轴向载荷较大、径向载荷小时，可采用推力角接触球轴承或选当轴向载荷较大、径向载荷小时，可采用推力角接触球轴承或选用推力球轴承和深沟球轴承的组合结构。当两轴承座孔轴线不对用推力球轴承和深沟球轴承的组合结构。当两轴承座孔轴线不对中或由于加中或由于加 工、工、 安装误差和轴挠曲变形大等原因使轴承内外圈倾安装误差和轴挠曲变形大等原因使轴承内外圈倾斜角较大时选用调心轴承。为便于安装斜角较大时选用调心轴承。为便于安装 拆卸和调整间隙常选用内拆卸和调整间隙常选用内外圈可分离的分离型轴承，如圆锥被子轴承等。外圈可分离的分离型轴承，如圆锥被子轴承等。10.6 10.6 滚动轴承的寿命及尺寸选择滚动轴承的寿命及尺寸选择一、滚动轴承的主要失效形式一、滚动轴承的主要失效形式1、疲劳点蚀、疲劳点蚀。疲劳点蚀是轴承的主要失效形式。疲劳点蚀是轴承的主要失效形式。2、塑性变形、塑性变形。对于摆动、转速很低或重载、大冲击工作条件对于摆动、转速很低或重载、大冲击工作条件下的滚动轴承，塑性变形是主要的失效形式。下的滚动轴承，塑性变形是主要的失效形式。3、磨损、磨损二、滚动轴承的设计准则二、滚动轴承的设计准则在选择轴承类型后，在确定其尺寸和型号时，对于制造良好、在选择轴承类型后，在确定其尺寸和型号时，对于制造良好、安装维护正常的轴承，安装维护正常的轴承，最常见的失效形式是疲劳点蚀和塑性变最常见的失效形式是疲劳点蚀和塑性变形形，针对这两类破坏形式，采用的相应计算准则是：，针对这两类破坏形式，采用的相应计算准则是：针对疲劳针对疲劳点蚀进行接触疲劳承载能力计算和针对塑性变形进行静强度计点蚀进行接触疲劳承载能力计算和针对塑性变形进行静强度计算。算。10.6 10.6 滚动轴承的寿命及尺寸选择滚动轴承的寿命及尺寸选择10.6 10.6 滚动轴承的寿命及尺寸选择滚动轴承的寿命及尺寸选择三、轴承寿命计算三、轴承寿命计算（1）轴承寿命）轴承寿命滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数，或在滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数，或在一定转速下的工作小时数，称为轴承的寿命。一定转速下的工作小时数，称为轴承的寿命。（2）轴承寿命的离散性与可靠度。）轴承寿命的离散性与可靠度。（3）基本额定寿命）基本额定寿命对于同一批在同一条件下运转的滚动轴承，其中对于同一批在同一条件下运转的滚动轴承，其中 10%的轴的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数（以为单位）或一承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数（以为单位）或一定转速下的工作时数，称为基本额定寿命。基本额定寿命定转速下的工作时数，称为基本额定寿命。基本额定寿命可以用总转数（单位为）或工作小时数（单位为可以用总转数（单位为）或工作小时数（单位为 h）表示。）表示。（4）基本额定动载荷。基本额定寿命时，轴承所能承）基本额定动载荷。基本额定寿命时，轴承所能承受的载荷，称为基本额定动载荷受的载荷，称为基本额定动载荷C。10.6 10.6 滚动轴承的寿命及尺寸选择滚动轴承的寿命及尺寸选择2、滚动轴承寿命计算、滚动轴承寿命计算。为轴承的工作转速载荷；为轴承所承受的当量动（滚子轴承）；（球轴承）；其中：min)/(3103rnP10.6 10.6 滚动轴承的寿命及尺寸选择滚动轴承的寿命及尺寸选择3、滚动轴承的当量动载荷计算、滚动轴承的当量动载荷计算滚动轴承尺寸的选择4 在进行轴承寿命计算时，应把作用在轴承上的实际载荷转换为与确定轴承C值的载荷条件相一致当量动载荷当量动载荷（用P表示)。各类轴承的当量动载荷可按下式计算：arYFXFP式中：Fr与Fa分别为轴承实际承受的径向载荷与轴向载荷 X、Y分别为轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数)(arPYFXFfP：即载荷性质载荷系数 f p举例无冲击或轻微冲击1.01.2电机、汽轮机、通风机、水泵等中等冲击或中等惯性力1.21.8机床、车辆、动力机械、起重机、造纸机、选矿机、冶金机械、卷扬机械等强大冲击1.83.0碎石机、轧钢机、钻探机、振动筛等10.6 10.6 滚动轴承的寿命及尺寸选择滚动轴承的寿命及尺寸选择径向载荷系数径向载荷系数X和轴向载荷系数和轴向载荷系数Y的确定：的确定：（1）计算轴承的相对轴向载荷）计算轴承的相对轴向载荷Fa/C0（C0是轴承的基本定额静是轴承的基本定额静载荷，可以在机械设计手册中查取），从表载荷，可以在机械设计手册中查取），从表10-15中查出对应的中查出对应的载荷转换判定系数载荷转换判定系数e。（2）计算轴承的轴向载荷与径向载荷的比值）计算轴承的轴向载荷与径向载荷的比值Fa/Fr，根据，根据 Fa/Fr与与e的大小关系，由表的大小关系，由表10-15查出对应的查出对应的X和和Y。10.6 10.6 滚动轴承的寿命及尺寸选择滚动轴承的寿命及尺寸选择4、向心角接触轴承的载荷计算、向心角接触轴承的载荷计算（1）向心角接触轴承受力分析）向心角接触轴承受力分析载荷作用中心载荷作用中心 O的位置应为各滚动体的位置应为各滚动体的载荷矢量与轴中心线的交点。的载荷矢量与轴中心线的交点。（2）内部轴向力）内部轴向力由于接触角由于接触角（045）的存）的存在，当它承受径向载荷时，将派生一在，当它承受径向载荷时，将派生一个内部轴向力，如图个内部轴向力，如图 16-8 所示，用所示，用 表示。各种角接触轴承的内部轴向力表示。各种角接触轴承的内部轴向力 的大小按表的大小按表10-16 确定。确定。 Fs的方向由的方向由轴承外圈的宽端面指向窄端面。轴承外圈的宽端面指向窄端面。 10.6 10.6 滚动轴承的寿命及尺寸选择滚动轴承的寿命及尺寸选择为了使内部轴向力得到平衡，通常角接触轴承都要成对使用，对为了使内部轴向力得到平衡，通常角接触轴承都要成对使用，对称安装。安装方式有正装和反装两种，图称安装。安装方式有正装和反装两种，图10-20（a）所示的轴承）所示的轴承外圈窄边相对也称为面对面安装，称为正装。图外圈窄边相对也称为面对面安装，称为正装。图10-20 （b）所示）所示的轴承外圈为宽边相对也称背对背安装，称为反装。的轴承外圈为宽边相对也称背对背安装，称为反装。10.6 10.6 滚动轴承的寿命及尺寸选择滚动轴承的寿命及尺寸选择 1）根据轴承的安装方式，确定内部轴）根据轴承的安装方式，确定内部轴向力的大小及方向；向力的大小及方向； 2）判断全部轴向载荷合力的方向，确）判断全部轴向载荷合力的方向，确定被压紧的轴承定被压紧的轴承(紧端紧端)及被放松的轴承及被放松的轴承(松端松端)； 3）“紧端紧端”轴承所受的实际轴向载荷，轴承所受的实际轴向载荷，应为除了自身内部轴向力之外，其它所应为除了自身内部轴向力之外，其它所有轴向力的代数和；有轴向力的代数和； “松端松端”轴承所受的实际轴向载荷，轴承所受的实际轴向载荷，等于自身内部轴向力。等于自身内部轴向力。10.6 10.6 滚动轴承的寿命及尺寸选择滚动轴承的寿命及尺寸选择5、滚动轴承的静载荷、滚动轴承的静载荷当轴承上同时作用有径向负荷Fr和轴向负荷Fa时，应折合成一个当量静负荷P0，即000rapX FY F 若计算出的P0 Fr ，则应取P0 = Fr ；对只承受径向负荷的轴承， P0 = Fr；对只承受轴向负荷的轴承， P0 = Fa 。静强度计算静强度计算静强度计算公式000CSPS0为静强度安全系数；若轴承转速较低，对运转精度和摩擦力矩要求不高时，允许有较大接触应力，可取S0 190016000160003000030000 润滑方式润滑方式润滑脂润滑润滑脂润滑（可用油杯）（可用油杯）润滑油滴油润滑润滑油滴油润滑（可用针阀油杯等）（可用针阀油杯等）飞溅式润滑飞溅式润滑（水或循环油冷却）（水或循环油冷却）循环压力润滑循环压力润滑1、滑动轴承润滑方式、滑动轴承润滑方式10.8 10.8 轴承的润滑、润滑装置和密封装置轴承的润滑、润滑装置和密封装置2、滚动轴承润滑方式、滚动轴承润滑方式（1）脂润滑）脂润滑 一般情况下，滚动轴承使用的是润滑脂，它可以形成强度较高的油膜，承受较大的载一般情况下，滚动轴承使用的是润滑脂，它可以形成强度较高的油膜，承受较大的载荷，缓冲和吸振能力好，荷，缓冲和吸振能力好， 黏附力强，可以防水，不需要经常更换和补充。同时密封结黏附力强，可以防水，不需要经常更换和补充。同时密封结构简单。在轴颈圆周速度构简单。在轴颈圆周速度v45m/s时适用。滚动轴承的装脂量为轴承内部