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滚动轴承节第1页，本讲稿共29页13-1 概概 述述各零件的作用：外圈：外圈：装在轴承装在轴承座孔内座孔内保持架保持架:将滚动将滚动体分开体分开内圈：内圈：装在轴上装在轴上滚动体：滚动体：滑动滑动滚动滚动滚动轴承的组成：滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。外圈、内圈、滚动体、保持架。第2页，本讲稿共29页13-1 概概 述述硬度和接触疲劳强度硬度和接触疲劳强度 保持架：低碳钢，保持架：低碳钢，冲压制成高速轴承：有色金属高速轴承：有色金属或塑料或塑料。耐磨性和冲击韧性耐磨性和冲击韧性 用含铬合金钢制造，用含铬合金钢制造，6165HRC。工作表。工作表面需经磨削或抛光。面需经磨削或抛光。滚动副的材料要求：滚动副的材料要求：第3页，本讲稿共29页优点：优点：缺点：缺点：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。摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便和易于互换等。滑简便和易于互换等。抗冲击能力差、高速时出现噪音。抗冲击能力差、高速时出现噪音。第4页，本讲稿共29页13-2 滚动轴承的主要类型及其代号滚动轴承的主要类型及其代号一、滚动副的主要类型、性能与特点一、滚动副的主要类型、性能与特点轴承轴承类型类型按载荷按载荷方向分方向分按滚动体按滚动体形状分形状分向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承向心推力轴承向心推力轴承圆柱滚子圆柱滚子圆锥滚子圆锥滚子球面滚子球面滚子滚针滚针球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承主要承受主要承受径向载荷径向载荷只能承受只能承受轴向载荷轴向载荷同时承受同时承受径向、径向、轴向载荷轴向载荷第5页，本讲稿共29页=0 各类轴承的公称接触角 轴承类型公称接触角向心轴承推力轴承径向接触角接触轴向接触角接触0 45 45=9=90 45 9090接触角接触角：滚动体与外圈接触处的法线与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垂直于轴承轴心线的平面之间的夹角称为公称接触角。公称接触角。接触角接触角 轴向承载能力轴向承载能力 第6页，本讲稿共29页调心球轴调心球轴承承10000中中2 3 主要承受径向主要承受径向载荷，同时也载荷，同时也能承受少量轴能承受少量轴向载荷。因为向载荷。因为外滚道表面是外滚道表面是以轴承中点为以轴承中点为中心的球面，中心的球面，故能故能调心。调心。表13-1 常用滚动轴承的类型、主要性能和特点轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差特性和应用第7页，本讲稿共29页调心滚调心滚子轴承子轴承20000C低低0.5 2 比10000小能承受很大的径向载荷和少能承受很大的径向载荷和少量轴向载荷。承载能力大，量轴向载荷。承载能力大，具有调性能。具有调性能。圆锥滚圆锥滚子轴承子轴承30000中中2 能同时承受较大的径向、能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。因线性接轴向联合载荷。因线性接触，承载能力大，内外圈触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，成对可分离，装拆方便，成对使用。使用。推力球轴承推力球轴承50000低低不允许不允许 只能承受轴向载荷，且作用线必需只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。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，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。可用于轴向载荷大、转速不高之处。a)单向单向表13-1 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第8页，本讲稿共29页推力球轴承推力球轴承50000低低不允许不允许 只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线只能承受轴向载荷，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，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、转速不高寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处。之处。b)双向深沟球轴承深沟球轴承60000高高816 主要承受径向载荷，也主要承受径向载荷，也可同时承受小的轴向载可同时承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最小，荷。当量摩擦系数最小，价格最低。高速时可承价格最低。高速时可承受纯轴向载荷受纯轴向载荷角接触角接触球轴承球轴承70000C(=15=15)70000AC(=25=25)70000B(=40=40)较高较高210 能同时承受较大的径向、能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。轴向联合载荷。大，承大，承载能力越大，有三种规格。载能力越大，有三种规格。称对使用。称对使用。表13-2 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第9页，本讲稿共29页表13-2 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低不允许 能承受很大的单向轴向载荷。圆柱滚子轴承N0000较高24 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)等型式滚针轴承a)NA0000b)RNA0000低只能承受径向载荷。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，极限转速低。不允许 a)b)第10页，本讲稿共29页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、技术要求等，为便于组织生产和选用，规定了滚动轴承的代号，宽宽(高高)度度系列代号系列代号直径系列直径系列代号代号前置代号 基本代号共5位 后置代号表13-2 滚动轴承代号的构成类类型型代代号号尺寸系列代号尺寸系列代号注：代表字母；代表数字 或加2.基本代号：表示轴承的基本类型、结构和尺寸。基本代号：表示轴承的基本类型、结构和尺寸。类型代号类型代号-左起第一位，为左起第一位，为0（双列角接触球轴承）（双列角接触球轴承）则省略。则省略。是轴承代号的基础，有三项成套轴承分部成套轴承分部件代号件代号1.前置代号前置代号-成套轴承分部件代号。成套轴承分部件代号。二、二、滚动轴承的代号滚动轴承的代号轴轴承承内内径径（）0第11页，本讲稿共29页调心滚子轴承20000C圆锥滚子轴承30000推力球轴承推力球轴承50000a)单向b)双向深沟球轴承60000角接触球轴承70000推力圆柱滚子轴承80000圆柱滚子轴承N0000滚针轴承滚针轴承a)NA0000b)RNA0000调心球轴承10000第12页，本讲稿共29页6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3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7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滚动轴承主要类型代号表 第13页，本讲稿共29页内径代号内径代号-基本代号右起第一、二位数字。基本代号右起第一、二位数字。表13-3 轴承的内径代号 内径代号轴承内径尺寸mm00100102030496数字 5121517宽(高)度系列代号直径系列代号前置代号 基本代号 后置代号表13-2 滚动轴承代号的构成（）类型代号尺寸系列代号注：代表字母；代表数字 或加成套轴承分部件代号第14页，本讲稿共29页结构、内径相同，而外径、宽度的四变化。000300400200尺寸系列代号尺寸系列代号-右起第三、四位数字。右起第三、四位数字。宽(高)度系列代号直径系列代号前置代号 基本代号 后置代号表13-2 滚动轴承代号的构成（）类型代号尺寸系列代号或加成套轴承分部件代号代号有：7、8、9、0、1、2、3、4、5直径系列代号直径系列代号-右起第三位数字右起第三位数字外径尺寸依次增大外径尺寸依次增大第15页，本讲稿共29页结构、内径和直径系列都相同的轴承，在宽度方面的变化结构、内径和直径系列都相同的轴承，在宽度方面的变化宽(高)度系列代号直径系列代号前置代号 基本代号 后置代号表13-2 滚动轴承代号的构成（）类型代号尺寸系列代号或加成套轴承分部件代号代号有：代号有：8、0、1、2、3、4、5、6宽系列代号宽系列代号-右起第四位数字右起第四位数字宽度依次递增宽度依次递增 0 一般不标出，但圆锥滚子轴承和调心滚子轴承，一般不标出，但圆锥滚子轴承和调心滚子轴承，宽度系列代号宽度系列代号0应标出。应标出。（推力轴承指高度）（推力轴承指高度）第16页，本讲稿共29页表13-2-a 向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号直径系列代号推力轴承向心轴承01(0)0(0)1101120211011234特轻轻中重(0)2(0)3(0)41213222324121314222324(0)1212窄正常宽正常尺寸系列代号宽度系列代号高度系列代号第17页，本讲稿共29页3.后置代号后置代号-用字母（或加数字）表示。用字母（或加数字）表示。内部结构表13-4 轴承后置代号排列顺序后置代号组含 义1密封与防尘套圈变形238保持架及材料游隙轴承材料公差等级配置其它7456宽(高)度系列代号直径系列代号前置代号 基本代号 后置代号表13-2 滚动轴承代号的构成（）类型代号尺寸系列代号或加成套轴承分部件代号第18页，本讲稿共29页注：公差等级中注：公差等级中0级最低，向右依次增高，级最低，向右依次增高，2级最高。级最高。表13-4-b 轴承内部结构常用代号 轴承类型 代 号 含 义 示 例 C =15=15 7210C 角接触球轴承角接触球轴承 AC =25=25 7210AC B =40=40 7210B圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 B 接触角接触角加大加大 32310BE 加强型 N207E表13-6 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/P26X级仅适用于圆锥滚子轴承级仅适用于圆锥滚子轴承第19页，本讲稿共29页轴承的径向游隙：径向游隙依次由小到大径向游隙依次由小到大分为：分为：1组、组、2组、组、0组、组、3组、组、4组、组、5组组/C1、/C2、不标出、不标出、/C3、/C4、/C5第20页，本讲稿共29页三、滚动轴承代号示例三、滚动轴承代号示例 6 2 2 037 (0)3 12 AC /P6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 公称接触角公称接触角=25 轴承内径轴承内径 d=125=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 角接触球轴承 公差等级6级 0级公差级公差;0组游隙；组游隙；游隙组为游隙组为0组；组；第21页，本讲稿共29页N 1 05/P5公差等级5级 轴承内径 d=25 mm直径系列代号，1(特轻)系列 圆柱滚子轴承 0组游隙；组游隙；3 0 2 13轴承内径 d=65 mm直径系列代号，2(轻)系列 宽度系列代号，0(窄)系列 圆锥滚子轴承 0级公差级公差;0组游隙；组游隙；第22页，本讲稿共29页13-3 滚动轴承的类型选择滚动轴承的类型选择 滚动轴承是标准零件，要求设计者应能在机械设计过程中，根据使用的要求较合理地选择滚动轴承的类型与规格。滚动轴承选择的一般过程滚动轴承选择的一般过程 根据载荷性质选择轴承的根据载荷性质选择轴承的类型和直径系列类型和直径系列按轴径确定轴承内径不进行承载能力验算NYEND合格吗？校核承载能力 Y有严格要求吗？N13-3 滚动轴承类型的选择滚动轴承类型的选择第23页，本讲稿共29页承受径向载荷为主；承受径向载荷为主；0 4545 45 9090 承受轴向载荷为主；承受轴向载荷为主；=0 =9=90 滚动体为滚子，则只能承受径向载荷；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。若滚动体为球，可承受一定的轴向载荷。只能承受轴向载荷。只能承受轴向载荷。2）轴承的转速轴承的转速 转速过高转速过高 温度温度 润滑失效润滑失效 滚动体回火或滚动体回火或胶合破坏。胶合破坏。极限转速极限转速-滚动轴承在一定载荷与润滑条件下，允许的滚动轴承在一定载荷与润滑条件下，允许的最高转速。最高转速。具体可查阅设计手册或轴承样本。具体可查阅设计手册或轴承样本。选用原则：选用原则：1.球轴承比滚子轴承的极限转速高，应优先选用球轴承；球轴承比滚子轴承的极限转速高，应优先选用球轴承；2.在高速时，以选用超轻、特轻及轻系列的轴承；在高速时，以选用超轻、特轻及轻系列的轴承；内径相同时，外径越小，滚动体就越轻小，产生的离心惯性力也小，；1）轴承的载荷轴承的载荷第24页，本讲稿共29页调心轴承3）轴承的调心行性能轴承的调心行性能影响轴承正常运转。影响轴承正常运转。角偏差角偏差 可采用调心轴承。可采用调心轴承。滚针轴承对轴线倾斜最敏感，应紧可能避免滚针轴承对轴线倾斜最敏感，应紧可能避免在轴线有倾斜的情况下使用。在轴线有倾斜的情况下使用。由于安装误差或轴的变形等都会引起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。其倾斜内外圈中心线发生相对倾斜。其倾斜角称为角偏差。角称为角偏差。3.保持架的材料对轴承转速影响极大，实体保持架比冲保持架的材料对轴承转速影响极大，实体保持架比冲 压保持架允许有更高一些的转速；压保持架允许有更高一些的转速；4.推力轴承的极限转速很低，当工作转速高时，若轴向推力轴承的极限转速很低，当工作转速高时，若轴向 载荷不是十分大，可以采用角接触球轴承来承受纯轴载荷不是十分大，可以采用角接触球轴承来承受纯轴 向力；向力；5.若工作转速超过了轴承样本，可以用提高公差等级、若工作转速超过了轴承样本，可以用提高公差等级、适当增大游隙、选用循环冷却等方法。适当增大游隙、选用循环冷却等方法。第25页，本讲稿共29页Fr13-4 滚动轴承的工作情况滚动轴承的工作情况一、滚动体的受力分析一、滚动体的受力分析受纯径向载荷受纯径向载荷Fr时，时，下半圈各滚动体受力大小方向均不同下半圈各滚动体受力大小方向均不同可以导出：可以导出：所有水平分力相互抵销，铅垂分力与外载荷平衡。受纯轴向载荷时，各滚动体受力相同；受纯轴向载荷时，各滚动体受力相同；径向载荷的分布Fmax0 0二、滚动体的应力变化情况二、滚动体的应力变化情况滚动体、动圈上确定点的应力变化 H HFNito固定圈上确定点的应力变化 H HFNito有载荷无载荷上半圈滚动体不受力；上半圈滚动体不受力；z为滚动体的总数。第26页，本讲稿共29页-派生轴向力派生轴向力FNi=Fdi+FriFd=Fdi=Fri tg 第i个滚动体 当角接触球轴承或圆锥滚子轴承承受当角接触球轴承或圆锥滚子轴承承受径向载荷径向载荷Fr时，由于存在接触角时，由于存在接触角，第，第i个滚动体所受力为个滚动体所受力为FNi。可分解为两个轴向。可分解为两个轴向和径向两个分力：和径向两个分力：所有滚动体轴向力之和：所有滚动体轴向力之和：其中：其中：Fdi=Fri tg 三、轴向载荷对载荷分布的影响三、轴向载荷对载荷分布的影响FaFaeFrFNiFd将迫使内圈和轴径向右移动。可按下表来计算将迫使内圈和轴径向右移动。可按下表来计算Fd Fd=1.14FrFd=0.68FrFd=eFrFd=Fr(2Y)70000B(a a=40)70000AC(a a=25)70000C(a a=15)角接触球轴承圆锥滚子轴承 由于产生了派生轴向力，此时轴承所承受的实际轴向力不由于产生了派生轴向力，此时轴承所承受的实际轴向力不再等于外部轴向力，即：再等于外部轴向力，即：Fa Fae假设作用在轴上的轴向外载荷为：Fae FriFdi第27页，本讲稿共29页三、轴向载荷对载荷分布的影响三、轴向载荷对载荷分布的影响FrFrFri第28页，本讲稿共29页Fr派生轴向力派生轴向力计算时计算时 Fd=Fr 式给出式给出FrFr第29页，本讲稿共29页