滚动轴承及其组合设计优秀PPT.ppt

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1、10-2 10-2 滚动轴承的主要类型及代号滚动轴承的主要类型及代号 10-1 10-1 概述概述 10-3 滚动轴承的主要失效形式及计算准则滚动轴承的主要失效形式及计算准则 内圈内圈装在轴颈上，随轴转动装在轴颈上，随轴转动外外 圈圈内内 圈圈滚动体滚动体保持架保持架球球圆柱滚子圆柱滚子滚滚 针针常用的滚动体形态常用的滚动体形态 球面滚子球面滚子圆锥滚子圆锥滚子一一.滚动轴承的构造滚动轴承的构造外圈外圈装在轴承座孔内，一般不转动装在轴承座孔内，一般不转动滚动体滚动体滚动轴承的核心元件滚动轴承的核心元件保持架保持架将滚动体匀整隔开，避开摩擦将滚动体匀整隔开，避开摩擦由由四种元四种元件组成件组成1

2、0-1 10-1 概述概述缺点：抗冲击实力较差，高速时噪声大，工作寿命不及液缺点：抗冲击实力较差，高速时噪声大，工作寿命不及液 体摩擦的滑动轴承，径向尺寸比滑动轴承大。体摩擦的滑动轴承，径向尺寸比滑动轴承大。二二.滚动轴承的特点滚动轴承的特点 摩擦系数小，启动力矩小，效率高；摩擦系数小，启动力矩小，效率高；轴向尺寸（宽度）较小；轴向尺寸（宽度）较小；某些滚动轴承能同时承受径向和轴向载荷，因此某些滚动轴承能同时承受径向和轴向载荷，因此 可使机器结构简化、紧凑；可使机器结构简化、紧凑；径向间隙小，还可预紧方法消退间隙，因此运转径向间隙小，还可预紧方法消退间隙，因此运转 精度高；精度高；润滑简洁，耗

3、油量少，维护保养简便；润滑简洁，耗油量少，维护保养简便；标准件，易于互换等优点，所以获得广泛应用。标准件，易于互换等优点，所以获得广泛应用。优点：优点：3 3滚动轴承部件组合设计（包括轴承内外圈固定、间隙调滚动轴承部件组合设计（包括轴承内外圈固定、间隙调 整、轴承协作、轴承装拆、润滑与密封等）整、轴承协作、轴承装拆、润滑与密封等）重点重点型号（尺寸）选择型号（尺寸）选择轴承寿命计算轴承寿命计算 重点重点类型选择类型选择三三.本章的主要内容：本章的主要内容：2 2滚动轴滚动轴 承选择承选择难点：角接触轴承轴向载荷难点：角接触轴承轴向载荷FA的确定的确定1 1滚动轴承的类型滚动轴承的类型及代号及代

4、号重点重点一滚动轴承的尺寸及性能参数一滚动轴承的尺寸及性能参数10-2 10-2 滚动轴承的主要类型及代号滚动轴承的主要类型及代号 轴承内径轴承内径d轴承内圈孔轴承内圈孔径，它与轴颈直径相同，是径，它与轴颈直径相同，是轴承公称直径；轴承公称直径；D Dd d轴承宽度轴承宽度B 轴承两端轴承两端面之间的轴向距离。面之间的轴向距离。一）滚动轴承的主要尺寸一）滚动轴承的主要尺寸轴承外径轴承外径D 轴承外圈轴承外圈外径，它与轴承座孔直径相外径，它与轴承座孔直径相同；同；B B三）滚动轴承的主要性能参数三）滚动轴承的主要性能参数 轴承的公称接触角轴承的公称接触角 滚动体与套滚动体与套圈接触处的法线与轴承

5、的径向平面之间圈接触处的法线与轴承的径向平面之间的夹角。的夹角。反映轴承承受轴向载荷的实力，反映轴承承受轴向载荷的实力，越大，越大，轴承承受轴向载荷的实力越强。轴承承受轴向载荷的实力越强。轴承的极限转速轴承的极限转速nlim 轴承的工轴承的工 作转速作转速n 轴承内外圈轴线相对偏斜角轴承内外圈轴线相对偏斜角反映轴承自动调心的实力。反映轴承自动调心的实力。调心轴承简图调心轴承简图调心球轴承调心球轴承按轴承所能受的载荷方向或公称接触角的不同可分为以下几种按轴承所能受的载荷方向或公称接触角的不同可分为以下几种 二滚动轴承分类二滚动轴承分类轴承类型轴承类型公称接触角公称接触角向心轴承向心轴承(主要承受

6、主要承受径向负荷径向负荷F FR R)推力轴承推力轴承(主要承受主要承受轴向负荷轴向负荷F FA A)径向接触径向接触向心角接触向心角接触推力角接触推力角接触轴向接触轴向接触=0=00 00 00 045450 045450 0 90 900 0=90=900 0图图例例三三 滚动轴承的主要类型和特点滚动轴承的主要类型和特点类型代号：类型代号：（1 100000000）承承载类型载类型主承径向主承径向负负荷荷FR也能承受少量的双向也能承受少量的双向轴轴向向负负荷荷FA，FRFAFAFRFAFA1.1.调心球轴承调心球轴承承承载类型载类型主承径向主承径向负负荷荷FR ，也能承受少量的双向也能承受

7、少量的双向轴轴向向负负荷荷FA特点特点具有具有调调心性能，心性能，=2=20 030 02.2.调心滚子轴承调心滚子轴承特点特点具有具有调调心性能，心性能，=0.5=0.50 02 20 0 类型代号：类型代号：（2 200000000）承承载类型载类型能承受较大的径向负荷能承受较大的径向负荷FR 和单向的轴向负荷和单向的轴向负荷FA。FRFA结构特点：内外圈可分别结构特点：内外圈可分别,公称接触角有公称接触角有 120 120，260,260,越大，承轴向载越大，承轴向载荷荷 的实力就越大。的实力就越大。3.3.推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承类型代号：类型代号：（2929000000）承承

8、载类载类型型可承很大的可承很大的轴轴向向负负荷荷FAFA 和确定径向和确定径向负负荷荷FRFR特点特点具有具有调调心性能，心性能，=2=20 030 04.4.圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承运用要求：成对运用运用要求：成对运用类型代号：类型代号：（3 30 0000000）FAFRFR 正装（面对面安装）正装（面对面安装）圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承安装形式一：安装形式一：正装简图正装简图反装（背对背安装）反装（背对背安装）圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承安装形式二：安装形式二：反装简图反装简图松圈松圈松圈松圈5.5.推力球轴承推力球轴承51515151000000单单向向推力球推力球轴承，轴承，只能受只能受单

9、单向向FA类型代号：类型代号：（5 5 5 500000000）52525252000000双双向向推力球推力球轴承，轴承，能受能受双双向向FAFA5151515100000052525252000000紧圈紧圈结构特点：由紧圈（内孔较小，装在轴结构特点：由紧圈（内孔较小，装在轴上）上）松圈（内孔较大，装在机座上）和滚动松圈（内孔较大，装在机座上）和滚动体体组成，套圈与滚动体可分别。组成，套圈与滚动体可分别。承承载类型载类型只能受只能受轴轴向向负负荷荷F FA松圈松圈紧圈紧圈滚动体滚动体FAFA极限转速极限转速低低6.6.深沟深沟球轴承球轴承 承承载类型载类型能同能同时时承受径向承受径向负负

10、荷荷F FR R与与单单向向轴轴向向负负荷荷F FA AFRFAFAFRFA承承载类型载类型主要承受径向主要承受径向负负荷荷F FR R，也可同，也可同时时承受少量双向承受少量双向轴轴向向负负荷荷F FA A类型代号：类型代号：（6 600000000）极限转速极限转速高高7.7.角接触球轴承角接触球轴承类型代号：类型代号：（7 700000000）结构特点：公称接触角有结构特点：公称接触角有150150，250250，400400 越大，承轴向载荷的实力越大，承轴向载荷的实力就越大。就越大。运用要求：成对运用运用要求：成对运用 正装（面对面安装）正装（面对面安装）角接触轴承安装形式一：角接触

11、轴承安装形式一：正装简图正装简图反装（背对背安装）反装（背对背安装）角接触轴承安装形式二：角接触轴承安装形式二：反装简图反装简图8.8.圆柱滚圆柱滚子子轴承轴承FR（N N00000000）（NNNN00000000）承承载类型载类型只能承受径向只能承受径向负负荷荷FR，不能承受不能承受轴轴向向负负荷。荷。结构特点：内外圈可分别结构特点：内外圈可分别类型代号：类型代号：外圈无挡边外圈无挡边圆柱滚圆柱滚子子轴承轴承双列双列圆柱滚圆柱滚子子轴承轴承FRN N00000000NNNN00000000FRNANA000000009.9.滚针轴承滚针轴承类型代号：类型代号：（NANA00000000）结

12、构特点：内外圈可分别，可以结构特点：内外圈可分别，可以没有没有 保持架保持架承承载类型载类型只能承受径向只能承受径向负负荷荷FR，不能承受不能承受轴轴向向负负荷。荷。一）轴承代号组成一）轴承代号组成由基本代号、前置代号构成。由基本代号、前置代号构成。三三.滚动轴承的代号滚动轴承的代号轴承代号轴承代号前置代号前置代号 后置代号后置代号 类型类型类型类型代号代号代号代号尺寸系列代号尺寸系列代号尺寸系列代号尺寸系列代号内径内径内径内径代号代号代号代号向心轴承向心轴承向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承推力轴承推力轴承直径系直径系直径系直径系列代号列代号列代号列代号宽度系宽度系宽度系宽度系列代号列代号列代

13、号列代号高度系高度系高度系高度系列代号列代号列代号列代号结构形结构形状状、尺尺寸公差寸公差技术要技术要求求 成成套套分分轴轴承承部部件件基本代号基本代号 类型代号类型代号类型代号类型代号尺寸系列代号尺寸系列代号尺寸系列代号尺寸系列代号内径代号内径代号内径代号内径代号向心轴承向心轴承向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承推力轴承推力轴承直径系直径系直径系直径系列代号列代号列代号列代号宽度系列代号宽度系列代号宽度系列代号宽度系列代号高度系列代号高度系列代号高度系列代号高度系列代号二二.基本代号基本代号 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承:3 3推力球轴承推力球轴承 :5 5深沟深沟球轴承球轴承 :6 6角接触球轴

14、承角接触球轴承:7 7圆柱滚圆柱滚子子轴承轴承:N N窄窄:0 0正常正常:1 1宽宽:2 2特低：特低：7 7低：低：9 9正常：正常：1 1（单向）（单向）正常：正常：2 2（双向）（双向）轻：轻：2中：中：3重：重：4特宽：特宽：3 3特宽：特宽：4 4特宽：特宽：5 5特宽：特宽：6 6d 20 mmd 500 mmd 500 mm以上轴承以上轴承代号：代号：/内径毫米内径毫米 表示表示特轻：特轻：0 0特轻：特轻：1 1调心球轴承调心球轴承 :1 1调心滚子轴承调心滚子轴承:2 2推力调心滚子推力调心滚子轴承轴承 :2929滚针轴承滚针轴承 :NANA尺寸系列代号表示方法尺寸系列代号

15、表示方法 直径直径系列系列代号代号尺尺 寸寸 系系 列列 代代 号号向心轴承向心轴承宽度系列代号宽度系列代号推力轴承推力轴承高度系列代号高度系列代号0 0（窄）（窄）1 1（正常）（正常）2 2（宽）（宽）7 7（特低（特低）9 9（低）（低）1 1（正常）（正常）2 2（正常）（正常）2（轻）（轻）3（中）（中）4（重）（重）0 02 21 12 22 22 20 03 31 13 32 23 30 04 41 14 42 24 47 729 921 122 227 73 39 93 31 13 32 23 37 749 941 142 24向心轴承向心轴承中直径系列中直径系列正常宽度系列正

16、常宽度系列如：尺寸系列尺寸系列代号为：代号为：13双向推力轴承双向推力轴承轻直径系列轻直径系列正常高度系列正常高度系列如：尺寸系列尺寸系列代号为：代号为：222 221313d02031324DDDBBBB表示同一公称内径表示同一公称内径d d的轴承，其外径的轴承，其外径D D和宽度和宽度B B的变更状况的变更状况轴承尺寸系列的轴承尺寸系列的含义含义轻窄系列轻窄系列中窄系列中窄系列中宽系列中宽系列重宽系列重宽系列三）后置代号三）后置代号后后后后 置置置置 代代代代 号号号号1 12 23 34 45 56 67 78 8内部结构内部结构内部结构内部结构 密封与密封与密封与密封与防尘套防尘套防尘

17、套防尘套圈变型圈变型圈变型圈变型 保持架保持架保持架保持架及材料及材料及材料及材料 轴承轴承轴承轴承材料材料材料材料 公差等级公差等级公差等级公差等级 游游游游隙隙隙隙 配配配配置置置置其其其其他他他他C C：角接触球轴角接触球轴角接触球轴角接触球轴 承，承，承，承，=151515150 0 0 0 ACAC：角接触球轴角接触球轴角接触球轴角接触球轴 承，承，承，承，=252525250 0 0 0 B B：角接触球轴角接触球轴角接触球轴角接触球轴 承，承，承，承，=404040400 0 0 0 B B：圆锥滚子轴圆锥滚子轴圆锥滚子轴圆锥滚子轴 承，接触角承，接触角承，接触角承，接触角 加大

18、加大加大加大E E：加强型加强型加强型加强型/P0/P0：0 0级级级级（省（省（省（省略不标）略不标）略不标）略不标）/P6/P6：6 6级级级级/P6X/P6X：6X6X级级级级/P5/P5：5 5级级级级/P4/P4：4 4级级级级/P2/P2：2 2级级级级6 6（0 0）2 2 0606（/P0/P0）3 3 3232 1515 E E（/P0/P0）公差等级为公差等级为0 0级级加强型加强型轴承内径轴承内径d=75 mmd=75 mm尺寸系列尺寸系列32,32,为特宽轻系列为特宽轻系列圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承解答：解答：轴承内径轴承内径d=30mm d=30mm 尺寸系列（尺寸系列

19、（0 0）2,2,为窄轻系列为窄轻系列深沟球轴承深沟球轴承公差等级公差等级为为0 0级级例例10-110-1 试说明轴承代号试说明轴承代号62066206、33215E33215E、7312C7312C及及52412/P652412/P6的的 含义。含义。7 7（0 0）3 3 1212 C C（/P0/P0）5 5 1414 10 10 /P6/P6公差等级公差等级为为6 6级级轴承内径轴承内径d=50 mmd=50 mm尺寸系列尺寸系列14,14,为正常高度为正常高度、重系列重系列单向推力单向推力求轴承求轴承轴承内径轴承内径d=60mm d=60mm 尺寸系列尺寸系列（0 0）3,3,为窄

20、中系列为窄中系列角接触球轴承角接触球轴承公差等级公差等级为为0 0级级=15150 0四四.滚动轴承类型的选择滚动轴承类型的选择承轻、中及较小波动载荷的场合承轻、中及较小波动载荷的场合选球轴承选球轴承承重及较大波动的载荷的场合承重及较大波动的载荷的场合选滚子轴承选滚子轴承一）根据一）根据轴承所受轴承所受的载荷选的载荷选载荷的大载荷的大小、性质小、性质载荷的载荷的方向方向深沟轴承（深沟轴承（6 6类类）圆柱滚子轴承（圆柱滚子轴承（N N类类）及滚针轴承（）及滚针轴承（NANA类类）纯径向负纯径向负荷可选用荷可选用纯轴向负荷纯轴向负荷可选用推力轴承（可选用推力轴承（5 5类类）同时受同时受径向负荷

21、径向负荷和轴向负和轴向负荷时荷时径向负荷为主径向负荷为主可用深沟球轴承（可用深沟球轴承（6 6类类）径向负荷，轴径向负荷，轴向负荷都很大向负荷都很大角接触球轴承（角接触球轴承（7 7类类）圆锥滚子轴承（圆锥滚子轴承（3 3类类）可用推力调心滚子轴承可用推力调心滚子轴承（2929类类）也可用圆柱滚子也可用圆柱滚子N N类（或类（或深沟球轴承深沟球轴承6 6类）与推力类）与推力轴承（轴承（5 5类）联合运用。类）联合运用。轴向负荷很大轴向负荷很大径向负荷较小径向负荷较小转速较高、负荷较小或要求旋转精度较高时转速较高、负荷较小或要求旋转精度较高时宜选用球轴承宜选用球轴承转速较低、负荷较大或有冲击载荷

22、时转速较低、负荷较大或有冲击载荷时宜选用滚子轴承宜选用滚子轴承二）轴承二）轴承 的转速的转速 当两轴承座孔同心度难以保证，或轴受载后挠曲变形较大时，应选用当两轴承座孔同心度难以保证，或轴受载后挠曲变形较大时，应选用调心球轴承或调心滚子轴承。调心球轴承或调心滚子轴承。三）调心性能的要求三）调心性能的要求四）安装和拆卸便利四）安装和拆卸便利 一般，球轴承价格最低，滚子轴承比球轴承价格高。轴承精度愈高，则一般，球轴承价格最低，滚子轴承比球轴承价格高。轴承精度愈高，则价格愈高，选择轴承时，在满足工作要求的前提下，应使成本最低。价格愈高，选择轴承时，在满足工作要求的前提下，应使成本最低。当轴承座不是剖分

23、式而必需沿轴向安装和拆卸轴承时，应优先选用内当轴承座不是剖分式而必需沿轴向安装和拆卸轴承时，应优先选用内外圈可分别的轴承外圈可分别的轴承五）考虑经济性五）考虑经济性 10-3 滚动轴承的主要失效形式及计算准则滚动轴承的主要失效形式及计算准则 一滚动轴承的受力及应力分析（以深沟球轴承为例）一滚动轴承的受力及应力分析（以深沟球轴承为例）FR 当深沟球轴承承受径向力当深沟球轴承承受径向力F FR R时，时，由于各接触点存在着弹性变形，使由于各接触点存在着弹性变形，使内圈沿内圈沿F FR R方向下移一距离方向下移一距离。只有下半圈滚动体受载，上半圈只有下半圈滚动体受载，上半圈动体不受载。沿动体不受载。

24、沿FRFR作用线上滚动体受作用线上滚动体受载最大（载最大（FQFQ），而邻近的滚动体受载），而邻近的滚动体受载渐渐减小（渐渐减小（FQFQ1FQ2)FQFQ1FQ2)F FQ2Q2F FQ QF FQ1Q1F FQ1Q1F FQ2Q2 一）一）受力分析受力分析二）轴承工作时元件上应力的变更二）轴承工作时元件上应力的变更滚动体滚动体当滚动体进入承载区后，当滚动体进入承载区后，所受负荷就由零渐渐增大到最大，然所受负荷就由零渐渐增大到最大，然后，再渐渐减小到直至零。因此，对后，再渐渐减小到直至零。因此，对滚动体某一点而言，它的应力是周期滚动体某一点而言，它的应力是周期性不稳定变更的。性不稳定变更的。

25、转转动动的的内内圈圈其其上上各各点点的的受受载载状状况况类类似似于于滚滚动动体体。因因此此，旋旋转转圈圈上上任任一一点的应力是周期性不稳定变更的。点的应力是周期性不稳定变更的。固定的外圈固定的外圈各点所受应力随位置各点所受应力随位置不同而大小不同，对位于承载区内的不同而大小不同，对位于承载区内的任一点，当每个滚动体滚过一次便受任一点，当每个滚动体滚过一次便受载一次，而所受负荷和应力的最大值载一次，而所受负荷和应力的最大值是不变的，承受稳定的脉动循环应力。是不变的，承受稳定的脉动循环应力。滚动轴承工作时，一般是内圈转动，滚动轴承工作时，一般是内圈转动，外圈固定。外圈固定。H Ht0 H Ht0

26、H Ht0通过承载通过承载区时间区时间通过非承通过非承载区时间载区时间通过承载通过承载区时间区时间通过非承通过非承载区时间载区时间滚动体应力的变更滚动体应力的变更内圈应力的变更内圈应力的变更外圈应力的变更外圈应力的变更1 1疲惫点蚀疲惫点蚀滚滚动动轴轴承承工工作作时时，由由于于它它的的内内圈圈、外外圈圈和和滚滚动动体体上上随随意意点点的的接接触触应应力力都都是是变变更更的的，工工作作确确定定时时间间后后，其其接接触触表表面面就就可可能能发发生生疲疲惫惫点点蚀蚀。点点蚀蚀发发生生后后，噪噪声声和和振振动动加加剧剧，发发热热严严峻峻，致致使使轴轴承承失失效效。一一般般在在安安装装、润润滑滑和密封正

27、常的状况下，疲惫点蚀是滚动轴承的主要失效形式。和密封正常的状况下，疲惫点蚀是滚动轴承的主要失效形式。二二.滚动轴承的失效形式及计算准则滚动轴承的失效形式及计算准则一）一）失效形式失效形式2 2塑性变形塑性变形转转速速很很低低或或间间歇歇往往复复摇摇摆摆的的轴轴承承，一一般般不不会会发发生生疲疲惫惫点点蚀蚀，但但在在很很大大的的静静载载荷荷或或冲冲击击载载荷荷作作用用下下，会会使使套套圈圈滚滚道道和和滚滚动动体体接接触触处处的的局局部部应应力力超超过过材材料料的的屈屈服服极极限限，以以致致表表面面出出现现塑塑性性变变形形（凹凹坑坑），运运转转精精度度降降低低，并并会会出出现振动和噪声而不能正常工

28、作现振动和噪声而不能正常工作 3 3磨损磨损在在润润滑滑不不良良和和密密封封不不严严的的状状况况下下，轴轴承承工工作作时时易易发发生生磨磨损损。转转速速愈愈高高，磨损愈严峻。轴承磨损后会降低旋转精度，甚至失效。磨损愈严峻。轴承磨损后会降低旋转精度，甚至失效。对一般工作条件下的回转滚动轴承对一般工作条件下的回转滚动轴承常常发生点蚀，常常发生点蚀，主要进行寿命计算，必要时进行静强度校核；主要进行寿命计算，必要时进行静强度校核；对于不转动、摇摆或转速低（对于不转动、摇摆或转速低（n10 r/minn10 r/min）的轴承，要）的轴承，要 求限制塑性变形，只需进行静强度计算；求限制塑性变形，只需进行静强度计算；对于高速轴承对于高速轴承由于发热而造成的粘着磨损、烧伤常常由于发热而造成的粘着磨损、烧伤常常是突出的冲突，除进行寿命计算外，还需校验极限转速。是突出的冲突，除进行寿命计算外，还需校验极限转速。二）计算准则二）计算准则