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1、浙江大學專用 第第13章章滾動軸承滾動軸承13-2滾動軸承的基本類型、特點及其代號滾動軸承的基本類型、特點及其代號13-3滾動軸承類型的選擇滾動軸承類型的選擇13-4滾動軸承的工作情況滾動軸承的工作情況13-5滾動軸承尺寸的選擇滾動軸承尺寸的選擇13-6滾動軸承裝置的設計滾動軸承裝置的設計13-1概述概述13-7其它特殊滾動軸承其它特殊滾動軸承浙江大學專用 向心滾動軸承結構示例浙江大學專用 推力滾動軸承結構示例浙江大學專用 各零件的作用：各零件的作用：外圈：外圈：支撐零件或軸系；支撐零件或軸系；保持架保持架:將滾動體分開。將滾動體分開。內圈：內圈：支撐軸；支撐軸；滾動體：滾動體：滑動滑動滾動；

2、滾動；硬度和接觸疲勞強度硬度和接觸疲勞強度、耐磨性和沖擊韌性、耐磨性和沖擊韌性用含鉻合金鋼制造，經熱處理后硬度達：用含鉻合金鋼制造，經熱處理后硬度達：6165HRC。工作表面需經磨削或拋光。工作表面需經磨削或拋光。保持架：低碳鋼，保持架：低碳鋼，沖壓制成高速軸承：有色金屬或塑料。高速軸承：有色金屬或塑料。滾動軸承的組成：滾動軸承的組成：外圈、內圈、滾動體、保持架。外圈、內圈、滾動體、保持架。內外圈上有滾道，當內外圈相對旋轉時，滾動體將沿著滾道滾動。裝在機座或零件軸孔內；滾動副的材料要求：滾動副的材料要求：13-1概述概述浙江大學專用 優(yōu)點：優(yōu)點：摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、摩擦阻力

3、小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、和易于互換等。和易于互換等。缺點：缺點：抗沖擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音?？箾_擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音。滾動軸承按其承受載荷的方向（接觸角）和滾動體的形狀分類。接觸角：接觸角：滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角。心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角。接觸角接觸角軸向承載能力軸向承載能力=0表表1各類軸承的公稱接觸角各類軸承的公稱接觸角軸承類型軸承類型公稱接觸角公稱接觸角向心軸承向心軸承主要承受徑向載荷推力軸承推力軸承主要承受軸向載荷徑向接觸徑向接觸角接觸角接觸軸向接觸軸向接觸角接觸角接觸045

4、45=9=90它是滾動軸承的一個重要參數(shù)，軸承的受力分析和承載能力等都與接觸角有關。459090滾動軸承滾動軸承標準化標準化;并由專業(yè)廠大批量生產。設計人員的主要任務是設計人員的主要任務是:熟悉標準，正確選用。熟悉標準，正確選用。浙江大學專用 軸承軸承類型類型按載荷按載荷方向分方向分按滾動體按滾動體形狀分形狀分向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承圓柱滾子圓柱滾子圓錐滾子圓錐滾子球面滾子球面滾子滾針滾針球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承分類：分類：表表2滾動軸承的主要類型和特性滾動軸承的主要類型和特性軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結構簡圖結構簡圖 承載方向承載方向極限轉速極限轉速 允許角偏差允許

5、角偏差主要特性和應用主要特性和應用調心球軸承調心球軸承10000中中23主要承受徑向載荷，主要承受徑向載荷，同時也能承受少量同時也能承受少量軸向載荷。因為外軸向載荷。因為外滾道表面是以軸承滾道表面是以軸承中點為中心的球面，中點為中心的球面，故能調心。故能調心。13-2滾動軸承的滾動軸承的基本類型、特點及其基本類型、特點及其代號代號浙江大學專用 滾動體的類型浙江大學專用 調心滾調心滾子軸承子軸承20000C低低0.52 能承受很大的徑向載荷能承受很大的徑向載荷和少量軸向載荷。承載和少量軸向載荷。承載能力大，具有調性能。能力大，具有調性能。圓錐滾圓錐滾子軸承子軸承30000中中2能同時承受較大的徑

6、向、能同時承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。因線性軸向聯(lián)合載荷。因線性接觸，承載能力大，內接觸，承載能力大，內外圈可分離，裝拆方便，外圈可分離，裝拆方便，稱對使用。稱對使用。推力球軸承推力球軸承50000低低不允許不允許只能承受軸向載荷，且作用線只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為單、雙必需與軸線重合。分為單、雙向兩種。高速時，因滾動體離向兩種。高速時，因滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴重，壽命較低，可用于軸向嚴重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉速不高之處。載荷大、轉速不高之處。a)單向單向表表2滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸

7、承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結構簡圖結構簡圖 承載方向承載方向極限轉速極限轉速 允許角偏差允許角偏差主要特性和應用主要特性和應用浙江大學專用 推力球軸承推力球軸承50000低低不允許不允許只能承受軸向載荷，且作用線只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為單、雙必需與軸線重合。分為單、雙向兩種。高速時，因滾動體離向兩種。高速時，因滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴重，壽命較低，可用于軸向嚴重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉速不高之處。載荷大、轉速不高之處。b)雙向雙向深溝球軸承深溝球軸承60000高高816能同時承受較大的徑向、能同時承受較大的徑向、軸

8、向聯(lián)合載荷。因線性軸向聯(lián)合載荷。因線性接觸，承載能力大，內接觸，承載能力大，內外圈可分離，裝拆方便，外圈可分離，裝拆方便，稱對使用。稱對使用。角接觸角接觸球軸承球軸承70000C(=15=15)70000AC(=25=25)70000B(=40=40)較高較高210能同時承受較大的徑向、能同時承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。軸向聯(lián)合載荷。大，大，承載能力越大，有三種承載能力越大，有三種規(guī)格。稱對使用。規(guī)格。稱對使用。表表2滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結構簡圖結構簡圖 承載方向承載方向極限轉速極限轉速 允許角偏差允許角偏差主要

9、特性和應用主要特性和應用浙江大學專用 表表2滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結構簡圖結構簡圖 承載方向承載方向極限轉速極限轉速 允許角偏差允許角偏差主要特性和應用主要特性和應用推力圓柱推力圓柱滾子軸承滾子軸承80000低低不允許不允許能承受很大的單向能承受很大的單向軸向載荷。軸向載荷。圓柱滾圓柱滾子軸承子軸承N0000較高較高24能承受較大的徑向。因能承受較大的徑向。因線性接觸，內外圈只允線性接觸，內外圈只允許有小的相對偏轉。除許有小的相對偏轉。除U結構外，還有內圈無擋結構外，還有內圈無擋邊邊(NU)、外圈單擋邊、外圈單擋邊(

10、NF)、內圈單擋邊、內圈單擋邊(NJ)等等型式型式滾針軸承滾針軸承a)NA0000b)RNA0000低低只能承受徑向載荷。承只能承受徑向載荷。承載能力大，徑向尺寸特載能力大，徑向尺寸特小。一般無保持架，因小。一般無保持架，因而滾針間有摩擦，極限而滾針間有摩擦，極限轉速低。轉速低。不允許不允許a)b)浙江大學專用 1.承載能力承載能力承受徑向載荷為主；承受徑向載荷為主；幾點說明：幾點說明：由于結構不同，各類軸承的使用性能也不相同，現(xiàn)說明如下。滾子軸承滾子軸承(1.53)球軸承球軸承在同樣的外形尺寸下。2.極限轉速極限轉速當當d 20mm時，兩者承載能力接近，宜采用球軸承。時，兩者承載能力接近，宜

11、采用球軸承。因滾子軸承貴角接觸球軸承可以同時承受徑向載荷和軸向載荷。045454590100t100 時，時，C C 引進溫度系數(shù)引進溫度系數(shù) ft 進行修正。進行修正。3 310/310/3=一恒定徑向(或軸向)載荷，在該載荷作用下，滾動軸承具有與實際載荷作用下的壽命。表表9溫度系數(shù)溫度系數(shù)軸承工作軸承工作溫度溫度溫度系數(shù)溫度系數(shù)ft eFa/FreXYXY0.3450.221.990.6890.261.711.030.281.551.380.300.561.45100.1780.381.470.3570.401.400.7140.231.301.070.461.23=151.430.470

12、.441.1910角角接接觸觸球球軸軸承承=25=25-0.680.410.8710=4=40-1.140.350.5710圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承(單列單列)-1.5tg 0.40.4ctg10調心球軸承調心球軸承(雙列雙列)-1.5tg 0.650.65ctg 10(單列單列)浙江大學專用 五、角接觸向心軸承軸向載荷的計算五、角接觸向心軸承軸向載荷的計算受力分析：受力分析：Fr由于的存在，即使在徑向載荷的作用下，其接觸力可分解為徑向和軸向兩個分量。Fi=Fi+F”iFiF”iF總軸向力F=Fi為使內部軸向力平衡，以免軸串動，這種軸承應為使內部軸向力平衡，以免軸串動，這種軸承應:成對使用，對

13、稱安裝。成對使用，對稱安裝。下面分兩個軸承面對面或背對背安裝兩種情況進行詳細分析Fi表表13角接觸向心球軸承角接觸向心球軸承軸承類型軸承類型角接觸向心球軸承角接觸向心球軸承F eFr 0.68Fr 1.14Fr 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承=15=25 =40Fr/(2Y)Y是是的軸向系數(shù)的軸向系數(shù)eFr Fa-內部軸向力內部軸向力F的近似值可按如下近似公式計算 第i個滾動體浙江大學專用 1.1.若若 FA+F2 F1壓緊端：壓緊端：Fa1=FA+F2 放松端：放松端：Fa2=F2 2.2.若若 FA+F2 F1 則有：則有：結論與正裝相同！結論與正裝相同！壓緊端：壓緊端：Fa1=FA+F2 放松

14、端：放松端：Fa2=F2 2.2.若若 FA+F2 F1 ,則有：則有：放松端：放松端：Fa1=F1 壓緊端：壓緊端：Fa2=F1-FA浙江大學專用 軸向載荷的計算浙江大學專用 Miner 法則的應用浙江大學專用 Miner 法則的應用浙江大學專用 Miner 法則的應用浙江大學專用 2、靜強度失效過大塑性變形失效浙江大學專用 不同可靠度時軸承壽命計算浙江大學專用 滾動軸承裝置的設計滾動軸承裝置的設計（1）支承部分的剛性和同心度（2）軸承的配置（3）滾動軸承的軸向固定（4）軸承的游隙及軸上零件位置的調整（5）滾動軸承的配合（6）滾動軸承的預緊（7）滾動軸承的潤滑（8）滾動軸承的密封浙江大學專用

15、 滾動軸承裝置的設計滾動軸承裝置的設計軸承的安裝、配置、緊固、調節(jié)、潤滑、密封等浙江大學專用 滾動軸承裝置的設計滾動軸承裝置的設計浙江大學專用 滾動軸承裝置的設計滾動軸承裝置的設計浙江大學專用 滾動軸承裝置的設計滾動軸承裝置的設計浙江大學專用 滾動軸承裝置的設計滾動軸承裝置的設計1、彈性擋圈2、螺釘3、圓螺母4、緊定襯套、止動墊圈和圓螺母（圖135）浙江大學專用 滾動軸承裝置的設計滾動軸承裝置的設計浙江大學專用 滾動軸承裝置的設計滾動軸承裝置的設計浙江大學專用 滾滾動動軸軸承承裝裝置置的的設設計計浙江大學專用 滾動軸承裝置的設計滾動軸承裝置的設計預緊方式預緊方式浙江大學專用 16-5滾動軸承的

16、組合設計滾動軸承的組合設計一、一、軸承類型的選擇軸承類型的選擇1.1.無軸向載荷時，宜用深溝球軸承；無軸向載荷時，宜用深溝球軸承；如直齒輪軸2.2.徑向與徑向與軸向載荷聯(lián)合作用時，宜用角接觸球軸承或圓軸向載荷聯(lián)合作用時，宜用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；錐滾子軸承；如斜齒輪軸3.3.純純軸向載荷作用時，必須采用推力軸承。軸向載荷作用時，必須采用推力軸承。浙江大學專用 兩端固定支承兩端固定支承浙江大學專用 二、二、軸系的固定軸系的固定固定方式固定方式為了保證軸承在機器中正常工作，除合理選擇軸承類型、尺寸外，還應正確進行軸承的組合設計，處理軸承與其周圍零件的之間的關系，也就是要解決軸承的軸向位置固定

17、、軸承與其它零件的配合、間隙調整、裝拆和潤滑密封等一系列問題。兩端固定兩端固定一端固定、一端游動。一端固定、一端游動。兩端固定支承兩端固定支承C=0.20.3 mm預留補償間隙預留補償間隙浙江大學專用 2.一端固定、一端游動一端固定、一端游動固定支承固定支承游動支承游動支承L一個支點雙向固定以承受軸向力、另一端游動。一個支點雙向固定以承受軸向力、另一端游動。適用于溫度變化較大的長軸。適用于溫度變化較大的長軸。選用深溝球軸承時，外圈與端蓋間應留有間隙。游動支承游動支承選用圓柱滾子軸承時，外圈應雙向固定。浙江大學專用 人字齒輪的軸系結構3、兩端游動支承一般用于人字齒輪傳動的大小齒輪兩根軸中的一根軸

18、系的結構設計。另一根軸則采用兩端單向固定，或一端雙向固定、一端游動的結構。浙江大學專用 人字齒圓柱齒輪軸系常用結構浙江大學專用 人字齒圓柱齒輪軸系常用結構浙江大學專用 2.軸承的預緊軸承的預緊對于某些可調游隙的軸承，在安裝時給與一定的軸向壓緊力，使得內外圈產生相對移動而消除游隙，并在套圈和滾動體接觸處產生彈性預變形，借此提高軸的旋轉精度和剛度。這種方法稱為軸承的預緊。方法方法加金屬墊片加金屬墊片磨窄套圈磨窄套圈浙江大學專用 3.軸承組合位置的調整軸承組合位置的調整對于某些可調游隙的軸承，在安裝時給與一定的軸向壓緊力，使得內外圈產生相對移動而消除游隙，并在套圈和滾動體接觸處產生彈性預變形，借此提

19、高軸的旋轉精度和剛度。這種方法稱為軸承的預緊。目的：目的：使軸上的零件具有準確的工作位置。使軸上的零件具有準確的工作位置。如齒輪、帶輪等例如：例如：圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點相重合。圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點相重合。對于蝸桿傳動，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。對于蝸桿傳動，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。才能保證正確嚙合。方法：方法：套杯套杯+調整墊片調整墊片浙江大學專用 四、軸承的拆裝四、軸承的拆裝三、三、軸承組合的配合軸承組合的配合配合類型配合類型內圈孔內圈孔-軸軸一般原則：一般原則：當外載荷方向不變時，轉動套圈應比固定當外載荷方向不變時，轉動套圈應比固定套圈緊。套圈緊?；字苹?/p>

20、孔制外圈外圈-軸承座孔軸承座孔 基軸制基軸制軸公差：軸公差：k6、m6內圈：內圈：設計軸承組合時，應考慮有利于軸承的拆裝，以便在拆卸過程中不損壞其他零件?？坠睿嚎坠睿篐7、J7、Js7游動支點游動支點：G7結構不合理！結構不合理！軸肩高度軸肩高度內圈外經內圈外經內圈與軸采用具有過盈的過渡配合較松的過渡配合 間隙配合 浙江大學專用 一、滾動軸承的潤滑一、滾動軸承的潤滑潤滑劑潤滑劑 潤滑目的潤滑目的-減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。密封目的密封目的-防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇А櫥瑵櫥瑵櫥蜐櫥?/p>

21、油固體潤滑劑固體潤滑劑 用于特殊場合用速度因素用速度因素dn 值作為選擇潤滑劑的條件值作為選擇潤滑劑的條件:-常用常用-高速、高溫高速、高溫當當dn (1.52)105mmr/min時，采用脂潤滑，否則時，采用脂潤滑，否則用油潤滑。用油潤滑。脂潤滑優(yōu)點：脂潤滑優(yōu)點：不容易流失、便于密封和維護，充填一不容易流失、便于密封和維護，充填一次，可運轉較長時間。次，可運轉較長時間。油潤滑優(yōu)點：油潤滑優(yōu)點：摩擦阻力小、能散熱，可在摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高溫高速、高溫環(huán)環(huán)境下使用。境下使用。dn間接反映了軸頸的圓周速度。滾動軸承的潤滑滾動軸承的潤滑浙江大學專用 二、滾動承的密封二、滾動承的密封潤滑油

22、的選擇：潤滑油的選擇：潤滑油的粘度根據(jù)速度因素潤滑油的粘度根據(jù)速度因素dn和工作溫度和工作溫度t t來確定。來確定。1000000500000200000100000500002000010000-40-20 0 20 4060100 12080dn/(mmr/min)t/潤滑油粘度的選擇潤滑油粘度的選擇5cSt(40時時)102065110250400滾動承的密封方式的選擇與滾動承的密封方式的選擇與潤潤滑的種類、工作環(huán)境、溫度、滑的種類、工作環(huán)境、溫度、密封表面的圓周速度密封表面的圓周速度有關。有關。分類分類接觸式接觸式非接觸式非接觸式組合式密封組合式密封毛氈圈密封毛氈圈密封密封圈密封密封圈

23、密封間隙密封間隙密封迷宮式密封迷宮式密封-毛氈迷宮式密封毛氈迷宮式密封例如：例如：dn=100000，t=90可用可用110號潤滑油號潤滑油110浙江大學專用 軸承的潤滑與密封浙江大學專用 軸承的潤滑與密封浙江大學專用 軸承的潤滑與密封浙江大學專用 軸承的潤滑與密封浙江大學專用 軸承的潤滑與密封浙江大學專用 軸承的潤滑與密封浙江大學專用 軸承的潤滑與密封浙江大學專用 (1)(1)高速滾動軸承高速滾動軸承 13-7其它特殊滾動軸承其它特殊滾動軸承失效形式：表面點蝕、滾道燒傷、保持架斷裂、保持架引導邊磨損、潤滑油失效、振動過大等。潤滑形式：噴油潤滑、油霧潤滑、油氣潤滑。存在的問題：振動與噪聲問題。

24、浙江大學專用 (2)(2)高溫滾動軸承高溫滾動軸承 主要失效形式：主要失效形式：過熱燒傷、退火和疲勞點蝕。過熱燒傷、退火和疲勞點蝕。材料：材料：高溫合金、固體潤滑劑高溫合金、固體潤滑劑(3)(3)陶瓷軸承陶瓷軸承13-7其它特殊滾動軸承其它特殊滾動軸承浙江大學專用 例題131131、已知深溝球軸承上載荷，選擇軸承型號（1）計算當量動載荷（2）計算額定動載荷,C（3）選擇軸承型號（4）驗算軸承壽命符合要求否？浙江大學專用 例題1321、求出兩軸承受到的支反力2、求出兩軸承的軸向力3、求出當量動載荷4、驗算軸承壽命5、或計算出額定動載荷、確定軸承代號浙江大學專用 例題3、P.333，例題133（1

25、）確定軸承類型（2）確定當量動載荷（3）確定額定動載荷、軸承型號4、P.334，例題134可靠度不是90的軸承的選擇性設計。浙江大學專用 電磁軸承G.Schweitzer-1988浙江大學專用 電磁軸承G.Schweitzer-1988浙江大學專用 電磁軸承G.Schweitzer-1988浙江大學專用 電磁導軌G.Schweitzer-1988浙江大學專用 滾動軸承與滑動軸承的比較承載情況（1）滾動軸承：離心力的影響，不能承受沖擊載荷（2）混合潤滑滑動軸承：磨損，不能承受沖擊載荷（3）動壓滑動軸承：隨轉速升高而增大，能承受較大沖擊載荷（4）靜壓軸承：承載能力與轉速無關，承受沖擊載荷能力強浙江

26、大學專用 滾動軸承與滑動軸承的比較摩擦、功率損失（1）滾動軸承：摩擦阻力小、功率損失低（2）混合潤滑滑動軸承：摩擦阻力大、效率低（3）液體潤滑滑動軸承：摩擦阻力小、啟動阻力大、功率損失低（4）靜壓軸承：摩擦阻力小，功率損失低浙江大學專用 滾動軸承與滑動軸承的比較使用壽命（1）滾動軸承：壽命有限，取決于材料點蝕（2）混合潤滑滑動軸承：由于磨損，壽命低（3）動壓滑動軸承：壽命長，取決于起動時的損傷（4）靜壓軸承：壽命無限長，取決于腐蝕磨損，或污染物引起的磨粒磨損浙江大學專用 滾動軸承與滑動軸承的比較剛性、旋轉精度（1）滾動軸承：剛性高，旋轉精度在預緊軸承后更高（2）混合潤滑滑動軸承：剛性一般，旋轉

27、精度低（3）動壓滑動軸承：剛性一般，旋轉精度范圍較寬，取決于軸承設計（4）靜壓軸承：剛度高，但微載荷時較差；旋轉精度高浙江大學專用 滾動軸承與滑動軸承的比較更換與價格（1）滾動軸承：更換方便、價格中等（2）混合潤滑滑動軸承：需經常更換軸瓦，價格低（3）動壓滑動軸承：有時需要更換軸瓦，價格較高（4）靜壓軸承：嚴防顆粒污染，價格最高（由于節(jié)流器加工困難）浙江大學專用 各種軸承的比較浙江大學專用 各種軸承的比較浙江大學專用 習題題131題133題135浙江大學專用 本本章章思考題思考題(1)(1)了解滾動軸承的基本結構和特點。了解滾動軸承的基本結構和特點。(2)(2)熟練掌握滾動軸承類型選擇，常用軸承代號熟練掌握滾動軸承類型選擇，常用軸承代號*。(3)(3)掌掌握握常常用用滾滾動動軸軸承承的的失失效效形形式式、尺尺寸寸選選擇擇計計算算。*(4)(4)能夠進行滾動軸承的組合結構設計。能夠進行滾動軸承的組合結構設計。*