1、第第1212章章 滾動軸承滾動軸承12.1 滾動軸承的基本類型和特點滾動軸承的基本類型和特點12.2 滾動軸承的代號滾動軸承的代號12.3 滾動軸承的選擇計算滾動軸承的選擇計算12.4 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封12.5 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計12.6 滾動軸承的公差與配合滾動軸承的公差與配合12-1 12-1 滾動軸承的基本類型和特點滾動軸承的基本類型和特點各零件的作用：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；滾動；硬度和接觸疲勞強度硬度和接

2、觸疲勞強度、耐磨性和沖擊韌性、耐磨性和沖擊韌性。用含用含鉻合金鋼制造，經熱處理后硬度達：鉻合金鋼制造，經熱處理后硬度達：6165HRC。工。工作表面需經磨削或拋光。作表面需經磨削或拋光。滾動軸承的組成：滾動軸承的組成：外圈、內圈、滾動體（必不可少）、外圈、內圈、滾動體（必不可少）、 保持架。保持架。滾動副的材料要求：滾動副的材料要求：優點：優點：摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、 易于互換等。易于互換等。缺點：缺點：抗沖擊能力差、高速時出現噪音。抗沖擊能力差、高速時出現噪音。滾動軸承滾動軸承 標準化標準化。 設計人員的主要任務是設計人員的主要任務是

3、: : 熟悉標準，正確選用。熟悉標準，正確選用。*接觸角：接觸角：滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承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。軸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 保持架：低碳鋼，高速軸承：有色金屬或塑料。保持架：低碳鋼，高速軸承：有色金屬或塑料。= = 0 表表12-1 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0 4545= 9= 90 45 9

4、090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12-2 12-2 滾動軸承的主要類型和特性滾動軸承的主要類型和特性調心滾調心滾子軸承子軸承20000（舊（舊3類）類）低低0.5 2 能承受很大的徑向載能承受很大的徑向載荷和少量軸向載荷。荷和少量軸向載荷。承載能力大，具有調承載能力大，具有調心性能。心性能。圓錐滾圓錐滾子軸承子軸承30000（舊（舊7類）類）中中2 能同時承受較大的徑能同時承受較大的徑向、軸向聯合載荷。向、軸向聯合載荷。因

5、線性接觸，承載能因線性接觸，承載能力大，內外圈可分離，力大，內外圈可分離，裝拆方便，成對使用。裝拆方便，成對使用。調心球軸承調心球軸承10000（舊（舊1類）類）中中2 3 主要承受徑向載荷，主要承受徑向載荷，同時也能承受少量軸同時也能承受少量軸向載荷。因為外圈滾向載荷。因為外圈滾道表面是以軸承中點道表面是以軸承中點為中心的球面，故能為中心的球面，故能調心。調心。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球軸承推力球軸承50000（舊（舊8類）類）低低不允許不允許 只能承受軸向載荷，且作用線只能承受

6、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，球與保持架摩擦發熱心力大，球與保持架摩擦發熱嚴重，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12-2 12-2 滾動軸承的主要類型和特性（續）滾動軸承的主要類型和特性（續）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

7、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，球與保持架摩擦發熱心力大，球與保持架摩擦發熱嚴重，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)雙向雙向角接觸角接觸球軸承球軸承70000C(=15=15 )70000AC(=25=25 )70000B(=40=40 )（舊（舊6類）類）較高較高210 能同時承受較大能同時承受較大的徑向、軸向聯的徑向、軸向聯合載荷。合載荷。 越大，越大，承載能力越大，承載能力越大，有三種規格。成有三種規格。成對使用。對使用。深溝球軸承深溝球軸承60000（舊（舊0類）類）高高81

8、6 能同時承受徑向、能同時承受徑向、軸向聯合載荷。允軸向聯合載荷。允許極限轉速高，應許極限轉速高，應用廣泛。用廣泛。表表12-2 12-2 滾動軸承的主要類型和特性（續）滾動軸承的主要類型和特性（續）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允許角偏差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（舊（舊2類）類）較高較高24 能承受較大的徑向載荷。能承受較大的徑向載荷。因線接觸，內外圈只允因線接觸，內外圈只允許有小

9、的相對偏轉。外許有小的相對偏轉。外圈可分離。除圈可分離。除U結構外，結構外，還有內圈無擋邊還有內圈無擋邊(NU)、外圈單擋邊外圈單擋邊(NF)、內圈、內圈單擋邊單擋邊(NJ)等型式。等型式。滾針軸承滾針軸承NA0000RNA0000（舊（舊4類）類）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)表表12-2 12-2 滾動軸承的主要類型和特性（續）滾動軸承的主要類型和特性（續）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

10、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調心球軸承調心球軸承1000010000調心滾子軸承調心滾子軸承2000020000 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承3000030000 推力球軸承推力球軸承50000 50000 深溝球軸承深溝球軸承6000060000角接觸球軸承角接觸球軸承7000070000推力圓柱滾子軸承推力圓柱滾子軸承8000080000圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承N0000N00001. 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：滾子軸承滾子軸承(1.53)球軸承球軸承,2. 極限轉速極限轉速當當d 20 mm時，兩者承

11、載能力接近，宜采用球軸承。時，兩者承載能力接近，宜采用球軸承。0 4545 45 90100t100 時，時， C C； 引進溫度系數引進溫度系數 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12-4 溫度系數溫度系數 軸承工作軸承工作 溫度溫度 溫度系數溫度系數 ft 10025020015012530010.950.900.700.800.60表表12-5 載荷系數載荷系數 載荷性質載荷性質 無沖擊或輕微沖擊無沖擊或輕微沖擊 中等沖擊中等沖擊 強烈沖擊強烈沖擊fP1.01.21.21.81.83.01/

12、66010Phtf FnCLNf或：61060thPf CLhnf F修正結果：修正結果：工作中沖擊振動工作中沖擊振動 C C； 引進載荷系數引進載荷系數 fP 進行修正。進行修正。 表表12-6 軸承預期壽命軸承預期壽命Lh的參考值的參考值 使使 用用 場場 合合 不經常使用的儀器和設備不經常使用的儀器和設備 500 Lh /h 短時間或間斷使用，中斷時不致引起嚴重后果短時間或間斷使用，中斷時不致引起嚴重后果 40008000 間斷使用，中斷時會引起嚴重后果間斷使用，中斷時會引起嚴重后果 800012000 每天每天8h工作的機械工作的機械 1200020000 每天每天24h連續工作的機械

13、連續工作的機械 4000060000 四、當量動載荷的計算四、當量動載荷的計算滾動軸承的基本動載荷是在一定的實驗條件下確定的。對于向心軸承是指軸承承受純徑向載荷；對于推力軸承是指承受中心軸向載荷。實際情況可能既受徑向載荷又有軸向載荷，則必須將實際載荷換算成與實驗條件相同的載荷后，才能和基本額定動載荷進行比較。換算后的載荷是一種假定載荷，稱為當量載荷。含義：含義：當量動載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷當量動載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷雙重雙重影響影響，經換算后的，經換算后的假想載荷假想載荷。其效果與某一個基本額定。其效果與某一個基本額定動載荷相當。動載荷相當。計算公式：計算公式：P=X Fr

14、+Y FaX徑向動載荷系數；徑向動載荷系數； Y軸向動載荷系數。軸向動載荷系數。 向心軸承只受徑向力：向心軸承只受徑向力： P=Fr；推力軸承只受軸向力：；推力軸承只受軸向力： P=Fa表表12-12 向心軸承當量載荷系數向心軸承當量載荷系數X、Y的值的值軸承類型軸承類型 深溝球軸承深溝球軸承0.172 0.19 2.312.3Fa C0r eFa / Fr eFa / Fr eXY XY0.345 0.22 1.990.689 0.26 1.711.03 0.28 1.551.38 0.30 0.56 1.45 1 0 0.178 0.38 1.470.357 0.40 1.400.714

15、0.23 1.301.07 0.46 1.23= = 15 1.43 0.47 0.44 1.19 1 0 角角接接觸觸球球軸軸承承= 25= 25 - 0.68 0.41 0.87 1 0= 4= 40 - 1.14 0.35 0.57 1 0 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承(單列單列) - 1.5tg 0.4 0.4ctg 1 0 調心球軸承調心球軸承(雙列雙列) - 1.5tg 0.65 0.65ctg 1 0 (單列單列)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：FrQi = Ri +SiSiRiS總軸向力S= Si為使內部軸向力平衡，以免軸串動，這

16、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Qi表表12-13 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S eFr 0.68Fr 1.14Fr 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承= = 15 = = 25 = = 40Fr / (2Y)Y是是 的軸向系數的軸向系數eFr Fa 內部軸向力內部軸向力第i個滾動體上的法向力1.1.若若 KA+ + S2 S1壓緊端：壓緊端：Fa1 = = KA+ + S2 放松端：放松端：Fa2 = = S2 2.2.若若 KA

17、+ +S2 S1 則有：則有： 簡單確定方法：簡單確定方法：壓緊端：壓緊端：Fa1 = = KA+ + S2 放松端：放松端：Fa2 = = S2 2.2.若若 KA+ +S2 S1 , ,則有：則有： 放松端：放松端： Fa1 = = S1 壓緊端：壓緊端： Fa2 = = S1 - - KAa2a1O1O212外圈寬邊相對安裝外圈寬邊相對安裝(反裝反裝)AaFSSF211maxAaKSSF122max同向取同向取“+”，異向取異向取“”。一、滾動承的潤滑一、滾動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。12-4 12

18、-4 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封密封目的密封目的-防止灰塵、水分進入軸承，阻止潤滑劑流失。防止灰塵、水分進入軸承，阻止潤滑劑流失。潤滑脂潤滑脂潤滑油潤滑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) 105 mmr/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。 脂潤滑優點：脂潤滑優點：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。油潤滑優點：油潤滑優點：摩擦阻力小

19、、能散熱，可在摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高溫高速、高溫環環 境下使用。境下使用。dn間接反映了軸頸的圓周速度。二、滾動承的密封二、滾動承的密封潤滑油的選擇：潤滑油的選擇：潤滑油的粘度根據速度因素潤滑油的粘度根據速度因素dn和工作溫度和工作溫度t t來確定。來確定。1000000500000200000100000500002000010000-40-20 0 204060100 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潤滾動承的密封方式的選擇與潤滑的種類、工作環境、溫度、滑的種類、工

20、作環境、溫度、密封表面的圓周速度有關。密封表面的圓周速度有關。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毛氈圈密封毛氈圈密封適用場合：適用場合：脂潤滑，要求環境清潔，脂潤滑，要求環境清潔，軸頸圓周軸速度軸頸圓周軸速度v45 m/s，工作溫度不超過工作溫度不超過90。矩形斷面的毛氈圈被安裝在梯形槽內，它對軸產生一定的壓力而起到密封作用。適用場合：適用場合：脂或油潤滑，軸頸圓周速脂或油潤滑，軸頸

21、圓周速度度v45 m/s，工作溫度工作溫度: -40100。(a)(b)防漏油防漏油防灰塵防灰塵密封圈密封密封圈密封密封圈用皮革、塑料或耐油橡膠制成，有的具有金屬骨架，有的沒有，制成標準件。密封唇朝里，目的是防漏油。密封唇朝外，主要目的是防灰塵、雜質接觸式密封：接觸式密封：適用場合：適用場合： 脂潤滑，要求環境干燥清潔。脂潤滑，要求環境干燥清潔。靠軸與端蓋之間的細小環形間隙密封，間隙愈小愈長，效果愈好，間隙取0.10.3mm。間隙封圈間隙封圈(a)(b)=0.10.3 mm非接觸式密封：非接觸式密封：適用場合：適用場合：脂潤滑或油潤滑，工作溫度不高于密封脂潤滑或油潤滑，工作溫度不高于密封用用

22、脂的滴點。密封效果可靠。脂的滴點。密封效果可靠。圖b為軸向曲路，因考慮到軸受熱后會變長，間隙取=1.52mm。迷宮式封圈迷宮式封圈=0.10.2 mm(a)(b)=1.52 mm將旋轉件與靜止件之間的間隙做成迷宮形式，并在間隙中充填潤滑油或潤滑脂以加強密封效果。分為徑向和軸向兩種結構。適用場合：適用場合：適用于脂潤滑或油潤滑，密封效果可靠。適用于脂潤滑或油潤滑，密封效果可靠。也可以把多種密封形式組合在一起。這是組合密封的一種型式-毛氈加迷宮，可充分發揮各自的優點，提高密封效果。組合密封的方式很多，不一一列舉。組合封圈組合封圈組合式密封：組合式密封：12-5 12-5 滾動軸承的組合設計滾動軸承

23、的組合設計一、一、軸承的固定軸承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、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兩端固定支承兩端固定支承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。調整墊片調整墊片加減墊片加減墊片二、二、 軸承組合的調整軸承組合的調整調整墊片調整墊片加減墊片加減墊片1. 軸