第十章滾動(dòng)軸承10.1滾動(dòng)軸承的構(gòu)造和特點(diǎn)1234組成滾動(dòng)軸承中的承載形式為點(diǎn)或線接觸，最大接觸應(yīng)力可以高達(dá)4000MPa；材料、熱處理及用途

套圈及滾動(dòng)體保持架

GCr15—普通高聚物

9Cr18（440C）--防銹低碳鋼

Cr4Mo4V(M50)—高溫銅

Si3N4—特殊環(huán)境夾布膠木2材料特點(diǎn)（與滑動(dòng)軸承相比）

1)摩擦系數(shù)小，f=0.001~0.0042)啟動(dòng)靈活

3)潤(rùn)滑容易

4)標(biāo)準(zhǔn)化、互換

5)但抗沖擊差，重載能力差，很難做成剖分式10.2滾動(dòng)軸承的類型和選擇一、滾動(dòng)軸承的類型按滾動(dòng)體的形狀可分為球軸承滾子軸承軸承公稱接觸角α:點(diǎn)接觸線接觸滾動(dòng)體與外圈軌道接觸點(diǎn)的法線和軸承半徑方向的夾角徑向接觸軸承推力軸承向心角接觸軸承1.向心軸承2.推力軸承常用的滾動(dòng)軸承類型及特性見下表常用的滾動(dòng)軸承類型及特性見下表推力球軸承5，轉(zhuǎn)速低，軸向載荷

圓柱滾子軸承N

只承受徑向載荷二、滾動(dòng)軸承類型的選擇選擇滾動(dòng)軸承類型時(shí)可參考以下幾點(diǎn)：（1）載荷大小、構(gòu)成、波動(dòng)情況（2）工況條件：轉(zhuǎn)速、溫度等（3）環(huán)境：溫度變化、清潔程度、膨脹等（4）結(jié)構(gòu)：分離、調(diào)心、游動(dòng)等（5）使用要求：剛度、壽命、價(jià)格等（1）當(dāng)載荷較大或有沖擊載荷時(shí)，宜用滾子軸承；

當(dāng)載荷較小時(shí)，宜用球軸承。（2）當(dāng)只受徑向載荷時(shí)，或雖同時(shí)受徑向和軸向載荷，但以徑向載荷為主時(shí)，應(yīng)用向心軸承。當(dāng)只受軸向載荷時(shí)，一般應(yīng)用推力軸承，而當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，可用角接觸球軸承或深溝球軸承。

當(dāng)徑向和軸向載荷都較大時(shí)，應(yīng)采用角接觸軸承。具體地：（4）當(dāng)要求支承具有較大剛度時(shí)，應(yīng)用滾子軸承。（5）當(dāng)軸的撓曲變形大或軸承座孔直徑不同、跨度大而對(duì)支承有調(diào)心要求時(shí)，應(yīng)選用調(diào)心軸承。（6）為便于軸承的裝拆，可選用內(nèi)、外圈分離的軸承。（7）從經(jīng)濟(jì)角度看，球軸承比滾子軸承便宜，精度低的軸承比精度高的軸承便宜，普通結(jié)構(gòu)軸承比特殊結(jié)構(gòu)的軸承便宜。（3）當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，宜用球軸承；當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，可用滾子軸承，也可用球軸承。10.3滾動(dòng)軸承代號(hào)1.類型代號(hào)(P213)表10.12.尺寸系列代號(hào)寬度系列與直徑系列基本代號(hào)尺寸系列代號(hào)3.內(nèi)徑代號(hào)4.內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)基本后置代號(hào)5.公差等級(jí)代號(hào)6.成對(duì)使用配置代號(hào)7游隙組代號(hào)8.軸承代號(hào)的編制規(guī)則(1)軸承代號(hào)按表10.2所列的順序從左至右排列。

(2)當(dāng)軸承類型代號(hào)用字母表示時(shí),字母與其后的數(shù)字之間應(yīng)空一個(gè)字符。(3)基本代號(hào)與后置代號(hào)之間應(yīng)空一個(gè)字符,但當(dāng)后置代號(hào)中有“-”號(hào)或“/”號(hào)時(shí),不再留空。(4)在尺寸系列代號(hào)中,位于括號(hào)中的數(shù)字省略不寫。(5)公差等級(jí)代號(hào)中的/P0省略不寫。例如:7210C7210C/P5/DF/P5/DF軸承類型為角接觸球軸承尺寸類型代號(hào),其中寬度類型代號(hào)為0,窄系列,省略不寫,直徑系列代號(hào)為2,輕系列軸承內(nèi)徑空一個(gè)字符公稱接觸角軸承精度等級(jí)為5級(jí)面對(duì)面配置10.4滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則10.4.1滾動(dòng)軸承的失效形式承受載荷又旋轉(zhuǎn)的支承零件a,b,c三點(diǎn)處于斷續(xù)接觸狀態(tài)接觸脫離再接觸再脫離1疲勞點(diǎn)蝕應(yīng)力分布區(qū)域，大小是不均勻的產(chǎn)生點(diǎn)蝕的軸承將引起：噪聲，振動(dòng)，發(fā)熱2塑性變形低速或擺動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承較大的靜載荷或沖擊局部的塑性變形或破裂滾動(dòng)體+內(nèi)外圈滾道后果影響軸承平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)

振動(dòng)，噪音，運(yùn)轉(zhuǎn)精度降低3.磨粒磨損4.膠合高速重載條件下工作的軸承，因摩擦發(fā)熱而使溫度急劇升高，導(dǎo)致軸承元件的回火，嚴(yán)重時(shí)膠合5.膨脹卡死/元件斷裂6.熱失穩(wěn)10.4.2滾動(dòng)軸承的計(jì)算準(zhǔn)則對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)軸承,疲勞點(diǎn)蝕是其主要失效形式,因而主要是進(jìn)行壽命計(jì)算,必要時(shí)再作靜強(qiáng)度校核。對(duì)于不轉(zhuǎn)動(dòng)、低速或擺動(dòng)的軸承，局部塑性變形是其主要失效形式，因而主要是進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)于高速軸承，發(fā)熱以至膠合是其主要失效形式，因而除進(jìn)行壽命計(jì)算外還應(yīng)該校核極限轉(zhuǎn)速。10.5滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算10.5.1基本概念與公式疲勞壽命:在一定載荷下運(yùn)轉(zhuǎn)的單個(gè)滾動(dòng)軸承，出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或在一定轉(zhuǎn)速下所經(jīng)歷的小時(shí)數(shù)，稱為滾動(dòng)軸承的疲勞壽命。疲勞壽命具有離散性。軸承壽命的可靠度一組相同軸承能達(dá)到或超過(guò)規(guī)定壽命的百分率，稱為軸承壽命的可靠度。基本額定壽命L10一批相同的軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其可靠度為90%時(shí)，能達(dá)到或超過(guò)的壽命稱為基本額定壽命。L10(106r)或Lh(h)基本額定動(dòng)負(fù)荷C軸承工作在100℃以下，基本額定壽命為L(zhǎng)10=1×106r時(shí)，軸承所能承受的最大載荷稱為基本額定動(dòng)負(fù)荷。

基本額定動(dòng)負(fù)荷的方向:1)對(duì)于向心軸承，C為徑向載荷Cr3)對(duì)于角接觸向心軸承C為載荷的徑向分量Cr2)對(duì)于推力軸承C為中心軸向載荷Ca額定動(dòng)負(fù)荷C代表了滾動(dòng)軸承的承載能力，其值可從手冊(cè)查得

滾動(dòng)軸承的載荷與壽命之間的關(guān)系:從圖中A點(diǎn)可知：F-當(dāng)量動(dòng)載荷L10—基本額定壽命對(duì)可靠度R=0.9，在載荷F作用下的基本額定壽命公式為h當(dāng)溫度大于105度后，軸承材料變軟，C下降，引入溫度系數(shù)fT考慮沖擊，振動(dòng)的影響，實(shí)際載荷要比名義載荷大，引入載荷系數(shù)fF滾動(dòng)軸承的預(yù)期壽命壽命計(jì)算設(shè)計(jì)：Lh≥Lh’(預(yù)期壽命)給定軸承型號(hào)，驗(yàn)算壽命時(shí)：給定預(yù)期壽命，選取軸承型號(hào)時(shí)：選定軸承的：C≥C'10.5.2當(dāng)量動(dòng)載荷

對(duì)于同時(shí)作用有徑向載荷和軸向載荷的軸承，在進(jìn)行軸承壽命計(jì)算時(shí)，為了和基本額定動(dòng)負(fù)荷進(jìn)行比較，須把實(shí)際載荷折算為與基本額定動(dòng)負(fù)荷的方向相同的一假想載荷，在該假想載荷作用下軸承的壽命與實(shí)際載荷作用下的壽命相同，則稱該假想載荷為當(dāng)量動(dòng)載荷，用F表示。當(dāng)量動(dòng)載荷F的計(jì)算式為向心軸承只承受徑向載荷時(shí)推力軸承只承受軸向載荷時(shí)查P222表10.1310.5.3角接觸軸承的內(nèi)部軸向力大小：查表10.14方向：外圈寬指向窄邊面對(duì)面安裝12Fs2FAFs112Fs2FA1如果Fs112Fs2FAW1端放松，2端壓緊放松端壓緊端12Fs2FAFs112Fs2FA2如果1端壓緊，2端放松壓緊端放松端Fs112Fs2FAW小結(jié)1——軸承的軸向載荷與軸承部件的結(jié)構(gòu)，尤其是固定方式密切相關(guān)；2——判斷軸上全部軸向力（包括外載荷和軸承內(nèi)部軸向力）合力的指向，確定“壓緊”端軸承；“壓緊”端軸承的軸向力等于除本身的內(nèi)部軸向力外，其余所有軸向力的代數(shù)和；“放松”端軸承的軸向力等于它本身的內(nèi)部軸向力背對(duì)背安裝的情況假設(shè)：1端被放松，2端壓緊Fs112Fs2FAFs112Fs2FAW放松端放松端背對(duì)背安裝的情況假設(shè)：1端被壓緊，2端放松Fs112Fs2FA壓緊端放松端Fs112Fs2FAW10.6

滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算滾動(dòng)軸承中受載最大的滾動(dòng)體與滾道的接觸中心處引起的計(jì)算接觸應(yīng)力達(dá)到一定值（如對(duì)滾子軸承4000Mpa）時(shí)的載荷，為軸承的基本額定靜負(fù)荷C0，單位為Ｎ。它是限制軸承的塑性變形的極限載荷值。滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度校核公式為：低速、靜止、擺動(dòng)的軸承，不會(huì)產(chǎn)生疲勞，但容易產(chǎn)生沖擊塑性變形對(duì)于向心軸承、角接觸軸承，當(dāng)量靜載荷取下面兩式中計(jì)算出的較大值當(dāng)量靜載荷F0是一個(gè)假想載荷，其作用方向與基本額定靜負(fù)荷相同，而在當(dāng)量靜載荷作用下，軸承的受載最大滾動(dòng)體與滾道接觸處的塑性變形量之和與實(shí)際載荷作用下的塑性變形之和相同。10.7滾動(dòng)軸承的極限轉(zhuǎn)速滾動(dòng)軸承的極限轉(zhuǎn)速是指軸承在一定載荷和潤(rùn)滑條件下所允許的最高轉(zhuǎn)速.滾動(dòng)軸承的速度特性指標(biāo)dn，單位mm.r/mind—軸承內(nèi)經(jīng)，mm;n—轉(zhuǎn)速，r/mindn↑,1)離心力↑，接觸應(yīng)力↑，疲勞壽命↓2）摩擦功耗↑，發(fā)熱膠合↑；

3）油的黏度↓，不易潤(rùn)滑。當(dāng)向心軸承受軸向載荷時(shí),受載滾動(dòng)體數(shù)量，摩擦力矩，潤(rùn)滑條件變差，需將手冊(cè)中查得的極限轉(zhuǎn)速乘以小于1的載荷分布系數(shù)f2

（P227圖10.12）

于是,軸承允許的極限轉(zhuǎn)速為當(dāng)軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷F超過(guò)0.1C時(shí),接觸應(yīng)力潤(rùn)滑條件惡化，溫升。需將手冊(cè)中的極限轉(zhuǎn)速乘以小于1的載荷系數(shù)f1P227圖10.11*提高極限轉(zhuǎn)速nlim的途徑：

1）提高精度

2）改用可靠的潤(rùn)滑條件：滴油、浸油、噴油、油霧、油氣

3）采用新材料：陶瓷、青銅保持架、PTFE保持架、空心滾子、合理分擔(dān)載荷、小滾子

看看你掌握了嗎？

軸承的基本額定壽命L10是什么含義？

軸承的基本額定動(dòng)負(fù)荷C是什么含義？

軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷F是什么含義？如何計(jì)算？

角接觸滾動(dòng)軸承的內(nèi)部軸向力是如何產(chǎn)生的？如何計(jì)算軸承實(shí)際承受的軸向力？

為什么要對(duì)滾動(dòng)軸承手冊(cè)中給定的軸承極限轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正？P22710.8滾動(dòng)軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、在機(jī)器中滾動(dòng)軸承部件包括：傳動(dòng)件、軸、滾動(dòng)軸承、機(jī)體、潤(rùn)滑及密封結(jié)構(gòu)等2、滾動(dòng)軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的：

1）確保軸上零部件有正確的位置；

2）確保能夠傳遞合適的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)；

3）確保有良好的工藝和承載性能。*分析力和運(yùn)動(dòng)的傳遞路線一、軸承部件的軸向固定1.兩端固定支承跨距l(xiāng)<300~350mm，溫度變化較小，

C=0.25~0.35mm2.一端固定、一端游動(dòng)支承跨距l(xiāng)>300mm，溫度變化較大，C=2~3mm3.兩端游動(dòng)支承：用于人字齒輪傳動(dòng)，大齒輪軸系部件采用兩端固定小齒輪軸系部件采用兩端游動(dòng)支承二、軸承部件的調(diào)整1.軸承間隙的調(diào)整調(diào)整的目的：1）補(bǔ)償加工誤差2）彌補(bǔ)熱膨脹；調(diào)整的方法：1）墊片2）調(diào)整螺釘法；2.軸上傳動(dòng)件位置的調(diào)整位置需要調(diào)整的零件：1）圓錐齒輪的頂點(diǎn)調(diào)整2）蝸桿傳動(dòng)的中間平面調(diào)整；三、滾動(dòng)軸承的配合（1）軸承為標(biāo)準(zhǔn)件；與軸之間為基孔制，與軸承座孔之間為基軸制；（2）負(fù)偏差制（3）一般情況下外圈與座孔之間采用過(guò)渡配合，內(nèi)圈與軸之間采用有過(guò)盈的過(guò)渡配合，高速、大載荷、溫升高用過(guò)盈配合四、軸承的裝拆方法1）熱套裝；2）壓力裝配（防止壓壞軸承元件）；3）快速感應(yīng)加熱裝置；4）螺紋套、油壓裝配等·專用拆卸器具體的裝拆方法五滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封1.滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑的目的

1）形成油膜，減少f，使效率損失小；

2）吸振；

3）帶走熱量，降低溫度；

4）防銹2.潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑脂：低速、中溫；高速、高溫潤(rùn)滑油：精制礦物油合成油；高溫氟碳油；燃油直接潤(rùn)滑3.潤(rùn)滑劑選用及用量

1）重載低速；

2）輕載高速；

3）高溫4.潤(rùn)滑方式注脂潤(rùn)滑；定期注油/滴油潤(rùn)滑；浸油潤(rùn)滑；噴油潤(rùn)滑；油霧潤(rùn)滑；油氣潤(rùn)滑

潤(rùn)滑脂的填充量不超過(guò)自有空