第十四章滚动轴承设计 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 第十四章滚动轴承设计 1.教学目标 1.了解滚动轴承的分类,结构、类型、代号 2.掌握滚动轴承选择的方法,能进行寿命计算等; 3.重点掌握滚动轴承的装置设计方法; 2.教学重点和难点 【重点】轴承寿命计算;轴承组合设计。 【难点】角接触轴承轴向载荷的计算;轴承组合设计。 3.讲授方法:多媒体和演示柜教学 正文 滚动轴承是机器上—种重要的通用部件。它依靠主要元件间的滚动接触来支撑转动零件,具 有摩擦阻力小、容易起动、效率高、轴向尺寸小等优点,而且由于大量标准化生产,具有制造成 本低的优点。因而在各种机械中得到了广泛的使用 251
第十四章 滚动轴承设计 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 251 第十四章 滚动轴承设计 1．教学目标 1．了解滚动轴承的分类，结构、类型、代号； 2．掌握滚动轴承选择的方法，能进行寿命计算等； 3．重点掌握滚动轴承的装置设计方法； 2．教学重点和难点 【重点】 轴承寿命计算；轴承组合设计。 【难点】 角接触轴承轴向载荷的计算；轴承组合设计。 3．讲授方法：多媒体和演示柜教学 正 文 滚动轴承是机器上一种重要的通用部件。它依靠主要元件间的滚动接触来支撑转动零件，具 有摩擦阻力小、容易起动、效率高、轴向尺寸小等优点，而且由于大量标准化生产，具有制造成 本低的优点。因而在各种机械中得到了广泛的使用
第十四章滚动轴承设计 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 滚动轴承已经标准化,由专门的工厂大量生产。在机械设计中,我们的主要工作就是根据具 体的工作条件正确的选用轴承的类型和尺寸,并进行轴承安装、调整、润滑、密封等轴承组合的 结构设计。 §141滚动轴承的结构、类型和代号 滚动轴承的基本结构 滚动轴承严格来说是一个组合标准件,其基本结构如 图所示。它主要有内圈、外圈、滚动体和保持架等四个部 分所组成。通常其内圈用来与轴颈配合装配,外圈的外径 用来与轴承座或机架座孔相配合装配。有时也有轴承内圈 与轴固定不动、外圈转动的场合 作为转轴支撑的滚动轴承,显然其中的滚动体是必不可少的元件;有时为了简化结构,降低 成本造价,可根据需要而省去内圈、外圈、甚至保持架等。 这时滚动体直接与轴颈和座孔滚动接触。例如自行车上的滚 动轴承就是这样的简易结构 当内、外圈相对转动时,滚动体即在内外圈的滚道中滚(ad (e) 常见的滚动体形状如图14-2所示,有 「球形 圆柱形 滚针 圆锥 球面滚子 非对称球面滚子 滚动轴承的内、外圈和滚动体一般采用轴承铬钢(如GCr9、Gcr15、Gcr15SMn等)经淬 252
第十四章 滚动轴承设计 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 252 滚动轴承已经标准化，由专门的工厂大量生产。在机械设计中，我们的主要工作就是根据具 体的工作条件正确的选用轴承的类型和尺寸，并进行轴承安装、调整、润滑、密封等轴承组合的 结构设计。 §14.1 滚动轴承的结构、类型和代号 一、滚动轴承的基本结构 滚动轴承严格来说是一个组合标准件，其基本结构如 图所示。它主要有内圈、外圈、滚动体和保持架等四个部 分所组成。通常其内圈用来与轴颈配合装配，外圈的外径 用来与轴承座或机架座孔相配合装配。有时也有轴承内圈 与轴固定不动、外圈转动的场合。 作为转轴支撑的滚动轴承，显然其中的滚动体是必不可少的元件；有时为了简化结构，降低 成本造价，可根据需要而省去内圈、外圈、甚至保持架等。 这时滚动体直接与轴颈和座孔滚动接触。例如自行车上的滚 动轴承就是这样的简易结构。 当内、外圈相对转动时，滚动体即在内外圈的滚道中滚 动。 常见的滚动体形状如图 14-2 所示，有 非对称球面滚子 球面滚子 圆锥 滚针 圆柱形 球形 滚动轴承的内、外圈和滚动体一般采用轴承铬钢（如 GCr9、Gcr15、GCr15SiMn 等）经淬 图 14－1 图 14－2
第十四章滚动轴承设计 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 火制成,硬度HRc60以上 保持架使滚动体均匀分布在圆周上,其作用是∵避免相邻滚动体之间的接触。保持架有冲压 式和实体式两种。 冲压式:用低碳钢冲压制成。 实体式:用铜合金、铝合金或工程塑料。具有较好的定心精度,适用于较高速的轴承 二、滚动轴承的主要类型及性能 滚动轴承的分类依据主要是其所能承受的载荷方向(或公称接触角)和滚动体的种类 所以滚动轴承的一个重要参数就是接触角。接触角的概念:滚动体和套圈接触处的法线与轴 承径向平面(垂至于轴承轴心线的平面)之间的夹角a称为公称接触角。α越大,则轴承承受轴 向载荷的能力就越大。 按轴承的内部结构和所能承受的外载荷或公称接触角的不同,滚动轴承分为 1、向心轴承(也称径向轴承):主要或只能承受径向载荷的滚动轴承,其公称压力角为0° 45°。向心轴承按公称接触角的不同又可以分为0的向心轴承,如深沟球轴承、圆柱滚孑轴承和 滚针轴承等。向心轴承按公称接触角的不同又可以分为 (1)径向接触轴承∶公称接触角为郇的向心轴承,如深沟球轴承、囻柱滚孑轴承和滚针轴 承等。其中深沟球轴承除了主要承受径向载荷外,同时还可以承受一定的轴向载荷(双向),在 高转速时甚至可以代替推力轴承来承受纯轴向载荷,因此有时也把它看作向心推力轴承。它的设 计计算也与后述的向心推力轴承(角接触球轴承、圆锥滚子轴承类似λ与尺寸相同的其它轴承 相比,深沟球轴承具有摩擦因数小、极限转速高的优点,并且价格低廉,故获得了最为广泛的应 用。 (2)向心角接触轴承:公称接触角在0~45°的向心轴承,如角接触球轴承、圆锥滚子轴 承、调心轴承等
第十四章 滚动轴承设计 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 253 火制成，硬度 HRC60 以上。 保持架使滚动体均匀分布在圆周上，其作用是：避免相邻滚动体之间的接触。保持架有冲压 式和实体式两种。 冲压式：用低碳钢冲压制成。 实体式：用铜合金、铝合金或工程塑料。具有较好的定心精度，适用于较高速的轴承。 二、滚动轴承的主要类型及性能 滚动轴承的分类依据主要是其所能承受的载荷方向（或公称接触角）和滚动体的种类。 所以滚动轴承的一个重要参数就是接触角。接触角的概念：滚动体和套圈接触处的法线与轴 承径向平面（垂至于轴承轴心线的平面）之间的夹角 α 称为公称接触角。α越大，则轴承承受轴 向载荷的能力就越大。 按轴承的内部结构和所能承受的外载荷或公称接触角的不同，滚动轴承分为： 1、向心轴承（也称径向轴承）：主要或只能承受径向载荷的滚动轴承，其公称压力角为 0º～ 45º。向心轴承按公称接触角的不同又可以分为 0º的向心轴承，如深沟球轴承、圆柱滚子轴承和 滚针轴承等。向心轴承按公称接触角的不同又可以分为 （1）径向接触轴承：公称接触角为 0º的向心轴承，如深沟球轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴 承等。其中深沟球轴承除了主要承受径向载荷外，同时还可以承受一定的轴向载荷（双向），在 高转速时甚至可以代替推力轴承来承受纯轴向载荷，因此有时也把它看作向心推力轴承。它的设 计计算也与后述的向心推力轴承（角接触球轴承、圆锥滚子轴承类似）。与尺寸相同的其它轴承 相比，深沟球轴承具有摩擦因数小、极限转速高的优点，并且价格低廉，故获得了最为广泛的应 用。 （2）向心角接触轴承：公称接触角在 0º～45º的向心轴承，如角接触球轴承、圆锥滚子轴 承、调心轴承等
第十四章滚动轴承设计 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 两种调心轴承在主要承受径向载荷的同时,也可以承受不大的轴向载荷。其主要特点在于 允许內外圈轴线有较大的偏斜(2°~3°),因而具有自动调心的功能,可以适应轴的挠曲和两轴 承孔的同轴度误差较大的情况。 2、推力轴承:主要用于承受轴向载荷的滚动轴承,其公称接触角为45°~90°。推力轴承按 公称接触角的不同又分为 (1)轴向接触轴承:公称接触角为90°的推力轴承,如推力球轴承等。 (2)推力角接触轴承:公称接触角为45°到90°的推力轴承,如推力角接触轴承等。 按照承受单向轴向力和双向轴向力可以分为单列和双列推力轴承 、向心推力轴承:这类轴承包括角接触球轴承和圆锥滚子轴承,可以同时承受径向载荷和 较大的轴向载荷。 在工程上常用的滚动轴承五类:深沟球轴承、圆柱滚子轴承、单列推力球轴承、角接触球轴 承和圆锥滚子轴承。 各类轴承的承载性能见教材表格所列 三、滚动轴承的代号(必须掌握) 滚动轴承的种类很多,而各类轴承又有不同结构、尺寸和公差等级等,为了表征各类轴承的 不同特点,为了便于组织生产、管理、选择和使用,国家标准中规定了滚动轴承代号的表示方法, 由数字和字母所组成。 滚动轴承的代号有三个紛分代号所组城:前置代号、基本代号和后置代号。见下表 基本代号 后置代号(组) 前置 轴承尺寸轴承内部密封 代号 防尘保挂如轴承公差 套圈(材料 游隙配置其它 类型系列内径结构变型 材料等级 254
第十四章 滚动轴承设计 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 254 两种调心轴承在主要承受径向载荷的同时，也可以承受不大的轴向载荷。其主要特点在于： 允许内外圈轴线有较大的偏斜（2º～3º），因而具有自动调心的功能，可以适应轴的挠曲和两轴 承孔的同轴度误差较大的情况。 2、推力轴承：主要用于承受轴向载荷的滚动轴承，其公称接触角为 45º～90º。推力轴承按 公称接触角的不同又分为 （1）轴向接触轴承：公称接触角为 90º的推力轴承，如推力球轴承等。 （2）推力角接触轴承：公称接触角为 45º到 90º的推力轴承，如推力角接触轴承等。 按照承受单向轴向力和双向轴向力可以分为单列和双列推力轴承。 3、向心推力轴承：这类轴承包括角接触球轴承和圆锥滚子轴承，可以同时承受径向载荷和 较大的轴向载荷。 在工程上常用的滚动轴承五类：深沟球轴承、圆柱滚子轴承、单列推力球轴承、角接触球轴 承和圆锥滚子轴承。 各类轴承的承载性能见教材表格所列。 三、滚动轴承的代号（必须掌握） 滚动轴承的种类很多，而各类轴承又有不同结构、尺寸和公差等级等，为了表征各类轴承的 不同特点，为了便于组织生产、管理、选择和使用，国家标准中规定了滚动轴承代号的表示方法， 由数字和字母所组成。 滚动轴承的代号有三个部分代号所组成：前置代号、基本代号和后置代号。见下表： 前置 代号 基本代号 后置代号（组） 轴承 类型 尺寸 系列 轴承 内径 内部 结构 密封 防尘 套圈 变型 保持架 （材料） 轴承 材料 公差 等级 游隙 配置 其它
第十四章滚动轴承设计 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 1、基本代号 基本代号是表示轴承主要特征的基础部分,也是我们应着重掌握的内容,包括轴承类型、尺 寸系列和内径。 类型代号用阿拉伯数字(以下简称数字)或大些拉丁字母(简称字母)表示,个别情况下可 以省略。 尺寸系列是是由轴承的直径系列代号和宽(高)度系列代号组合而成,用两位数字表示 宽度系列是指径向轴承或向心推力轴承的结构、内径和直径都相同,而宽度为-一系列不同尺 寸,依8、0、1….6次序递增(推力轴承的高度依7、9、1、2顺序递增)当宽度系列为0系 列时对多数轴承在代号种可以不 予标出但对调心轴承需要标出 用基本代号右起第四位数字表示 直径系列表示同一类型、相同 内径的轴承在外径和宽度上的变 直径系列代号:1直径系列代号:2直径系列代号:3直径系列代号:4 化系列,用基本代号右起第三位数字表示(滚动体尺寸随之增大)即按7、8、9、0、1、…5 顺序外径尺寸增大,如图所示。 图14-3 内径代号是用两位数字表示轴承的内径:内径d=10~480mm的轴承内径表示方法见下表 (其它有关尺寸的轴承内径需查阅有关手册和标准(用基本代号右起第一、二两位位数字表示) 内径代号 00010203 04~96 轴承内径 12 1517代号数×5 mm 2、前置代号、后置代号 255
第十四章 滚动轴承设计 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 255 1、基本代号 基本代号是表示轴承主要特征的基础部分，也是我们应着重掌握的内容，包括轴承类型、尺 寸系列和内径。 类型代号用阿拉伯数字（以下简称数字）或大些拉丁字母（简称字母）表示，个别情况下可 以省略。 尺寸系列是是由轴承的直径系列代号和宽（高）度系列代号组合而成，用两位数字表示。 宽度系列是指径向轴承或向心推力轴承的结构、内径和直径都相同，而宽度为一系列不同尺 寸，依 8、0、1……6 次序递增（推力轴承的高度依 7、9、1、2 顺序递增）。当宽度系列为 0 系 列时，对多数轴承在代号种可以不 予标出（但对调心轴承需要标出）。 用基本代号右起第四位数字表示 直径系列表示同一类型、相同 内径的轴承在外径和宽度上的变 化系列，用基本代号右起第三位数字表示（滚动体尺寸随之增大）。即按 7、8、9、0、1、……5 顺序外径尺寸增大，如图所示。 内径代号是用两位数字表示轴承的内径：内径 d=10～480mm 的轴承内径表示方法见下表 （其它有关尺寸的轴承内径需查阅有关手册和标准）。（用基本代号右起第一、二两位位数字表示） 内径代号 00 01 02 03 04～96 轴承内径 （mm） 10 12 15 17 代号数×5 2、前置代号、后置代号 图 14－3
第十四章滚动轴承设计 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时,在基本代号左右添 加的补充代号。 前置代号用字母表示,用以说明成套轴承部件的特点-般轴承无需作此说明,则前置代号可 以省略。 后置代号用字母和字母数字的组合来表示,按不同的情况可以紧接在基本代号之后或者用 “-"、“/"符号隔开,其含义见轴承代号表格所示 常见的轴承内部结构代号及公差等级代号见下表 (1)内部结构代号 代号 含义及示例 角接触球轴承公称接触角α=15°7210C c 调心滚子轴承C型23122C AC角接触球轴承公称接触角a=25°7210AC 角接触球轴承公称接触角α=45°7210B B 圆锥滚子轴承接触角加大32310B E|加强型(即内部结构设计改进,增大轴承载能力)N207E (2)轴承公差代号 代号 含义和示例 新标准 GBT272-93GB272-88 PO G 公差等级符合标准规定的0级,代号中省略不标6203 公差等级符合标准中的6级6203/P6 /PoX EX 公差等级符合标准中的6X级6203/P6X P5 D 公差等级符合标准中的5级6203/P5 256
第十四章 滚动轴承设计 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 256 前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在基本代号左右添 加的补充代号。 前置代号用字母表示，用以说明成套轴承部件的特点,一般轴承无需作此说明，则前置代号可 以省略。 后置代号用字母和字母—数字的组合来表示，按不同的情况可以紧接在基本代号之后或者用 “－”、“/”符号隔开，其含义见轴承代号表格所示。 常见的轴承内部结构代号及公差等级代号见下表： （1）内部结构代号 代号 含义及示例 C 角接触球轴承 公称接触角 α＝15º 7210C 调心滚子轴承 C 型 23122C AC 角接触球轴承 公称接触角 α＝25º 7210AC B 角接触球轴承 公称接触角 α＝45º 7210B 圆锥滚子轴承 接触角加大 32310B E 加强型（即内部结构设计改进，增大轴承承载能力）N207E （2）轴承公差代号 代号 含义和示例 新标准 GB/T272－93 原标准 GB272－88 /P0 G 公差等级符合标准规定的 0 级，代号中省略不标 6203 /P6 E 公差等级符合标准中的 6 级 6203/P6 /P6X EX 公差等级符合标准中的 6X 级 6203/P6X P5 D 公差等级符合标准中的 5 级 6203/P5
第十四章滚动轴承设计 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) P4 公差等级符合标准中的4级6203/P4 P2 B 公差等级符合标准中的2级6203/P2 其精度等级按上表中的顺序依次提高。 其它各符号的含义可以查阅GBm272-93,此处我们就不作过多介绍了。 【例】试说明轴承代号6206、32315E、7312C及51410/P6的含义 【解】 6206:(从左至右)6深沟球轴承;2尺寸系列代号,直径系列为2,宽度系列为0(省略 06为轴承内径30mm;公差等级为0级 3235E:(从左至右)3为圆锥滚子轴承;23为尺寸系列代号,直径系列为3、宽度系列为2 15为轴承内径75mm;E加强型;公差等级为0级。 7312C:(从左至右)7为角接触球轴承;3为尺寸系列代号,直径系列为3、宽度系列为0 (省略);12为轴承内径60mm;C公称接触角α=15°;公差等级为0级。 51410/P6:(从左至右)5为双向推力轴承;14为尺寸系列代号,直径系列为4、了宽度系列 为1;10为轴承直径50mm;P6前有“",为轴承公差等级 s142滚动轴承的类型选择 滚动轴承的类型很多,因此选用轴承首先是选择类型。而选择类型必须依据各类轴承的特性, 在教材表格中的最后一列中给出了各类轴承的性能特点,供我们选用时参考。同时,我们在选用 轴承时还要考虑下面几个方面的因素。 轴承所受的载荷(大小、方向和性质) 受纯径向载荷时应选用向心轴承(如6000(0~000(~NU0000型等)受纯轴向载荷应选用 推力轴承(如5000型)对于同时承受径向载荷R和轴向载荷A的轴承,应根据两者(AR) 的比值来确定:若λ相对于R较小时,可选用深沟球轴承(6000型)或接触角不大的角接触 257
第十四章 滚动轴承设计 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 257 P4 C 公差等级符合标准中的 4 级 6203/P4 P2 B 公差等级符合标准中的 2 级 6203/P2 其精度等级按上表中的顺序依次提高。 其它各符号的含义可以查阅 GB/T272－93，此处我们就不作过多介绍了。 【例】试说明轴承代号 6206、32315E、7312C 及 51410/P6 的含义。 【解】 6206：（从左至右）6 深沟球轴承；2 尺寸系列代号，直径系列为 2，宽度系列为 0（省略）； 06 为轴承内径 30mm；公差等级为 0 级。 32315E：（从左至右）3 为圆锥滚子轴承；23 为尺寸系列代号，直径系列为 3、宽度系列为 2； 15 为轴承内径 75mm；E 加强型；公差等级为 0 级。 7312C：（从左至右）7 为角接触球轴承；3 为尺寸系列代号，直径系列为 3、宽度系列为 0 （省略）；12 为轴承内径 60mm；C 公称接触角 α＝15º；公差等级为 0 级。 51410/P6：（从左至右）5 为双向推力轴承；14 为尺寸系列代号，直径系列为 4、了宽度系列 为 1；10 为轴承直径 50mm；P6 前有“/”，为轴承公差等级。 §14.2 滚动轴承的类型选择 滚动轴承的类型很多，因此选用轴承首先是选择类型。而选择类型必须依据各类轴承的特性， 在教材表格中的最后一列中给出了各类轴承的性能特点，供我们选用时参考。同时，我们在选用 轴承时还要考虑下面几个方面的因素。 一、轴承所受的载荷（大小、方向和性质） 受纯径向载荷时应选用向心轴承（如 60000、N0000、NU0000 型等）。受纯轴向载荷应选用 推力轴承（如 50000 型）。对于同时承受径向载荷 R 和轴向载荷 A 的轴承，应根据两者（A/R） 的比值来确定：若 A 相对于 R 较小时，可选用深沟球轴承（60000 型）、或接触角不大的角接触
第十四章滚动轴承设计 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 球轴承(π00C·型)及圆锥滚子轴承(30000型);当R相比较大时,可选用接触角较大的角接 触球轴承(7000C型或70000C型);当A比R大很多时,则应考虑采用向心轴承和推力轴承 的组合结构,以分别承受径向载荷和轴向载荷。 在同样外廓尺寸的条件下,滚子轴承比球轴承的承载能力和抗冲击能力要大。故载荷较大 有振动和冲击时,应优先选用滚子轴承。反之,轻载和要求旋转精度较高的场合应选择球轴承。 同一轴上两处支承的径向载荷相差较大时,也可以选用不同类型的轴承 轴承的转速 在一般转速下,转速的高低对类型选择不发生什么影响,只有当转速较高时,才会有比较显 著的影响。在轴承样本中列入了各种类型、各种尺寸轴承的极限转速ni值。这个极限转速是指 载荷P≤0.lC(C为基本额定动载荷,后面我们再讲),冷却条件正常,且为0级公差时的最大 允许转速。但mm值并不是一个不可超越的界限。所以,一般必须保证轴承在低于极限转速条件 下工作。 (1)球轴承比滚子轴承的极限转速高,所以在高速情况下应选择球轴承 (2)当轴承内径相同,外径越小则滚动体越小,产生的离心力越小,对外径滚道的作用也 小。所以,外径越大极限转速越低。 (3)实体保持架比冲压保持架允许有较高的转速 (4)推力轴承的极限转速低,所以当工作转速较高而轴向载荷较小时,可以采用角接触球 轴承或深沟球轴承。 三、调心性能的要求 对于因支点跨距大而使轴刚性较差、或因轴承座孔的同轴度低等原因而使轴挠曲时,为了 适应轴的变形,应选用允许内外圈有较大相对偏斜的调心轴承,例如10000系列和20000系列的 调心球轴承可以在内外圈产生不大的相对偏斜时正常工作
第十四章 滚动轴承设计 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 258 球轴承（70000C 型）及圆锥滚子轴承（30000 型）；当 R 相比较大时，可选用接触角较大的角接 触球轴承（70000AC 型或 70000C 型）；当 A 比 R 大很多时，则应考虑采用向心轴承和推力轴承 的组合结构，以分别承受径向载荷和轴向载荷。 在同样外廓尺寸的条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力和抗冲击能力要大。故载荷较大、 有振动和冲击时，应优先选用滚子轴承。反之，轻载和要求旋转精度较高的场合应选择球轴承。 同一轴上两处支承的径向载荷相差较大时，也可以选用不同类型的轴承。 二、轴承的转速 在一般转速下，转速的高低对类型选择不发生什么影响，只有当转速较高时，才会有比较显 著的影响。在轴承样本中列入了各种类型、各种尺寸轴承的极限转速 nlim值。这个极限转速是指 载荷 P 0.1C （C 为基本额定动载荷，后面我们再讲），冷却条件正常，且为 0 级公差时的最大 允许转速。但 nlim值并不是一个不可超越的界限。所以，一般必须保证轴承在低于极限转速条件 下工作。 （1）球轴承比滚子轴承的极限转速高，所以在高速情况下应选择球轴承。 （2）当轴承内径相同，外径越小则滚动体越小，产生的离心力越小，对外径滚道的作用也 小。所以，外径越大极限转速越低。 （3）实体保持架比冲压保持架允许有较高的转速。 （4）推力轴承的极限转速低，所以当工作转速较高而轴向载荷较小时，可以采用角接触球 轴承或深沟球轴承。 三、调心性能的要求 对于因支点跨距大而使轴刚性较差、或因轴承座孔的同轴度低等原因而使轴挠曲时，为了 适应轴的变形，应选用允许内外圈有较大相对偏斜的调心轴承，例如 10000 系列和 20000 系列的 调心球轴承可以在内外圈产生不大的相对偏斜时正常工作
第十四章滚动轴承设计 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 在使用调心轴承的轴上,一般不宜使用其它类型的轴承,以免受其影响而失去了调心作用。 滚子轴承对轴线的偏斜最敏感,调心性能差。在轴的刚度和轴承座的支撑刚度较低的情况 下,应尽可能避免使用 四、拆装方便等其它因素 选择轴承类型时,还应考虑到轴承装拆的方便性、安装空间尺寸的限制以及经济性问题。 例如,在轴承的径向尺寸受到限制的时候,就应选择同一类型、相同内径轴承中外径较小的轴承, 或考虑选用滚针轴承 在轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸时,应优先选择内、外圈可分离的轴承。 球轴承比滚子轴承便宜,在能满足需要的情况下应优先选用球轴承。 同型号不同公差等级的轴承价格相差很大,故对高精度轴承应慎重选用,等等。 s143滚动轴承的设计计算(选择方法) 滚动轴承的设计计算要解决的问题可以分为两类:1)对于已选定具体型号的轴承,求在给 定载荷下不发生点蚀的使用期限,即寿命计算;2)在规定的寿命期限内和给定载荷情况下选取 某一具体轴承的型号(即选型设计 滚动轴承尺寸选择的基本理论是通过对轴承在实际使用的破坏形式进行总结而建立起来 的,所以首先我们必须了解滚动轴承的失效飛式。 失效形式和设计准则 1、疲劳点蚀 实践表明:在安装、润滑、维护良好的条件下,滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内、外 圈滚道上的点蚀破坏。成因是由于大量地承受变化的接触应力。 滚动轴承在运转过程中,相对于径向载荷方向的不同方位处的载荷大小是不同的如图所示, 与径向载苘相反方向上有一个径向载荷为零的非承载区;而且滚动体与套圈滚道的接触传力点也 259
第十四章 滚动轴承设计 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 259 在使用调心轴承的轴上，一般不宜使用其它类型的轴承，以免受其影响而失去了调心作用。 滚子轴承对轴线的偏斜最敏感，调心性能差。在轴的刚度和轴承座的支撑刚度较低的情况 下，应尽可能避免使用。 四、拆装方便等其它因素 选择轴承类型时，还应考虑到轴承装拆的方便性、安装空间尺寸的限制以及经济性问题。 例如，在轴承的径向尺寸受到限制的时候，就应选择同一类型、相同内径轴承中外径较小的轴承， 或考虑选用滚针轴承。 在轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸时，应优先选择内、外圈可分离的轴承。 球轴承比滚子轴承便宜，在能满足需要的情况下应优先选用球轴承。 同型号不同公差等级的轴承价格相差很大，故对高精度轴承应慎重选用，等等。 §14.3 滚动轴承的设计计算（选择方法） 滚动轴承的设计计算要解决的问题可以分为两类：1）对于已选定具体型号的轴承，求在给 定载荷下不发生点蚀的使用期限，即寿命计算；2）在规定的寿命期限内和给定载荷情况下选取 某一具体轴承的型号（即选型设计）。 滚动轴承尺寸选择的基本理论是通过对轴承在实际使用的破坏形式进行总结而建立起来 的，所以首先我们必须了解滚动轴承的失效形式。 一．失效形式和设计准则 1、疲劳点蚀 实践表明：在安装、润滑、维护良好的条件下，滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内、外 圈滚道上的点蚀破坏。成因是由于大量地承受变化的接触应力。 滚动轴承在运转过程中，相对于径向载荷方向的不同方位处的载荷大小是不同的，如图所示， 与径向载荷相反方向上有一个径向载荷为零的非承载区；而且滚动体与套圈滚道的接触传力点也
第十四章滚动轴承设计 《机械设计基础》教案(机电专业90学时) 随时都在变化(因为内圈或外圈的转动以及滚动体的公转和自转);所以 滚动体和套圈滚道的表面受脉动循环变化的接触应力。 在这种接触变应力的长期作用下金属表层会岀现麻点状剥落现象, 这就是疲劳点蚀 在发生点蚀破坏后,在运转中将会产生较强烈的振动、噪音和发热 现象,最后导致失效而不能正常工作,轴承的设计就是针对这种失效而 展开的 2、塑性变形 图14-4 在特殊情况下也会发生其它形式的破坏,例如:压凹、烧伤、磨损、断裂等等。 当轴承不回转、缓慢摆动或低速转动(n<l0rmin)时,一般不会产生疲劳损坏。但过大的 静载荷或冲击载荷会使套圈滚道与滚动体接触处产生较大的局部应力,在局部应力超过材料的屈 服极限时将产生较大的塑性,从而导致轴承失效。因此对与这种工况下的轴承需作静强度计算 虽然滚动铀承的其它失效形式(如套圈断裂、滚动体破碎、保持架磨损、锈蚀等)在公称是 那股也时有发生,但只要制造合格、设计合理、安装维护正常,都是可以防止的。所以在工程上, 我们主要以疲劳点蚀和压凹两类失效形式进行计算 3、设计准则 由于滚动轴承的正常失效形式是点蚀破坏,所以对于般转速的轴承,轴承的设计准则就是 以防止点蚀引起的过早失效而进行疲劳点蚀计算,在轴承计算中称为寿命计算。 对于不转动、摆动或转速低的轴承,要求控制塑性变形,应作静强度计算;而以磨损、胶合 为主要失效形式的轴承,由于影响因素复杂,目前还没有相应的计算方法,只能采取适当的预防 昔施
第十四章 滚动轴承设计 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 260 随时都在变化（因为内圈或外圈的转动以及滚动体的公转和自转）；所以 滚动体和套圈滚道的表面受脉动循环变化的接触应力。 在这种接触变应力的长期作用下，金属表层会出现麻点状剥落现象， 这就是疲劳点蚀。 在发生点蚀破坏后，在运转中将会产生较强烈的振动、噪音和发热 现象，最后导致失效而不能正常工作，轴承的设计就是针对这种失效而 展开的。 2、塑性变形 在特殊情况下也会发生其它形式的破坏，例如：压凹、烧伤、磨损、断裂等等。 当轴承不回转、缓慢摆动或低速转动（n < 10 r/min）时，一般不会产生疲劳损坏。但过大的 静载荷或冲击载荷会使套圈滚道与滚动体接触处产生较大的局部应力，在局部应力超过材料的屈 服极限时将产生较大的塑性，从而导致轴承失效。因此对与这种工况下的轴承需作静强度计算。 虽然滚动轴承的其它失效形式（如套圈断裂、滚动体破碎、保持架磨损、锈蚀等）在公称是 那股也时有发生，但只要制造合格、设计合理、安装维护正常，都是可以防止的。所以在工程上， 我们主要以疲劳点蚀和压凹两类失效形式进行计算。 3、设计准则 由于滚动轴承的正常失效形式是点蚀破坏，所以对于一般转速的轴承，轴承的设计准则就是 以防止点蚀引起的过早失效而进行疲劳点蚀计算，在轴承计算中称为寿命计算。 对于不转动、摆动或转速低的轴承，要求控制塑性变形，应作静强度计算；而以磨损、胶合 为主要失效形式的轴承，由于影响因素复杂，目前还没有相应的计算方法，只能采取适当的预防 措施。 图 14－4