机械设计滚动轴承精要常用滚动轴承类型、尺寸系列代号及其特性(GB／T272—93)轴承类型结构简图、承受负荷方向类型代号尺寸系列代号组合代号特性调心球轴承1(1)1(1)(0)222(0)主要承受径向载荷，也可同时承受少量的双向的轴向载荷，外圈滚道为球面，具有自动调心性能。内外圈轴线º，适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承调心滚子轴承241用于承受径向载荷，其承受载荷能力比调心球轴承约大一倍，也能承受少量的双向的轴向载荷。外圈滚道为球面，具有调心性能，内外圈轴线º，适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承圆、锥滚子轴承能承受较大的径向载荷和单向的轴向载荷，极限转速较低内、外圈可分离，故轴承游隙可在安装时调整，通常成对使用，对称安装适用于转速不太高、轴的刚性较好的场合推力球轴承单向512513514单向推力球轴承只能承受单向的轴向载荷。两个圈的孔不一样大：内孔较小的是紧圈，与轴配合；内孔较大的是松圈，与机座固定在一起。极限转速较低，适用于轴向力大而转速较低的场合。没有径向限位能力，不能单独组成支承，一般要与向心轴承组成组合支承使用双向524双向推力轴承可承受双向轴向载荷，中间圈为紧圈，与轴配合，另两圈为松圈高速时，离心力大，球与保持架磨损，发热严重，寿命降低。没有径向限位能力，不能单独组成支承，一般要与向心轴承组成组合支承使用。常用于轴向载荷大、转速不高处深沟球轴承819(0)0(1)0(0)2(0)3(0)060626364主要承受径向载荷，也可同时承受少量的双向的轴向载荷，工作时内外圈轴线′摩擦阻力小，极限转速高，结构简单，价格便宜，应用最广泛，但承受冲击载荷能力较差。适用于高速场合，在高速时，可用来代替推力球轴承角接触球轴承7777719(1)0(0)2(0)3(0)4能同时承受径向载荷与单向的轴向载荷，公称接触角α有15º、25º、40º三种。α越大，轴向承载能力也越大。通常成对使用，对称安装。极限转速较高适用于转速较高、同时承受径向和轴向载荷的场合推力圆柱滚子轴承2能承受很大的单向轴向载荷，但不能承受径向载荷，它比推力球轴承承载能力要大；套圈也分紧圈和松圈。其极限转速很低，故适用于低速重负荷的场合。没有径向限位能力，故不能单独组成支承圆柱滚子轴承NNNNNN10(0)222(0)323(0)4N10N2N22N3N23N4只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷。承受载荷能力比同尺寸的球轴承大，尤其是承受冲击载荷能力大，极限转速较高对轴的偏斜敏感，允许外圈与内圈的偏斜度较小(2′～4′)，故只能用于刚性较大的轴上，并要求支承座孔很好地对中轴承的外圈、内圈可以分离，还可以不带外圈或内圈滚针轴承NANANA484969NA48NA49NA69这类轴承采用数量较多的滚针作滚动体，一般没有保持架。径向结构紧凑，且径向承受载荷能力较大，价格低廉缺点是不能承受轴向载荷，滚针间有摩擦，旋转精度及极限转速低，工作时不允许内、外围轴线有偏斜。常用于转速较低而径向尺寸限制的场合。内外圈可分离4、滚动轴承类型选择设计滚动轴承部件时，首先是选择滚动轴承的类型，应考虑轴承的工作条件、各类轴承的特点、价格等因素。一般，选择滚动轴承类型时应考虑的问题主要有：(1)轴承所受的载荷1）载荷的大小载荷较轻或中等载荷时，可选用球轴承；载荷较大时宜选用滚子轴承。2)载荷的方向根据表10.1各类轴承所能承受的载荷方向来选择。当径向载荷与轴向载荷联合作用时，也可选用向心轴承和推力轴承联合使用，以分别承受径向载荷和轴向载荷。3）载荷的性质承受径向冲击载荷时，宜选用螺旋滚子轴承或圆锥滚子轴承。(2)轴承的转速通常，转速较高，载荷较小或要求旋转精度较高时，宜选用球轴承；转速较低，载荷较大或有冲击载荷时宜选用滚子轴承。推力轴承的极限转速很低。工作转速较高时，若轴向负荷不十分大，可采用角接触球轴承承受轴向负荷，(3)调心性能的要求当轴承的内、外圈轴线有较大的相对转角时，应采用调心球轴承或调心滚子轴承。 (4)安装和拆卸 当轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸轴承部件时，应优先选用内外圈可 分离的轴承(如圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承等)。当轴承在长轴上安装时， 为了便于装拆，可以选用其内圈孔为1：12 的圆锥孔的轴承。 (5)经济性要求 一般，深沟球轴承价格最低，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，必须详细了解各类轴承的价格，在满足使用要求的前提下，尽可 能地降低成本。 （二）滚动轴承代号 （1）基本代号 基本代号用来表明轴承的内径、直径系列、宽度系列和类型，一般最多为五位数， 现分述如下： 1)内径代号：用基本代号右起第一、二位数字表示。对常用内径 d＝20～495mm 的轴承，内径一般为 5 的倍数，这两位数字表示轴承内径尺寸被 5 除得的商数，如 04 表示d＝20mm。对于内径为10 mm、12 mm．、15mm 和17mm 轴承，内径代号依次为 00、0l、02 和03。对于内径小于10mm 和大于495 mm 的轴承，内径表示方法另有规 定，可参看GB／T272—93。 2)直径系列代号：用基本代号右起第三位数字表示，反映了结构相同、内径相同的轴 承在外径和宽度方面的变化系列。例如，对于向心轴承和向心推力轴承，0、1 表示 特轻系列；2 表示轻系列；3 表示中系列；4 表示重系列。各系列之间的尺寸对比如 上图所示。推力轴承除了用1 表示特轻系列之外，其余与向心轴承的表示一致。 3)宽度系列代号：用基本代号右起第四位数字表示，反映了结构、内径和直径系列都 相同的轴承，在宽度方面的变化系列。例如，0 表示窄系列；1 表示正常系列，当宽 度系列为0(或1)系列时，对多数轴承在代号中可不标出宽度系列代号0(或1)，但对 于调心滚子轴承、圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承，宽度系列代号0(或1)应标出。 直径系列代号和宽度系列代号统称为尺寸系列代号。 4)类型代号：用基本代号右起第五位数字或字母表示 （2）后臵代号 轴承的后臵代号是用字母和数字等表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求等 等。后臵代号的内容很多，下面介绍几个常用的代号。 1) 内部结构代号：表示同一类型轴承的不同内部结构，用字母紧跟着基本代号 表示。如：接触角为 15º 、25º 和 40º 的角接触球轴承分别用 C、AC 和 B 表示内部结构的不同。 2) 公差等级代号：为／P2、／P4、／P5、／P6、／P6x 和／P0，分别对应公差 等级为2 级、4 级、5 级、6 级、6x 级和0 级，依次由高级到低级。公差等级中，6x 级仅适用于圆锥滚子轴承；0 级为普通级，在轴承代号中不标出。 3)径向游隙组别代号：用／C1、／C2、／C0、/C3、／C4、／C5 表示，分别对应 径向游隙系列为1 组、2 组、0 组、3 组、4 组和5 组，径向游隙依次由小到大。0 组 游隙是常用的游隙组别，在轴承代号中不标出。 （3）前臵代号 轴承的前臵代号用于表示轴承的分部件，用字母表示。如用L 表示可分离轴承的 可分离套圈；K 表示轴承的滚动体与保持架组件等等。 实际应用的滚动轴承类型是很多的，相应的轴承代号也是比较复杂的。关于滚动 轴承详细的代号方法可查阅GB／T272—93。 二、滚动轴承的载荷分析和失效形式 .1 滚动轴承载荷分析 在中心轴向载荷作用下的滚动轴承，可认为载荷由各个滚动体平均负担。在 径向载荷作用下的滚动轴承，如图 10.4 所示，一般只有半圈滚动体受载。而且各个 滚动体的载荷 P0、P1…Pi 的大小也各不相同。根据力的平衡条件和变形协调条件， 可求出受载最大的滚动体的载荷为： 点接触时    cos / 37 . 4 0 z R P  线接触时    cos / 06 . 4 0 z R P  式中z—滚动体数目。 由滚动轴承的载荷分布可知，轴承工作时各滚动体所承受载荷将由小逐渐增大， 直到最大值P0，然后再逐渐减小。因此，滚动体承受的载荷是变化的。 滚动轴承径向载荷分布图 滚动轴承各零件上载荷及应力分布图 对于工作时旋转的内圈上的任一点a(图10.4)在承受负荷区内，每次与滚动 体接触就受载荷一次，因此旋转内圈上 a 点的载荷及应力是呈周期性地不稳定变化 的。如滚动轴承各零件上载荷及应力分布图(a)所示。 对于固定的外圈，各点所受载荷随位臵不同而大小不同，对位于承受载荷区内的任一 点b(滚动轴承径向载荷分布图)，当每一个滚动体滚过便受载荷一次，而所受载荷的 最大值是不变的，承受稳定的脉动负荷。如滚动轴承各零件上载荷及应力分布 图(b)所示。滚动体工作时，有自转又有公转，因而，其上任一点所受的载荷和应力 也是变化的，其变化规律与内圈相似，只是变化频率增加。 2、 滚动轴承常见失效形式及计算准则 (1)疲劳点蚀 在正常使用条件下，滚动体与套圈在相互接触的表层内产生脉动 循环接触应力，经过一定次数循环后，此应力就导致零件浅表层形成微观裂缝，微观 裂缝被渗入其中的润滑油挤裂而引起点蚀。是滚动轴承常见的失效形式。 (2)塑性变形 在过大的静负荷或冲击负荷作用下，滚动体或套圈滚道上出现不 均匀的塑性变形凹坑，这种情况多发生在转速极低或摆动的轴承。 (3)磨损 滚动轴承在密封不可靠以及多尘的运转条件下工作时，易发生磨粒磨 损。转速越高，磨损越严重。 （4）裂纹和断裂 由于材料缺陷和热处理不当，配合过盈量过大或轴承组合设计 不当而引起应力集中，及不正常的安装，拆卸操作等，会使座圈或保持架出现裂纹， 甚至断裂。 对于中速运转的轴承，其主要失效形式是疲劳点蚀，应按疲劳寿命进行校核计算。 对于高速轴承，由于发热大，常产生过度磨损和烧伤，为避免轴承产生失效，除保证 轴承具有足够的疲劳寿命之外，还应限制其转速不超过极限值。对于不转动或转速极 低的轴承，其主要的失效形式是产生过大的塑性变形，应进行静强度的校核计算。 三、滚动轴承疲劳寿命计算 1 基本额定寿命和基本额定动载荷 所谓轴承的寿命，是指轴承在一定的载荷和工作条件下运转，轴承中任一零件材 料首次出现疲劳点蚀之前，内圈(或外圈)相对于外圈(或内圈)所运转的总转数。

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