机械设计基础课件第17章滚动轴承
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机械设计基础课件 第十七章 轴承
轻系列
75
轴承，
α=15°
公差等级 6级 0级
三、滚动轴承类型的选择
1、轴向所受的载荷 大小：载荷大，有冲击——滚子轴承；载荷小——球轴承 方向：
纯轴向载荷——轴向接触轴承（推力轴承） 纯径向载荷——径向接触轴承（向心轴承） 径向+轴向载荷： 轴向载荷较小：深沟球轴承，小角角接触球轴承，圆锥滚子轴承
N.圆柱滚子轴承，径向承载能力最强 NA.滚针轴承，外径最小，特别适用于径向尺寸受限制的地方
滚动轴承的代号
X
X
X
XX
类型 宽度系列 直径系列 内径
*3.6.7类重要
第二位：宽度系列
0 窄系列（可省略，但3类的不可省）
1 正常系列
2 宽系列
第三位 ：直径系列
0,1 特轻系列
2 轻系列
3 中系列
4 重系列
按滚动体的列数：单列，双列和多列
p303有一个表格要背的，我把主要特点写出来了，其余的自己看书 1.调心球轴承 自动调心 2.调心滚子轴承，自动调心 3.圆锥滚子轴承，能同时承受较大的径向和轴向载荷，α=10°-18°，成对使用，反向安装 外圈可拆卸，窄边对窄边，正装；宽边对宽边，反装
5.推力球轴承，只承受轴向载荷，且载荷作用线必须与轴线重合 6.深沟球轴承，主要承受径向载荷 7.角接触球轴承，α=15°，25°，40°，α越大，轴承承受轴向载荷能力增加，成对使用， 反向安装
1、轴向载荷：滚动体均匀受载 径向载荷：滚动体受载不均
二、滚动轴承的失效形式
1、疲劳点蚀 2、永久变形 3、胶合，磨损，套圈或保持架断裂 计算准则：
（1）n＞10r/min，防止疲劳点蚀的寿命计算 （2） n＜10r/min，静强度计算 三、滚动轴承的寿命计算
机械设计基础课件：轴承 -
)
1
4.滾動軸承的當量動載荷
當量動載荷（P）：把實際作用的複合外載荷折算成與基本額 定動載荷條件相同的一假想載荷，即純徑向或純軸向載荷，並使 在該假想載荷作用下軸承的壽命與在實際的複合載荷作用下軸承 的壽命相同。
計算公式
P XFr YFa
X、Y—分別為徑向動載荷係數和軸向動載荷係數，其值見表14-9。
14.5.1 滑動軸承的類型
軸。 特點：一端軸承的內、外圈兩側均軸向固定，限制軸的左右兩個方
向的移動，是固定端。另一端軸承為遊動端，補償軸的熱伸長變形。
一端固定、一端遊動式支承
3. 兩端遊動式支承結構
兩端遊動式支承
14.4.2 滾動軸承內外圈的軸向固定
14.4.3 滾動軸承的調整
1. 軸承間隙的調整
調整墊片
可調壓蓋
2. 軸系軸向位置的調整 調整的目的：使軸上零件有準確的工
直徑系列—結構相同、內徑相同的軸承在外徑方面的變化系列。
（3）內徑代號 —軸承內徑的大小，用數字表示。
3.後置代號—用字母或字母加數字表示，說明軸承的內部結構、密封和 防塵圈形狀、材料、公差等級等。
內部結構代號—同一類型軸承的不同內部結構 （如C、AC、 B分別表示公稱接觸角α=15°、25°、40°的角接觸球軸 承 ）。
3.調心性能要求 4.拆裝要求 5.安裝尺寸要求 6.經濟性要求
調心球軸承調心特性
14.3 滾動軸承的尺寸選擇
14.3.1 滾動軸承的失效形式和設計準則
1. 向心軸承載荷的分佈 滾動軸承受純徑向載荷Fr作用，滾動體及內、外圈滾道上各點載
荷為交變載荷，引起的應力為脈動迴圈的接觸應力。
2.滾動軸承的失效形式 （1）疲勞點蝕
机械设计基础--滚动轴承 ppt课件
2. 基本代号：表示轴承的基ppt课本件 类型、结构和尺寸。 16
调心球轴承 调心滚子轴承 圆锥滚子轴承
10000
20000
30000
a)单向 b)双向
推力球轴承 50000
推力圆柱
深沟球轴承 角接触球轴承 滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承
60000
70000
80000
N0000 a) NA0000
12
512 低 不允许 受单向轴向负荷，两
13
513
个圈的内孔不一样大，
14
514
内孔较小的与轴配合， 内孔较大的与机座固
定。双向推力球轴承
可以承受双向轴向负
荷，中间圈与轴配合，
22
522
另两个圈为松圈
23
523
低 不允许
高速时，由于离心
力大，寿命较低。常
24
524
用于轴向负荷大、转
ppt课件
速不高的场合 7
40
22、28、32及500以上 /内径
230/500 62/22
500 22
ppt课件
21
表16-3 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号
基本代号
后置代号 或加
（ 成套轴承分 部件代号
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代
系列代号 代号
号
注：
代表字母；
代表数字
3. 后置代号 ---- 用字母（或加数字）表示。
代表数字
内径代号 ---- 基本代号左起第四、五位。
表16-5 轴承的内径代号
内径代号
00 01
02
03
轴承内径尺寸 mm 10
机械设计基础课件：滚动轴承
N—圓柱滾子軸承22、28、32及5、006以—上特寬/。內徑 4—重。
§7-2 滾動軸承類型的選擇
1、根據載荷的大小及性質 載荷大或衝擊大－選滾子軸承（線接觸）； 載荷小或衝擊小－選球軸承（點接觸） ；
2、根據載荷的方向 純徑向載荷－選深溝球軸承（6）、圓柱滾子軸承（N) 純軸向載荷－選推力軸承（5 或 8 ） 徑向、軸向載荷－角接觸球軸承(7)或圓錐滾子軸承(3) 軸向載荷不大時，可用深溝球軸承
A2 S2 （放鬆端）
② 軸承反裝時：
2 1
S′
S1
FA
S2
● 若 S2 + FA > S1
軸向合力向右，軸有向右 移動的趨勢，
左軸承被壓緊，會產生反 力△S′， 使軸向力平衡：
S1 S S2 FA ∴
A1 S2 FA （壓緊端） A2 S2 （放鬆端）
2 1
S
S1
FA
S2
● 若 S2 + FA < S1，軸向合力向左，軸有向左移動的趨勢， 右軸承被壓緊，會產生反力△S ，使軸向力平衡：
對於向心角接觸軸承： 其軸向間隙可在軸承內部調整， 其值比深溝球軸承小得多。
2、一端固定、一端遊動
適合於工作溫升高的長軸（跨距 L ＞ 400 mm） 固定支點的軸承外圈左右均固定，承擔雙向軸向力。 遊動支點的軸承只承受徑向力，不承受軸向力。
當軸受熱伸長時，遊動支點隨軸一起向外移動， 避免軸承受到附加載荷作用，防止軸承卡住。
對於能夠承受少量軸向力而α＝0 的向心軸承：
（如深溝球軸承）
因為：α＝0 , S1＝0 ，S2＝ 0
所以：A＝FA
圖中： A1＝0
R1
A2＝FA
FA R2
§7-2 滾動軸承類型的選擇
1、根據載荷的大小及性質 載荷大或衝擊大－選滾子軸承（線接觸）； 載荷小或衝擊小－選球軸承（點接觸） ；
2、根據載荷的方向 純徑向載荷－選深溝球軸承（6）、圓柱滾子軸承（N) 純軸向載荷－選推力軸承（5 或 8 ） 徑向、軸向載荷－角接觸球軸承(7)或圓錐滾子軸承(3) 軸向載荷不大時，可用深溝球軸承
A2 S2 （放鬆端）
② 軸承反裝時：
2 1
S′
S1
FA
S2
● 若 S2 + FA > S1
軸向合力向右，軸有向右 移動的趨勢，
左軸承被壓緊，會產生反 力△S′， 使軸向力平衡：
S1 S S2 FA ∴
A1 S2 FA （壓緊端） A2 S2 （放鬆端）
2 1
S
S1
FA
S2
● 若 S2 + FA < S1，軸向合力向左，軸有向左移動的趨勢， 右軸承被壓緊，會產生反力△S ，使軸向力平衡：
對於向心角接觸軸承： 其軸向間隙可在軸承內部調整， 其值比深溝球軸承小得多。
2、一端固定、一端遊動
適合於工作溫升高的長軸（跨距 L ＞ 400 mm） 固定支點的軸承外圈左右均固定，承擔雙向軸向力。 遊動支點的軸承只承受徑向力，不承受軸向力。
當軸受熱伸長時，遊動支點隨軸一起向外移動， 避免軸承受到附加載荷作用，防止軸承卡住。
對於能夠承受少量軸向力而α＝0 的向心軸承：
（如深溝球軸承）
因為：α＝0 , S1＝0 ，S2＝ 0
所以：A＝FA
圖中： A1＝0
R1
A2＝FA
FA R2
《机械设计基础》17滚动轴承
保持架多用低碳钢板通过冲压成形方法制造，也可采用有色金属或塑料 等材料。
为适应某些特殊要求，有些滚动轴承还要附加其他特殊元件或采用特殊 结构，如轴承无内圈或外圈、带有防尘密封结构或在外圈上加止动环等。
17.1 概述
二、滚动轴承的类型及特点
1.按所能承受载荷的方向或公称接触角的不同，可分为向心轴承和推力轴承。
6103： 6─深沟球轴承，1─特轻系列，03─内径d=17mm， 公差等级为0级，游隙组为0组。
17.3 滚动轴承的工作情况分析
一、滚动轴承的受载分析
1、向心轴承的径向载荷分布 滚动轴承工作时，并非所有
滚动体都同时受载。滚动体同 时受载的程度与轴承所受的轴 向力的大小有关。实际应用中， 一般以控制半圈滚动体受载为 宜。
17.1 概述
常见的滚动体有六种形状，一种是球形，五种是滚子。
17.1 概述
滚动轴承的内外圈和滚动体应具有较高的硬度和接触疲劳强度、良好的 耐磨性和冲击韧性。
一般用特殊轴承钢制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn、GCr6、 GCr9等 滚动轴承的工作表面必须经磨削抛光，以提高其接触疲劳强度。
轴承应满足如下基本要求： 1．能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。 2．具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。 3．具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。
轴承的分类
根据轴承中摩擦的性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。
根据能承受载荷的方向，可分为向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。 (或称为径向轴承、止推轴承、径向止推轴承）。
基本代号——表示轴承的类型与尺寸等主要特征。—代号主要组成部分
前置代号——表示轴承的分部件。
后置代号——表示轴承的精度与材料的特征。—共8组
为适应某些特殊要求，有些滚动轴承还要附加其他特殊元件或采用特殊 结构，如轴承无内圈或外圈、带有防尘密封结构或在外圈上加止动环等。
17.1 概述
二、滚动轴承的类型及特点
1.按所能承受载荷的方向或公称接触角的不同，可分为向心轴承和推力轴承。
6103： 6─深沟球轴承，1─特轻系列，03─内径d=17mm， 公差等级为0级，游隙组为0组。
17.3 滚动轴承的工作情况分析
一、滚动轴承的受载分析
1、向心轴承的径向载荷分布 滚动轴承工作时，并非所有
滚动体都同时受载。滚动体同 时受载的程度与轴承所受的轴 向力的大小有关。实际应用中， 一般以控制半圈滚动体受载为 宜。
17.1 概述
常见的滚动体有六种形状，一种是球形，五种是滚子。
17.1 概述
滚动轴承的内外圈和滚动体应具有较高的硬度和接触疲劳强度、良好的 耐磨性和冲击韧性。
一般用特殊轴承钢制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn、GCr6、 GCr9等 滚动轴承的工作表面必须经磨削抛光，以提高其接触疲劳强度。
轴承应满足如下基本要求： 1．能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。 2．具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。 3．具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。
轴承的分类
根据轴承中摩擦的性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。
根据能承受载荷的方向，可分为向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。 (或称为径向轴承、止推轴承、径向止推轴承）。
基本代号——表示轴承的类型与尺寸等主要特征。—代号主要组成部分
前置代号——表示轴承的分部件。
后置代号——表示轴承的精度与材料的特征。—共8组
机械设计基础 滚动轴承
中国第一套坦克诱导轮轴承
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
一、组成
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
一、组成
内圈
有时无 外圈
滚动体
保持架
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
一、组成 1、滚动体
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
一、组成 2、保持架
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
一、组成
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
五、滚动轴承的分类 常用轴承 圆锥滚子轴承(类型代号： 3)
特点:
可承受径向载荷和单向轴向载荷，成对使用，承载能力大于同尺寸
的角接触球轴承； 内外圈可分离，安装时可调整游隙； 价格比1.7 §16—1 滚动轴承的基本类型和特点
圆锥滚子轴承(类型代号： 3)
20
10
5
2、可靠度(R)：一组相同型号的轴承 能达到或超过规定寿命的百分率。
1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
未失效轴承数量/%
3、基本额定寿命(L,Lh):一组同一型号轴承在同一条件下运 转，可靠度R=90％时，能达到或超过的寿命。
16—3 滚动轴承的选择计算
二、轴承的寿命 4、基本额定动载荷：在基本额定寿命（恰好为106r) 时，轴承所能承受的载荷值，用C表示。
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
五、滚动轴承的分类 常用轴承 调心球(滚子)轴承(类型代号：1、2)
特点: 自动适应内外圈的倾斜，适应 于刚性较差和多支点的支承； 承受纯轴向载荷时，会造成单 列滚动体受载,寿命显著降低； 价格比1.8、4.4
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
调心球(滚子)轴承(类型代号：1、2)
《机械设计基础》第16章滚动轴承PPT课件
加强型
示例
7210B 7210C 7210AC 32310B N207E
表16-8 公差等级代号
代号
省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2
公差等级符合标准的 0级 6级 6x级 5级 4级 2级
示例
6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P2
注：公差等级中0级最低，向右依次增高，2级最高。
§16-2
滚动轴承的代号 滚动轴承的类型很多，而各类轴承 又有不同的结构、尺寸、公差等级、
技术要求等，为便于组织生产和选
表16-2 滚动轴承代号的排列顺用序，规定了滚动轴承的代号，
前置代号
基本代号共5位
后置代号
（ 成套轴承分 部件代号
0
）
类
尺寸系列代号
型宽(高)度 直径系列 Nhomakorabea代 系列代号 代号
号
或加
推力圆柱
深沟球轴承 角接触球轴承 滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承
60000
70000
80000
N0000 a) NA0000
b) RNA0000
表16-2 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号
基本代号
后置代号
或加
（ 成套轴承分 部件代号
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代
系列代号 代号
号
注：
代表字母；
§16-1 §16-2 §16-3 §16-4 §16-5
第16章 滚动轴承
滚动轴承的基本类型和特点
滚动轴承的代号 滚动轴承的选择计算
带传动和链传动都是通过中间挠性件 传递运动和动力的，适用于两轴中心 距较大的场合。与齿轮传动相比，它 们具有结构简单，成本低廉等优点。
示例
7210B 7210C 7210AC 32310B N207E
表16-8 公差等级代号
代号
省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2
公差等级符合标准的 0级 6级 6x级 5级 4级 2级
示例
6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P2
注：公差等级中0级最低，向右依次增高，2级最高。
§16-2
滚动轴承的代号 滚动轴承的类型很多，而各类轴承 又有不同的结构、尺寸、公差等级、
技术要求等，为便于组织生产和选
表16-2 滚动轴承代号的排列顺用序，规定了滚动轴承的代号，
前置代号
基本代号共5位
后置代号
（ 成套轴承分 部件代号
0
）
类
尺寸系列代号
型宽(高)度 直径系列 Nhomakorabea代 系列代号 代号
号
或加
推力圆柱
深沟球轴承 角接触球轴承 滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承
60000
70000
80000
N0000 a) NA0000
b) RNA0000
表16-2 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号
基本代号
后置代号
或加
（ 成套轴承分 部件代号
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代
系列代号 代号
号
注：
代表字母；
§16-1 §16-2 §16-3 §16-4 §16-5
第16章 滚动轴承
滚动轴承的基本类型和特点
滚动轴承的代号 滚动轴承的选择计算
带传动和链传动都是通过中间挠性件 传递运动和动力的，适用于两轴中心 距较大的场合。与齿轮传动相比，它 们具有结构简单，成本低廉等优点。
机械设计基础课件第17章滚动轴承
缺点：
●抗冲击能力较差； ●高速时噪声大，寿命较低； ●径向尺寸大; ●有的场合无法使用
机械设计基础
第十七页，编辑于星期日：十五点 十一分。
§17-2、滚动轴承的主要类型及代号
一、滚动轴承的主要类型、性能与特点 1、按可承受的外载荷分类：
向心轴承：主要用来承受径向载荷 推力轴承：只能承受轴向载荷 向心推力轴承：能同时承受径向载荷和轴向载荷
第二页，编辑于星期日：十五点 十一分。
轴承的功用及组成
功用：支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度，减少转轴与支 承之间的摩擦和磨损。
分类：根据支承处相对运动表面的摩擦性质，轴承分为滑动 摩擦轴承和滚动摩擦轴承，分别简称为滑动轴承和滚动轴 承。
机械设计基础
第三页，编辑于星期日：十五点 十一分。
§17-1 概述
号 ，
9
-- 09 19 29 39 49 59 69
外 0 -- 00 10 20 30 40 50 60
径 尺
1
-- 01 11 21 31 41 51 61
重
寸 依
2
82 02 12 22 32 42 52 62
次 3 83 03 13 23 33 -- -- --
递
增 4 -- 04 -- 24 -- -- -- --
滚子轴承：圆柱、圆锥、
球面滚子、滚
针—线接触
第十一页，编辑于星期日：十五点 十一分。
保持架的作用是把滚动体均匀地相互隔开，防止滚动体脱落，
改善轴承内部载荷分配及引导滚动体运动。保持架有冲压的和 实体的(如右图)两种。冲压保持架一般用低碳钢板冲压后铆 接或焊接而成，它与滚动体间有较大间隙。实体保持架常 用铜合金、铝合金或工程塑料经切削加工而成，它具有良 好的定心作用，适用于高速轴承。
机械设计基础-轴及轴承设计
轴及轴承设计
按照轴的轴线形状,可将轴分为直轴、曲轴和挠性轴。 直轴各轴段轴线为同一直线。 曲轴各轴段轴线不在同一直 线上,主要用于有往复式运动的机械中,如内燃机中的曲轴 (见图10-5)。挠性轴轴线可任意弯曲,可改变运动的传递方向, 常用于远距离控制机构、 仪表传动及手持电动工具中(见图 10-6)。另外还有空心轴、光轴和阶梯轴(见图10-7)。
轴及轴承设计
图10-11 减小轴圆角处应力集中的结构
轴及轴承设计
(2)制造工艺方面。提高轴的表面质量,降低表面粗糙度, 对轴表面采用碾压、喷丸和 表面热处理等强化方法,均可显 著提高轴的疲劳强度。
(3)轴上零件的合理布局。在轴结构设计时,可采取改变 受力情况和零件在轴上的位 置等措施,达到减轻轴载荷,减小 轴尺寸,提高轴强度的目的。
轴及轴承设计
图10-8 轴的结构
轴及轴承设计
在图10-8中,轴各部分的含义: 轴颈:轴与轴承配合处的轴段。 轴头:安装轮毂键槽处的轴段。 轴身:轴头与轴颈间的轴段。 轴肩或轴环:阶梯轴上截面尺寸变化的部位,其中一个尺 寸直径最大称为轴环。
轴及轴承设计
1.轴上零件的定位和固定 轴上零件的定位是为了保证传动件在轴上有准确的安装 位置;固定则是为了保证轴上 零件在运转中保持原位不变。 (1)轴上零件的轴向定位和固定。为了防止零件的轴向 移动,通常采用下列结构形式 实现轴向固定:轴肩、轴环、套 筒、圆螺母和止退垫圈、弹性挡圈、轴端挡圈等。 (2)轴上零件的周向固定。周向固定的目的是为了限制 轴上零件相对于轴的转动,以 满足机器传递扭矩和运动的要 求。常用的周向固定方法有键、花键、销、过盈配合、成型 连 接等,其中以键和花键连接应用最广。
齿轮润滑采用油浴润滑,轴承采用脂润滑。
《机械设计基础》第五版滚动轴承
5、工程应用
7.承受冲击载荷能力差。
8.寿命短。 9.振动、噪声大。 10.不宜作成剖分式。
机械设计基础—— 滚动轴承
16-1滚动轴承的基本类型 1、按滚动体形状分 1)球轴承 (1)调心球轴承 2)滚子轴承 (1)调心滚子轴承 (2)推力圆柱滚子轴承 (3)圆锥滚子轴承 (4)圆柱滚子轴承
(2)推力球轴承
根据C值从手册中查取合适大小的轴承
机械设计基础—— 滚动轴承
五、角接触轴承轴向载荷的计算
机械设计基础—— 滚动轴承
16-4滚动轴承的润滑和密封 1、润滑的目的 降低摩擦阻力、减轻磨损；同时，润滑还有降低滚 动体与座圈滚道的接触应力、散热、吸震、减低噪声和 防锈等作用。 2、润滑油润滑
①油浴润滑；②飞溅润滑；③滴油润滑；④油雾润滑；⑤循环冷 却油润滑。
当轴承既受径向力Fr又受轴向力Fa时，须将Fr 、Fa与转 换为与确定基本额定动载荷的载荷条件一致（纯径向力或 轴向力）的等效力，即当量动载荷，用P表示。
计算式：
P XFr YFa
引入载荷性质系数，表7-10
P f P ( XFr YFa )
X、Y—径向系数、轴向系数，与Fa/Fr及参数 e 有关，表7-9。 e—— 轴向载荷影响系数（判别系数），表7-9。
滚动轴承寿命计算公式的推导
当L10=1（106转）时，其对应的载荷为基本额定动载荷C（N）时，
P L10 k 常量
C 1 k 常量
C L10 106 r P
P L10 常量
基本额定动载荷，查《 机械零件设计手册》 基本额定 寿命 轴承转速， r/min
Q,H Q,H