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轴 承 基 本 知 识,2023年3月5日,第一讲 滚动轴承的结构类型1、轴承在机器中的重要性：所有机器都使用轴承，而轴承也影响着所有机器的品质、性能和寿命，轴承的问题常常成为一部机器的关键问题。例如：铁路要提速，必须开发高速，高可靠性的轴承；精轧钢板厚度误差在一定程度上是轧机轴承精度和刚度的反馈；登陆艇、潜水艇、电机和家用电器用轴承必须加以控制噪声和振动。总之，轴承是机器的主要组成元件之一，在机器中占有一定的重要地位。,2、什么叫轴承：支撑相对旋转轴的部件叫做轴承。通常情况下，是轴旋转，也有轴不旋转而外壳旋转的，例如汽车轮毂轴承。轴承一般分为三大类：一类是关节轴承；一类是滚动轴承；一类是直线运动轴承。3、什么叫滚动轴承：在支承载荷零件与运动零件之间，彼此之间是滚动而不是滑动的轴承，包括滚道零件、带或不带隔离滚动体装置（即保持架），可用于承受径向、轴向或径向与轴向的联合载荷。,4、滚动轴承的基本组成：滚动轴承一般是由以下四种基本元件组成：内圈、外圈、滚动体、保持架。内圈与外圈之间装有若干个滚动体，由保持架使其保持一定的间隔以免互相接触，从而进行圆滑的滚动，但也有无保持架满滚动体的轴承。5、滚动轴承结构类型的分类：5.1轴承按滚动体种类分：球轴承轴承的滚动体为钢球滚子轴承轴承的滚动体为滚子一般来说，相同外形尺寸的球轴承比滚子轴承的允许转速高，滚子轴承的承载能力比球轴承大。,滚子轴承按其滚子的种类，又分为：圆柱滚子轴承滚动体是圆柱滚子的轴承 圆锥滚子轴承滚动体是圆锥滚子的轴承 滚针轴承滚动体是滚针的轴承 调心滚子轴承滚动体是球面滚子的轴承5.2轴承按所能承受载荷方向或公称接触角的不同分为：5.2.1向心轴承主要用来承受径向载荷的滚动轴承，其接触角从0到45。按公称接触角不同，有分为：5.2.1.1径向接触轴承公称接触角为0的向心轴承。5.2.1.2角接触向心轴承公称接触角大于0到45的轴承。,5.2.2推力轴承主要用来承受轴向载荷的滚动轴承，其接触角从45到90。按公称接触角不同，有分为：5.2.2.1轴向接触轴承公称接触角为90的推力轴承。5.2.2.2角接触向心轴承公称接触角大于45但小于90的推力轴承。5.3轴承按其能否调心，分为：5.3.1调心轴承滚道是球面形的，能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承。5.3.2 非调心轴承（钢性轴承）能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承。,5.4轴承按滚动体的列数，分为：5.4.1单列轴承具有一列滚动体的轴承。5.4.2双列轴承具有两列滚动体的轴承。5.4.3四列轴承具有四列滚动体的轴承。5.5轴承按其部件能否分离，分为：5.5.1可分离轴承具有可分离部件的轴承。5.5.2不可分离轴承轴承在最终配套后，套圈均不能任意自由分离的轴承。5.6滚动轴承外径尺寸大小，分为：5.6.1微型轴承外径尺寸为26mm以下的轴承；5.6.2小型轴承外径尺寸范围为2855mm的轴承；5.6.3中小型轴承外径尺寸范围为60115mm的轴承；,5.6.4中大型轴承：外径尺寸范围为120190mm的轴承；5.6.5大型轴承：外径尺寸范围为200430mm的轴承；5.6.6特大型轴承：外径尺寸范围为400mm的以上轴承；6、什么是轴承品种：在同一系列中，外形尺寸不同的轴承称为轴承品种。仍以深沟球轴承为例：6203、6204、6205、6206、6207为五个品种。7、什么是轴承规格：在同一品种中，由于公差等级、游隙、性能、零件内部结构与尺寸或材料、润滑脂不同的轴承称为轴承规格。仍以深沟球轴承为例：6203、6203P6、6203P5、6203C3、6203M、6203HC为六个规格。,8、什么是开型轴承？无防尘盖及密封圈的轴承。6214、6214为开型轴承9、什么是闭型轴承？带有一个或两个密封圈，一个或两个防尘盖及一个密封圈和一个防尘盖的滚动轴承。6214-2RS、6214-2Z为闭型轴承10、什么是闭型轴承？带有一个或两个密封圈，一个或两个防尘盖及一个密封圈和一个防尘盖的滚动轴承。6214-2RS、6214-2Z为闭型轴承,11、什么是轴承套圈？具有一个或几个滚道的向心滚动轴承的环形零件。包括内圈、外圈。12、什么是轴承垫圈？具有一个或几个滚道的推力滚动轴承的环形零件。包括轴圈、中圈、座圈（含调心座圈）、调心座垫圈。习惯上把上述的套圈与垫圈都统称为套圈。标准说法应分别称为套圈、垫圈。13、轴承的外形尺寸是什么？限定轴承外形的一种尺寸。基本外形尺寸为内径、外径、宽度（或高度）及倒角尺寸。轴承样本中可查到6330-2RS轴承的内径d=150、外径D=320、宽度B=65,14、为什么要生产圆锥孔轴承？由于圆锥孔轴承可以通过紧定套或退卸套安装在无轴肩的光轴上，亦可直接安装在锥形轴上，而且安装，拆卸方便并可微量调整轴承的游隙，故有一定的市场，是市场上绝不可缺上的品种。15、有几种锥孔轴承？一种锥孔锥度为1：12，公称半锥角为2239.4；后置代号为K，例如23048K表示轴承锥孔锥度为1：12。一种锥孔锥度为1：30，公称半锥角为05717.4；后置代号为K30，例如24048K30表示轴承锥孔锥度为1：30。,向心轴承,推力轴承,滚动轴承,滚动轴承的结构与形式,向心球轴承,向心轴承,向心滚子轴承,推力轴承,推力球轴承,推力滚子轴承,向心球轴承,深沟球轴承,角接触球轴承,四点接触球轴承,调心球轴承,单列,双列,单列,双列,组合,向心滚子轴承,圆柱滚子轴承,滚针轴承,圆锥滚子轴承,调心滚子轴承,单列,双列,单列,双列,单列,四列,双列,四列,推力球轴承,推力球轴承,推力角接触球轴承,单向,双向,单向（带调心垫圈）,单向,双向,双向（带调心垫圈）,推力滚子轴承,推力圆柱滚子轴承,推力滚针轴承,推力圆锥滚子轴承,推力调心滚子轴承,单向,双向,第二讲 各类轴承的特征与用途1、深沟球轴承的特点:1.1在结构上深沟球轴承的每个套圈均具有横截面大约为球周长的三分之一的连续沟型滚道。它主要用于承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。1.2在轴承的径向游隙增大时，具有角接触球轴承的性质，可承受两个方向交变的轴向载荷。1.3摩擦小，转速高。1.4结构简单，制造成本低，容易达到较高的制造精度。1.5一般采用冲压浪形保持架，内径大于200mm或高速运转的轴承，采用车制实体保持架。深沟球轴承的变型结构多达60多种。,基本型,一,主要结构类型,两面带密封圈的深沟球轴承,二,主要结构类型,一面带防尘盖的深沟球轴承,三,外圈有止动槽一面带防尘盖的深沟球轴承,四,主要结构类型,外圈有止动槽两面带密封圈的深沟球轴承,五,有装球缺口的深沟球轴承（有保持架）,六,主要结构类型,七,两面带防尘盖的深沟球轴承,一面带密封圈的深沟球轴承,八,主要结构类型,九,外圈有止动槽的深沟球轴承,外圈有止动槽一面带密封圈的深沟球轴承,十,主要结构类型,十一,外圈有止动槽两面带防尘盖的深沟球轴承,有装球缺口的深沟球轴承（无保持架）,十二,主要结构类型,一般采用冲压浪形保持架，车制实体保持架、塑料保持架。,汽车轮毂、汽车变速箱、通用电动机、家用电器、仪表、内燃机、铁路车辆、装卸搬运机械、各种产业机械等,主要用途,深沟球轴承保持架形式,2、角接触球轴承的特点？可同时承受径向负荷和轴向负荷，转速较高，接触角越大，轴向承载能力越高。单列轴承只能承受一个方向的轴向负荷，在承受径向负荷时，将引起附加轴向力。并且只能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。若是成对双联安装，使一对轴承的外圈相对，即宽端面对宽端面，窄端面对窄端面。这样即可避免引起附加轴向力，而且可在两个方向使轴或外壳限制在轴向游隙范围内。角接触球轴承的变型结构多达70多种。,2.1名义接触角有15、25、40三种，接触角越大轴向承载能力越高。高精度和高速轴承通常取15接触角，在轴向力作用下，接触角会增大。2.2一般为内圈或外圈带锁口，内、外圈不可分离。外圈加热膨胀后与内圈、滚动体、保持架组件装配。装球数比深沟球轴承多，额定负荷在球轴承中最大，刚性强，运转平稳。2.3可以利用内、外圈相互位移调整径向游隙。常成对使用，并施加预负荷，以提高轴承刚性。,主要结构类型,主要结构类型,主要结构类型,主要结构类型,车制实体保持架、钢板冲压保持架、塑料保持架。车制实体保持多采用黄铜、青铜、酚醛压布管制造。当用作高速主轴轴承时，一般 则只采用酚醛压布管。,单列：机床主轴、高频电动机、燃气轮机、调整离心机、小型汽车前轮、差速器小齿轮轴、仪器仪表。双列：油泵、空气压缩机、各类变速器、印刷机械。,主要用途,角接触球轴承保持架形式,3、圆柱滚子轴承的特点3.1 滚子与滚道为线接触，径向承载能力大，适用于承受重负荷与冲击负荷。3.2 摩擦系数小，适合高速，极限转速接近深沟球轴承。3.3 N型及NU型可轴向移动，能适应因热膨胀或安装误差引起的轴与外壳相对位置的变化，可作自由端支承使用。内圈或外圈可分离，便于安装和拆卸。3.4 对轴和座孔的加工要求较高，轴承安装后内外圈轴线相对偏斜要严加控制，以免造成接触应力集中。3.5 内孔带1：12锥度的双列圆柱滚子轴承，径向游隙可以调整，径向刚度高，适应于机床主轴。,主要结构类型,主要结构类型,主要结构类型,主要结构类型,钢板冲压保持架、对高速轴承或要求运转平稳的轴承，则用实体保持架。根据使用场合和用户要求，也可设计和提供带玻璃纤维增强塑料制保持架。,大中型电动机、机车车辆、机床主轴、内燃机、发电机、燃气涡轮机、减速箱、轧钢机、振动筛以及起重运输机械等。,主要用途,圆柱滚子轴承保持架形式,4、圆锥滚子轴承的特点 属分离型轴承，轴承内、外圈均具有锥形滚道，滚子为圆台形。滚子与滚道为线接触，可承受较重的径向和轴向联合负荷，也可承受纯轴向负荷。接触角越大，轴向承载能力越高。圆锥滚子的设计应使滚子与内外滚道的接触线延长后交于轴承轴线上同一点，以实现纯滚动。新设计的圆锥滚子轴承采用加强型结构，滚子直径加大，滚子长度加长，滚子数目增多，采用带凸度滚子，使轴承的承载能力和疲劳寿命显著提高。滚子大端面与大挡边之间采用球面与锥面接触，改善了润滑。该类轴承按所装滚子的列数可分为单列、双列和四列圆锥滚子轴承等不同的结构型式。该类轴承还多使用英制系列产品。,主要结构类型,主要结构类型,主要结构类型,多采用钢板冲压保持架，但当轴承外径大于650mm时，则采用滚子有支柱孔的支柱 焊接结构保持架。,单列：汽车的前轮、后轮、机床主轴、轴车车辆、轧钢机、建筑机械、起重机械、印刷机械及各种减速装置。双列：机床主轴、机车车辆 四列：轧辊支承,主要用途,圆锥滚子轴承保持架形式,5、推力球轴承的特点 属可分离型轴承，接触角90，可以分别安装，只能承受轴向负荷。极限转速低。钢球加离心力挤向滚道外侧，易于擦伤，但不适于高速运转。单向轴承可承受单向轴向负荷，双向轴承可承受双向轴向负荷。带球面座圈的推力球轴承具有调心性能，可消除安装误差的影响。,主要结构类型,主要结构类型,主要结构类型,钢板冲压保持架，车制实体保持架(多用黄铜制造)。,机床主轴、立式车床旋转工作台、汽车转向机构等。,主要用途,推力球轴承保持架形式,6、推力圆柱滚子轴承的特点 属分离型轴承。可承受单向轴向负荷，不能限制轴的径向位移。轴承刚性大，占用空间小，轴向负荷能力大，对冲击负荷的敏感度低。适用于低转速，常用于推力球轴承无法适用的工作场合。安装时不允许轴与外壳的轴线有倾斜。,主要结构类型,车制实体保持架（多以黄铜制造）。,石油钻机、制铁制铜机械。,主要用途,推力圆柱滚子轴承保持架形式,7、推力调心滚子轴承的特点 属分离型轴承 其负荷作用线与轴承轴线形成一定角度，轴向负荷能力大，在承受轴向负荷的同时还可承受一定的径向负荷。该类轴承球面滚子倾斜排列，座圈滚道面呈球面，具有调心性能，因此可允许轴有若干倾斜。能够在极重的负荷场合使用，允许的转速较高。使用时一般采用油润滑。,主要结构类型,根据实际需要，该类轴承保持架可分别制成钢板冲压架、车制实体保持架。,水力发电机、立式电动机、船舶用螺旋浆轴、旋臂吊车、机床旋转工作台、轧钢机轧制螺杆用减速机、成形机等。,主要用途,推力调心滚子轴承保持架形式,8、调心球轴承的特点8.1 外圈滚道面为球面，具有调心性能。因加工安装及轴弯曲造成轴与座孔不同心时适合用这种轴承。调整的偏斜角可在3以内。8.2 轴承接触角小，在轴向力作用下几乎不变，轴向承载能力小。主要承受径向负荷，在承受径向负荷的同时，也可承受少量的轴向负荷，极限转速比深沟球轴承低。,主要结构类型,主要用在轴易弯曲或加工安装误差较大的部位，木工机械、纺织机械的传动轴、滑轮滑车立式带座调心轴承。,主要用在轴易弯曲或加工安装误差较大的部位，木工机械、纺织机械的传动轴、滑轮滑车立式带座调心轴承。,主要用途,调心球轴承保持架形式,9、四点接触球轴承的特点 可分离型结构 可以承受径向负荷、双向轴向负荷，能限制两个方向的轴向位移，但比现规格的双列角接触球球轴承占用的轴向空间少。单个轴承可代替正面组合或背面组合的角接触球轴承。由于是双半内圈(或外圈)，装球数量增多，具有较大的承载能力。,四点接触球轴承适用于承受纯轴向负荷或以轴向负荷为主的轴向、径向联合负荷。该种轴承与其它球轴承相比，当径向游隙相同时，轴向游隙较小，极限转速较高。在正常工作状况下，该类轴承承受任何方向的轴向负荷时，都能形成一个接触角，钢球与内、外滚道各接触于一点，避免接触区发生大的滑动摩擦。因此，轴承不宜承 受以径向力为主和负荷。,主要结构类型,车制铜保持架,飞机喷气发动机、燃汽轮机。,主要用途,四点接触球轴承保持架形式,10、调心滚子轴承的特点 外圈滚道是球面一部分，轴承具有内部调心性能，以适应轴与座孔的相对偏斜。可以承受径向重负荷和冲击负荷，也能承受一定的双向轴向负荷。该类轴承可限制轴或外壳的轴向位移在轴承的轴向游隙范围内。该类轴承结构原理与特性和调心球轴承相同，在负荷容量和极限转速许可的情况下，可以相互代用。圆锥孔轴承通过使用紧固件或退卸可便于轴上的装折。,主要结构类型,钢板冲压架、车制实体架,轧钢机、造纸机械、工程机械、破碎机、印刷机械、振动筛、减速装置、铁路车辆、木工机械、各类产业用减速机等。,主要用途,调心滚子轴承保持架形式,11、推力圆锥滚子轴承的特点 属分离型轴承。设计时使得轴圈和座圈滚道面以及滚子滚动面的各圆锥面的顶点相交于中心线上的一点。单向轴承可承受单向轴向负荷，双向轴承可承受双向轴向负荷。,主要结构类型,主要结构类型,为满足轧机压下机构要求，该类型轴承的顶圈上面加工成一凸或凹球面，保证在压下机构相对轴承轴线产生一定倾斜时受力均匀。,车制金属实体保持架,单向：起重机吊钩、石油钻机转环 双向：轧钢机辊颈,主要用途,推力圆锥滚子轴承保持架形式,12、回转支撑轴承的特点回转支承轴承是近50年来发展起来的新型机器部件，主要用于运输机械、工程机械、起重机械、医疗机械等。它与普通轴承一样，都有滚动体和带滚道的套圈，有球轴承，也有滚子轴承，但与普通轴承又有很大差异，一般尺寸较大，转速较低，套圈材料一般不是轴承钢，能承受几个方向的负荷，不仅要承受轴向负荷、径向负荷，还要承受较大翻转力矩，有带内齿或带外齿，因此，一套回转支承轴承起到几套普通轴承的作用。,主要结构类型,主要结构类型,主要结构类型,a-内圈 b-外圈 c-滚子 d-隔离块 e-油孔 f-密封,普通结构的保持架、分段式保持架、隔离块的特殊的保持架。,主要用于运输机械、工程机械、起重机械、医疗机械、风力发电,主要用途,回转支撑轴承保持架形式,13、滚针轴承的特点将滚子长度（l）与滚子直径（Dw）之比L/Dw2.5及滚子直径（Dw）6mm的滚子轴承称为滚针轴承。13.1滚针轴承径向尺寸小，但径向承载能力很高，不能承受轴向载荷，仅作为自由端支承使用。有利于设备的小型化、轻量化。13.2使用不带内圈或不带外圈的滚针轴承，只有带保持架的滚针组件时，要求相配的轴颈或轴承座孔的加工精度、表面硬度应与轴承套圈滚道相同。13.3滚针轴承的摩擦系数大，不适合较高的转速。,主要结构类型,冲压保持架、尼龙保持架。,主要用于汽车变速箱、万向接头、小型发电机的曲轴和连杆、液压机械、纺织机械。,主要用途,滚针轴承保持架形式,适应轴与座孔的相对偏斜的轴承,第三讲 滚动轴承代号 根据我国国家标准GBT27293滚动轴承代号方法和我国机械行业标准JBT297493滚动轴承代号方法的补充规定，常用滚动轴承的代号由基本代号、前置代号和后置代号构成，其排列顺序如下：,前置代号,基本代号,后置代号,前置代号用字母表示，表示成套轴承的分部件即零部件或外圈形状的变化,表示轴承的基本类型、结构和尺寸,后置代号是用字母或字母与数字组合来表示轴承的内部结构，密封与防尘、套圈变形、保持架结构及材料公差等级、游隙及其他特性,1、基本代号：基本代号由类型代号、尺寸系列代号和内径代号构成。例：,N,类型代号，圆柱滚子轴承,尺寸系列代号为22,内径代号，内径为50mm,22,10,双列角接触球轴承，一般省略。例：3215D,调心球轴承。例：1212,调心滚子轴承和推力调心滚子轴承例：29214或22324CA,2-、类型代号：,圆锥滚子轴承。例：30352,双列深沟球轴承。例：4213,推力球轴承。例：51128,2-、类型代号：,深沟球轴承。例：6012,角接触球轴承。例：7207B,推力圆柱滚子轴承。例：89107,2-、类型代号：,圆柱滚子轴承。例：NU307,双列或多列圆柱滚子轴承。例：NN3044,四点接触球轴承。例：QJ307,2-、类型代号：,2-、尺寸系列代号：尺寸系列代号由轴承的宽度(或高度)系列代号和直径系列代号组成。滚动轴承备有各种尺寸规格，以适应主机不同大小的安装部位要求和载荷容量要求，这种尺寸规格经标准化定为尺寸系列，对于同一内径规格，备有多种不同的外径规格和宽度规格，即尺寸系列和宽度系列可供选择。,2-、内径代号：,国家标准GB/T272-93轴承的前置代号,L 可分离轴承的可分离内圈或外圈 LNU207,3、前置代号：,R 不可分离内圈或外圈 的轴承 RNU207,K 滚子和保持架组件 K81107,WS 推力圆柱滚子轴圈 WS81107,GS 推力圆柱滚子座圈 GS81107,代号 含义 示例,KOW 无轴圈推力轴承 KOW51108,KIW 无座圈推力轴承 KIW51108,机械行业标准JB/T2974-93轴承的后置代号,代号 含义 示例,4、后置代号：,B 角接触球轴承，表示公称接触角40 7210B,C 调心滚子轴承，表示设计改变，对称型滚子，冲压保持架等。例：23122C,B 圆锥滚子轴承，表示接触角加大。32310B,C 角接触球轴承，表示公称接触角15 7210C,E 内部结构改进设计，提高轴承承载能力的加强型 7210E,AC 角接触球轴承，公称接触角25 7210AC,D 剖分式轴承,A 无装球缺口的双列角接触或深沟球轴承 3205A,-FS 轴承一面带毡圈密封 6203-FS,GB/T272-93密封与轴承外部形状变化的代号,代号 含义 示例,-2FS 轴承两面带毡圈密封 6203-2FS,-RS 轴承一面带骨架式橡胶密封圈（接触式）6210-RS,-2RS 轴承两面带骨架式橡胶密封圈（接触式）6210-2RS,-RZ 轴承一面带骨架式橡胶密封圈（非接触式）6210-RZ,-2RZ 轴承两面带骨架式橡胶密封圈（非接触式）6210-2RZ,-RSZ 轴承一面带骨架式橡胶密封圈（接触式）、一面带防尘盖 6210-RSZ,-RZZ 轴承一面带骨架式橡胶密封圈（非接触式）、一面带防尘盖 6210-RZZ,GB/T272-93防尘与轴承外部形状变化的代号,代号 含义 示例,-2Z 轴承两面带防尘盖 6210-2Z,-Z 轴承一面带防尘盖 6210-Z,-ZN 轴承一面带防尘盖，另一面外圈有止动槽 6210-ZN,-ZNR 轴承一面带防尘盖，另一面外圈有止动槽并带止动环,-ZNB 轴承一面带防尘盖，另一面外圈有止动槽6210-ZNB,-2ZN 轴承两面带防尘盖，外圈有止动槽 6210-2ZN,ZH 推力轴承，座圈带防尘罩,ZS 推力轴承，轴圈带防尘罩,SC 带外罩向心轴承罩,5、轧机用四列圆柱滚子轴承的代号：由类型代号、尺寸代号和后置代号构成。例：,FCD,类型代号，双内圈四列圆柱滚子轴承,内径代号，公称内径毫米数/5，内径为190mm,宽度代号，公称宽度毫米数，宽度为168mm,38,52,168,外径代号，公称外径毫米数/5，外径为260mm,/P 53,后置代号，公差等级5，径向游隙3组,类型代号：FC一个内圈的四列圆柱滚子轴承FCDP外圈带平挡圈的双内圈四列圆柱滚子轴承,6、滚针轴承基本代号：由类型代号和表示轴承配合安装特征的尺寸构成。,NA4800（4900、6900）NA4909,简图,轴承基本代号 示例,K FwEwBc K 505520,AXK Dc1Dc AXK0821,HK FwB HK 3021,BK FwB BK3520,第四讲 各类轴承公差等级及滚动轴承材料1、滚动轴承分为哪些等级？按GB/T307.1-94向心轴承公差圆锥滚子轴承以外的向心轴承公差分为0、6、5、4、2级；而圆锥滚子轴承公差则分为0、6X、5、4级；按GBT307.4-94推力球轴承公差推力球轴承分为0、6、5、4级，按JB5286-91机床主轴用精密滚动轴承补充技术条件规定了机床主轴用精密滚动轴承双列圆柱滚子轴承的SP级及UP级公差；JB/T6362机床主轴用双向推力角接触球轴承的SP及UP级公差。轴承6312/P6的公差等级为6级。,2、滚动轴承公差等级包括哪些内容？滚动轴承包括尺寸公差和形位公差。尺寸公差（与轴及外壳安装有关的项目）：（）内径、外径、套圈宽度及装配宽度的允许偏差；（）滚子组直径的允许偏差；（）倒角尺寸的允许界限值；形位公差（与旋转体跳动有关的项目）（）成品轴承套圈所允许的径向跳动和端面跳动（Kia、Kea、Sia、Sea、Sd、SD）；（2）推力轴承滚道厚度偏差（Si、Se）,3、什么是球等级？球的尺寸、外形、表面粗糙度及规值差的特定组合。4、球分多少个级别？按GB308-89，钢球按制造的尺寸，形位公差分为3、5、10、16、20、28、40、60、100、200十个级别，精度依次由高到低。不同公差等级的各类轴承所用钢球的公差等级不应低于 以下要求：,5、什么是滚子等级？滚子的直径与形位公差的特定组合。6、滚子是如何分级的？按GBT4661-1989，圆柱滚子规定：圆柱滚子按制造的尺寸，形位公差分成0、级，精度依次由高到低。圆锥滚子按尺寸及形位公差亦分成为0、级，精度依次由高到低。球面滚子按制造的尺寸及形位公差仅分成、两个等级。不同公差等级的各类滚子轴承所用滚子的公差等级不应低于 以下要求,精密轴承公差等级用例,第五讲 滚动轴承的接触类型1、点接触：无载荷状态下滚动体与一个滚动只接触于一点，受载后接触点扩展为一个椭圆接触面。各类球轴承均为点接触。2、线接触：滚子和滚动表面的母线都是直线，或滚子和滚道的母线是曲率相等的曲线，在无载荷状态下滚子与滚动接触于一条线，受载后接触线扩展为一近似的矩形面或梯形面（圆锥滚子轴承），在接触线的两端出现很大的边缘应力集中。为减小或消除边缘应力集中，采取带凸度的滚子，受载后接触面为一非封闭椭圆或矩形面，从而提高轴承疲劳寿命。,标准直线型滚动母线由于滚子有直角边缘，两端出现严重的边缘应力效应，应力急剧增大，滚子两端出现疲劳破坏。,全凸圆弧滚子滚动母线 凸度形状为一圆弧，滚子中部应力比较大，滚子中部出现疲劳破坏。,圆弧与直线相交型滚动母线 圆弧与直线交点处应力比较大，在交点处出现疲劳破坏。,圆弧与直线相切滚动母线圆弧与直线的切点附近出现应力集中现象，图分别为切点在0.6L、0.8L、0.9L时应力分布图。,对数曲线滚动母线对数曲线凸度形状应力分布均匀。,3、轴承的接触角垂直于轴承轴心线的平面（径向平面）与轴承套圈或垫圈传递给滚动体的合力作用线（公称作用线）之间的夹角。轴承7210B的公称接触角40滚动体与滚道之间力的作用线沿接触方向，接触角的大小影响不同方向的承载能力：0只能承受径向力，不能承受轴向力；0 90可承受双向载荷Fr和Fa，越大轴向承载能力越大，而径向承载能力减小；90只能承受轴向力，不能承受径向力；接触角是轴承设计的重要参数，影响轴承的受力、变形、寿命，以及滚动体的动力学和摩擦润滑。,第六讲 滚动轴承的游隙轴承在运转过程中，其游隙（径向游隙、轴向游隙）的大小是影响轴承疲劳寿命、温升、噪音、振动、精度等项指标的关键因素，因此，设计时如何选取轴承游隙是十分重要的。由于轴承内外圈和滚动体在安装时受过盈量的影响，在运转时受温度变化的影响，在载荷较大时受零件弹性变形的影响，其内部游隙（理论游隙）将变化为安装游隙、有效游隙、工作游隙，这样变化的结果，最终的工作游隙不是加大，而是缩小，甚至达到了负值，当然，微负值对轴承疲劳寿命是有益的，但是，过大的负值将使轴承疲劳寿命明显下降。,预载荷,寿命,游隙,1、轴承的径向游隙无外载荷作用时，在不同的角度方向，一个套圈从一个径向偏心极限位置移向相反极限位置的径向距离的算术平均值。此平均值包括了套圈或垫圈在不同的角位置时的相互移动量以及滚动体组在不同角位置时相对于套圈或垫圈的位移量。轴承6312/C3的径向游隙为3组。2、理论径向游隙对于径向接触来说，理论径向游隙即外圈滚道接触直径减去内圈滚道接触直径再减去两倍滚动体直径。轴承代号6312/P63表示公差等级为6级，游隙为3组。,3、轴向游隙无外载荷作用时，一个套圈或垫圈相对于另一个套圈或垫圈从一个轴向极限位置移向相反的极限位置的轴向距离的算术平均值。此平均值包括了套圈或垫圈在不同的角位置时的相互移动量以及滚动体组在不同角位置时相对于套圈或垫圈的位移量。4、轴承的安装游隙从理论游隙减去轴承安装在轴上或外壳内时因过盈配合产生的套圈的膨胀量或收缩量后的游隙。,5、轴承的有效游隙在安装游隙上加减因轴承内部温差产生的尺寸变动量后的游隙。6、轴承的工作游隙轴承安装在机械上承受一定的载荷旋转时的内部游隙，即有效游隙加上轴承载荷产生的弹性变形量后的游隙。7、游隙组别有无顺序？在游隙标准中，给出了各种游隙组别，这些组别的选用是根据使用情况而来的，不存在着顺序的概念的。因此游隙标准也从过去的“第X组”该为“X组”取消“第”字，只规定了组别号。,径向游隙,轴向游隙,8、什么是配套径向游隙？这是生产企业内部使用的一个专用名词。一般情况下，角接触球轴承在使用状态下是不存在什么径向游隙的，但是为了装配方便，产品图样的设计者在产品总图给出了相当于轴承在径向接触时的理论径向游隙。应当指出：配套径向游隙并不是供检查游隙时使用的。9、如何大致估计配合对轴承径向游隙的影响？据资料介绍，滚道直径的增大（或减少），一般为有效过盈量的70，而有效过盈量大约为公称过盈量的90，据此，即可估计游隙的变化量。,第七讲 滚动轴承的额定动载荷和疲劳寿命1、径向（轴向）基本额定动载荷恒定的径向载荷（恒定的中心轴向载荷），在该载荷下，滚动轴承理论上可以经受一百万转的基本额定寿命。对单列角接触轴承，该径向额定载荷为引起轴承套圈彼此相对纯径向位移的载荷的分量。额定动载荷是在4个假定条件下确定：1）、内圈相对于载荷向量旋转，外圈相对载荷向量静止；2）、使用概率90%；3）、额定寿命一百万转；4）、对向心和角接触轴承，内外圈仅有纯径向载荷，即轴承只有半圈受载，载荷分布参数T=0.5。,按国家标准GB/T6391-1995滚动轴承 额定动载荷和额定寿命计算额定动载荷。向心滚子轴承的径向额定动载荷为,向心球轴承的径向额定动载荷为,2、径向（轴向）基本额定静载荷与滚动体与滚道的永久变形量相对应的径向静载荷（中心轴向静载荷）。如果在零载荷下，滚子与滚道（滚子轴承）为或假定为正常母线（全线接触）时，在最大接触应力下，滚动体与滚道接触处产生的永久变形量为滚动体直径的0.0001倍。对单列角接触轴承，径向额定载荷为引起轴承套圈彼此相对纯径向位移的径向分量。,按GB/T4662-93滚动轴承 额定静载荷计算的额定静载荷为,向心球轴承的径向额定静载荷为,3、一套轴承的寿命轴承的一个套圈或一个滚动体的材料首次出现疲劳扩展之前，一个套圈或一个垫圈相对于另一个一个套圈或一个垫圈的转速。寿命还可以用在给定的恒定转速下的运转小时数来表示。4、额定寿命以径向基本载荷动载荷或轴向基本额定动载荷为基础的寿命的预测值。5、修正额定寿命有些专用轴承要求有更高的可靠性，为了修正除90以外的可靠性或非惯用的材料特性或非常规的运转条件而用的修正基本额定寿命（Lna）。Lna=a1a2a3 L10a1:可靠性寿命修正系数a2:特殊的轴承性能修正系数a3:运转条件的寿命修正系数,6、基本额定寿命与90%可靠性相关联的额定寿命。GB/T6391滚动轴承 额定载荷和额定寿命中规定计算方法，用L10表示，L10=（Cr/Pr）（百万转）,对球轴承=3、对滚子轴承=10/3；在任意转速下，以小时表示的寿命为：,GB/T6391中规定可靠性寿命修正系数a1值列于下表：,7、机械所必需的轴承寿命选择轴承应合理地提出寿命要求，寿命要求过高，则轴承尺寸过大，机械笨重，不经济。寿命要求过低，则在使用中需要常更换，一般可根据机械的大修期确定轴承的使用寿命。各种机械所必需的轴承使用寿命推荐值见下表。,8、径向当量动载荷Pr向心球轴承，在不变的径向和轴向载荷作用下，径向当量动载荷Pr为：Pr=XFr+YFa0的向心滚子轴承在恒定不变的径向和轴向载荷作用下，径向当量动载荷Pr为：Pr=XFr+YFa=0的向心滚子轴承，只承受径向载荷时的径向当量载荷Pr为：Pr=XFr+YFa,第八讲 滚动轴承的极限转速1、轴承的极限转速瓦轴轴承型录中给出的极限转速一般是指在下述条件下能够达到的最高转速：（1）轴承公差为0级；（2）轴承游隙为0组；（3）轴承载荷为额定载荷的10%（即0.1C）；（4）润滑冷却条件正常；（5）向心轴承仅承受径向载荷，推力轴承仅承受轴向载荷；（6）外圈温度不超过100；,2、影响极限转速的因素？（1）外加载荷的大小；（2）受力方向；（3）润滑剂的种类，润滑剂的多少；（4）轴承制造精度即轴承的公差等级；（5）轴承的游隙大小；3、实际极限转速的计算？轴承型录中给出的极限转速一般是指在一定条件下所能够达到的最高转速，但用户万千，用法各异，不可能用一个具体数值都能代表，因此需将型录中给出的极限转速乘以几个降低系数，来反映实际工作中的最高转速。n实际=f1f2f3n,4、提高轴承极限转速的措施1）提高轴承的公差等级：从P0提高到P5，极限转速可提高50%。2）改进保持架的结构和材料，采用轻合金保持架，减轻保持架的质量。3）加大游隙。4）改进保持架引导方式和润滑方式，高速时采用内引导和强制喷油润滑。5、轴承极限转速的含义是一种“热”的控制，超过轴承极限转速后，滚道、滚动体会出现粘滞现象，处使轴承过早疲劳，设备过早伤失精度。,6.各大公司极限转速的定义,第九讲 轴承设计的一般知识1、轴承设计的任务：1）使所设计的轴承具有最高的寿命：L=（Cr/Pr），当额定动载荷增加一倍，球轴承寿命提高八倍，滚子轴承寿命提高十倍。额定动载荷提高与轴承材料、热处理质量、冷加工质量等。2）使轴承的零件、尺寸、公差通用化、标准化和系列化。3）轴承设计应满足动态性能的要求。如噪声、振动、温升、摩擦、密封等。4）设计过程中必须考虑工艺的难易、现有设备能否加工，在保证质量前提下，尽可能工艺简单。,2、轴承的基本外形尺寸：指内径d、外径D、套圈宽度B或C、轴承宽度T或H、装配到角rsmin、r1smin、r2smin。这些数据在有关标准中都能查到，设计新产品时应尽量选用已标准化的基本外形尺寸。如GB/T 273.1-1987滚动轴承 圆锥滚子轴承 外形尺寸方案、GB/T 273.2-1998滚动轴承 推力轴承 外形尺寸总方案、GB/T 273.3-1999滚动轴承 向心轴承 外形尺寸总方案、GB/T 274-2000滚动轴承 倒角尺寸 最大值、GB/T 276-1994滚动轴承 深沟球轴承 外形尺寸、GB/T 285-1994滚动轴承 双列圆柱滚子轴承外形尺寸、GB/T 288-1994滚动轴承 调心滚子轴承 外形尺寸、GB/T296-94 滚动轴承 双列角接触球轴承外形尺寸、GB/T294-94滚动轴承 三点和四点接触球轴承外形尺寸、GB/T4663-94滚动轴承 推力圆柱滚子轴承外形尺寸、GB/T5859-94滚动轴承 推力调心滚子轴承外形尺寸等,3、滚动轴承套圈和滚动体材料轴承内外圈滚道和滚动体在很高的接触应力作用下进行滚动，滚动体和滚道之间存在滑动和摩擦，滚动体、保持架、套圈档边之间也存在摩擦。材料是轴承质量的基础，为了使轴承获得长寿命、持久的高精度和低摩擦，轴承套圈和滚动体的材料必须具备以下特性：接触疲劳强度高，硬度高，耐磨性好，组织稳定性好，纯度高，加工性能好。滚动轴承主要用铬轴承钢制造，也用渗碳钢（轧机轴承、车辆）、不锈钢、耐热钢和调质钢。,4、保持架材料轴承旋转中存在碰撞等交变应力,保持架兜孔与滚动体之间、保持架与套圈引导面之间存在滑动摩擦，制造保持架的材料应具有较好的疲劳强度，硬度比滚动体低而耐磨，摩擦系数小，比重小，加工性能好。,5、轴承钢的选取及热处理后的硬度GCr15钢回火后硬度为6165HRc、GCr15SiMn钢回火后硬度为6064HRc、滚动体硬度比套圈硬度高12HRc时寿命可提高34倍。,6、滚子与档边的接触形式1）圆柱滚子轴承,档边与滚子端面接触时，刮油，不利于润滑,档边有一倾角，档边与滚子端面接触形成油膜，有利于润滑,6、滚子与档边的接触形式1）圆锥滚子轴承,滚子球基面与锥形档边接触，仅仅接触一点，单位面积上的压力大，引导滚子不稳。,6、滚子与档边的接触形式2）圆锥滚子轴承,滚子锥基面与锥形档边接触，接触为一条线，单位面积上的压力有所减小，但仍是引导滚子不稳。,6、滚子与档边的接触形式4）圆锥滚子轴承,滚子球基面与档边为曲率相同的两个球基面，接触为完全接触，引导滚子非常好，单位面积上的压力小。,6、滚子与档边的接触形式3）圆锥滚子轴承,滚子平基面与锥形档边接触，仅仅两点接触，引导滚子平稳，单位面积上的压力仍然很大。,挡边直母线,滚子球基面,滚道母线,接触点,SR,挡边与滚子接触示意,http:/www.zwz-,7、“等接触应力”设计原则所谓“等接触应力”，是指滚动体与内圈滚道、外圈滚道接触处的最大接触应力之差应力求最小，即两应力应相等或接近。为满足“等接触应力”这一原则，球轴承主要通过内圈沟曲率系数fn和外圈沟曲率系数fw的适当匹配关系来实现。根据赫兹弹性接触理论，代入球轴承相关几何参数和高碳轴承钢的弹性模量E=2.07x105Mpa，泊桑比=0.3，可得下列接触应力计算公式：,7、“等接触应力”设计原则pmaxn=857Q(n)21/3/()pmaxw=857Q(w)21/3/()n=（4/Dw）+2/（Dwp-Dw）-1/（fn*Dw）w=（4/Dw）+2/（Dwp-Dw）-1/（fw*Dw）Cosn=1/（fw*Dw）+2/（Dwp-Dw）/nCosw=1/（fw*Dw）-2/（Dwp+Dw）/wQmax=0.5*Cr/Z,7、“等接触应力”设计原则式中pmaxn、pmaxw内外圈滚道最大接触应力 n、w内外圈滚道主曲率和 Cosn、Cosw内外圈滚道辅助角 Qmax最大滚动体载荷 Dw球直径 Dwp球节圆直径 fn、fw内外圈滚道曲率系数 Z一列球数通过上述接触应力计算公式，计算相应各组fn、fw的匹配值，同时综合考虑应力分布、弹流润滑、磨损、摩擦，轴承振动和噪声及轴承失效模式等因素，调整了套圈内外滚道曲率，采取外滚道曲率半径大于内滚道曲率半径，并进行合理匹配。即Rw=fw*Dw=0.525*Dw，Rn=fn*Dw=0.515*Dw。,8、深沟球轴承主参数的确定以Cr为目标函数，满足约束条件下，尽可能使Cr为最大。约束条