轴承设计介绍 2007.9.15 轴承是机器中用来支承轴的一种重要零件，其功能是支承轴及轴上的零件，并保持轴的旋转精度； 同时减少转动轴与支承之间的摩擦和磨损。按轴承工作时的摩擦性质分为滚动轴承和滑动轴承两大 类。滚动轴承与滑动轴承相比较，滚动轴承具有摩擦力小、起动快、效率高（η＝0.98～0.99）、润 滑与维护方便、易于互换、运转精度高、轴承组合结构较简单等优点，因此在中速、中载和一般工作 条件下运转的机器中得到广泛应用。其缺点是抗冲击能力差，高速重载下轴承寿命较低，且出现振动 和噪声，径向尺寸比滑动轴承大。 1 滚动轴承 滚动轴承是机械行业中常用的标准件之一，由专业厂批量生产，型号齐全，标准化程度高。只要 根据工作条件正确选择即可，因此应用广泛。 滚动轴承结构由内圈、外圈、滚动体、保持架组成。 一般滚动体的形状有：球、圆柱、圆锥、球面、针状等。 滚动轴承内、外圈及滚动体常采用强度高、耐磨性好的高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢，淬火后硬度 不低于 61～65HRC，滚道及滚动体表面要求磨削抛光。保持架常选用铜合金、铝合金、低碳钢及工程 塑料等减摩性较好的材料。 1.1 滚动轴承的主要类型、结构和特点 按滚动轴承所承受的载荷方向分为向心轴承和推力轴承两大类，前者承受径向载荷，后者承受轴 向载荷。见表 1 所谓轴承的接触角（α）——滚动体与圈套接触处的法线与轴承径向平面间的夹角。 表 1 滚动轴承按接触角的分类 轴承 向心轴承 推力轴承 类型 径向接触轴承 角接触向心轴承 角接触推力轴承 轴向接触轴承 公称 接触 α＝0° 0°α≤45° 45°＜α＜90° α＝90° 角α α Fa 轴承 α n 举例 深沟球轴承 角接触球轴承 推力调心滚子轴承 推力球轴承 轴承还可按滚动体列数分，按内、外圈是否可分离分。 1.2 滚动轴承类型的选择 依轴承工作载荷的大小、方向和性质；转速高低和回转精度的要求；调心性能要求；安装空间大 小、装拆方式及经济性等选择合适的类型。 转速较高，载荷不大，旋转精度较高宜选点接触的球轴承。 转速较低，载荷较大，宜选用线接触的滚子轴承。 转速高，当径向、轴向载荷都较大时，宜选接触球轴承。 转速不高，当径向、轴向载荷都较大时，宜选用圆锥滚子轴承。 转速较高，当径向比轴向载荷大很多时，宜选用深沟轴承或角接触球轴承。 转速低，当径向比轴向载荷大很多时，宜选用圆锥滚子轴承。 转速不高，当轴向比径向载荷大很多时，宜采用推力轴承与圆柱滚子轴承或深沟球轴承的组合。 以分别承受轴向、径向载荷。 纯径向载荷，可选用深沟球轴承，圆锥滚子及滚针轴承。 纯轴向载荷，可选用推力轴承，当转速很高而载荷不大时，可采用深沟球轴承或角接触球轴承。 有冲击载荷时宜选用滚子轴承。 由于多种原因，导致轴变形大及多支点轴，宜选择调心轴承。 轴有足够的刚度，且同一轴上各轴承座孔的同轴度很好时才可选用对偏斜角较为敏感的线接触轴 承（圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承）。 要求安装、拆卸方向的场合，宜选用可分离型圆锥滚子、圆柱滚子轴承。 按经济性选择，通常外形尺寸相当，球比滚子轴承价格低，深沟球轴承最低，公差等级越高价格 越高。 1.3 滚动轴承的代号 1.3.1 国家标准规定了滚动轴承的类型、尺寸、结构和公差等级等特征。见表 2 表 2 轴承代号的组成 前置 基 本 代 号 后 置 代 号 代号 密封与 轴承分 轴承 尺寸 轴承 内部 轴承 公差 游 配 其 防尘套 部件 类型 系列 内径 结构 材料 等级 隙 置 它 圈变形 1.3.2 常用轴承尺寸系列代号及由类型代号和尺寸、系列代号组成的组合代号见表 3。 见表 3 常用轴承的类型代号、尺寸、系列代号和组合代号 尺 寸 尺寸系 组合 类型 尺寸系 组合 轴承名称 系 轴承名称 列代号 代号 代号 列代号 代号 列 号 1 (0)2 12 （1）0 60 调心球 (1) 22 22 （0）2 62 深沟球轴承 6 轴承 1 (0)3 13 （0）3 63 (1) 23 23 （0）4 64 22 222 19 719 23 223 （1）0 70 调心滚子 角接触球 2 30 230 7 （0）2 72 轴承 轴承 31 231 （0）3 73 32 232 （0）4 74 02 302 推力圆柱 11 811 8 03 303 滚子轴承 12 812 圆锥滚子 22 322 （0）2 N2 3 外圈无挡边 轴承 23 323 22 N22 圆柱滚子 N 29 329 （0）3 N3 轴承 30 330 （0）4 N4 推力球 5 12 512 内圈无 NU （0）2 NU2 轴承 13 513 挡边圆柱滚 22 NU22 子轴承 （0）3 NU3 14 514 （0）4 NU4 18 618 48 NA48 深沟球 6 19 619 滚针轴承 NA 轴承 69 NA69 16 （0）0 160 注：表中（ ）内的数子在在组合中省略。 内径代号——表示轴承内径尺寸，用两位数表示见表 4 表 4 轴承的内径代号 内径尺寸d/mm 20-48(5 进位) 22 28 32 10 12 15 17 40～96（代号乘以 5 内径代号 /内径尺寸毫米数 00 01 02 03 即为内径） 示 代号 06 /28 02 例 内径 d d=6×5mm=30mm d =28mm d =15mm 1.3.4 后置代号中的内部结构代号，表内部不同结构，如 C、AC 和 B 分别公称接触角为 15°、25°和 40°。 1.3.5 后置代号中的公差等级代号按精度依次由低级到高级共分六个级别，见表 5 表 5 公差等级代号 代号 /P0 /P6 /PX /P5 /P4 /P2 公差等级 0 6 6X 5 4 2 注：6X 级仅适用于圆锥滚子轴承 1.3.5 常用轴承的径向游隙代号分为 6 个组别，由小至大，1、2、0（常用不标出）、3、4、5 组，其 余用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5 表示。 1.3.6 轴承安装配置代号分/DB－背对背，/DF－面对面轴承设计，DT－串联安装三种。见图1。 图 1 轴承安装配置型式 1.3.7 前置代号表示轴承的分部件，以字母表示，如 K 代表滚子轴承的滚子和保持架组件，L 代表可 分离轴承的可分离套圈等。 以上未涉及的代号可查阅 GB/T272-1993。 1.4 滚动轴承的失效形式及计算准则 1.4.1 滚动轴承失效形式主要有三种： 疲劳点蚀 在载荷作用下，脉动循环应力使内、外圈滚道及滚子表面形成疲劳点蚀，从而产生 噪声和振动，致使轴承失效。 塑性变形 当轴承受低速间隙摆动，过大静载荷或冲击载荷会使轴承工作表面的局部应力超过 材料的屈服点而出现塑性变形，致使轴承工作失效。 磨损 在密封、润滑、防尘环境不好的情况下，轴承极易发生磨损而失效。 1.4.2 滚动轴承的计算准则 正常回转滚动轴承，主要是疲劳点蚀破坏，应进行接触疲劳强度（寿命）计算。 当载荷变化或冲击载荷较大时的轴承应作静强度校核计算。 对低速（n10r/min）或摆的轴承，主要防止塑性变形，只需作静强度计算。 对高速轴承，为防止发生粘着、磨损、伤烧，除进行寿命计算外，还应校验极限转速。 有关滚动轴承的载荷分析及寿命计算、极限转速校验、润滑与密封请看相关机械设计手册。 1.5 滚动轴承的寿命 在滚动轴承工作过程中，常会发生故障和损坏，一般认为它们可以预防。即使采取种种措施，但 由于材料的疲劳，轴承最终仍然会损坏，也无法预防。这种损坏称之为“寿命”。对于钢球及滚道表 面来说，其载荷却是循环往复的，久而久之，材料将发生滚动疲劳从而达到“寿命”。接触面上出现 鱼鳞一样突然脱落下来，称之为疲劳剥落，也定义为轴承的寿命。 疲劳剥落＝寿命 磨损 振动增大 摩擦力矩增大 ＝故障 咬粘 产生压痕 生锈、腐蚀 1.6 通用轴承的寿命计算 1.6.1 基本额定寿命计算式 一般情况下，大多使用基本额定寿命 L10 作为寿命值。L10 受轴承载荷的影响很大，理论关系式。 1 p L10 ≈ ( ) P c 3 式中球轴承的指数ρ=3。当比例常数设为 C 时： L10 = ( ) P 式中寿命 L 6 10 采用内圈旋转的转数为 10 ，用旋转时间 Ln ( h )来表示寿命比较方便。 106 c 3 16667 c 3 Ln = ( ) = ( ) 60n P n P 式中，n＝r/min, C、P 的单位为 N 。 1.6.2 计算实例 球轴承 :6206 基本额定动载荷 C ：19.4KN 径向载荷 P ：2KN 旋转速度 ：2500 r/min c 3 19400 3 6 代入基本额定寿命公式，L10 = ( ) ＝( ) ＝912.7（×10 ） P 2000 即基本额定寿命旋转总转数为 912700000 转。 16667 c 3 16667 19400 3 如以小时表达，代入 Lh = ( ) = ( ) ＝ 6084.6 n P 2500 2000 即 6085 小时。 若求可靠度为 99％时的额定寿命 L1a。由表 6 查得 a1=0.21。 L1a=0.21×6085＝1278（h） 即可靠度为 99％时的额定寿命为 1278 小时。 表 6 可靠度系数 a1 可靠度（％） Lna A1 90 L10a 1 95 L5a 0.62 96 L4a 0.53 97 L3a 0.44 98 L2a 0.33 99 L1a 0.21 1.7 轴承的配合 轴孔公差带及其与轴承的配合,见《械设计手册》（新）第三卷 图 20.4-7 和图 20.4-8 1.7.2 轴承配合选择的基本原则 相对于载荷方向旋转的套圈与轴或外壳孔，应选择过渡配合或过盈配合。过盈量的大小，在轴承 受载荷下工作时，其套圈在轴上或外壳孔内的配合表面上不产生“爬行”现象为原则。 相对于载荷方向固定的套圈与轴或外壳孔，应选择过渡配合或间隙配合。 承受重载荷的轴承，通常应比承受轻载荷或正常载荷的轴承选用较紧的过盈配合，且载荷愈重， 其过盈量应愈大。 1.7.3 轴承的配合公差带的选择 当载荷方向相对轴承外圈摆动或旋转时，外圈与外壳孔之间应避免间隙配合。 向心轴承和轴的配合、轴公差带代号。同上，见表 20.4-7。 向心轴承和外壳孔的配合、孔公差带代号。同上，见表 20.4-8。 1.7.4 轴承配合面的形状和位置公差 轴颈和外壳孔表面的圆柱度公差，轴肩和外壳孔的端面圆跳动。见同上图 20.4-9、图 20.4-10， 均应不超过表 20.4-13 中的数值。 1.7.5 轴承配合面的粗糙度 轴颈和外壳孔配合表面的粗糙度应符合表 20.4-4.15(同上)。 2 滑动轴承 组成滑动轴承的包括轴颈、轴瓦、轴承座及润滑装置。其中轴瓦包括径向轴承的轴瓦，轴套和推 力轴承的推力瓦。 2.1 滑动轴承的类型与应用 按润滑状态分：滚体、边界、固体、混合润滑轴承。 按承载机理分：动力、静力、动静混合、边界和固定润滑轴承。 按润滑剂分：油、水、磁流体、气体、油脂、固体、无润滑轴承。 按承受载荷方向分：径向轴承、轴向（推力轴承）同时承受径向、轴向推力轴承。 按润滑装置分：动压、静压、含油、固体、无润滑轴承。 2.2 滑动轴承的结构 径向轴承有整体和剖分式两种：通常剖分的为轴瓦，整体的为轴套。 2.2.1 轴套分带挡边和不带挡边两种结构，不带边的轴承又分普通和卷制轴套。 2.3 滑动轴承的材料 2.3.1 轴瓦材料的要求 除了对要求材料强度、耐腐蚀等性能外，主要是磨擦性能要求，如减磨擦、顺应性、嵌入性、耐 磨性、抗疲劳性、耐气蚀性和磨合性。 2.3.2 轴瓦材料的种类 轴瓦材料有金属、粉末冶金和非金属三大类。 利用多孔特性或与油有亲和特性的材料制作且使用前浸渍润滑油的轴套且与轴颈构成的轴承称 之为含油轴承。 这种轴承运转后轴套温度升高，润滑油受热膨胀从孔隙中溢出，进入润滑工作面，轴停转后，轴 套随之冷却，润滑油被从孔隙吸入，如此反复。在工作期间不加或长时间不加润滑油的此类轴承称之 为含油轴承。 粉末冶金材料中用于滑动轴承的为粉末冶金减摩材料，它的承载能力高，摩擦因数低，具有良好 的自润滑性，耐高温性和耐摩擦性好。被列入国家标准的有铁基和铜基两种。 含油轴承常用金属轴瓦材料及其物理、力学性能,见《械设计手册》（新）第三卷 表 21.1-5。 2.4 含油轴承的计算 此种轴承目前尚无公认的准确计算方法，通常采用比较简单的限制轴承单位面积上的载荷 P，轴 颈线速度υ和 Pυ乘积的方法进行计算。 2.4.1 限制轴承的单位面积载荷 P 为了不产生过度塑性变形和磨损，应限制轴承的单位面积上的载荷，即 F 径向轴承 P = ≤ 〔P〕 BD 式中，F 是轴承载荷，B是径向轴承有效宽度；D是径向轴承孔径；〔P〕是轴瓦许用载荷。 粉末冶金含油轴承的许用载荷〔P〕，见表 6。 表 6 粉末冶金含油轴承的许用载荷〔P〕 圆周速度 慢而 ～0.125 ＞0.25～0.50 ＞0.5～0.67 ＞0.67～1.00 ＞1.00 υ/m·s-1 间断 铁 23.0 13.0 3.2 2.1 1.6 许用载荷 基 1050/υ 〔P〕/Mpa 铜 22.5 14.0 3.9 2.6 2.0 基

　　2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。

　　3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。

　　4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档

　　2023年12月上海交通大学马克思主义学院诚邀英才笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

　　2023年12月南京传媒学院国际学院公开招聘招生科员笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

　　2023年12月云南省残疾人康复中心招考聘用编外工作人员笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

　　2023年12月云南省鲁甸县人民法院招考3名聘用制法官助理笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

　　2023年12月下半年广东东莞市发展和改革局自主招考聘用聘用人员笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

　　2023年12月深圳市盐田区委党校面向全国选聘1名事业单位工作人员笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

　　2023年12月中国社会科学出版社2024年招考笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

　　2023年12月中山市阜沙镇公办中小学招聘2名临聘教师420笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

　　原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者