轴承相关计算

第十八章 滚动轴承

§18-1 滚动轴承的结构及类型

一、滚动轴承的结构

滚动轴承一般是由内圈、外圈、滚动体和保持架组成(图18-1)。通常内圈随轴颈转动，外圈装在机座或零件的轴承孔内固定不动。内外圈都制有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿滚道滚动。保持架的作用是把滚动体沿滚道均匀地隔开，如图18-2所示。

图18-1滚动轴承结构 图18-2滚动轴承运动

滚动体与内外圈的材料应具有高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般用含铬合金钢制造，经热处理后硬度可达HRC61~65，工作表面须经磨削和抛光。保持架一般用低碳钢板冲压制成，高速轴承多采用有色金属或塑料保持架。

与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小，起动灵敏、效率高、润滑简便和易于互换等优点，所以获得广泛应用。它的缺点是抗冲击能力较差，高速时出现噪声，工作寿命也不及液体摩擦的滑动轴承。由于滚动轴承已经标准化，并由轴承厂大批生产，所以，使用者的任务主要是熟悉标准、正确选用。

图18-3给出了不同形状的滚动体，按滚动体形状滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承。滚子又分为长圆柱滚子、短圆柱滚子、螺旋滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针等。

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图18-3 滚动体的形状

二、滚动轴承的类型

滚动轴承常用的类型和特性，见表18-1。

表18-1滚动轴承的主要类型和特性 极 轴承名尺寸组限允许 特性与应用 称、类型结构简图承载方向 系列合转角偏 及 代号 代速 差? 代号 号 nc 同时能承受径向负双列角接32 32 荷和双向的轴向负荷，触球轴承 比角接触球轴承具有 33 33 中 较大的承载能力，与双（0） 联角接触球轴承比较， 在同样负荷作用下能使轴在轴向更紧密地固定 主要承受径向负荷，可调心 (0)2 12 承受少量的双向轴向球轴承 22 22 负荷．外圈滚道为球 (0)3 13 中 2~3? 面，具有自动调心性1或（1） 能。适用于多支点轴、 23 23 弯曲刚度小的轴以及难于精确对中的支承 2

调心 滚子轴承 2 13 22 23 30 31 32 40 41 推力调心 滚子轴承 2 92 93 94 圆锥 滚子轴承 3 02 03 13 20 22 23 29 30 31 32 213 222 223 230 231 232 240 241 292 293 294 302 303 313 320 322 323 329 330 331 332 主要承受径向负荷，其 承载能力比调心球轴 承约大一倍，也能承受 0.5~少量的双向轴向负荷。中 2? 外圈滚道为球面，具有调心性能，适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承 2~3? 中 2? 可承受很大的轴向负荷和一定的径向负荷，滚子为鼓形，外圈滚道为球面，能自动调心。转速可比推力球轴承高。常用于水轮机轴和起重机转盘等 能承受较大的径向负荷和单向的轴向负荷，极限转速较低。内外圈可分离，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 3

双列深沟 球轴承 4 推力 球轴承 5 11 12 13 14 (2)2 42 中 (2)3 43 22 23 24 深沟 球轴承 6或（16） 17 37 18 19 (0)0 (1)0 (0)2 (0)3 (0)4 51 1 不 51低 允 2 许 513 514 不 52 允 2 许 低 523 524 61 主要承受径向负荷，也7 可同时承受少量双向63 轴向负荷，工作时内外7 圈轴线允许偏斜。摩擦61高 8~16阻力小，极限转速高，8 ? 结构简单，价格便宜，61应用最广泛。但承受冲9 击载荷能力较差，适用16于高速场合。在高速时0 可代替推力球轴承 60 62 63 64 主要承受径向负荷，也能承受一定的双向轴向负荷。它比深沟球轴承具有较大的承载能力 推力球轴承的套圈与滚动体可分离，单向推力球轴承只能承受单向轴向负荷，两个圈的内孔不一样大，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，另两个圈为松圈 高速时，由于离心力大，寿命较低。常用于轴向负荷大、转速不高场合 4

角接触 球轴承 7 19 (1)0 (0)2 (0)3 (0)4 71 9 70 较 72 高 2~3? 73 74 推力圆柱 滚子轴承 8 11 12 811 812 低 不 允 许 圆柱滚子 轴承 N 10 (0)2 22 (0)3 23 (0)4 滚针轴承 NA N1 0 N2 N2较2~4? 2 高 N3 N23 N4 48 NA48 不 49 NA49 允 低 许 69 NA69 能同时承受径向负荷与单向的轴向负荷，公称接触角?有15?、25?、40?三种，?越大，轴向承载能力也越大。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负荷场合 能承受很大的单向轴向负荷，但不能承受径向负荷。它比推力球轴承承载能力要大，套圈也分紧圈与松圈。极限转速很低，适用于低速重载场合 只能承受径向负荷。承载能力比同尺寸的球轴承大，承受冲击载荷能力大，极限转速高。 对轴的偏斜敏感，允许偏斜较小，用于刚性较大的轴上，并要求支承座孔很好地对中 滚动体数量较多，一般没有保持架。径向尺寸紧凑且承载能力很大，价格低廉 不能承受轴向负荷，摩擦系数较大，不允许有偏斜。常用于径向尺寸受限制而径向负荷又较大的装置中 由于结构的不同，各类轴承的使用性能如下。 1．承载能力

在同样外形尺寸下。滚子轴承的承载能力约为球轴承的1.5~3倍。所以，在载荷较大或有冲击载荷时宜采用滚子轴承。但当轴承内径d?20mm时，滚子轴承和球轴承的承载能力已相差不多，而球轴承的价格一般低于滚子轴承，故可优先选用球轴承。

2．接触角?

接触角是滚动轴承的一个主要参数，轴承的受力分析和承载能力等与接触角有关。表18-2列出各类轴承的公称接触角。

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