第一讲一、教学目标（一）能力目标能判断常用滚动轴承的类型；理解其代号的含义；会选用滚动轴承（二）知识目标1.了解滚动轴承的类型、特点，掌握滚动轴承的代号2.掌握滚动轴承的选择二、教学内容滚动轴承的类型、代号及选用三、教学的重点与难点重点：滚动轴承的类型、特点及代号。

难点：滚动轴承类型的选择。

四、教学方法与手段采用多媒体教学（加动画演示），结合教具，提高学生的学习兴趣。

14.1 轴承的功用和类型轴承的功用：支承轴及轴上的旋转零件，使其回转并保证一定的旋转精度，减少相对摩擦和磨损。

轴承的分类：按摩擦的性质分，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承。

滑动轴承滚动轴承14.2 滚动轴承的组成、类型及特点滚动轴承是标准件，由专业工厂生产。

设计时只需根据轴承工作条件选用合适的类型和尺寸的滚动轴承，进行寿命计算，并对轴承的安装、润滑、密封给予合理设计和安排。

滚动轴承的特点优点：1）f小起动力矩小，η高；2）运转精度高（可用预紧方法消除游隙）；3）轴向尺寸小；4）某些轴能同时承受Fr和Fa，使机器结构紧凑；5）润滑方便、简单、易于密封和维护；6）互换性好（标准零件）缺点：1）承受冲击载荷能力差；2）高速时噪音、振动较大；3）高速重载寿命较低；4）径向尺寸较大（相对于滑动轴承）应用：广泛应用于中速、中载和一般工作条件下运转的机械设备。

14.2.1 滚动轴承的组成滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架所组成。

滚动体的形状短圆柱形柱形长圆柱形螺旋滚子滚柱轴承圆锥滚子鼓形滚子滚针保持架是使滚动体等距分布，并减少滚动体间的摩擦和磨损。

滚动轴承的材料：内、外圈、滚动体—GCr15、GCr15-SiMn等轴承钢，热处理后硬度HRC60~65；保持架：低碳钢、铜合金或塑料、聚四氟乙烯。

14.2.2 滚动轴承的基本类型及特点接触角α：滚动体与外圈内滚道接触点的法线方向与轴承径向平面所夹的角。

滚动轴承按能承受的负荷方向或公称接触角 不同，可分为向心轴承和推力轴承。

向心轴承又可以分为径向接触轴承（α＝0）和角接触向心轴承（0＜α＜45）推力轴承又可以分为轴向接触轴承（α＝90）和角接触推力轴承（45＜α＜90）径向接触轴承：只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷；角接触向心轴承：既能承受径向载荷，也能承受一定的轴向载荷；轴向接触轴承：只能承受轴向载荷，不能承受径向载荷；角接触推力轴承：既能承受轴向载荷，也能承受一定的径向载荷14.3 滚动轴承的代号滚动轴承是标准件，GB272／T-93规定了轴承代号的表示方法。

轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号三部分构成。

14.3.1 基本代号由类型代号、尺寸系列代号和内径代号组成。

类型代号由一位(或两位)数字或英文字母表示，其相应的轴承类型参阅设计手册。

尺寸系列代号由两位数字组成。

前一个数字表示向心轴承的宽度或推力轴承的高度；后一个数字表示轴承的外径。

直径系列代号为7表示超特轻；8、9表示超轻；0、1表示特轻；2表示轻；3表示中；4表示重；5表示特重；宽度系列代号为0表示窄型；1表示正常；2表示宽；3、4、5、6表示特宽。

内径代号由数字组成。

当轴承的内径在20～480㎜范围内(22、28、32㎜除外)，用内径的毫米数除以5的商数表示；内径为10，12，15，17㎜的轴承内径代号分别为00，01，02，03；内径为22，28，32㎜和尺寸等于或大于500㎜的轴承，其内径代号直接用公称内径毫米数表示，但在与尺寸系列代号之间用“／”分开；内径小于10㎜的轴承内径代号表示方法可查阅GB272／T —93。

14.3.2 前置代号前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充代号。

表示轴承的分部件，用字母表示。

L ——可分离轴承的可分离内圈或外圈如LN207 K ——轴承的滚动体与保持架组件K81107 R ——不带可分离内圈或外圈的轴承，如RNU207 NU ——表示内圈无档边的圆柱滚子轴承WS 、GS ——分别为推力圆柱滚子轴承的轴圈和座圈，如WS81107、GS81107。

后置代号反映轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等，共8组代号。

内部结构代号——反映同一类轴承的不同内部结构例：C 、AC 、B ——代表角接触球轴承的接触角︒=15α，︒25和︒40，E 代表增大承载能力进行结构改进的增强型等，如7210B ，7210AC ，NU207ER 、N 、NR ——轴承外圈带有止动挡边、止动槽、止动槽并带止动环，例：6210N 轴承的公差等级代号新标准 /P2、/P4、/P5、/P6、/P6X 、/P0旧标准 B C D EX E G —普通级可省略 例：轴承61710／P6 6一深沟球轴承 1一宽度系列为正常 7一直径系列为超特轻 10一内径为50㎜ P6一公差等级为6级。

14.4 滚动轴承类型选择在选择轴承类型时，根据轴承的结构及性能特点，选择合理的类型。

14.4.1 载荷条件轴承承受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据。

1、载荷的方向当轴承承受纯径向载荷时，可选用向心轴承中的径向接触轴承；受纯轴向载荷时，可选用推力轴承；当径向载荷和轴向载荷都比较大时，宜选用角接触轴承。

要注意内外圈可分离的短圆柱滚子轴承不能承受轴向力。

2、载荷大小承受较大载荷时，应选用线接触的滚子轴承。

3、载荷性质有冲击载荷时宜选用滚子轴承。

14.4.2 转速条件球轴承比滚子轴承有较高的极限转速，高速或要求旋转精度高时，应优先选用球轴承。

高速轻载时，宜选用超轻，特轻或轻系列轴承；低速、重载时，可采用重和特重系列轴承。

14.4.3 调心性能轴承内外圈轴线间的偏斜角应控制在极限值之内，否则会增加轴承的附加载荷而使其寿命降低。

当偏斜角较大时，可选用调心轴承。

14.4.4 安装、调整性能为便于安装、拆卸和调整轴承间隙，常选用外圈可分离的轴承。

14.4.5 经济性一般球轴承比滚子轴承便宜，同型号轴承，精度越高，价格越贵。

小结1、滚动轴承的组成、类型及特点2、滚动轴承的代号3、滚动轴承类型的选用作业与思考：1、滚动轴承的主要类型有哪些？各有什么特点？2、试说明下列各轴承的内径有多大？哪个轴承的公差等级最高？哪个允许的极限转速最高？哪个承受径向载荷能力最大？哪个不能承受径向载荷？6208/P2、30208、5308/P6、N22083、何谓滚动轴承的基本额定寿命？何谓当量动载荷？如何计算？4、滚动轴承失效的主要形式有哪些？计算准则是什么？第二讲一、教学目标（一）能力目标1.能合理的选择常用滚动轴承2.具有组合设计的能力（二）知识目标1.掌握滚动轴承的基本额定寿命、基本额定动载荷及寿命计算2.熟悉滚动轴承的组合设计二、教学内容1.滚动轴承的失效形式及设计准则2.滚动轴承的寿命计算3.滚动轴承的组合设计三、教学的重点与难点重点：滚动轴承的寿命计算。

难点：滚动轴承的组合设计。

四、教学方法与手段采用多媒体教学，结合图片及实物讲授，提高学生的学习兴趣。

14.5 滚动轴承的工作情况分析及计算14.5.1 滚动轴承的失效形式1、点蚀轴承工作时，滚动体和内、外套圈之间产生相对运动，在负荷作用下，滚动体和内、外套圈的接触处产生循环变化的接触疲劳应力。

长期工作会产生点蚀破坏，使轴承运转时产生振动、噪声，乃至丧失运转精度。

2、塑性变形低速轴承和间歇摆动轴承，一般不会产生疲劳点蚀破坏，但在过大的冲击负荷或静负荷下，滚道和滚动体会出现不均匀的永久塑性变形凹坑，增大摩擦，降低运转精度。

3、磨损在多粉尘或润滑不良条件下，滚动体和套圈的工作面产生磨损。

速度过高时还会出现胶合、表面发热甚至滚动体回火。

其他还有因安装、拆卸、维护不当引起的元件断裂、锈蚀、化学腐蚀等。

14.5.2 设计准则1、对回转的滚动轴承，最主要的失效形式是疲劳点蚀破坏。

一般情况下，均应进行轴承的寿命计算。

2、对低速轴承或摆动轴承，要求控制其塑性变形，应进行静强度计算。

负荷较大或有冲击负荷的回转轴承，亦应进行静强度计算。

3、对高速轴承，主要是由于发热而引起的磨损、烧伤失效，除需要进行寿命计算外，还应验算极限转速。

14.5.3 滚动轴承的寿命计算1、基本额定寿命和基本额定动负荷（1）寿命滚动轴承任一元件的材料首次出现疲劳点蚀前的总转数或在某一给定的恒定转速下的运转小时数。

（2）基本额定寿命一批型号相同的轴承，在相同的运转条件下，其中90％在疲劳点蚀前能运转的总转数或在给定转速下所能运转的总工作时数。

其可靠度为90％，以符号L10或L h10表示。

（3）基本额定动负荷轴承的基本额定寿命为一百万(106)转时所能承受的最大负荷为轴承的基本额定动负荷，以Cr表示。

在基本额定动载荷作用下，轴承可以转106转而不发生点蚀失效的可靠度为90%。

纯径向载荷——向心轴承基本额定动载荷C 纯轴向载荷——推力轴承轴承和圆锥滚子轴承2、当量动载荷定义：将实际载荷转换为作用效果相当并与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的假想载荷，该假想载荷称为当量动载荷P 。

理解为：在当量动载荷P 作用下的轴承寿命与实际联合载荷作用下的轴承寿命相同 （1）对只能承受径向载荷R 的轴承（N 、NA 轴承）P=R（2）对只能承受轴向载荷A 的轴承（推力球（5）和推力滚子（8））P=A（3）同时受径向载荷R 和轴向载荷A 的轴承P=XR+YAX ——径向载荷系数，Y ——轴向载荷系数，X 、Y ——见表14.13 3、向心角接触轴承轴向力的计算该类轴承受R →产生派生轴向力S ，所以要成对使用，对称安装 （1）派生轴向力大小方向：a)正装（面对面），支点跨距小，适合于传动零件位于两支承之间； b)反装（背靠背），实际支距变大，适合于传动零件处于外伸端 （2）实际轴向载荷A 的确定 1）当12S S F a >+时轴有向左移动的趋势，使轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”，压紧的轴承1外圈通过滚动体将对内圈和轴产生一个阻止其左移的平衡力1S '，使211S F S S a +=+'∴轴承1的实际轴向载荷为2111S F S S A a +='+=轴承2上的轴向力，由力的平衡条件2212S F S F F A A a a a =-+=-=——本身的派生轴向力2）当12S S F a <+时轴有右移趋势，轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”，“2”上产生一个平衡力2S '，使a a F S S S S S S F -='+→='++122122∴轴承2实际所受的轴向力为a F S S S A -='+=1222轴承1实际所受的轴向力，由力的平衡条件1121S F S F A F A a a a =-+=+=——本身派生轴向力结论：——实际轴向力A 的计算方法1）分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷，判定被“压紧”和“放松”的轴承。