第10章 轴承

轴承的类型代号见表10-2。
内径代号： 用基本代号右起第一、第二位数
字表示。对于内径为20-495mm的轴承，代号数
乘以5即为轴承内径值（mm）。内径小于20mm，
等于和大于500mm及等于22mm、28mm、32mm的
轴承，其内径代号另有规定。
尺寸系列代号 ：轴承的尺寸系列是宽度系列（对于 推力轴承是高度系列）和直径系列的组合，表示内径相 同的轴承可具有不同的外径和宽度（或高度）。尺寸系 列代号是由两位数字构成，左面的数字表示宽度（或高 度）系列，右面数字表示直径系列，代号见表10-4。
2.选取轴承宽径比
L 1.25 d
L 1.25 120 150 mm
3.验算压强 Fr 10000 P 0.56 M Pa Ld 120 150
4.验算PV：
Fr n 10000 30 m PV 0.105 MPa 19100 L 19100 150 s
斜滑动轴承（图
10-3）。
3.自动调心式 如图10-5，具有可动的轴瓦，可使轴颈与轴瓦保持
良好接触，避免因安装误差或轴的变形而引起轴承边
缘产生严重磨损（图10-4）。
当轴承的宽径比
L 1.5 ~ 1.75时，多用自动调心轴承 。通常取 d L 0.5 ~ 1.（非自动调心式）。 5 d L L 过小，润滑油易流失；过大，散热性差。 d d
座的剖分面做成阶梯形榫口，
在安装时便易对准，减轻螺
栓受横向载荷。
由于盖与座剖分面间留有不大的间隙，这样
当轴瓦磨损后，适当地取去轴瓦剖分面间的垫
片，拧紧螺栓，就可调整间隙，继续使用。另 外装拆时不需要作轴向位移，故较方便。
轴承所受的径
向力方向一般不超
过对开剖分面垂直
线左右35°的范围，
否则应采用对开式
第十章 轴承
$13-1
概述
轴承是支持心轴或转轴的部件。有时也作为
支承轴上的转动零件。
根据承受载荷的方向不同，轴承可分为：
向心（径向）轴承
—承受与轴的中心线相垂直的载荷； 推力（轴向）轴承 —承受与轴的中心线方向相一致的载荷。
根据相对运动表面的摩擦性质，轴承又可分
为滑动轴承和滚动轴承。 在滑动轴承中，根据润滑摩擦状态不同，又分
主要尺寸后，进行轴承工作面上的压强及压强
和速度乘积的验算。
一、向心轴承
1.压强计算 限制轴承的压强可以 保证其润滑、减少磨损。 轴承投影面上压强的验 算式为：
Fr p [ p] dL 式 中 ： Fr 为 轴 承 所 受 的径向载荷；d为轴颈的 直径；L为轴承的宽度 （ 见 图 10-11 ） ； [p] 为 许用压强，其值见表101。
为液体摩擦滑动轴承（两滑动面完全被油膜隔开）
和非液体摩擦滑动轴承（两滑动面有直接接触），
这里主要介绍非液体摩擦滑动轴承。
$13-2 滑动轴承的结构
滑动轴承通常由轴承体，轴瓦及轴承衬 （轴瓦上的涂层），润滑装置等部分组成。 但简单轴承可不用轴瓦和润滑装置。
一、向心滑动轴承
1.整体式 如图10-1，整体式滑动轴承可由轴承体（座）、轴 瓦（满足轴承材料要求，可以更换的部件）组成。通 常用螺栓将轴承固定在机架上。
常用滚动轴承的类型及性能特点见表10-2。
二、代号 滚动轴承的类型、结构及尺寸规格很多，为了便于生产 和使用，规定了轴承的代号。国家标准GB/T 272-1993规 定的轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号构成，
如表10-3所示。
1.基本代号 基本代号： 由类型代号、尺寸系列代号和 内径代号依次排列构成。 类型代号： 用数字和字母表示。常用滚动
Vm
d m n
60 1000
m [pv]为许用值 ( MPa ), 见表10-2。 s
例题13-1：试按全液体摩擦设计一对向心滑动轴承。 已知这对轴承受径向载荷量为20000N，转速30r/min， 轴颈直径120mm。 解：1.决定滑动轴承上的径向载荷
Fr 20000 10000 N 2
2. 压强和速度乘积计算
pv值与轴承的摩擦功率成正比，可以间接
表示轴承的工作温度。对载荷较大和速度较 高的轴承，为了保证轴承运转时不产生过多 的热量，以避免边界油膜破裂及胶合现象， 需要进行pv的验算。
其验算式：
Fr dn dL 1000 60 F n r [ pv] 19100 L pv
02、公差等级为4级的深沟球轴承；
2） 7308 AC——表示内径为40mm、尺寸系列为
03、公称接触角α＝25°的普通级角接触球轴承。
三、类型的选用原则： 按以下几点来选择：
1) 球轴承旋转精度和极限转速较高，但承载能
力和抗冲击能力较差，故适用于高速、高精度
和轻载场合。其价格低廉，故较常用。
2) 滚子轴承与球轴承正相反，它适用于转速较
宜。因轴较轴瓦贵，故轴颈材料应更耐磨。
工业上常用的轴承材料有金属与非金属两大类： 一、金属： 1.轴承合金（巴氏合金，又称白合金）： 主要是锡、铅、锑、铜的合金。由于其减摩性和耐磨
性好，塑性高，跑和性能好，导热性大，抗胶合性能好，
与油的吸附性好，故适用于重载、高中速情况。轴承合
金的强度小，价格较贵，使用时必须浇铸在青铜、钢或
式中：n为轴颈 的转速(r/min)， d为轴颈直径(mm)， L为轴瓦宽度(mm)， Fr 为 最 大 径 向 载 荷 ， [pv] 为 许 用 值，见表10-1。
一、推力轴承 非液体摩擦推力滑动轴承多为环状。验算时，假设轴 承压力是均匀分布在支承面上。 1.轴承压强的验算：其验算式为：
p


力是由与轴环接触的
轴瓦凸缘承受。这种 轴承结构可以是单环 或多环的型式，多环 式用于轴向载荷较大
的场合。
三、轴瓦
轴瓦是轴承中直接与轴径接触的部分。轴瓦的结构和 材料选择直接影响滑动轴承的工作能力和使用寿命。 轴瓦可以制成整体式和剖分式两种。图10-8所示为剖 分式轴瓦，其两端的凸肩用以防止轴瓦的轴向窜动， 并能承受一定的轴向力。
根据滚动体的形状（图10-15），滚动轴承分为球轴
承及滚子轴承两大类。滚子轴承分为短圆柱滚子轴承、 滚针轴承、圆锥滚子轴承和球面滚子轴承。
滚动体与轴承套圈接触处的法线与轴承径向平面（垂
直于轴承轴心线的平面）之间的夹角称为公称接触角 （图10-16）。
滚动轴承的类型很多，按其能承受的载荷方向或公称 接触角的不同可分为：
铸铁的轴瓦上，形成薄涂层，即轴承衬。
2.青铜：
青铜比轴承合金硬，耐磨性好，机械强度较
高，但其跑和性、塑性较差，适用于重载及中 速的情况下。
3.粉末合金：
铁粉（或铜粉）与石墨粉混合调匀后直接压 制成轴瓦，然后在高温下焙烧，成为多孔性金属。
优点是吸油、润滑好；缺点是韧性小，只适于无
冲击、中小速场合。也称其为含油轴承。
轴瓦可以用单一 的减摩材料制成， 但为了节省贵重的 金属材料（如轴承
合金）及提高轴承
的工作能力，通常
制成双金属轴瓦，
如图10-9所示。
在强度较高、价格低廉的轴瓦（用钢、铸铁
或青铜制造）内表面上浇注一层减摩性更好的
合金材料，通常称为轴承衬，其厚度在从十分 之几毫米到6毫米不等。
为了使润滑油能够很好地分布到轴瓦的整个工作表
分为凸缘轴承图13-3和普通轴承图10-1。最简单的可
在机器壳体上直接钻出或镗出孔，孔中装轴瓦。整体式 向心滑动轴承无法调节轴颈和轴承孔间的间隙。当轴瓦 磨损后必须更换；安装时必须作轴向位移，很不方便。
2.对开式 典型的对开式向心滑动轴
承如图10-2所示。它由轴承
座1、轴承盖2、剖分式轴瓦
3、轴承盖螺栓4组成。盖与
面，在轴瓦的非承载区上要开出油沟和油孔。常见的 油沟型式如图10-10所示。
图a所示为轴向油沟，润滑油沿轴向输入并充满油沟， 通过轴径转动使油分布于周向；图b为斜向油沟。为了使 油在整个接触面上均匀分布，油沟沿轴向应有足够的强度， 通常取为轴瓦宽度的80%左右，但不应开通，以免油从轴 瓦两端大量流失。此外，油沟的部位应开在非承载区，使 润滑油从非承载区引入，以免降低轴承的承载能力。
$13-3 滑动轴承的材料
轴承盖及轴承座一般均采用灰铸铁制造，只 是在特别重载及冲击很大的情况下，才用铸钢 制造。
轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。为了
降低摩擦 ，减小磨损和保证轴承的预期寿命，
要求轴承材料与轴颈材料间具有小的摩擦系数，
高的耐磨性及抗胶合性，足够的强度和塑性，
良好的导热和防腐蚀性，且工艺性好，价格便
4.铸铁： 各种性能均不如轴承合金和青铜，但价
格便宜，适于轻载低速。
二、非金属：
常用的材料
有工程塑料、 硬木、橡胶等。 常用金属轴瓦 材 料 见 表 10-1 。
$13-4 非液体摩擦滑动轴承的计算
非液体摩擦滑动轴承常因磨损、胶合及持久 强度不够而损坏。目前，常用磨损的条件性计
算作为设计依据，即在按强度及结构要求定出
1) 向心轴承: 主要用于承受径向载荷，其公称接触角为0° 至45°，其中公称接触角 α ＝0°的轴承为径向接触轴承 （图10-16a）；公称接触角大于0°至45°的为向心角接 触轴承（图b），能同时承受径向和轴向载荷。
2) 推力轴承: 公称接触角大于45°至90°，其中 α＝90°为轴向接触轴承（图10-16c），只能 承受轴向载荷。
Fa
2 (d 2 d12 )
[ p]
2 ( d 2 d12 )为环面积 , Fa为轴承所受的最大计算轴向载荷；
4
式中：
一般取d1 ＝(0.4-0.6)d2 ；[p]为许用压强值，其值列 于表10-2中 。
2.轴承压强和速度乘积的验算