3.9　关节轴承

3.9.1　关节轴承的分类、结构型式与代号

关节轴承是球面滑动轴承，主要由一个外球面的内圈和一个内球面的外圈组成。滑动接触面为球面，主要适用于摆动运动、倾斜运动和速度较低的旋转运动。

3.9.1.1　关节轴承分类

表8-3-35　关节轴承分类

3.9.1.2　关节轴承代号方法

（1）代号构成

关节轴承代号由基本代号+补充代号+游隙组别代号构成。

基本代号由关节轴承类型代号、尺寸系列代号和内径代号、结构型式代号、材料代号构成。补充代号是关节轴承在材料、技术要求、结构等有改变时，在其基本代号右边添加的补充代号，用字母和数字表示，并用“/”相隔，最多允许采用三个字母。游隙组别代号标注在关节轴承代号的最右边，并以短线“-”相隔。关节轴承代号的构成及排列见表8-3-36。

表8-3-36　关节轴承代号

表8-3-37　补充代号及游隙组别代号

（2）代号示例

示例1：

示例2：

3.9.1.3　关节轴承主要类型的结构特点

表8-3-38　润滑型关节轴承主要类型的结构特点及代号

表8-3-39　自润滑型关节轴承主要类型的结构特点及代号

3.9.2　关节轴承寿命及载荷的计算

关节轴承的失效形式主要是摩擦磨损失效，与滚动轴承的区别主要是疲劳失效不同。在选择这类轴承时，一般是根据轴承所受载荷和抗摩擦磨损的能力，确定所需轴承的额定载荷，并据此来选择轴承的类型及型号。或是根据支承结构的要求和工况条件选定轴承型号后，验算轴承寿命是否满足要求。

3.9.2.1　定义

表8-3-40　关节轴承寿命及载荷的定义

3.9.2.2　符号

表8-3-41　计算关节轴承寿命及额定载荷的符号

3.9.2.3　额定载荷

关节轴承额定载荷计算见表8-3-42。

表8-3-42　关节轴承额定载荷计算公式

注：1.当关节轴承在一个摆动周期内承受变载荷作用时，其当量动载荷为：。

2. fr、fra、fa、fs=f（［p］，ε，dk）值与轴承接触副的材料、结构尺寸、径向游隙等有关，各类轴承基本游隙值下的系数值见表8-3-43～表8-3-45，系数Xr、Xsr、Xra、Xsra、Ya、Ysa值按表8-3-46选取。

表8-3-43　向心关节轴承的fr、fs　　N/mm2

表8-3-44　角接触关节轴承的 fra、fs　　N/mm2

表8-3-45　推力关节轴承的fa、fs　　N/mm2

表8-3-46　系数Xr、Xsr、Xra、Xsra、Ya、Ysa值

3.9.2.4　关节轴承寿命

表8-3-47　关节轴承寿命计算公式

注：Cd应根据不同结构的关节轴承选取，向心关节轴承取Cd=Cdr，推力关节轴承取Cd=Cda。

表8-3-48　p、v、pv值

表8-3-49　计算系数

注：表中的λ、G、b为计算变量，G、b值在表8-3-50中查取。

表8-3-50　G、b值

表8-3-51　系数αh

表8-3-52　系数αβ

3.9.2.5　关节轴承的摩擦因数

关节轴承的摩擦因数不但比滚动轴承大，而且与滑动摩擦副材料的配对密切相关。常用的关节轴承摩擦副的摩擦因数如表8-3-53所示。

表8-3-53　关节轴承的摩擦因数

3.9.3　关节轴承的应用设计

3.9.3.1　关节轴承的配合

关节轴承内圈与轴的配合采用基孔制，外圈与外壳孔的配合采用基轴制。与滚动轴承有所不同，尽管一般均采用上偏差为零、下偏差为负的分布，但部分类型中的部分系列如向心关节轴承的K、W系列的内径、杆端关节轴承的K系列的内径则采用上偏差为正、下偏差为零的分布。

（1）关节轴承的常用公差带

图8-3-4　关节轴承与轴配合的常用公差带

图8-3-5　关节轴承与外壳孔配合的常用公差带

（2）轴承与轴和外壳孔的配合公差带选择

表8-3-54　轴承与轴的配合　轴的公差带

表8-3-55　轴承与外壳孔的配合　孔的公差带

（3）关节轴承配合表面的表面粗糙度和形位公差

表8-3-56　关节轴承配合表面的表面粗糙度

表8-3-57　关节轴承配合表面的形位公差　　μm

注：表面粗糙度和形位公差，轴肩端面圆跳动、内垫圈两端面平行度和轴颈表面圆柱度以内径查表确定；外壳孔肩端面圆跳动、外垫圈两端面平行度和外壳孔表面圆柱度以外径查表确定。

（4）关节轴承与轴和外壳孔的配合

表8-3-58　关节轴承与轴的配合　　μm

表8-3-59　关节轴承与外壳孔的配合　　μm

3.9.3.2　关节轴承的游隙

向心关节轴承和杆端关节轴承，其径向游隙如表8-3-60～表8-3-67所示。

（1）滑动接触表面：钢/钢（表8-3-60～表8-3-65）

表8-3-60　E、EH系列径向游隙　　μm

注：单缝或部分外圈杆端关节轴承，其游隙值与规定值可能略有差异。

表8-3-61　G、GH系列径向游隙　　μm

表8-3-62　C系列向心关节轴承径向游隙　　μm

表8-3-63　K系列径向游隙　　μm

表8-3-64　H系列向心关节轴承径向游隙　　μm

表8-3-65　W系列向心关节轴承径向游隙　　μm

（2）滑动接触表面：钢/青铜（表8-3-66）

表8-3-66　K系列径向游隙　　μm

注：对于装有向心关节轴承及只带内圈的等特殊结构的杆端关节轴承，允许采用括号内的值。

（3）自润滑向心关节轴承的径向游隙（表8-3-67）

表8-3-67　C型自润滑向心关节轴承的径向游隙　　 μm

3.9.3.3　关节轴承的公差

（1）向心关节轴承的公差

表8-3-68　E、G、C、H系列的内圈公差　　μm

注：1.本标准规定的公差值适用于精加工后但在涂覆、电镀、部分和开裂工序前的向心关节轴承。

2.经表面处理的向心关节轴承，其公差与本标准规定的公差值略有差异。

表8-3-69　K、W系列的内圈公差　　μm

注：1.本标准规定的公差值适用于精加工后但在涂覆、电镀、部分和开裂工序前的向心关节轴承。

2.经表面处理的向心关节轴承，其公差与本标准规定的公差值略有差异。

表8-3-70　E、G、C、W、H系列的外圈公差　　μm

注：1.本标准规定的公差值适用于精加工后但在涂覆、电镀、部分和开裂工序前的向心关节轴承。

2.经表面处理的向心关节轴承，其公差与本标准规定的公差值略有差异。

表8-3-71　K系列的外圈公差　　μm

注：1.本标准规定的公差值适用于精加工后但在涂覆、电镀、部分和开裂工序前的向心关节轴承。

2.经表面处理的向心关节轴承，其公差与本标准规定的公差值略有差异。

（2）角接触关节轴承的公差

表8-3-72　角接触关节轴承内圈和轴承宽度公差　　μm

注：表中的公差值仅适用于表面处理前的角接触关节轴承。

表8-3-73　角接触关节轴承外圈公差　　μm

注：1.本标准规定的公差值适用于精加工后但在涂覆、电镀、部分和开裂工序前的向心关节轴承。

2.经表面处理的向心关节轴承，其公差与本标准规定的公差值略有差异。

（3）推力关节轴承的公差

表8-3-74　推力关节轴承轴圈和轴承高度公差　　μm

注：表中的公差值仅适用于表面处理前的推力关节轴承。

表8-3-75　推力关节轴承座圈公差　　μm

注：表中的公差值仅适用于表面处理前的推力关节轴承。

（4）杆端关节轴承的公差

表8-3-76　杆端关节轴承E、EH、G、GH、K系列公差　　μm

① 螺纹可为右旋或左旋。

注：1.本标准规定的公差值适用于精加工后但在涂覆、电镀、剖分和开裂工序前的杆端关节轴承。

2.经表面处理的杆端关节轴承，其公差与本标准规定的公差值略有差异。

3.9.4　关节轴承的基本尺寸和性能参数

3.9.4.1　向心关节轴承（GB/T 9163—2001）

图8-3-6　向心关节轴承

表8-3-77　向心关节轴承E系列

① 参考尺寸。

表8-3-78　向心关节轴承G系列

① 参考尺寸。

表8-3-79　向心关节轴承K系列

① 参考尺寸。

表8-3-80　向心关节轴承C系列

① 参考尺寸。

表8-3-81　向心关节轴承H系列

① 参考尺寸。

表8-3-82　向心关节轴承W系列

① 参考尺寸。

表8-3-83　向心关节轴承M系列

① 参考尺寸。

3.9.4.2　角接触关节轴承（GB/T 9164—2001）

图8-3-7　角接触关节轴承

表8-3-84　GAC　S型角接触关节轴承

① 参考尺寸。

表8-3-85　GAC　T型角接触关节轴承

① 参考尺寸。

表8-3-86　GAC　N型角接触关节轴承

① 参考尺寸。

3.9.4.3　推力关节轴承 （GB/T 9162—2001）

图8-3-8　推力关节轴承

表8-3-87　GX　S型推力关节轴承

① 参考尺寸。

表8-3-88　GX　T型推力关节轴承

① 参考尺寸。

表8-3-89　GX　N型推力关节轴承

① 参考尺寸。

3.9.4.4　杆端关节轴承（GB/T 9161—2001）

图8-3-9　杆端关节轴承

表8-3-90　E系列杆端关节轴承　　mm

① 参考尺寸，不适用于整体结构。

② 参考尺寸。

③ 这些杆端关节轴承无再润滑装置。

④ 这些杆端关节轴承具有再润滑装置，是通过润滑孔而不是通过润滑接口进行再润滑的。

表8-3-91　符合尺寸系列E、柄部为加强型的EH系列杆端关节轴承　　mm

① 参考尺寸，不适用于整体结构。

② 参考尺寸。

表8-3-92　G系列杆端关节轴承　　mm

① 参考尺寸，不适用于整体结构。

② 参考尺寸。

③ 这些杆端关节轴承无再润滑装置。

④ 这些杆端关节轴承具有再润滑装置，是通过润滑孔而不是通过润滑接口进行再润滑的。

表8-3-93　K系列杆端关节轴承　　mm

① 参考尺寸，不适用于整体结构。

② 参考尺寸。

③ 这些杆端关节轴承无再润滑装置。

表8-3-94　符合尺寸系列G、柄部为加强型的GH系列杆端关节轴承　　mm

① 参考尺寸，不适用于整体结构。

② 参考尺寸。

3.9.4.5　自润滑球头螺栓杆端关节轴承（JB/T 5306—2007）

图8-3-10　自润滑球头螺栓杆端关节轴承

表8-3-95　SQ…C型和SQ…C-RS型　　mm

注：球头座杆的螺纹也可为左旋，若为左旋，轴承型号需加“L”、螺纹标记需加“左”，例如：SQL5C、M5左-6H；SQL10C-RS、M10×1.25左-6H。

表8-3-96　SQD…C型　　mm

表8-3-97　SQZ…C型和SQZ…C-RS型　　mm

注：球头座杆螺纹也可为左旋，若为左旋，轴承型号需加“L”、螺纹标记需加“左”，例如：SQZL5C、M5左-6H；SQZL12C-RS、M12×1.25左-6H。

3.9.4.6　关节轴承安装尺寸

（1）向心关节轴承（GB/T 12765—1991）

表8-3-98　E（正常）系列向心关节轴承　　mm

表8-3-99　W（宽内圈）系列向心关节轴承　　mm

表8-3-100　G（中）系列向心关节轴承　　mm

（2）角接触关节轴承（GB/T 12765—1991）

表8-3-101　E（正常）系列角接触关节轴承　　mm

（3）推力关节轴承（GB/T 12765—1991）

表8-3-102　E（正常）系列推力关节轴承　　mm

上一章目录下一章