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
