机械设计基础-第16章滚动轴承
机械设计基础复习精要：第16章 滚动轴承
202第16章 滚动轴承16.1考点提要１6.1.1．重要的术语及基本概念滚动轴承的基本结构及材料、滚动轴承的类型、轴承的代号、载荷角和接触角、基本额定动载荷和基本额定寿命、当量动载荷、当量静载荷、16.1.2．滚动轴承类型选择应主要考虑的因素滚动轴承类型选择应主要考虑的因素有：1）轴承的载荷：轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。
2）轴承的转速：在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。
3）轴承的调心性能；4）轴承的安装和拆卸。
5）经济性。
16.1.3．滚动轴承的载荷角和接触角接触角是滚动体与外圈的接触法线和半径方向之间所夹锐角。
如图１６.1（ａ）（ｂ）（ｃ）所示。
接触角反映了轴承承受载荷方向的特性。
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都与接触角有关。
接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力也越大。
图１６.1 接触角和载荷角载荷角 是轴承实际承受的径向载荷R 与轴向载荷的合力与半径方向的夹角。
如图１６.１（ｄ）所示。
游隙是滚动体内圈、外圈滚道之间的最大间隙。
如图１６.2所示。
游隙是影响轴承运转精度、使用寿命、噪声级别以及温升的重要数据，控制游隙是项重要的工作。
图１６.２径向间隙偏斜角一般指调心轴承内、外圈轴线相对倾斜时所夹的锐角。
此类轴承通常具有偏位角203的自适应性能，当轴承座孔与轴发生轴线偏离时，它可以自动适应轴心的偏斜。
故这种轴承也称作调心轴承。
16.1.4滚动轴承的力分析、失效形式和计算准则（１）力分析向心推力滚动轴承工作时，并非所有滚动体都同时受载。
滚动体同时受载的程度与轴承所受的径向力和轴向力的大小有关，一般以控制约半圈滚动体同时受载为宜。
（2）滚动轴承的失效形式和计算准则滚动轴承在工作时，滚动体和、内外圈都分别受到不同的脉动接触应力，因此，其失效形式主要有：点蚀、塑性变形、磨粒磨损和黏着磨损以及腐蚀．以及由于操作或维护不当引起的元件破裂。
高等教育出版社第16章 机械设计基础第五版滚动轴承
计算准则： 一般轴承 —疲劳寿命计算（针对点蚀） 静强度计算
低速或摆动轴承 —只进行静强度计算
高速轴承 —进行疲劳寿命计算、校验极限转速。
二、轴承寿命
轴承的寿命：轴承的一个套圈或滚动体材料出现第 一个疲劳扩展迹象前，一个套圈相对 于另一个套圈的总转数，或在某一转 速下的工作小时数。
由于制造精度、材料的差异，即使是同样的材 料、同样的尺寸以及同一批生产出来的轴承，在完 全相同的条件下工作，它们的寿命也不相同，也会 产生和大得差异，甚至相差达到几十倍。 一个具体的轴承很难预知其确切的寿命，但 试验表明，轴承的可靠性与寿命之间有如P278图 16-6的关系曲线。
如图所示，有两种 受力情况：
（1）若FA+FS2>FS1
由于轴向固定，轴不能向右 移动，即轴承1被压紧，由力 的平衡条件得： FA
O1
O2
轴承1（压紧端）承受的轴向载荷为：
Fa1 FA Fs 2
轴承2（放松端）承受的轴向载荷为：
Fa 2 FS 2
（1）若FA+FS2<FS1
即FS1-FA>FS2，则轴承2被压紧，由力的平衡 条件得： 轴承1（放松端）承受的轴向载荷：
N
三、当量动载荷的计算
滚动轴承的基本额定动载荷是在一定的试验 向心轴承是指轴承受纯径向载荷， 条件下确定的。
推力轴承是指承受中心轴向载荷。
如果作用在轴上的实际载荷既有径向载荷， 又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与试验 条件相当的载荷后，才能和基本额定动载荷进行 比较。换算后的载荷是一种假定的载荷，故称为 当量动载荷： 径向载荷 轴向载荷
图a所示的为外圈宽边相对（背对背）安装， 称为反装。图b的为外圈窄边相对（面对面）安装， 称为正装。
机械设计基础 滚动轴承
中国第一套坦克诱导轮轴承
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
一、组成
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
一、组成
内圈
有时无 外圈
滚动体
保持架
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
一、组成 1、滚动体
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
一、组成 2、保持架
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
一、组成
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
五、滚动轴承的分类 常用轴承 圆锥滚子轴承(类型代号： 3)
特点:
可承受径向载荷和单向轴向载荷，成对使用，承载能力大于同尺寸
的角接触球轴承； 内外圈可分离，安装时可调整游隙； 价格比1.7 §16—1 滚动轴承的基本类型和特点
圆锥滚子轴承(类型代号： 3)
20
10
5
2、可靠度(R)：一组相同型号的轴承 能达到或超过规定寿命的百分率。
1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
未失效轴承数量/%
3、基本额定寿命(L,Lh):一组同一型号轴承在同一条件下运 转，可靠度R=90％时，能达到或超过的寿命。
16—3 滚动轴承的选择计算
二、轴承的寿命 4、基本额定动载荷：在基本额定寿命（恰好为106r) 时，轴承所能承受的载荷值，用C表示。
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
五、滚动轴承的分类 常用轴承 调心球(滚子)轴承(类型代号：1、2)
特点: 自动适应内外圈的倾斜，适应 于刚性较差和多支点的支承； 承受纯轴向载荷时，会造成单 列滚动体受载,寿命显著降低； 价格比1.8、4.4
§16—1 滚动轴承的基本类型和特点
调心球(滚子)轴承(类型代号：1、2)
机械设计基础杨可桢版滚动轴承
向心轴承 径向接触: α =0°→以FR(径向载荷)为主
角接触 : 0°＜ α ≤ 45° →FＲ＋FＡ(径向)
推力轴承 角接触 : 45°＜ α ＜ 90°→FA＋FR(轴向)
α=0
°
轴向接触:
α
α
=90°
→FＡ(轴向载荷)
α
α
径向接触 角接触向心 角接触推力
轴向接触
二. 滚动轴承旳基本类型和特点 p.253 表16-2
FR2F
面 FR2F=FR1F＋F=4803＋4500=9303N FR1F
F
最不利情况: F 与H、V面旳合力共面
L
K
轴承径 向力
FR1=
F2 R1H
F2 R1V
FR1F
13758N
FR2=
F2 R2H
F
2 R 2V
FR2F
19002N
四. 轴承旳轴向载荷FＡ P.260
1.径向接触轴承－ (6 、 1 、 2类) 1
一.轴承功用
→支承轴及轴上零件,并确保旋转精度 降低轴与支承间旳摩擦与磨损
二.特点: 1.摩擦阻力小, 功率损耗少, 起动敏捷 2.润滑简便, 易于更换, 价格低。 3.抗冲击能力差, 高速时出现噪音; 寿命也比不 上液体润滑旳滑动轴承
三. 滚动轴承旳设计→ ┌轴承本身旳设计→┌类型旳选择 │ 四. 滚动轴承旳构造└尺: 寸旳选择 └轴承组合设计→安装、调整、 └ FA2 ＝ F1′ ＋ Fa
⑴当F1′+Fa＞ F2′
⑵当F1′+Fa＜ F2′
⑵当F1′+Fa ＜ F2′→
左边压紧→S1 S1
→ F1′+Fa ＋S1＝ F2′
机械设计基础第16章滚动轴承
§16-2 滚动轴承的代号
前置代号——表示轴承的分部件 基本代号——表示轴承的类型与尺寸等主要特征 后置代号——表示轴承的精度与材料的特征
前置 代号 轴 承 的 分 部 件 代 号
基本代号
五 四 三 二 一
尺寸系列 代号
后置代号
内 部 结 构 代 号 密 封 与 防 尘 结 构 代 号 保 持 架 及 其 材 料 代 号 特 殊 轴 承 材 料 代 号 公 差 等 级 代 号 游 隙 代 号 多 轴 承 配 置 代 号 其 它 代 号
α
不可分离型
可分离型
二、滚动轴承类型的选择
工作载荷、转速、支承刚性、安装精度 1、 n高，载荷小: 球轴承
n低，载荷大: 滚子轴承
2、①受Fr: 向心轴承 ②受Fa、n不高时: 推力轴承 ③ Fr+Fa作用时： 角接触球轴承7类（n较高时） Fr、Fa均较大时 圆锥滚子轴承3类（n较低时）
Fr较大、Fa较小时： 深沟球轴承
得：P=Fr=6778N 故：轴承NF207可承受的最大径向载荷为6778N。
七、滚动轴承尺寸选择的过程
由力分析确定轴承所承受的Fr与Fa
计算当量动载荷P=XFr+YFa
明确轴承的工作转速n与预计寿命L 计算轴承应满足的基本额定动载荷
60nL 10 C 6 10
1/ε
P
由轴承样本（手册）查取合适的轴承
b)当FA+Fs2 ＜ Fs1 轴有左移趋势： 轴承2被“压紧”， 轴承1被“放松” ΔF2
Fs2 Fs1
左端盖必会提供给轴承2一个 力增量ΔF2使轴受力平衡： FA+ Fs2 +ΔF2= Fs1 轴承1的实际轴向载荷为：
大连理工 机械设计基础 作业解答：第16章-滚动轴承
（2）计算所需基本额定动载荷 表16-8，室温下工作，ft=1； 表16-9，有轻微冲击，fp=1.2
Cr '
f
pP ft
(
60n 106
Lh
)1/
1.2
7790 1
(
601250 106
5000)1/
3
67.4KN
因所需的Cr’<Cr=72.2KN,故所选轴承适用。
16-6 根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触球轴承，反装排列，如 图16-6图所示。已知两个轴承所受径向力分别为Fr1=1470N, Fr2=2650N，外加 轴向力FA=1000N,轴颈d=40mm,转速n=5000r/min,常温下运转，有中等冲击，预
期寿命Lh=2000h,时试选择轴承型号。
当量动载荷
P1 X1Fr1 Y1Fa1 0.411470 0.87 2802 3040N
P2 X 2Fr2 Y2Fa2 1 2650 01802 2650N
（4）计算所需的基本额定动载荷
查表16-8，常温下工作，ft=1;查教材表16-9，有中等冲击， 取fp=1.5；ε=3；并取轴承1的当量动载荷为计算依据。
期寿命Lh=2000h,时试选择轴承型号。
F1' 0.68Fr1 0.681470 1000N F2 ' 0.68Fr2 0.68 2650 1802N
，方向向左 ，方向向右
因为FA F2 ' 1000 1802 2802 N F1' 1000 N
轴承1被压紧 Fa1 FA F2 ' 10001802 2802N
第十六章 滚动轴承
16-4 一矿上机械的转轴，两端用6313深沟球轴承支承，每个轴承 承受的径向载荷Fr=5400N，轴的轴向载荷Fa=2650N，有轻微冲击， 轴的转速n=1250r/min，预期寿命Lh=5000h，问是否适用。
《机械设计基础》第五版滚动轴承
5、工程应用
7.承受冲击载荷能力差。
8.寿命短。 9.振动、噪声大。 10.不宜作成剖分式。
机械设计基础—— 滚动轴承
16-1滚动轴承的基本类型 1、按滚动体形状分 1)球轴承 (1)调心球轴承 2)滚子轴承 (1)调心滚子轴承 (2)推力圆柱滚子轴承 (3)圆锥滚子轴承 (4)圆柱滚子轴承
(2)推力球轴承
根据C值从手册中查取合适大小的轴承
机械设计基础—— 滚动轴承
五、角接触轴承轴向载荷的计算
机械设计基础—— 滚动轴承
16-4滚动轴承的润滑和密封 1、润滑的目的 降低摩擦阻力、减轻磨损；同时，润滑还有降低滚 动体与座圈滚道的接触应力、散热、吸震、减低噪声和 防锈等作用。 2、润滑油润滑
①油浴润滑；②飞溅润滑；③滴油润滑；④油雾润滑；⑤循环冷 却油润滑。
当轴承既受径向力Fr又受轴向力Fa时，须将Fr 、Fa与转 换为与确定基本额定动载荷的载荷条件一致（纯径向力或 轴向力）的等效力，即当量动载荷，用P表示。
计算式：
P XFr YFa
引入载荷性质系数，表7-10
P f P ( XFr YFa )
X、Y—径向系数、轴向系数，与Fa/Fr及参数 e 有关，表7-9。 e—— 轴向载荷影响系数（判别系数），表7-9。
滚动轴承寿命计算公式的推导
当L10=1（106转）时，其对应的载荷为基本额定动载荷C（N）时，
P L10 k 常量
C 1 k 常量
C L10 106 r P
P L10 常量
基本额定动载荷，查《 机械零件设计手册》 基本额定 寿命 轴承转速， r/min
Q,H Q,H
最新机械设计基础教案——第16章联轴器与离合器、其它常用零部件.docx
第 16 章联轴器与离合器、其它常用零部件（一）教学要求（1）了解联轴器、离合器、制动器的类型与特点（2）了解各类弹簧的工作原理、特点及应用，掌握圆柱螺旋弹簧的设计方法（二）教学的重点与难点（1）联轴器、离合器、制动器的选用（2）圆柱螺旋弹簧的设计计算（三）教学内容16． 1联轴器一、联轴器的类型、结构和特性联轴器机械式联轴器液力联轴器——液压~、液力~、液力偶合器电磁式联轴器其中以机械式联轴器最为常用机械式联轴器：1、刚性联轴器1）刚性固定式联轴器（无法补偿两轴线相对位移偏差）①套筒联轴器，图16-1②凸缘联轴器：图16-2a ，用普通螺栓联接；图16-2b ，用铰制孔螺栓联接③夹壳式联轴器，图16-32）刚性可移式联轴器（可补偿两种轴线的X 、Y和综合误差的影响）图16-4①十字滑块联轴器②万向联轴器。
③齿轮联轴器，如图16-8 ，允许Y 和位移，适合于重载传动2、弹性联轴器（并可补偿轴线偏差，有弹性元件、缓冲吸振）1）弹性套柱销联轴器2）弹性柱销联轴器3）轮胎联轴器二、联轴器的选择1、选联轴器类型——按载荷大小，转速高低，而轴对中性和工作特性（振动、冲击等）2、定计算扭矩3、定型号4、校核转速5、协调轴孔直径6、规定部件安装精度（根据联轴器允许的轴的相对偏移量）7、必要校核。
16． 2离合器要求：操纵方便、省力，接合和分离迅速平稳、动作准确、结构简单一、机械离合器1、牙嵌式离合器（如图16-13）——适于停车和低速（n<10r/min ）时接合矩形牙—— Z=3~15图 16-14 牙型梯形牙——Z=5~11接合不太容易三角形牙——易于接合，但承载低Z=15~60锯齿形牙——只能单向接合Z=2~6牙齿可布置在周向，也可布置在轴向2、摩擦式离合器——接合平稳，适合于高速运动中接合1）单盘摩擦离合器（图16-15）2）锥面摩擦离合器（图16-16）在同样压紧力下有较大的摩擦力3）多盘式摩擦离合器（图16-17 ）传动能力较大、应用较广。
专升本机械设计基础滚动轴承寿命计算
理由：基本额定动载荷是单向载荷（径向或轴向）试验条件下得出的。实际
情况可能受到双重载荷作用。很显然，单向载荷与双向载荷作用下，轴承的
寿命是不一样的。
含义：当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重影响，经换算后的
假想载荷。其效果与某一个基本额定动载荷相当。
计算公式
P =X Fr+Y Fa
推力轴承—— P=Fa
X ——径向动载荷系数； Y ——轴向动载荷系数 邱 P374
向心轴承—— P=Fr
P =fd (X Fr+Y Fa)
fd 冲击载荷系数
邱P375
计算当量动载荷 P 的步骤（假设已知Fa、Fr）：
二、寿命计算
载荷越大，寿命越短，载荷与寿命之间存在确定的关系 回顾基本额定动载荷C的定义： 当P<>C时，L10 = ？
曲线方程为
P L10 常数
P L10 C 1
P P
L10 L10
C 6 L10 ( ) (10 r ) P
参数的意义: ε --寿命指数; 球轴承ε =3;滚子轴承ε =10/3
若轴承工作时转速为n r/min,则有:
L10h
10 6 c 16670 c ( ) ( ) (小时) 60 n p n p
实际上：a 由轴承手册中查取
二) 角接触轴承的安装方式
成对、反向安装：二个轴承的附加轴向力可以抵消一部分 正装（面对面安装）
反装（背靠背安装）
正装（面对面安装）
反装（背靠背安装）
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
轴上作用着径向工作载荷FR，轴向工作载荷FA，轴二端用角接触轴承 支承，面对面安装，求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2 解：1）画出水平方向的受力简图， 标出Fs1、Fs2 Fs1 Fs2
哈尔滨工程大学机械设计基础 第十六章 滚动轴承简答题、机械基础易错判断填空整理
第十六章滚动轴承+机械改错、填空题1.（1）为什么现代机械设备中大多数采用滚动轴承而不是滑动轴承？答：因为通常情况下，滚动轴承和滑动轴承相比具有更灵活、安装方便、效率高、摩擦力矩小、成本低、润滑简单等优点。
2.（1）与滑动轴承相比，滚动轴承具有哪些优点和缺点？答：优点：效率高、润滑方便、摩擦阻力小、互换方便等；缺点：抗冲击能力差，高速时存在噪声，工作寿命比不上液体润滑的滑动轴承等。
3.（1）滚动轴承由哪些元件组成？答：一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
4.滚动轴承共分几大类型，写出它们的类型代号及名称，并说明各类轴承能承受何种载荷（径向或轴向）。
答：调心球轴承代号1，调心滚子轴承代号2，圆锥滚子轴承代号3，推力球轴承代号5，深沟球轴承代号6，角接触球轴承代号7，圆柱滚子轴承代号N，滚针轴承代号NA。
主要承受径向载荷：1号、2号、6号联合载荷（以径向为主）：3号、7号仅限轴向载荷：5号仅限径向载荷（特殊情况可承受部分轴向载荷）：N仅限轴向载荷：NA5.在你说学过的滚动轴承中，哪几类滚动轴承是内、外圈可分离？（此题略过）答：略。
6.什么是滚动轴承的接触角？（此题略去）答：滚动体和外圈滚道接触点处的法线与垂直轴承轴线的平面所夹的锐角。
7.什么是滚动轴承的极限转速？（此题略去）答：滚动轴承在一定载荷和润滑条件，所能承受的最大转速称为轴承的极限转速。
8.（1）如果滚动轴承的极限转速不能满足要求，可采用哪些措施？（要求答出3项）答：提高轴承精度、适当增大间隙、改善润滑和冷却条件、改用青铜保持架等。
9.（1）当转速很高而轴向载荷不太大时，通常不用推力球轴承而用深沟球轴承来承受纯轴向载荷，为什么？答：原因：对于推力球轴承，在转速很高的情况下滚动体离心力大，与保持架摩擦发热严重；而对于深沟球轴承，其滚道比较深，能够承受轴向力；所以该情况下一般使用深沟球轴承而不使用推力球轴承。
10.什么是滚动轴承的角偏差？答：当滚动体内外圈之间存在偏移时，他们之间的倾斜角称为角偏差。
机械设计基础课件-滚动轴承
为了满足不同承载能力的需要，把同一内
径的轴承，做成不同的外径和宽度。这种内径相同而外径
和宽度不同的变化系列称为尺寸系列。GB/T272-93规定轴
承的尺寸系列代号由基本代号左起第二、三位数字表示。
基本代号左起的第二位数字代表轴承的宽(高)度系列，它表 示的是内径和外径相同的(同类)轴承，在宽(高)度方面的变 化。 基本代号左起第三位数字代表轴承的直径系列，它表示的 是内径相同的同类轴承，在外径和宽度方面的变化。 图16-4所示为内径相同，而直径系列不同的四种轴承的对
表示酚醛胶布实体保持架。
§16-3 滚动轴承的选择计算
滚动轴承的选用，首先是轴承类型的选择。正确地选择出合适 的轴承类型，首先必须熟悉各类轴承的特点，然后考虑机械设 备对轴承的要求，包括工作载荷、转速、寿命、旋转性能等方 面的要求，选择轴承类型总的原则是：选择轴承性能特点与要 求相符合的类型。
一、失效形式
① 内部结构代号
Байду номын сангаас
表示同一类型轴承不同的内部结构，用字母表示，紧跟 在基本代号的后面。内部结构代号如表16-7所示。
② 公差等级代号
表示轴承的公差等级，用字母和数字表示。公差等
级代号列于表16-8。
③ 游隙代号
表示轴承径向游隙值的大小，用字母和数字表示。
常用的轴承游隙由小至大分为1组、2组、0组、3组、4组 和5组，其中0组游隙是常用的基本组游隙，在代号中可 省略不写，其它的游隙组为辅助游隙组，在代号中分别 用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。 公差等级代号与游隙 代号同时表示时，可进行简化，取公差等级代号加上游 隙组号组合表示，如/P63。
下降、振动和噪音增加。
杨可桢《机械设计基础》课后习题及详解(滚动轴承)【圣才出品】
第16章滚动轴承16-1 说明下列型号轴承的类型、尺寸系列、结构特点、公差等级及其适用场合。
6005，N209／P6，7207C，30209／P5。
解：由手册查得6005深沟球轴承，窄宽度，特轻系列，内径尺寸25 mm，公差等级为0级。
主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷；可用于高速传动。
N209/P6圆柱滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径尺寸45 mm，公差等级为6级。
只能承受径向载荷，适用于支承刚度大而轴承孔又能保证严格对中的场合，其径向尺寸轻紧凑。
α=︒,钢板冲7207C角接触球轴承，窄宽度，轻系列，内径尺寸35 mm，接触角15压保持架，公差等级为0级。
既可承受径向载荷，又可承受轴向载荷，适用于高速无冲击, 一般成对使用，对称布置。
30209/P5圆锥滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径尺寸45 mm，公差等级为5级。
能同时承受径向载荷和轴向载荷。
适用于刚性大和轴承孔能严格对中之处，成对使用，对称布置。
16-2 一深沟球轴承6304承受的径向力Fr＝4 kN，载荷平稳，转速n＝960 r／min，室温下工作，试求该轴承的基本额定寿命，并说明能达到或超过此寿命的概率。
若载荷改为Fr＝2 kN，轴承的基本额定寿命是多少？解：滚动轴承的基本额定寿命计算公式：其中，对于深沟球轴承6304，查手册得其径向基本额定动载荷为15900C N =，查表16-8得温度系数，查表16-9得载荷系数，对于球轴承。
（1）当量动载荷时，得：根据基本额定寿命的定义可知，在此载荷上，能达到或者超过此寿命的概率为90%。
（2）当量动载荷时，得：。
16-3 根据工作条件，某机械传动装置中轴的两端各采用一个深沟球轴承支承，轴颈d ＝35 mm ，转速n ＝2000 r ／min ，每个轴承承受径向载荷Fr ＝2000 N ，常温下工作，载荷平稳，预期寿命Lh ＝8000 h ，试选择轴承。
解：查教材表16-8得温度系数，查教材表16-9得载荷系数，对于球轴承。
机械设计基础：第16章滚动轴承
设计：潘存云
后置代号
或加
尺寸系列代号
宽(高)度 直径系列 系列代号 代号
注：
代表字母；
省略宽度代号为0 内径相同，而直径系列代号 不同的四种轴承的比较。
代表数字
尺寸系列代号----左起第二、三位。
设计：潘存云 设计：潘存云
000
特轻
200
轻
300
中
400
重
表16-4 向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号
§16-1
滚动轴承的基本类型和特点
滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。 各零件的作用：
内圈：支撑轴；
装在机座或零件轴孔内；
外圈：支撑零件或轴系；
内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。
滚动体：滑动滚动； 保持架: 将滚动体分开。
滚动副的材料要求： 硬度和接触疲劳强度↑ 、耐磨性和冲击韧性↑ 用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：61~65HRC。 工作表面需经磨削或抛光。 保持架：低碳钢，冲压制成高速轴承：有色金属或塑料。
表16-8 公差等级代号
代 号 省略 /P6 6级 /P6x 6x级 /P5 5级 /P4 4级 /P2 2级 公差等级符合标准的 0级 示 例
6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P2
注：公差等级中0级最低，向右依次增高，2级最高。
实例：说明滚动轴承 62203 和 7312AC/P6 的含义 6 2 2 03
6
在到达额定寿命时，有90%的轴承没坏，只损坏了10%。 基本额定动载荷：当一套轴承运转达到一百万转时，轴 承所能承受的载荷C。. 向心轴承记为：Cr，可查表推力轴承记为：Ca
机械设计基础：第十六章 滚动轴承
机械设计基础第16章滚动轴承的平面之间的夹角，简称接触角。
接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力越大。
按照滚动体形状分为：球轴承和滚子轴承由于结构的不同，各类轴承使用性能也不相同：1. 承载能力滚子轴承的承载能力高于球轴承；2. 极限转速3. 角偏差(1) 基本代号类型代号：用数字或字母表示尺寸系列代号由轴承的宽（高）度系列代号和直径系列代号组合而成。
P276 表16-4内径代码表示轴承公称内径尺寸(2) 前置代号、后置代号：只有在遇到对轴承结构、形状、材料公差等级、技术要求等有特殊要求时才使用，一般情况下可忽略。
一、失效形式max 5rF F z =向心轴承0α=T2. 滚动轴承的主要失效形式(1) 疲劳点蚀－内、外圈的滚道及滚动体的表面出现许多点蚀坑。
是滚动轴承的主要失效形式。
(2) 永久变形－滚动体或套圈滚道上出现不均匀的塑性变形凹坑。
(3) 其他形式－早期磨损、胶合、内外圈和保持架破损等二、轴承寿命1. 轴承的可靠度与寿命之间的关系2. 基本额定寿命－一组同一型号轴承在同一条件下运转，其可靠度为90%时，能达到或超过寿命。
()()610r ,h L L h 3. 基本额定动载荷－当一套轴承进入运转并且基本额定寿命为转时，轴承所能承受的载荷，C 。
610对于向心轴承，由于它是在纯径向载荷下进行寿命试验的，所以其基本额定动载荷通称为径向基本额定动载荷，记作rC 对于推力轴承，由于它是在纯轴向载荷下进行寿命试验的，所以其基本额定动载荷通称为轴向基本额定动载荷，记作aC三、当量动载荷的计算r aP XF YF =+r a F F 、－分别为轴承的径向载荷及轴向载荷；X Y 、－分别为径向动载荷系数及轴向动载荷系数四、角接触向心轴承轴向载荷的计算1. 内部轴向力s F －轴承的内部轴向力2. 安装方式3. 轴向载荷的计算压紧端附加的轴向力是否会引起附加的径向力？= 0°基本符号可用符号= 90°基本符号可用符号基本符号可用符号。
机械设计基础课件：滚动轴承
§7-2 滾動軸承類型的選擇
1、根據載荷的大小及性質 載荷大或衝擊大－選滾子軸承（線接觸）； 載荷小或衝擊小－選球軸承（點接觸） ；
2、根據載荷的方向 純徑向載荷－選深溝球軸承（6）、圓柱滾子軸承（N) 純軸向載荷－選推力軸承（5 或 8 ） 徑向、軸向載荷－角接觸球軸承(7)或圓錐滾子軸承(3) 軸向載荷不大時，可用深溝球軸承
A2 S2 （放鬆端）
② 軸承反裝時：
2 1
S′
S1
FA
S2
● 若 S2 + FA > S1
軸向合力向右，軸有向右 移動的趨勢，
左軸承被壓緊，會產生反 力△S′， 使軸向力平衡：
S1 S S2 FA ∴
A1 S2 FA （壓緊端） A2 S2 （放鬆端）
2 1
S
S1
FA
S2
● 若 S2 + FA < S1，軸向合力向左，軸有向左移動的趨勢， 右軸承被壓緊，會產生反力△S ，使軸向力平衡：
對於向心角接觸軸承： 其軸向間隙可在軸承內部調整， 其值比深溝球軸承小得多。
2、一端固定、一端遊動
適合於工作溫升高的長軸（跨距 L ＞ 400 mm） 固定支點的軸承外圈左右均固定，承擔雙向軸向力。 遊動支點的軸承只承受徑向力，不承受軸向力。
當軸受熱伸長時，遊動支點隨軸一起向外移動， 避免軸承受到附加載荷作用，防止軸承卡住。
對於能夠承受少量軸向力而α＝0 的向心軸承：
（如深溝球軸承）
因為：α＝0 , S1＝0 ，S2＝ 0
所以：A＝FA
圖中： A1＝0
R1
A2＝FA
FA R2
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z为滚动体的总数。
二、失效形式 疲劳破坏 永久变形 早期磨损 胶合
工作过程中，滚动体相对内外圈不断转动， 因此滚动体和滚道接触表面受脉动循环变应 力，产生疲劳点蚀。 当轴承转速很低或间歇摆动时，不会产生疲劳 损坏。但很大的静载荷或冲击载荷作用下，会 使滚道和滚动体产生永久变形，从而使轴承在 运转过程中产生剧烈振动和噪音而失效。
第16章
滚动轴承
带传动和链传动都是通过中间挠性件 传递运动和动力的，适用于两轴中心 距较大的场合。与齿轮传动相比，它 们具有结构简单，成本低廉等优点。
§16-1 滚动轴承的基本类型和特点
§16-2 滚动轴承的代号 §16-3 滚动轴承的选择计算 §16-4 滚动轴承的润滑和密封 §16-5 滚动轴承的组合设计
设计：潘存云
调心轴承
中国地质大学专用 作者： 潘存云教授
§16-2
设计：潘存云
滚动轴承的代号
基本代号共5位
表16-2 滚动轴承代号的排列顺序
滚动轴承的类型很多，而各类轴承 又有不同的结构、尺寸、公差等级、 技术要求等，为便于组织生产和选 用，规定了滚动轴承的代号，
前置代号 （ 成套轴承分 部件代号
Fmax 径向载荷的分布
维护保养不当而造成。
作者： 潘存云教授
内外圈和保持架破裂
中国地质大学专用
L/(1×10-6 r) 三、轴承寿命 20 定义：轴承在一定转速下，其 中任何零件出现疲劳扩展迹象 15 轴承寿命 之前的工作小时数称为：
对一组同一型号的轴承，由于材料、热处理和工艺等很多随 机因素的影响，即使在相同条件下运转，寿命也不一样，有 的甚至相差几十倍。因此，对一个具体的轴承，很难预知其 确切的寿命。实验表明：寿命与可靠性有关。如图
接触角：滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴 心线的平面之间的夹角称为公称接触角。 接触角α↑ 轴向承载能力 ↑
它是滚动轴承的一个重要参数，轴承的 受力分析和承载能力等都与接触角有关。
表16-1 各类轴承的公称接触角
轴承类型 公称接触角 向心轴承主要承受径向载荷 径向接触 角接触 α= 0˚ 0˚ <α<45˚ α
表16-8 公差等级代号
代 号 省略 /P6 6级 /P6x 6x级 /P5 5级 /P4 4级 /P2 2级 公差等级符合标准的 0级 示 例
6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P2
注：公差等级中0级最低，向右依次增高，2级最高。
中国地质大学专用 作者： 潘存云教授
后置代号组 含
中国地质大学专用
1
2
3
4
5
6
7
8
义
内部 密封与防尘 保持架 轴承 公差 结构 套圈变形 及材料 材料 等级 游隙
配置 其它
作者： 潘存云教授
表16-7 轴承内部结构常用代号
轴承类型 角接触球轴承 圆锥滚子轴承 代 号 含 义 示 例 B C AC B E α=40˚ α=15˚ α=25˚ 接触角α加大 加强型 7210B 7210C 7210AC 32310B N207E
中国地质大学专用
作者： 潘存云教授
§16-1
滚动轴承的基本类型和特点
滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。 各零件的作用：
内圈：支撑轴；
装在机座或零件轴孔内；
外圈：支撑零件或轴系；
内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。
滚动体：滑动滚动； 保持架: 将滚动体分开。
滚动副的材料要求： 硬度和接触疲劳强度↑ 、耐磨性和冲击韧性↑ 用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：61~65HRC。 工作表面需经磨削或抛光。 保持架：低碳钢，冲压制成高速轴承：有色金属或塑料。
中国地质大学专用 作者： 潘存云教授
滚动轴承的装配
设计：潘存云
优点：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、 和易于互换等。
缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音。
中国地质大学专用
作者： 潘存云教授
滚动轴承
标准化;
并由专业厂大批量生产。
设计人员的主要任务是: 熟悉标准，正确选用。
滚动轴承按其承受载荷 的方向（接触角）和滚 动体的形状分类。
中国地质大学专用 作者： 潘存云教授
表16-2 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号 （ 成套轴承分 部件代号 ） 类 型 代 号 基本代号
设计：潘存云
后置代号
或加
尺寸系列代号
宽(高)度 直径系列 系列代号 代号
注：
代表字母；
省略宽度代号为0 内径相同，而直径系列代号 不同的四种轴承的比较。
代表数字
尺寸系列代号——左起第二、三位。
只能承受轴向载荷，且作用线 必需与轴线重合。分为单、双 向两种。高速时，因滚动体离 心力大，球与保持架摩擦发热 严重，寿命较低，可用于轴向 载荷大、转速不高之处。
作者： 潘存云教授
推力球轴承 50000
中国地质大学专用
设计：潘存云
低
不允许
a)单向
表16-2 滚动轴承的主要类型和特性（续）
轴承名称、 类型及代号 结构简图 承载方向 极限转速 允许角偏差 主要特性和应用
作者： 潘存云教授
表16-2 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号 （ 成套轴承分 部件代号 ） 类 型 代 号 基本代号
设计系列代号
宽(高)度 直径系列 系列代号 代号
注：
代表字母；
代表数字
内径代号 ——基本代号左起第四、五位。
表16-5 轴承的内径代号
内径代号 轴承内径尺寸 mm
中国地质大学专用
00 10
01 12
02 15
03 17
04~99 数字 5
作者： 潘存云教授
表16-2 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号 （ 成套轴承分 部件代号 ） 类 型 代 号 基本代号 后置代号
或加
尺寸系列代号
宽(高)度 直径系列 系列代号 代号
注： 代表字母； 代表数字 3. 后置代号 ——用字母（或加数字）表示。 表16-6 轴承后置代号排列顺序
6
在到达额定寿命时，有90%的轴承没坏，只损坏了10%。 基本额定动载荷：当一套轴承运转达到一百万转时，轴 承所能承受的载荷C。. 向心轴承记为：Cr，可查表推力轴承记为：Ca
实例：说明滚动轴承 62203 和 7312AC/P6 的含义 6 2 2 03
轴承内径 d=17 mm 直径系列代号，2(轻)系列 宽度系列代号，2(宽)系列 深沟球轴承 7 (0) 3 12 AC / P6
公差等级6级 公称接触角 α=25˚ 轴承内径 d=12×5=60 mm 直径系列代号，3(中)系列 宽度系列代号，0(窄)系列，代号为0，不标出 角接触球轴承
只能承受轴向载荷，且作用线 必需与轴线重合。分为单、双 向两种。高速时，因滚动体离 心力大，球与保持架摩擦发热 严重，寿命较低，可用于轴向 载荷大、转速不高之处。
推力球轴承 50000
设计：潘存云
低 b)双向
不允许
深沟球轴承 60000 角接触 球轴承
70000C(α=15˚ ) 70000AC(α=25˚ ) 70000B(α=40˚ )
轴承名称、 类型及代号 结构简图 承载方向 极限转速 允许角偏差 主要特性和应用
推力圆柱 滚子轴承 80000
设计：潘存云
低
不允许
能承受很大的单向 轴向载荷。
能承受较大的径向。因 线性接触，内外圈只允 许有小的相对偏转。除U 结构外，还有内圈无挡 边(NU)、外圈单挡边 (NF)、内圈单挡边(NJ)等 型式
推力轴承主要承受轴向载荷 角接触 轴向接触
45˚ <α<90˚ α= 90˚ α
α
设计：潘存云 设计：潘存云
中国地质大学专用
作者： 潘存云教授
分类：
轴承 类型
按载荷 方向分 按滚动体 形状分
向心轴承 推力轴承 球轴承 滚子轴承 圆柱滚子 圆锥滚子 球面滚子
滚针 表16-2 滚动轴承的主要类型和特性
中国地质大学专用
设计：潘存云
高
8’~16’
能同时承受较大的径向、 轴向联合载荷。因线性 接触，承载能力大，内 外圈可分离，装拆方便， 称对使用。
设计：潘存云
较高
2’~10’
能同时承受较大的径向、 轴向联合载荷。 α大， 承载能力越大，有三种 规格。称对使用。
作者： 潘存云教授
表16-2 滚动轴承的主要类型和特性（续）
轴承名称、 类型及代号 结构简图 承载方向 极限转速 允许角偏差 主要特性和应用
调心球轴承 10000
中国地质大学专用
设计：潘存云
中
2˚ ~3˚
主要承受径向载荷， 同时也能承受少量 轴向载荷。因为外 滚道表面是以轴承 中点为中心的球面， 故能调心。
作者： 潘存云教授
表16-2 滚动轴承的主要类型和特性（续）
设计：潘存云 设计：潘存云
000
特轻
中国地质大学专用
200
轻
300
中
400
重
作者： 潘存云教授
表16-4 向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号
设计：潘存云
向心轴承 直径系列代号 宽度系列代号 (0) 1 1
推力轴承 高度系列代号 2 宽 2
窄
0 1 2 3 4
中国地质大学专用
正常
正常
尺寸系列代号 特轻 轻 中 重 (0) 0 (0) 1 (0) 2 (0) 3 (0) 4 10 11 12 13 20 21 22 23 24 10 11 12 13 14 22 23 24
设计：潘存云
可靠度：一组相同轴承能达到 或超过规定寿命的百分比.