第十三章_滚动轴承计算与选择
第13章 滚动轴承 答案
第十三章 滚动轴承 作业题答案一、填空题1．滚动轴承预紧的目的在于增加 轴承的刚性，减少 轴承的振动2．滚动轴承的内圈与轴颈的配合采用 基孔 制，外圈与座孔的配合应采用 基轴 制。
3．30207(7207)轴承的类型名称是 圆锥滚子 轴承，内径是 35 mrn，它承受基本额定动载荷时的基本额定寿命是 106 转时的可靠度是 90% 。
这种类型轴承以承受 径向 向力为主。
4．代号6214的滚动轴承，类型是 深沟球轴承 ，内径是 70 mm。
5．滚动轴承的基本额定动负荷是指 使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的负荷，某轴承在基本额定动负荷的作用下的基本额定寿命为 106 转 。
6．滚动轴承的选择主要取决于 轴承所承受的载荷大小、方向和性质，转速高低，调心性能要求，装拆方便及经济性要求 ，滚动轴承按其承受负荷的方向及公称接触角的不同，可分为主要可承受径向负荷的 向心轴承和主要承受轴向负荷的 推力 轴承。
7．滚动轴承轴系设计中，双支点单向固定的固定方式常用在 跨距较小 或 工作温度不高 情况下。
8．在动轴承轴系设计中，一端双向固定而另一端游动的固定方式常用在 跨距比较大 或 工作温度比较高 情况下。
9．安装于某轴单支点上的代号为7318 B／DF的一对滚动轴承，其类型名称为 角接触球轴承 ；内径尺寸d= 90 mm，公称接触角 = 40 ；直径系列为 中系列 ；精度等级为 0级 ；安装形式为 成面对面安装 。
10．安装于某轴单支点上的代号为32310 B／P4／DB的一对滚动轴承，其类型名称为 圆锥滚子轴承 ；内径尺寸d= 50 mm；公差等级符合标准规定的 4级 ；安装形式为 成背对背安装 。
11．在基本额定动载荷作用下，滚动轴承可以工作 106 转而不发生点蚀，其可靠度为 90% 。
12．滚动轴承的内、外圈常用材料为 轴承铬钢 ，保持架常用 低碳钢 材料。
13．与滚动轴承7118相配合的轴径尺寸是 90 mm。
滚动轴承的选型计算
滚动轴承的选型计算一、滚动轴承的组成外圈、内圈、滚动体、保持架内圈：支撑轴外圈：支撑零件或轴系滚动体：滑动è滚动；保持架: 将滚动体分开优点：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、高速时出现噪音滚动轴承的主要类型和特性二、轴承分类按载荷方向分向心轴承：主要承受径向力比如常用的（深沟球轴承）推力球轴承：主要承受轴向力比如推力球轴承按滚动体形状分：球轴承和滚子轴承球轴承主要用于转速较高承载较低使用滚子轴承主要用于承载较高及转速较低场合三、轴承的介绍调心球轴承代号 10000 极限转速中等允许角偏差2-3度主要承受径向载荷，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。
调心滚子轴承代号20000C 极限转速低允许角偏差 0.5-2度能承受很大的径向载荷和少量轴向载荷。
承载能力大，具有调性能。
圆锥滚子轴承代号30000 极限转速中允许角偏差 2度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。
推力球轴承代号50000 极限转速低允许角偏差不允许只能承受轴向载荷，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极限转速低允许角偏差不允许只能承受轴向载荷，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、转速不高之处深沟球轴承代号60000 极限转速高允许角偏差 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，成对使用。
角接触球轴承70000C(α=15˚)70000AC(α=25˚)70000B(α=40˚ )极限转速较高允许角偏差2-10能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。
第13章 滚动轴承
55
3. 轴承的调心性能 调心轴承：允许较大的轴承偏斜量。 滚子轴承：对轴承的偏斜量最敏感。 当轴的刚度和轴承座孔支承刚度较低，或有较大偏转 力矩作用时，应尽量采用调心轴承。
56
调心性能 轴承座孔不平行
普通轴承
调心轴承
调心性能 轴挠曲变形
普通轴承
调心轴承
4. 轴承的安装和拆卸 轴向安装拆卸：选用内外圈可分离的轴承，如Ｎ0000， NA0000，30000。 长轴安装拆卸：内圈采用1:12圆锥孔，安装在紧定衬套。
E
加强型
N207E
42
2）公差等级代号
代号
公差等级
省略
0级
/P6
6级
/P6x
6x级
/P5
5级
/P4
4级
/P2
2级
注：公差等级中0级最低，向右依次增高，2级最高。
43
3）径向游隙代号
代号 游隙组别 /C1 1组 /C2 2组 省略 0组 /C3 3组 /C4 4组 /C5 5组
注：游隙组别中1组最小，向右依次增大，5组最高；
点蚀破坏前的转数（106 r），或工作小时数，称为轴 承的基本额定寿命。
67
3. 基本额定动载荷 C 定义：当轴承的基本额定寿命恰好为106 r时，轴承 所能承受的载荷。 向心轴承：径向基本额定动载荷Cr ；
推力轴承：轴向基本额定动载荷Ca； 角接触球轴承或圆锥滚子轴承：使套圈间产生纯径 向位移的载荷的径向分量Cr。
10
座圈
轴圈 Fr β N
Fr
Fa
Fa
N a) 向心轴承 b) 推力轴承
α
c) 向心推力轴承
11
接触角α ：滚动体与外圈接触处的法线与半径方向的夹角 ； 载荷角β ：轴承实际所受径向载荷和轴向载荷的合力与半 径方向的夹角。
滚动轴承当量动载荷计算
P f p ( XFr YFa )
式中：Fr 、Fa — 分别为轴承承受的径向载荷和轴向载荷； X 、Y — 分别为轴承的径向与轴向动载荷系数 (查表13－5）
f p — 载荷系数，(查表13－6）
四、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的载荷计算
1、安装方式及压力中心：
正装（面对面）
反装（背对背）
滚动轴承的寿命计算
应具有的基本额定动载荷为：
C P 60n L'h 10 6 (N )
4）修正的基本额定动载荷：
Ct f t C
其中：ft：温度系数，表13-4
滚动轴承的寿命计算
5）修正后滚动轴承寿命计算公式
L10
ftC P
10 6 f t C L'h 60n P
滚动轴承尺寸的选择
滚动轴承尺寸选择和校核过程
确定轴承所承受的Fr与Fa 计算当量动载荷P=fP(XFr+YFa) 明确轴承的工作转速n 预期寿命Lh’ 计算轴承应满足的基本额定动载荷
60nL'h C 10 6
1/
滚动轴承尺寸的选择
基本额定动载荷C 轴承寿命是否满足预期工作寿命
20
10 5 1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
未失效轴承数量／%
C表征不同型号轴承的承载特性，可查手册。
滚动轴承的寿命计算
二、滚动轴承寿命计算公式 1、滚动轴承寿命计算解决问题： 1）轴承所受当量载荷P≠基本额定载荷C时的寿命； 2）已知P且要求轴承具有的预期寿命时，应选用具有多大基
2、当量动载荷中径向载荷计算
大小：力平衡； 作用点：压力中心 作用线：垂直于轴线 3、当量动载荷中轴向载荷计算 1）派生轴向力的计算，表13-7
滚动轴承计算与选择70页PPT
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
第十三章 滚动轴承
′
基本额定动载荷： 基本额定动载荷：额定寿命为106转时轴承所能承受的载荷。 常用字母C（Cr、Ca）表示。 注意，对向心轴承，额定动载荷Cr指的是载荷的径向 分量；对推力轴承，额定动载荷Ca指的是中心轴向载荷。
角接触球轴承和圆锥滚子轴承——指引起套圈间产生 纯径向位移时载荷的径向分量（只有半圈滚动体受载）
三. 轴承的调心性能
内外圈相对偏转一定角度仍可正常运转
轴工作时弯曲变形较大或 轴的跨距较大、支承刚度差、 轴承座孔不同心、多支点时应 采用调心性能好的轴承。
2~3° 8~16'
2~4'
圆柱滚子轴承和滚针轴承对轴承的偏斜最为敏感，在轴的刚 度和轴承座孔的支承刚度较低时，应避免使用。
六. 对轴承尺寸的限制
宽度系列 一般选正常系列 代号 0
选择轴承类型
校核计算
§13-4 滚动轴承的工作情况
一. 滚动轴承工作时轴承元件上的载荷分布 由于游隙及各元件的弹性变形…….。 以向心轴承为例 承载区 非承载区 载荷 轴向力：由滚动体平均分担 径向载荷： 承载区 180
游隙 影响 受载滚动 弹性变形量 体的数目 受最大径向载荷的滚动体负载为：
圆柱滚子轴承（N类）
特点： 1、有较大的径向承载能力； 2、外圈（或内圈可分离， 不能承受轴向载荷）； 3、有内圈无挡边，外圈无挡边 内圈单挡边等多种形式； 4、价格比2
圆柱滚子轴承（N）
N外圈无挡边 NU内圈无挡边
推力球轴承（5）
特点： 1、只能承受双向轴向载荷； 2、内径稍小的叫“紧圈”、 “轴圈”，内径稍大的叫 “松圈”、“座圈”； 3、高速时离心力大，钢球与保持架磨损，发 热严重，故极限转速很低； 4、价格比1.1 1.8
第13、15章作业解答[1]
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第十三章 滚动轴承一、选择题13—1 各类滚动轴承中，除承受径向载荷外，还能承受不大的双向轴向载荷的是 A ，还能承受一定单向轴向载荷的是 B 、D 。
A 深沟球轴承B 角接触球轴承C 圆柱滚子轴承D 圆锥滚子轴承13—2 选择滚动轴承类型时为方便拆卸常用 B ，需有一定调心性能时选 D ，作为游动轴承时适宜选 A 、 C 。
A 深沟球轴承 B 圆锥滚子轴承 C 圆柱滚子轴承 D 调心球轴承13—3 转速n=2800r/min ，一端固定一端游动的蜗杆轴其固定端轴承应选用 C 。
A 推力球轴承 B 深沟球轴承 C 一对角接触球轴承 D 一对圆锥滚子轴承 13—4 D 适用多支点、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承。
A 深沟球轴承B 圆锥滚子轴承C 角接触球轴承D 调心球轴承 13—5 载荷一定的深沟球轴承，当工作转速由210r/min 变为630r/min 时，其寿命变化为 D 。
A L h 增大为3 L h （h ） B L r 下降为L r /3（r ）C L r 增大为3 L r （r ）D L h 下降为L h /3（h ） 13—6 若一滚动轴承的基本额定寿命为537000转，则该轴承所受的当量动载荷 B 基本额定动载荷。
A 大于B 小于C 等于D 大于等于 13—7 某滚动轴承按寿命公式计算得寿命L h =25100h ，其可靠度 B ；若要求工作寿命达30000h , 可靠度 C 。
A 为99% B 为90% C <90% D >90%13—8 直齿圆柱齿轮轴系由一对圆锥滚子轴承支承，轴承径向反力F r1>F r2，则作用在轴承上的轴向力 D 。
A F a1>F a 2B F a1<F a2C F a1=F a2 =0D F a1=F a2 ≠0 13—9 6210滚动轴承内圈与轴颈配合的正确标注为 C 。
A 6750k H φ B 750H φC 650k φD 7650H k φ 13—10 滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合 D 。
第十三章 滚动轴承
教学基本要求
1. 了解滚动轴承的组成，各组件的作用，及材料要求；
2. 掌握滚动轴承的基本类型，代号，及工作特点； 3. 了解滚动轴承的失效特点，机理以及预防或减轻失效影响的措 施； 4. 掌握滚动轴承选型设计的基本步骤与基本要点，以及受力分析 方法；
5. 理解滚动轴承当量载荷和其中各参数的含义，并能进行计算；
1. 定义：使轴承的基本额定寿命恰好是106 转时，轴承所能承 受的载荷，用字母C表示，单位：kN
2. 大小：不同类型C的含义不同；不同型号C的大小不同。
向心轴承：为径向基本额定动载荷，用Cr 表示
推力轴承：为轴向基本额定动载荷，用Ca 表示 向心推力轴承：使套圈产生纯径向位移的载荷径向 分量，用Cr 表示
表示角接触球轴承；轻系列；内径为55mm；接触角α=15°； 5级公差；0组游隙
13.3 滚动轴承类型的选择
一、考虑载荷特性
1. 载荷大小：大：滚子；小：球
2. 载荷方向：径向：圆柱滚子、滚针、深沟球； 轴向：推力 径向与不大的轴向：深沟球，α不大的角接触球 与圆锥滚子；
径向与较大的轴向：α较大的角接触球与圆锥滚
基本代号
直径系列代号：指 内径相同，外经与 宽度不同，例：
内径代号，其中：
00~d=10mm 01~d=12mm
02~d=15mm
03~d=17mm 04~96:d=5*代号(mm)
后 置 代 号
用字母和数字等表示轴承的结构、公差 及材料的特殊要求等，其中常用代号有：
内部结构代号： C:表示α=15° AC:表示α=25° B:表示α=40°
故： L h
10
深沟球
角接触球
圆锥滚子正装
滚动轴承的选择及校核计算
滚动轴承的选择及校核计算根据条件，轴承的预计寿命 h L h45568283568=⨯⨯⨯=' 一.蜗杆轴上的轴承的选择和寿命计算1.轴承的选择采用角接触球轴承，其型号为7212AC ，主要参数如下： mm mm mm B D d 2211060⨯⨯=⨯⨯基本额定静载荷kN C or 2.46=基本额定动载荷kN C r 2.58=极限转速m in /5300max r V =2.寿命计算因为蜗杆所受的轴向力向左N d T F F a t 49021121===N d T F F t a 323222221===N F F F t r r 1507tan 221===α该轴承所受的径向力N F F r r 5.753211== 对于7000AC 型轴承，查P322表13-7轴承派生轴向力r d F F 68.0=12d ae d F F F =+kN F F d a 4.51222=='kN F F F ae d a 4.374421=+=' 又e F F r a =>=68.03.4所以可得出87.0,41.0==Y X当量动载荷N YF XF P a r 6.3566=+=因为是球轴承，所以取指数3ε=轴承寿命计算h P C n L h 50498)57.32.58(14306010)(6010366=⨯⨯=='ε 所以该轴承满足寿命要求。
二.涡轮轴上轴承的选择和寿命计算1.轴承的选择选择角接触轴承，其型号为7213AC ，主要参数如下： mm mm mm B D d 2312065⨯⨯=⨯⨯基本额定静载荷kN C or 5.52=基本额定动载荷kN C r 5.66=2.计算涡轮轴的径向力N F F F a r V r 75.373160224880221=⨯-⨯= N F F F V r r V r 25.1133122=-=N F F t H r 16161608021== N F F F H r r H r 1616122=-=所以可以得出N F F F H r V r r 7.165821211=+=N F F F H r V r r 8.197322222=+=对于7000AC 型号的轴承r d F F 68.0=N F F r d 9.112768.011==N F F r d 2.134268.022==所以可得N F F F d ae a 2.1832221=+=N F F d a 2.134222== 又68.08.19732.134222==r a F F 所以可以得出0,1==Y X 轴承的当量动载荷N F P r 8.197322==h P C n L h 445726)97.15.66(14306010)(6010363262=⨯⨯== 68.093.08.19732.183211>==r a F F 所以有87.0,41.0==Y X 当量动载荷N YF XF P a r 2274111=+=h P C n L h 291478)(60103161==。
机械设计基础 第十三章 轴承
油性：指润滑油吸附在接触表面的能力 非全液体润滑时，润滑油的油性对防止金属磨 损起着主要作用。
润滑脂选择原则：
(1) 轻载高速时选针入度大的润滑脂，反之 选针入度小的润滑脂。
(2) 所用润滑脂的滴点应比轴承的工作温度高 约20~30℃。
3、固体润滑剂 轴承在高温，低速、重载情况下工作，
不宜采用润滑油或脂时可采用固体润滑剂。 常用：石墨、聚四氟乙烯、二硫化钼、二硫化钨等。
使用方法： (1) 调配到油或脂中使用； (2) 涂敷或烧结到摩擦表面； (3) 渗入轴瓦材料或成型镶嵌在轴承中使用。
选择粘度时，应考虑如下基本原则：
(1) 压力大、温度高、载荷冲击变动大 →粘度大的润滑油。
例：机床、发电机、轧钢机、大型电机、 内燃机、铁路机车、仪表等。
§13—2 滑动轴承的结构
一、向心滑动轴承
1、整体式向心滑动轴承
2、剖分式向心滑动轴承
适于低速、轻载或间隙工作的机器。 3、自动调心式向心滑动轴承
剖分式径向滑动轴承装拆方便，轴瓦磨损后 可调整剖分面处的垫片来调整轴承间隙。
4、调隙式向心滑动轴承
→硬晶粒起耐磨作用，软基体则增加材料的塑性。
特点：嵌入性、顺应性最好，抗胶合性好，但机械强度较低。
∴ 作为轴承衬浇注在软钢或青铜轴瓦的表面。——价格较贵
(5) 多孔质金属材料（粉末冶金）——含油轴承 原理：利用铁或铜和石墨粉末、树脂混合 经压型、烧结、整形、浸油而制成。
特点：组织疏松多孔，孔隙中能大量吸收润滑油， ∴ 称含油轴承，具有自润滑的性能。
间歇供油: 油壶或油枪
连续供油: (1) 滴油润滑 可调节油量!
滚动轴承当量动载荷计算
ft
106 动载荷——选择轴承
三、滚动轴承的当量动载荷
当量动载荷：是由轴承实际所受载荷转换得到的与基本额定动 载荷 C 的确定条件及性质相同的假想载荷，用 P表示。
滚动轴承的寿命计算
当量动载荷
P f p ( XFr YFa )
式中：Fr 、Fa — 分别为轴承承受的径向载荷和轴向载荷；
X 、Y — 分别为轴承的径向与轴向动载荷系数 (查表13－5）
滚动轴承的寿命计算
向心推力轴承的轴向载荷Fa 计算方法：
1）求径向载荷；
2）求派生轴向力 （大小、方向、作用点）；
滚动轴承的寿命计算
3）判断 Fae Fd 2与Fd1 大小，
“放放松”轴承的 Fa 等与自身的派生轴向力；
被“压紧”轴承的 Fa 等与除自身派生轴向力以外，其余各轴向力代数和
滚动轴承的寿命计算
一、基本概念 1）滚动轴承的寿命：是指轴承中的滚动体或套圈首次出现点蚀
之前，两套圈的相对总转数或在一定转速下的运转小时数。
轴承寿命的离散性是相当大的。 20
轴承的寿命/（106r）
2）基本额定寿命：指一批相同的轴承， 在相同的条件下运转，其可靠度为90％的 寿命，用 L10 。——标准寿命
3）基本额定动载荷： 指L10恰为 106 转
时，轴承所能承受的载荷，用 C 表示。
10
5
1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
未失效轴承数量／%
C 是单一性质的载荷。 C表征不同型号轴承的承载特性，可查手册。
二、滚动轴承寿命计算公式
滚动轴承的寿命计算
1、滚动轴承寿命计算解决问题： 1）轴承所受当量载荷P≠基本额定载荷C时的寿命； 2）已知P且要求轴承具有的预期寿命时，应选用具有多大基 本额定动载荷的轴承？
滚动轴承的选择计算
滚动轴承的选择计算16. 3 滚动轴承的选择计算16.3.0滚动轴承类型的选择1.轴承的载荷大小:滚子轴承优于球轴承方向:径向R(6、1、N)轴向A(5)R+ A(7、3、6)轴承的载荷方向2.轴承的转速极限转速n:滚动轴承允许的最高工作转速称为lim 极限转速。
对高转速的轴承:1).优先选用球轴承(润滑的阻力)2).轻系列轴承优于中、重系列(离心力) 3).实体保持架优于冲压保持架(易形成油膜减小摩擦)4).提高公差等级、改善润滑条件等推力轴承的主要承载能力表现在轴向，离心力过大时无法通过径向反力平衡，将引起较大的反力，发热大，极限转速较低3. 轴承的调心性能表16-24. 轴承的安装与拆卸5. 经济性:球比滚子便宜，精度适宜比较球轴承和滚子轴承有:16.3.1滚动轴承的工作情况分析1.运动关系:内外圈相对回转;滚动体既自转又公转。
2.轴承中载荷的分布: ,推力轴承 F=F/z 0 a,向心轴承，在载荷F 的作用下,根据变形关系，轴承r下部中间滚动体受力最大，向两边逐渐减小。
也就是说～最多只有半圈滚动体受载～且各滚动体的受载大小也不同。
应力循环特性:内、外圈～滚动体的受力可以认为是脉动循环。
16.3.2 滚动轴承的失效形式及设计准则设计失效形式准则点蚀(一般轴承) 寿命计算静载永久变形荷计算密封;磨损、烧伤润滑、散热限制胶合极限转速元件破裂，重新正确安装。
对可分离的高精度轴承不能互换安装.在正确使用下，滚动轴承的最主要的失效形式是点蚀，点蚀可能发生在滚动体和任意座圈上，由于滚动轴承的接触应力较大，通常不按永久寿命设计，设计滚动轴承的寿命是滚动轴承设计的重要内容.由于滚动轴承工作中的接触应力较大，在接触应力作用下元件表面可能发生塑性变形，过大的塑性变形会影响轴承的工作平稳性和旋转精度，除过大的工作应力会造成塑性变形以外，拆卸和装配中的不正确操作也会引起塑性变形;在润滑不良的情况下，会造成轴承磨损，在使用滚动轴承中应保证充足的润滑，在设计中应为正确的润滑提供条件，应为添加润滑剂和保持润滑剂的合理量设置必要的装置，如加油孔，油面显示装置等。
滚动轴承计算与选择
Fr
Fr
β
Fa=0 β=0 Fa
Fr β
Fa
Fa
Fr β Fr = 0 β=90º
Fa
◆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。
第十三章 滚动轴承
§13-1 概述 §13-2 滚动轴承的主要类型和代号 §13-3 滚动轴承的类型选择 §13-4 滚动轴承的工作情况 §13-5 滚动轴承尺寸的选择 §13-6 轴承装置的设计
P/kN
C P1 P2
1 L1
L2 L10/(106r)
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
三、滚动轴承的当量动载荷
在进行轴承寿命计算时，应把作用在轴承上的实际载荷转换为与确定轴承
C值的载荷条件相一致当量动载荷（用字母P表示）。
P XFr YFa
式中：Fr与Fa－轴承实际承受的径向载荷与轴向载荷 X、Y－轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数(查表） 为了计及实际载荷波动的影响，可对当量动载荷乘上一个载荷系数 f p 。
yfxf轴承实际承受的径向载荷与轴向载荷xy轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数查表为了计及实际载荷波动的影响可对当量动载荷乘上一个载荷系数xfyf载荷性质载荷系数f无冲击或轻微冲击1012电机汽轮机通风机水泵等中等冲击或中等惯性力1218机床车辆动力机械起重机造纸机选矿机冶金机械卷扬机械等强大冲击1830碎石机轧钢机钻探机振动筛等202142029134滚动轴承的工作情况派生轴向力派生轴向力使内外圈分离故角接触轴承应同时承受径向载荷和轴向载荷
§13-1 概述
滚动轴承组成：内圈、外圈、滚动体、保持架。
内圈：与轴颈相配； 外圈：与轴承座相配； 滚动体：将滑动摩擦转化为滚动摩擦； 保持架：防止滚动体直接接触。
完整的轴承选型计算方法
完整的轴承选型计算方法轴承是一种机械零件，用于支撑旋转机械部件，在旋转过程中减小摩擦和传递载荷。
轴承选型是确定轴承类型、尺寸和载荷等参数的过程，旨在满足旋转机械的工作要求。
下面是完整的轴承选型计算方法。
第一步：确定载荷类型和大小在轴承选型计算中，首先需要确定旋转机械所承受的载荷类型和大小。
载荷类型包括径向载荷、轴向载荷和倾斜载荷等。
通过分析和测量，确定这些载荷的大小和方向。
第二步：计算等效载荷当轴承同时承受多种载荷时，需要将各种载荷转化为等效载荷，便于计算和比较。
常见的等效载荷计算方法有等效径向载荷、等效轴向载荷和等效最小荷重等。
第三步：选择轴承类型根据旋转机械的工作要求和等效载荷，选择合适的轴承类型。
常见的轴承类型有滚动轴承（如球轴承和滚子轴承）和滑动轴承。
根据旋转速度和摩擦系数等参数，确定最适合的轴承类型。
第四步：计算轴承尺寸根据等效载荷和旋转机械的工作要求，计算轴承的尺寸。
轴承的尺寸包括内径、外径、宽度和接触角等。
通过使用轴承选型手册、计算软件和公式等，确定最佳的轴承尺寸。
第五步：验证轴承寿命通过计算和验证，确定所选轴承的额定寿命是否符合要求。
在计算寿命时需要考虑轴承材料、润滑方式、运行温度和启停次数等因素。
第六步：选择润滑方式根据旋转机械的工作条件，选择合适的润滑方式。
常见的润滑方式有油润滑、脂润滑和固体润滑等。
根据轴承的工作速度和温度等参数，确定最佳的润滑方式。
第七步：检查轴承安装方式根据旋转机械的结构和工作条件，检查轴承的安装方式。
轴承的安装方式包括定位安装、自由安装和预装方式等。
根据轴承的类型和尺寸，选择最适合的安装方式。
第八步：考虑其他因素在轴承选型计算中，还需要考虑其他因素，如轴承的精度要求、密封方式、减震和降噪要求等。
根据工作条件和特殊要求，选择合适的轴承配件和附件。
以上是完整的轴承选型计算方法。
通过对载荷、轴承类型、尺寸、寿命、润滑、安装方式和其他因素的综合分析和计算，可以选择最合适的轴承，满足旋转机械的工作要求。
滚动轴承选择与寿命校核计算
§9-1 概述滚动轴承依靠其主要元件间的滚动接触来支承转动或摆动零件，其相对运动表面间的摩擦是滚动摩擦。
图9-1 滚动轴承的基本结构滚动轴承的基本结构如图9-1所示，它由下列零件组成：(1)带有滚道的内圈1和外圈2；(2)滚动体(球或滚子)3；(3)隔开并导引滚动体的保持架4。
有些轴承可以少用一个套圈(内圈或外圈)，或者内、外两个套圈都不用，滚动体直接沿滚道滚动。
内圈装在轴颈上，外圈装在轴承座中。
通常内圈随轴回转，外圈固定，但也有外圈回转而内圈不动，或是内、外圈同时回转的场合。
常用的滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子、非对称球面滚子等几种，如图9-2所示。
轴承内、外圈上的滚道，有限制滚动体侧向位移的作用。
图9-2 常用的滚动体与滑动轴承相比，滚动轴承的主要优点为：1、摩擦力矩和发热较小。
在通常的速度范围内，摩擦力矩很少随速度而改变。
起动转矩比滑动轴承要低得多(比后者小80～90%)；2、维护比较方便，润滑剂消耗较小；3、轴承单位宽度的承载能力较大；4、大大地减少有色金属的消耗。
滚动轴承的缺点是：径向外廓尺寸比滑动轴承大；接触应力高，承受冲击载荷能力较差，高速重负荷下寿命较低；小批生产特殊的滚动轴承时成本较高；减振能力比滑动轴承低。
§9-2 滚动轴承的主要类型及其代号一、滚动轴承的主要类型、性能与特点按滚动体的形状，滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承。
按接触角的大小和所能承受载荷的方向，轴承可分为：1、向心轴承：公称接触角：0°45°，向心轴承又可细分为：A、径向接触轴承：＝0°，只能承受径向载荷(如圆柱滚子轴承)，或主要用于承受径向载荷，但也能承受少量的轴向载荷(如深沟球轴承)；B、向心角接触轴承：0°<45°，能同时承受径向载荷和单向的轴向载荷(如角接触球轴承及圆锥滚子轴承)。
2、推力轴承：公称接触角：45°<90°，推力轴承又可细分为：A、轴向接触轴承：＝90°，只用于承受轴向载荷；B、推力角接触轴承：45°<<90°主要承受大的轴向载荷，也能承受不大的径向载荷。
第13章滚动轴承
t
固定套圈
t
转动套圈
滚动轴承
3、轴向载荷对载荷分布的影响 ① 只有一个滚动体受载时
Fa＝Fd＝Frtanα ② 有多个滚动体受载时
Fd Fdi FNi tan Fr tan
滚动轴承
四、滚动轴承的寿命计算
1、失效形式及计算准则 点蚀：滚动体或内外滚道上 产生麻点状剥落坑。 计算准则：寿命计算 塑性变形：在静载荷和冲击载荷作用下，滚 动体或内外滚道上出现不均匀的塑性 变形凹坑。 计算准则：静强度计算。
第十三章 滚动轴承
一、概述
1、组成 内圈（inner race） 外圈（outer race） 滚动体 （rolling element）
保持架（retainer）
滚动轴承
2、工作原理 内圈与轴装配，随 轴转动；外圈固定 在轴承座上；保持 架保证避免滚动体 直接接触；滚动体 在内外圈的滚道内 滚动
滚动轴承
➢ Fae＋Fd2＜Fd1 轴承2被压紧：Fa2＝Fae－Fd1 轴承1被放松：Fa1＝Fd1
➢ 总结
确定哪个轴承被“放松”、哪个轴承被“压紧” 被“放松”轴承：其内部派生轴向力 被“压紧”轴承：
除本身内部派生轴向力以外所有外部轴向力 的代数和。
滚动轴承
6、滚动轴承的静载荷 受载最大滚动体与 基本额定静载荷 用滚C0道（接C0触a或中C心0 r处）引表示
滚动轴承
➢ 轴肩定位 用于轴向力
（2）外圈紧固的 不大且需要
常用方法 减小尺寸的
➢ 弹性挡圈 场用合于带有止动
➢ 用轴用弹性 档圈嵌入பைடு நூலகம் 承外圈的止 动槽内紧固
槽的深沟球轴 承用，于外高壳转不速便及 设很凸大肩轴且向外力壳时 为的剖各分类式向结心构、 推力和向心推
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用内径除以5所得的商数表示。
示例
深沟球轴承 6201 内径 d=12mm
深沟球轴承 6210 内径 d=50mm
§13-2 滚动轴承的主要类型和代号
4.内部结构代号 代号
示例
C 角接触球轴承 AC 角接触球轴承
公称接触角 α =15º 公称接触角 α = 25º
B 角接触球轴承
公称接触角 α = 40º
度时轴承的寿命，用L10表示。
10
图中：
寿命为1百万转时. 可靠度为90%
5
寿命为5百万转时. 可靠度只有50%
100
50
0
未失效轴承数量／ %
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
基本额定寿命：具有90％可靠
度时轴承的寿命，用L10表示。
基本额定动载荷：使轴承的基
本额定寿命恰好为106转时，轴承所能
§13-1 概述 §13-2 滚动轴承的主要类型和代号 §13-3 滚动轴承的类型选择 §13-4 滚动轴承的工作情况 §13-5 滚动轴承尺寸的选择 §13-6 轴承装置的设计
§13-2 滚动轴承的主要类型和代号
一、滚动轴承的分类
◆ 按滚动体的不同分类：球轴承、滚子轴承；
在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力和耐冲击 能力都好，但球轴承摩擦小、高速性能好。
第十三章 滚动轴承
§13-1 概述 §13-2 滚动轴承的主要类型和代号 §13-3 滚动轴承的类型选择 §13-4 滚动轴承的工作情况 §13-5 滚动轴承尺寸的选择 §13-6 轴承装置的设计
§13-1 概述
滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件之一，它是依靠主要元件间的滚动 接触来支承转动零件的（例如：转动的齿轮与轴）。
前置代号
基本代号
后置代号
五四三二一内密保特公游多其
轴 承 的 分 部 件 代 号
尺寸系
列代号 类宽直 型度径 代系系 号列列
代代
号号
内 径 代 号
部封持殊差隙轴它
结与架轴等代承代
构防及承级号配号
代尘其材代
置
号结材料号
代
构料代
号
代代号
号号
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。
附加特殊元件或特殊结构：无内圈或外圈、防尘密封、止动环等。
滚动轴承的特点：旋转精度高、启动力矩小、是标准件，选用方便。
本章主要内容：
滚动轴承的类型和代号（认识轴承）； 滚动轴承的选用（包括类型选择、尺寸选择、承载能力验算）； 滚动轴承的装置设计。 考虑轴承的装拆、固定、调试、润滑、密1
O2
Fae
2
1
O2
O1
Fae
§13-4 滚动轴承的工作情况
四、 角接触轴承中的派生轴向力Fd
向心推力轴承在纯径向力Fr的作用下会产生派生轴向力
Fri Fr Fdi Fd ——派生轴向力
当约有半圈滚动体受载时，Fd计算如下：
圆锥滚子轴承
通常不标注。
但对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚
子轴承(2类)不能省略“0”。
000 200 300 400
外径系列代号：特轻(0、1)、轻(2)、中(3)、重(4)。
§13-2 滚动轴承的主要类型和代号
3.内径代号
轴承内径 d/(mm)
10 10~17 12
15 17
内径代号
00 01 02 03
20~480
◆ 按轴承的结构形式不同分类： 在实际应用中，滚动轴承的结构形式有很多。作为标准的滚动轴承，在国
家标准中分为13类，其中，最为常用的轴承大约有下列６类:
深沟球轴承
圆柱滚子轴承
推力球轴承
角接触球轴承 更多的滚动轴承
圆锥滚子轴承
调心球轴承
§13-2 滚动轴承的主要类型和代号
二、滚动轴承的代号方法
代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等，由GB/T272规定。 滚动轴承代号构成：
1 L1
L2 L10/(106r)
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
三、滚动轴承的当量动载荷
在进行轴承寿命计算时，应把作用在轴承上的实际载荷转换为与确定轴承
C值的载荷条件相一致当量动载荷（用字母P表示）。
P XFr YFa
式中：Fr与Fa－轴承实际承受的径向载荷与轴向载荷 X、Y－轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数(查表） 为了计及实际载荷波动的影响，可对当量动载荷乘上一个载荷系数 f p 。
前置代号——表示轴承的分部件。
§13-2 滚动轴承的主要类型和代号
1. 类型代号
轴承类型 调心球轴承 调心滚子轴承 圆锥滚子轴承 推力球轴承
代号 1 2 3
51
轴承类型 深沟球轴承
角接触球轴承 圆柱滚子轴承
代号 6
7 N
2.尺寸系列代号
表达相同内径但宽度和外径不同的轴承。
宽度系列代号：一般正常宽度为“0”，
Fr
Fr
β
Fa=0 β=0 Fa
Fr β
Fa
Fa
Fr β Fr = 0 β=90º
Fa
◆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。
第十三章 滚动轴承
§13-1 概述 §13-2 滚动轴承的主要类型和代号 §13-3 滚动轴承的类型选择 §13-4 滚动轴承的工作情况 §13-5 滚动轴承尺寸的选择 §13-6 轴承装置的设计
§13-3 滚动轴承的类型选择
一、滚动轴承选择的一般过程
选择轴承的类型和直径系列 按轴径确定轴承内径
对有较严格要求的轴承
对没有严格要求的轴承
不合格
进行承载能力验算 合格
可不进行承载能力验算 END
§13-3 滚动轴承的类型选择
二、滚动轴承类型选择应考虑的问题 1．承受载荷情况 方向：向心轴承用于受径向力；推力轴承用于受轴向力；向心推力轴承 用于承受径向力和轴向力联合作用。
第十三章 滚动轴承
§13-1 概述 §13-2 滚动轴承的主要类型和代号 §13-3 滚动轴承的类型选择 §13-4 滚动轴承的工作情况 §13-5 滚动轴承尺寸的选择 §13-6 轴承装置的设计
§13-4 滚动轴承的工作情况
一、工作时轴承元件上的载荷及应力的变化
Fr δ
◆ 向心轴承受径向载荷Fr时，上半圈 滚动体不受力；
轴承工作 温度℃
100
125
150 200
250
300
温度系数 ft
1
0.95 0.90 0.80 0.70
0.60
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
基本额定寿命计算式
L10
(C ) P
106 r
Lh
106 60n
ftC P
－验算公式
C P 60nLh ft 106
－设计公式
P/kN
C P1 P2
承受的载荷值，用字母C表示。
载荷－寿命曲线(6208)
P(KN) 30 C 25 20
15 P 10
5
P L10 C 常数
L10
(C ) P
106 r
寿命指数：
球轴承＝3 滚子＝10 / 3
1 2 3 4 5 L10 10
15
L10(106转)
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
基本额定寿命计算式
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
一、滚动轴承的失效形式
滚动轴承在运转时可能出现各种类型的失效，下列为常见的失效形式：
更多的失效
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
一、滚动轴承的失效形式
滚动轴承在运转时可能出现各种类型的失效，下列为常见的失效形式：
疲劳点蚀：
塑性变形：
磨损：
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
圆锥滚子轴承
接触角加大
E 加强型 ,改进结构设计, 增大承载能力
7210C
7210AC 7210B 32310B NU207E
5.公差等级代号：公差分2、4、5 、6(6x)、 0级，共五个级别 。
高级
低级
以/P2 、/P4、 /P5、 /P6(/P6x)为代号，0级不标注 。
6.游隙代号：游隙分1 、2、 0 、3 、4 、5共六个组别。
注：滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有规律的部分。 具体应用时，若遇到看不懂的代号时，应查阅GB/T272-93。
第十三章 滚动轴承
§13-1 概述 §13-2 滚动轴承的主要类型和代号 §13-3 滚动轴承的类型选择 §13-4 滚动轴承的工作情况 §13-5 滚动轴承尺寸的选择 §13-6 轴承装置的设计
§13-1 概述
滚动轴承组成：内圈、外圈、滚动体、保持架。
内圈：与轴颈相配； 外圈：与轴承座相配； 滚动体：将滑动摩擦转化为滚动摩擦； 保持架：防止滚动体直接接触。
常见的滚动体有六种形状：
球
圆柱滚子 圆锥滚子 非对称球面滚子 球面滚子 滚针
§13-1 概述
轴承材料 内圈、外圈和滚动体 ——硬度和接触疲劳强度、耐磨性和冲击韧性。 常用材料：GCr15、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等 工作表面：经磨削抛光 保持架 ——较软材料，易成形，减摩 常用：低碳钢、铜合金、铝合金、工程塑料等
这些失效形式可以通过加强装配过程管理等措施来克服。
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
二、滚动轴承的寿命计算
单个轴承的寿命－－轴承的滚动体或套圈首次出现点蚀之前，轴承的转 数或相应的运转小时数。
材料相同、尺寸相同、同一批产
20
品，寿命都相差非常大。零件数