第十三章滚动轴承
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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。
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。
第十三章 滚动轴承
预期的计算寿命Lh
′
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
′
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章滚动轴承
类型代号(type number)用数字或字母表示，参见表13-1， 代号为“0”(双列角接触球轴承)则省略。
2、前置代号(pre code)、后置代号(post code)
前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要 求等有改变时，在基本代号左右添加的补充代号。
前置代号用字母表示，用以说明成套轴承部件的特点,一 般轴承无需作此说明，则前置代号可以省略。
第二节 滚动轴承的类型、代号及选择
一、滚动轴承的类型 接触角 滚动体和外圈接触处的法线nn与轴承的径向平面的夹角。
=0 向心(a轴) 承 径向力
0<≤45°
向心角(b接) 触轴承 径向力（主要） 轴向力
45°<<90°
推力角(c)接触轴承 径向力 轴向力 （主要）
=90° 推力(d)轴承 轴向力
按滚动体形状分为： 球 轴 承 ——承载能力低，极限转速高 滚子轴承——承载能力高，极限转速低 常用滚动轴承的类型，参见P309－P311表13-1 最常用的几种类型 ①圆锥滚子轴承(tapered roller bearing)——3 ②深沟球轴承（向心球轴承deep groove bearing）——6 ③角接触球轴承(angular contact bearing)——7
第十三章 滚动轴承 (Rolling-contact Bearings)
一、轴承的功用
1、支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度 2、减少转轴与支承之间的摩擦与磨损
二、轴承的类型
按工作时的摩擦性质分为 滑动轴承和滚动轴承
一. 教学目标
1.了解滚动轴承的构造和材料； 2.熟悉滚动轴承常用类型的结构特点及应用场合，掌 握类型选择的基本原则； 3.识别滚动轴承的类型代号，并熟记其中的部分内容； 4.掌握滚动轴承选择的方法，能进行寿命计算等； 5.重点掌握滚动轴承的装置设计方法。
2、前置代号(pre code)、后置代号(post code)
前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要 求等有改变时，在基本代号左右添加的补充代号。
前置代号用字母表示，用以说明成套轴承部件的特点,一 般轴承无需作此说明，则前置代号可以省略。
第二节 滚动轴承的类型、代号及选择
一、滚动轴承的类型 接触角 滚动体和外圈接触处的法线nn与轴承的径向平面的夹角。
=0 向心(a轴) 承 径向力
0<≤45°
向心角(b接) 触轴承 径向力（主要） 轴向力
45°<<90°
推力角(c)接触轴承 径向力 轴向力 （主要）
=90° 推力(d)轴承 轴向力
按滚动体形状分为： 球 轴 承 ——承载能力低，极限转速高 滚子轴承——承载能力高，极限转速低 常用滚动轴承的类型，参见P309－P311表13-1 最常用的几种类型 ①圆锥滚子轴承(tapered roller bearing)——3 ②深沟球轴承（向心球轴承deep groove bearing）——6 ③角接触球轴承(angular contact bearing)——7
第十三章 滚动轴承 (Rolling-contact Bearings)
一、轴承的功用
1、支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度 2、减少转轴与支承之间的摩擦与磨损
二、轴承的类型
按工作时的摩擦性质分为 滑动轴承和滚动轴承
一. 教学目标
1.了解滚动轴承的构造和材料； 2.熟悉滚动轴承常用类型的结构特点及应用场合，掌 握类型选择的基本原则； 3.识别滚动轴承的类型代号，并熟记其中的部分内容； 4.掌握滚动轴承选择的方法，能进行寿命计算等； 5.重点掌握滚动轴承的装置设计方法。
第十三章 滚动轴承
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
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
机械设计基础 第十三章 轴承
(2) 滑动速度大→粘度较低的润滑油。 (3) 粗糙或未经跑合的表面→粘度较高的润滑油。 (4) 参考表13-2。
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!
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!
第十三章 滚动轴承
不合格
进行承系能力验算 合格 END
可不进行承载能力验算
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
类型选择2
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 用于承受径向力和周向力联合作用。
大小：滚子轴承或尺寸系列较大的轴承能承受较大载荷；球轴承或尺寸 系列较小的轴承则反之。 2．尺寸的限制 当对轴承的径向尺寸有较的严格限制时，可选用滚针轴承。 3．转速的限制 球轴承和轻系列的轴承能适应较高的转速，滚子轴承和重系列的 轴承则反之；推力轴承的极限转速很低。 4．调心性要求 调心球轴承和调心滚子轴承均能满足一定的调心要求。
10 6 a1 C Ln a1 L10 ( ) 60 n P
可靠度不为90%时的额定寿命修正系数a1 (GB/T6391-1995)
可靠度／% Ln a1 90 L10 1.0 95 L5 0.62 96 L4 0.53
1
97 L3 0.44
98 L2 0.3
99 L1 0.21
a1也可按下式计算确定：
滚动轴承的工作情况
工作情况1 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（如右图所示）。
工作时，轴承各个元件上载荷及产生的应力是时 时变化的，而固定套圈受载最大处的工作状态最为恶 劣。 向心推力轴承在纯径向力Fr的作用下会产生派生 轴向力Fd。当约有半圈滚动体受载时，Fd计算如下：
大 游隙值：小
以/C1 、/C2、 /C3 、/C4 、/C5为代号，0组不标注。
滚动轴承的主要类型和代号
三、轴承代号示例
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？
滚动轴承简介PPT课件
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，高速轴承：有色金属或塑料。
滚动轴承的应用：
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。
一、滚动轴承 选择的一般过程
根据载荷性质选择轴 承的类型和直径系列
按轴径确定轴承内径
有严格要求吗？ N
Y 校核承载能力
不进行承载 能力验算
N 合格吗？
Y END
α= 0˚
→
滚动体为滚子，则只能承受径向载荷； 若滚动体为球，可承受一定的轴向载荷。
0˚ <α<45˚ →承受径向载荷为主； 45˚ <α<90˚ →承受轴向载荷为主； α= 90˚ → 只能承受轴向载荷。
2. 基本代号：表示轴承的基本类型、结构和尺寸。
类型代号 ----左起第一位，为0（双列角接触球轴承） 则省略。
调心球轴承 调心滚子轴承 圆锥滚子轴承
10000
20000C
30000
a)单向 b)双向
推力球轴承 50000
推力圆柱
深沟球轴承 角接触球轴承 滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承
60000
4. 推力轴承的极限转速很低，当工作转速高时，若轴向 载荷不是十分大，可以采用角接触球轴承来承受纯轴 向力；
5. 若工作转速超过了轴承样本，可以用提高公差等级、 适当增大游隙、选用循环冷却等方法。
3） 轴承的调心行性能
轴承由于安装误差或轴的变形等都会 引起内外圈中心线发生相对倾斜。其 θ 倾斜角称为角偏差。 角偏差 ↑ → 影响轴承正常运转。
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，高速轴承：有色金属或塑料。
滚动轴承的应用：
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。
一、滚动轴承 选择的一般过程
根据载荷性质选择轴 承的类型和直径系列
按轴径确定轴承内径
有严格要求吗？ N
Y 校核承载能力
不进行承载 能力验算
N 合格吗？
Y END
α= 0˚
→
滚动体为滚子，则只能承受径向载荷； 若滚动体为球，可承受一定的轴向载荷。
0˚ <α<45˚ →承受径向载荷为主； 45˚ <α<90˚ →承受轴向载荷为主； α= 90˚ → 只能承受轴向载荷。
2. 基本代号：表示轴承的基本类型、结构和尺寸。
类型代号 ----左起第一位，为0（双列角接触球轴承） 则省略。
调心球轴承 调心滚子轴承 圆锥滚子轴承
10000
20000C
30000
a)单向 b)双向
推力球轴承 50000
推力圆柱
深沟球轴承 角接触球轴承 滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承
60000
4. 推力轴承的极限转速很低，当工作转速高时，若轴向 载荷不是十分大，可以采用角接触球轴承来承受纯轴 向力；
5. 若工作转速超过了轴承样本，可以用提高公差等级、 适当增大游隙、选用循环冷却等方法。
3） 轴承的调心行性能
轴承由于安装误差或轴的变形等都会 引起内外圈中心线发生相对倾斜。其 θ 倾斜角称为角偏差。 角偏差 ↑ → 影响轴承正常运转。
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。
第13章 滚动轴承
第13章 滚动轴承
• 13-1 概述 • 13-2 滚动轴承的主要类型及其代号 • 13-3 滚动轴承类型的选择 • 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
本章重点: 滚动轴承的类型及代号 滚动轴承的寿命计算 滚动轴承组合设计
一、轴承的功用
§13-1 概述
◆支承轴及轴上零件，并保证旋转精度 ◆减少轴与支承间的摩擦与磨损
二、滚动轴承的特点
1、摩擦阻力小, 功率损耗少, 起动灵敏； 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
液体润滑的滑动轴承；
三、滚动轴承的结构 • 组成：内圈、外圈、滚动体、保持架
外圈 内圈 滚动体 保持架
在承载区，载荷由零最大， 再零→周期性不稳定变化 图13—7 a
三、轴向载荷对轴承元件载荷分布的影响
角接触轴承承受轴向载荷时→受载滚动体数目增多→承载能 力提高→宜承受联合载荷
*§13-5 滚动轴承尺寸的选择
设计轴承的基本方法： • 由工作条件定轴承类型 • 结构定轴承直径 • 初选型号 →C、C0 • 验算寿命： 计算轴承载荷→查e、X、Y →计算P→计算
2 ）尺寸系列代号
• 直径系列代号、宽度系列代号 • 直径系列代号：基本代号左起第三位数
字
• 指结构相同、内径相同的轴承使用不同 直径的滚动体，在外径和宽度方面的变 化系列
• 系列代号：7、8、9、0、1、2、3、4、 5，外径尺寸依次递增
• 宽度系列代号：基本代号左起第 二位数字，常与直径系列代号同 时使用，表示同一内径和外径的 轴承可以有不同的宽度
3 .轴承的调心性能
2~3
8~16’
• 13-1 概述 • 13-2 滚动轴承的主要类型及其代号 • 13-3 滚动轴承类型的选择 • 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
本章重点: 滚动轴承的类型及代号 滚动轴承的寿命计算 滚动轴承组合设计
一、轴承的功用
§13-1 概述
◆支承轴及轴上零件，并保证旋转精度 ◆减少轴与支承间的摩擦与磨损
二、滚动轴承的特点
1、摩擦阻力小, 功率损耗少, 起动灵敏； 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
液体润滑的滑动轴承；
三、滚动轴承的结构 • 组成：内圈、外圈、滚动体、保持架
外圈 内圈 滚动体 保持架
在承载区，载荷由零最大， 再零→周期性不稳定变化 图13—7 a
三、轴向载荷对轴承元件载荷分布的影响
角接触轴承承受轴向载荷时→受载滚动体数目增多→承载能 力提高→宜承受联合载荷
*§13-5 滚动轴承尺寸的选择
设计轴承的基本方法： • 由工作条件定轴承类型 • 结构定轴承直径 • 初选型号 →C、C0 • 验算寿命： 计算轴承载荷→查e、X、Y →计算P→计算
2 ）尺寸系列代号
• 直径系列代号、宽度系列代号 • 直径系列代号：基本代号左起第三位数
字
• 指结构相同、内径相同的轴承使用不同 直径的滚动体，在外径和宽度方面的变 化系列
• 系列代号：7、8、9、0、1、2、3、4、 5，外径尺寸依次递增
• 宽度系列代号：基本代号左起第 二位数字，常与直径系列代号同 时使用，表示同一内径和外径的 轴承可以有不同的宽度
3 .轴承的调心性能
2~3
8~16’
第十三章滚动轴承
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第十三章
滚动轴承
（四）滚动轴承的当量动载荷
滚动轴承若同时承受径向和轴向联合载荷，为了计算轴承寿命时在相 同条件下比较，需将实际工作载荷转化为当量动载荷
()
理论值
对于只承受纯径向载荷Fr的轴承： P=Fr
对于只承受纯轴向载荷Fa的轴承：
P=Fa
实际计算时考虑支撑中的附加力，乘上一个载荷系数
第十三章
滚动轴承
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第十三章
滚动轴承
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第十三章
滚动轴承
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第十三章
滚动轴承
.一支点双向固定，另一端支点游动
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第十三章
.两端游动支撑
滚动轴承
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第十三章
滚动轴承
（三）滚动轴承的轴向固定
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第十三章
第十三章 滚动 轴承
§
§ § § §
概述
滚动轴承的主要类型及其代号 滚动轴承类型的选择 滚动轴承的工作情况分析 滚动轴承尺寸的选择
§
§
轴承装置的设计
其他
第十三章
§ 概述
滚动轴承
轴承的功用是支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精 度，减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。
滚动轴承的特点：摩擦阻力小、功率损耗小、启动容易 基本结构 保持架 内圈
（二）滚动轴承的基本额定动载荷 所谓轴承的基本额定动载荷，就是使轴承的基本 额定寿命恰好为时，轴承所能承受的载荷，用字母代 表。 对于向心轴承，指的是纯径向载荷，称为径向 额定基本动载荷 对推力轴承，指的是纯轴向载荷，称为轴向基本额 定动载荷 中国地质大学长城学院
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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考虑机器冲击振动，P 的公式为：
P f p ( XFr YFa ) fp——冲击载荷系数→表13-4
滚动轴承尺寸选择
5. 角接触轴承的载荷计算 1)作用于轴上的外载荷
轴上有外载荷：Fre和Fae
1
Fae Fre
2
Fd1 Fr1
Fd2 Fr2
Fre在Ⅰ、Ⅱ成对安装的轴承上产生径向载荷Fr1、Fr2
L10 的可靠度 R＝90％
10
5
1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
未失效轴承数量／%
滚动轴承尺寸选择
3）L10的物理意义
1）对一批轴承而言：指90%轴承能达到或超过的寿命 2）对一个具体轴承而言：该轴承能达到或超过该寿命的概率为90%
3）当可靠度不为90%时，对L10进行修正：Ln a1 L10
3. 轴承寿命计算公式
L10
C P
Lh10
106 60n
C P
式中：P－当量动载荷
温度系数
n－轴承的转速（r/min）
ε－寿命指数， 球轴承：ε ＝3； 滚
子轴承ε ＝10/3
P—L曲线
滚动轴承尺寸选择
工程中常用小时数表示寿命：
L10h
106 C
60n P
16670 C n P
注意：L10h与n有关，L10与n无关
分力Fdi之和，即为轴承的派生轴向力 Fd
各受载滚动体的径向分力FNi之向量和与径 向载荷相平衡
Fr
o
∑Fdi = Fd
Fdi
FNi α F'Ni
滚动轴承工作情况分析
3)轴向载荷对载荷分布的影响
a
轴承的派生轴向力 Fd使轴颈有向左 移动的趋势,应由轴向力Fa平衡
Fdi FNi tan
最下面一个滚动体受载时
可靠性寿命修正系数（文献[6]）
4）轴承的预期计算寿命L'h
进行轴承寿命计算时，应先机器的类型、使用条件及对可靠性的要求， 确定一个恰当的预期计算寿命
轴承的预期寿命可参考设备的中修或大修期限 各类机器中轴承的预期寿命→表13－9
滚动轴承尺寸选择
2. 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
◆ 按轴承刚性分为 刚性轴承： 允许内外圈偏转角很小的轴承 调心轴承： 允许内外圈偏转角较大的轴承
◆ 按内、外圈可否分离分为 可分离轴承 不可分离轴承
滚动轴承的构造和类型
三、滚动轴承的代号
用代号表示轴承的结构、尺寸、类型、精度等内容，并打印在轴承上 滚动轴承代号构成：
前置代号
基本代号
后置代号
×××××内密保特公游轴其
1.几个概念
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
轴承寿命的离散性相当大
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，其中恰有90％的轴承尚未
产生点蚀时的寿命，用 L10 (运转的总转数) 或 Lh10 (一定工作转速下工作的小时数)表示
径向接触轴承的 C 是径向载荷，用 Cr表示 向心角接触轴承的 C 是所受载荷的径向分量，也用 Cr 表示 轴向接触轴承的 C 是中心轴向载荷，用 Ca表示
说明： 1）C由试验得出，查手册
2）C↑— 轴承抗疲劳承载能力↑；同类不同型号轴承，C不同
3）设计时需满足：一定工况下的轴承所需的C′≤C
4）工作温度变化，对C修正 Ct ftC
注：遇到看不懂的代号时，查阅GB/T272-93
滚动轴承的构造和类型
四、滚动轴承类型的选择
选择轴承类型时主要考虑以下问题：
1）载荷方向
只受 Fr 时，选径向接触轴承（1、2、6、N） 只受 Fa 时，选轴向接触轴承（5、8）或选（7、3）类 同时受 Fr和 Fa时，选向心角接触轴承（7、3） 当Fa较小时，可选 6类 当Fa很大时，选 6（N）＋5（8）组合使用
n—轴承转速r/min
设计时，应：L10h Lh
用于校核寿命
若已知
Lh，P，求得
C
P
n 16670
Lh
（N）
查手册，选型号，使 C C
用于设计选型
滚动轴承尺寸选择
4. 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
P X Fr Y Fa —将Fr、Fa折合为Cr或Ca
■ 正装
● 若 Fd1 Fae Fd 2 合力→右，轴有右移趋势
Fd1
Fae
Fd2
右端轴承 “压紧” 左端轴承 “放松”
Fa2 Fd1 Fae
Fa1 Fd1
阻止轴右移
滚动轴承尺寸选择
● Fd1 Fae Fd 2 合力→左，轴有左移趋势
第十三章 滚动轴承
§13-1 滚动轴承的构造和类型 §13-2 滚动轴承工作情况分析 §13-3 滚动轴承尺寸选择 §13-4 滚动轴承装置设计
学习要求
能正确选择滚动轴承的代号 能根据选定的滚动轴承，合理地设计出轴承装置
重点
轴承尺寸的选择
难点
角接触轴承的受力分析
滚动轴承的构造和类型
合理选择 滚动轴承是标准件，主要掌握
调心球轴承（1）
向心角接 触轴承
成对使用 反向安装
角接触球轴承（7） 圆锥滚子轴承（3）
圆柱滚子轴承（N、NU）
调心滚子轴承（2）
滚针轴承（NA)
其他轴承结构→表13-1
轴向接 触轴承
推力球轴承（5） 推力滚子轴承（8）
滚动轴承的构造和类型
◆ 按滚动体形状分为 球轴承： 点接触,运转灵活，但承载能力低 滚子轴承：线接触, 承载能力高
/DB：背对背安装（反装）
举例:
6308： 深沟球轴承，3─中系列，内径d=40mm，
公差为0级，游隙为0组
30213：圆锥滚子轴承，2─轻系列，内径d=65mm，
公差为0级，游隙为0组
7214AC/P4：7─角接触球轴承，2─轻系列，内径d=70mm，公
差为4级，游隙为0组，公称接触角α=15°
N105/P5C3：圆柱滚子轴承，1─特轻系列，内径d=20mm，公差为5级，游隙为3组
滚动体所受最大载荷为：
球轴承： 滚子轴承：
F max
5 Z
Fr
Fm a x
4.6 Z
Fr
滚动体个数
Fmax
滚动轴承工作情况分析
2)应力变化规律 工作时，轴承中各个元件所受载荷及应力是变化的 内圈或滚动体上某一点σH的变化规律
σH
外圈上某一点σH的变化规律
t
σH
t
均为脉动循环
滚动轴承工作情况分析
2. 角接触轴承中作用力的分布
（直径系列）和不同的宽度（宽度系列）
直径系列代号：特轻(0、1)、轻(2)、中(3)、重(4)
宽度系列为正常宽度时，代号为“0”，省略不标
◆ 类型代号：常用轴承有：6、7、3、5、N等类型，详见表13－1
2.后置代号
0级省略
◆ 公差等级代号 分为 /P0 、/P6 (/P6x) 、 /P5 、/P4 、 /P2 共五级
2）载荷大小 载荷大或有冲击振动时，宜选滚子轴承
转速高或要求旋转精度高时，宜选球轴承 3）转速高低
轴向接触轴承不适宜高转速，可用6或7类代替
4）调心要求 轴的刚度低、轴承座孔的同轴度低或多支点轴，选调心轴承
5）轴承装拆、调整方便：内、外圈可分离型(如3、QJ类)
6）经济性 精度高的价格高，滚子轴承比球轴承价格高
3. 材料 内、外套圈和滚动体： 用滚动轴承钢（GCr15、GCr15SiMn等）制造淬 火后表面硬度可达58～66HRC 保持架：用比较软的低碳钢、铜合金、铝或塑料制造
滚动轴承的构造和类型
二、滚动轴承的类型
◆ 按可承受的载荷方向不同，滚动轴承分为三类：
FR
FA
FR FA
－接触角
径向接触轴承
轴向接触轴承
合理使用
一、滚动轴承的构造和材料
外圈
1. 构造 内圈： 装在轴上 外圈： 装在轴承座孔中
内圈 保持架
滚动体：在两套圈之间滚动并传递载荷
保持架：将滚动体均匀隔开 滚动体分为： 球
滚子：圆柱形、圆锥形、滚针、鼓形等
滚动体
滚动轴承的构造和类型
2. 特点(与滑动轴承比较) 优点： 1）起动力矩小，可在负载下起动 2）径向游隙较小，运动精度高 3）轴向宽度较小 4）可同时承受径向、轴向载荷,轴承组合较简单 5）便于密封、易于维护； 6）不需有色金属，标准件，成本低 缺点： 1）承受冲击载荷能力差 2）振动、噪音较大 3）径向尺寸较大 4）有的场合无法使用；
低级
高级
◆ 游隙代号
游隙分为
游隙值
游隙：指一个套圈相对于另一个套圈，沿径向或沿轴向，
从一个 极限位置到另一个极限位置的移动量
/C1 、/C2、 0 、/C3 、/C4 、/C5 共六个组别
小
大
0组省略
滚动轴承的构造和类型
7000C： α＝15° ◆ 内部结构代号： 7000AC：α＝25°
7000B： α＝40° ◆ 配置代号： /DF：面对面安装（正装）
Fa
Fa Fd Fr tan
受载滚动体增多时
n
n
Fd Fdi FNi tan ＞ Fr tan
i 1
i 1
平衡派生轴向力 Fd使所需轴向力Fa
Fr
o
∑Fdi = Fd
Fdi
FNi α F'Ni