机械设计滚动轴承

2.轴承中载荷的分布：
推力轴承 F0 =Fa /z
向心轴承，在载荷Fr 的作用
R
下，假设下半圈滚动体受力；
根据变形关系，中间滚动体受
力最大，向两边逐渐减小。
球 : F m a4 x .3F r7 /z 5 F r/z (9 2 ) 滚F m 子 a4 x .0： F r8 /z 4 .6 F r/z (9 3 )
9.5滚动轴承的静载荷计算
基本额定静载荷 当量静载荷 静载荷计算
22
9.6一支撑处成对安装角接触轴承 的计算特点 9.7滚动轴承的机械转速
9.8滚动轴承的润滑 9.9其他滚动轴承简介
23
9.3滚动轴承的失效形式与设计准则
9.3.1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。
9.2.3滚动轴承的类型选择
（五）经济性
滚动体采用球比滚子便宜，精度适宜
21
9.3滚动轴承的载荷分析、失效形式与 设计准则
9.3.1工作情况分析 9.3.2失效分析与设计准则
9.4滚动轴承的寿命计算
9.4.1滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷 9.4.2滚动轴承的当量动载荷 9.4.3角接触轴承的载荷的计算 9.4.4滚动轴承的寿命计算
12
9.2.3滚动轴承的类型选择
（一）轴承的载荷 （二）轴承的转速 （三）轴承的调心性能 （四）轴承的安装与拆卸 （五）经济性
13
9.2.3滚动轴承的类型选择 （一）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）
14
9.2.3滚动轴承的类型选择
载荷
轴向力由滚动体平均分担 受最大径向载荷的滚动体负载为
F0

5 z
Fr
图9-7 内圈应力变化（滚动体） 图 9-8 固定套圈应力变化
R
26
9.3.2滚动轴承失效形式与设计准则
（一）滚动轴承的失效形式
失效形式
1. 点蚀 2. 塑性变形 3. 磨损 4. 元件回火
5. 元件破裂
对策
寿命计算 静载荷计算，正确使用 润滑，密封 润滑，散热，限制最高转速
前置代号 分部件： 内圈L 外圈 保持架 K 滚动体
基本代号
后置代号
五 四 三 二一
特殊材料
类型
内径20~480
特殊结构
直径系列2轻3中4重
C15 AC25
宽度系列多数正常系列可不标
B 40
公差/P2、4、5、6、6x、0
游隙/C1、2、0、3、4、5
例：7211C/P5
角接触球轴承、正常宽度、轻系列、直径55、接触角15 5级精度；常用游隙。
载荷角：轴承实际承受的径向载荷R 与轴向载荷A的
合力与半径方向的夹角。

N
N
角接触球轴承（7）

R A
圆锥滚子轴承（3）
9
9.2.1 滚动轴承的主要类型及特点
圆柱滚子轴承（N）
10
9.2.1 滚动轴承的主要类型及特点
圆柱滚子轴承（N）
11
9.2.2滚动轴承的代号（GB/T272—93）
17
9.2.3滚动轴承的类型选择
（二）轴承的转速
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
18
9.2.3滚动轴承的类型选择
（三）轴承的调心性能
2~3°
8~16
2~4
19
9.2.3滚动轴承的类型选择
（四）轴承的安装与拆卸
20
29
9.4.1滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷
（二）滚动轴承的基本额定动载荷
轴承的基本额定动载荷为使轴承的基本额定寿命 等于106次的载荷值，用符号C表示。
对于向心轴承，基本额定动载荷指纯径向载荷Cr ， 对于深沟球轴承、角接触球轴承或圆锥滚子轴承 径向基本额定动载荷Cr
对推力轴承
轴向基本额定动载荷Ca
保持架材料：低碳钢；铜、铝、塑料
5
轴承材料
轴承内、外圈、滚动体材料：强度高、耐磨性好 轴承钢：铬猛合金钢，例如轴承铬钢GCr15，
硬度 60~65 HRC
保持架：低碳钢；铜、铝、塑料
6
9.2.1 滚动轴承的主要类型及特点
（一）滚动轴承的主要类型，性能和特点
向心轴承：主要承受径向载荷R

深沟球轴承（6）

圆柱滚子轴承（N）

调心球轴承（1）
推力轴承：只能承受轴向载荷A

推力球轴承（5）
向心推力轴承：R + A

角接触球轴承（7）

圆锥滚子轴承（3）
7
9.2.1 滚动轴承的主要类型及特点 P288表9-2
4
1
2
3
5
6
7
29
N
NA
8
9.2.1 滚动轴承的主要类型及特点
接触角：向心推力轴承滚动体与外圈接触处的法线与 半径方向的夹角。
机械设计
滚动轴承
1
第9章 滚动轴承
9.1滚动轴承的组成、材料 9.2滚动轴承的类型及选用
9.2.1滚动轴承的类型、特点 9.2.2滚动轴承的代号 9.2.3滚动轴承的类型选择
2
9.1.1滚动轴承的组成
内圈 外圈
保持架 滚动体 材料
3
滚动体的形状
球
圆柱滚子
圆锥滚子 球面滚子
滚针
4
保持架的作用：避免滚动体直接接触， 减少发热和磨损。
正确安装使用
27
9Байду номын сангаас3.2滚动轴承失效形式与设计准则
（二）设计准则 转速小于10r/min, 静强度计算 转速大于10r/min, 寿命计算 高速轴承，寿命计算，校验极限转速
28
9.4.1滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷
（一）基本额定寿命
1.基本额定寿命 ：一批相同的轴承中 90％的轴承不发生疲劳点蚀前的总转 数（以106为单位）或小时数。 基本额额定寿命用 L10或L10h 来表示。
24
9.3.1滚动轴承的工作情况分析
角接触轴承的载荷情况：轴向载荷对载荷分布的 影响较大，可能半圈、多半圈或整圈受载。

为保证半圈滚动
体
Fa
受力，则：
Fr
球轴承
Fa/Fr1.22tg
滚子轴承
Fa/Fr1.26tg
Fa/Fr =Pitg
轴向载荷的利弊？
25
9.3.1工作情况分析
（二）轴承元件上的载荷及应力的变化
（一）轴承的载荷
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9.2.3滚动轴承的类型选择
（一）轴承的载荷
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9.2.3滚动轴承的类型选择
（二）轴承的转速
极限转速nlim ：载荷P0.1C，冷却正常，0级公差时轴 承的最大允许转速。
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