第十三章 滚动轴承
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。
第十三章滚动轴承习题解答
第十三章滚动轴承习题及参考解答一、选择题从下列各小题给出的A、B、C、D答案中任选一个:若转轴在载荷作用下弯曲较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度，宜选用类型代号为A. 1 或2B. 3 或7C. N 或NU一根轴只用来传递转矩，因轴较长采用三个支点固定在水泥基础上，各支点轴承应选用滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合B. r > r iC. r< r i.不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷。
跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用10111213 A.深沟球轴承C.调心滚子轴承—不是滚动轴承预紧的目的。
A.增大支承刚度C.减小振动噪声滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中A. 99 %B.D.B.D.圆锥滚子轴承圆柱滚子轴承提高旋转精度降低摩擦阻力的轴承能达到的寿命。
B. 90 %C. 95 %D. 50 %____ 适用于多支点轴、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.调心轴承角接触轴承承受轴向载荷的能力，随接触角a的增大而A.增大C.不变B.减小D.不定某轮系的中间齿轮（惰轮）通过一滚动轴承固定在不转的心轴上，轴承内、外圈的配合应满足A.内圈与心轴较紧、外圈与齿轮较松B.内圈与心轴较松、外圈与齿轮较紧C.内圈、外圈配合均较紧D.内圈、外圈配合均较松滚动轴承的代号由前置代号、基本代号和后置代号组成，其中基本代号表示的轴承。
D. 6 或NAA.深沟球轴承C.圆柱滚子轴承B.D.调心球轴承调心滚子轴承A.均为基轴制C.均为基孔制B.D.为保证轴承内圈与轴肩端面接触良好，轴承的圆角半径前者基轴制，后者基孔制前者基孔制，后者基轴制r与轴肩处圆角半径r1应满足__________ 的关系。
A. r=r1D. r < r iA.圆锥滚子轴承B. 角接触球轴承C.深沟球轴承—只能承受轴向载荷。
D. 圆柱滚子轴承A.圆锥滚子轴承B. 推力球轴承C.滚针轴承通常应成对使用。
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
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!
第十三章_滚动轴承-答案[1]1
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《滚动轴承》习题一、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.滚动轴承的基本额定动负荷C,当量动负荷P和轴承寿命L h三者的关系式为,io6(C V5.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』接触球轴承：内径尺寸d= _________________________________ m m，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，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？
第13章滚动轴承第1节
---
---
5
四.滚动轴承的类型选择
主要考虑以下几个因素:
1.轴承的载荷 重载选滚子轴承； 载荷的大小 轻载选球轴承。
｛
载荷的方向
只有径向力时选向心轴承； 只有轴向力时选推力轴承 同时有径向、轴向力时， 选角接触轴承或向心与 推力轴承组合。
2.轴承的转速 轴承有极限转速nlim ，应使n <nlim。 球轴承极限转速高于滚子轴承。 当工作转速高时应选球轴承或轻系列轴承。
滚动轴承代号举例
62312 深 沟 球 轴 承
---
7 2 0 8 AC /P5
---
内 无 公 径 特 差 殊 等 结 级 构 代 号 略 60mm
---
---
/P0 /C0
---
游 隙 代 号 略
---
角 内 接 公 接 径 触 差 触 角 等 球 级 轴 级 承 度
40mm α =25
---
3.调心性能要求（用球面轴承）
不同心 轴的刚度低
4.安装和拆卸（选可分离轴承）
内径代号: 04, 05, …… , 96
内径mm: 20, 25, …… , 480 内径代号: 00, 01, 02, 03 返回
内径mm: 10, 12, 15, 17
d
返回
d
返回
D
内部结构代号: 表示同一类型轴承的不同内部结构，用 字母表示。 如公称接触角为15O、25O和40O的角接 触 球轴承，分别用 C、AC 和 B 表示内部结 构的不同。 返回
轴承的公差等级代号: 用字母和数字表示: 公差等级分为2、4、5、6和0，共5个 公差等级，公差等级依次由高到低， 6x级仅适用于圆锥滚子轴承，0级为普 通级，在轴承代号中省略不标，其余 公差等级分别用/P2、/P4、/P5、 /P6和/P6x表示。返回
第13章滚动轴承
2）在规定的寿命期限内和给定载荷情况下选取某一具 体轴承的型号，即选型设计。
类
类
型
型
代
代
号
号
0
1
类
类
型
型
代
代
号
号
2
2
类
类
型
型
代
代
号
号
3
4
类
类
型
型
代
代
号
号
5
6
类
类
型
型
代
代
号
号
7
N
类 型 代 号
NA
二、滚动轴承的代号(code of rolling-contact bearing)
滚动轴承的种类很多，而各类轴承又有不同结构、尺寸和公差等级等， 为了表征各类轴承的不同特点，便于组织生产、管理、选择和使用，国 家标准中规定了滚动轴承代号的表示方法，由数字和字母所组成。
17 代号数×5
当内径为≥500mm，22、28、32mm，1~9的整数，0.6~10的 非整数时，直接用内径毫米数表示内径，但需要用“/”与组 合代号之间分开。
如：230/500，62/22，618/2.5
尺寸系列代号(dimension number)用两位数字表示，前一位 数字表示轴承的宽（高）度系列，后一位数字表示轴承的 直径系列。
直径系列代号(diameter number)表示同一类型、相同内径 的轴承在外径和宽度上的变化系列，用基本代号右起第三位数 字表示（滚动体尺寸随之增大）。即按7、8、9、0、1、2、3、 4、5顺序外径尺寸增大，如图所示。
滚动轴承PPT课件
轴承的寿命/（106r）
寿命分布曲线图
20
10
5 1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
未失效轴承数量／ %
基本额定动载荷： 使轴承的基本额定寿命恰好为一百万转(106)时，轴承
所能承受的载荷值，用字母C表示。
分类：
向心轴承 推力轴承
径向基本额定动载荷 C r
只受纯径向载荷的向心轴承和只受纯轴向载荷的推力轴承，当量动 载荷比较简单，根据力的平衡原理可直接计算。
对于向心推力轴承，当只受外加的径向载荷时，也会有派生轴向力 产生，使当量动载荷计算变得复杂。
五、向心推力轴承径向载荷Fr与轴向载荷Fa的计算：
1、向心推力轴承的安装方式： 以角接触球轴承为例 为减小或消除派生轴向力，轴承常成对使用。
主要缺点：
1、径向外廓尺寸比滑动轴承大； 2、接触应力高，承受冲击载荷能力较差，高速重载下寿命较低； 3、小批生产特殊的滚动轴承时成本高； 4、减振能力不如滑动轴承好。
§13-2 滚动轴承的主要类型和代号
一、滚动轴承的主要类型、性能与特点：
球轴承 根据滚动体形状分：
滚子轴承
球轴承
滚子轴承
§13-2 滚动轴承的主要类型和代号
派生轴向力
圆锥滚子轴承
（1）、当只有最下面一个滚动体受载时：
FaFd Frtg
（2）、受载滚动体数目增多时，径向 载荷Fr不变，派生轴向力Fd将增大：
n
n
Fd Fdi FNtig Frtg
i1
i1
此时平衡派生轴向力所需的轴向力为：
FaFdFrtg
圆锥滚子轴承
①
②
①、当 Fa1.25Frtg时，约半数的滚动体同时受载；
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’
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
【机械设计】滑动轴承和滚动轴承(DOC)
第十三章滚动轴承1滚动轴承相对于滑动轴承的特点有：1）起动阻力小；2）承受冲击载荷能力差；3）寿命较短；4）噪声较大；5）润滑方便；6）维护简便；7）节省有色金属；8）径向尺寸大；上述有多少条是滚动轴承的优点？（A）1条；（B）2条；（C）3条；（D）4条。
2滚动轴承的基本元件是：1）内圈；2）外圈；3）滚动体；4）保持架。
不可缺少的元件是哪个？（A）1）；（B）2）；（C）3）；（D）4）。
3图示滚动轴承中，有多少种只能承受径向载荷？（A）1种；（B）2种；（C）3种；（D）4种。
4题3图中，有多少中轴承只能承受轴向载荷？（）（A）1种；（B）2种；（C）3种；（D）4种。
5下列轴承中，哪一类不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷？（）（A）深沟球轴承；（B）角接触球轴承；（C）调心球轴承；（D）圆锥滚子轴承。
6在尺寸相同的情况下，下列哪一类轴承能承受的轴向载荷最大？（）（A）深沟球轴承；（B）调心球轴承；（C）角接触球轴承；（D）圆锥滚子轴承。
7下列轴承中，当尺寸相同时，哪一类轴承的极限转速最高？（）（A）深沟球轴承；（B）滚针轴承；（C）圆锥滚子轴承；（D）推力球轴承。
8角接触球轴承承受轴向载荷的能力，主要取决于哪一个因素？（）（A）轴承宽度；（B）滚动体数目；（C）轴承精度；（D）接触角大小。
9具有调心作用的轴承代号为哪两个？（）（A）1000型；（B）3000型；（C）6000型；（D）7000型。
10下列轴承中，精度最高的是哪一个？（）（A）6205/P2；（B）6310/P4；（C）6208/P5；（D）6418。
11 6312轴承内圈的内径是多少？（）（Ａ）12mm；（B）60mm；（C）120mm；（D）312mm。
12为适应不同承载能力的需要，规定了滚动轴承不同的直径系列。
不同直径系列的轴承，区别在于什么？（）（A）外径相同时，内径大小不同；（B）内径相同时，外径大小不同。
（C）直径相同时，滚动体大小不同；（D）直径相同时，滚动体数量不同。
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以/P2 、/P4、 /P5、 /P6(/P6x)为代号，0级不标注 。
机械设计
基本代号
第十三章 滚动轴承
内部结构代号 15 精度等级代号 5级
7 1 2 0 6 C /P5 /C1
内径代号 一般为：内径 5
代号 0、1 2 直径 特轻
3
4
轻 中 重
直径系列代号 代号 0 1 2 3~6 同一内径有不同的直径 宽度 窄 正常 宽 特宽 宽度系列代号 内外径相同时有不同的宽度 类型代号
2）斜齿轮、锥齿轮、蜗轮轴：
3）悬臂圆锥齿轮轴：
4）蜗杆轴： 分别承受Fa、Fr
机械设计
第十三章 滚动轴承
第四节 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
径向载荷 轴颈 内圈 滚动体 外圈
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
受最大径向载荷的滚动体负载为：
球轴承：球—点接触
滚子轴承：圆柱、圆锥、 球面滚子、滚 针—线接触
保持架
使滚动体等距离分布， ↓滚动体间的摩擦、磨损。
机械设计 二、材料
第十三章 滚动轴承
内外圈、滚动体：强度高、耐磨的高碳铬轴承钢或渗碳轴承钢。 保持架：软材料，低碳钢板冲压后铆接或焊接，或用铜合金、 铝合金、塑料等材料制成的实体保持架。
轴承一个套圈或滚动体的材料首次出现疲劳扩展之 前，一个套圈相对另一套圈的转数或工作小时数称为轴 承的寿命。
机械设计
第十三章 滚动轴承
疲劳点蚀
磨损
电腐蚀、锈蚀、元件破裂
机械设计 基本额定寿命：
第十三章 滚动轴承
采用常规材料、常规制造方法的一批型号相同的滚动 轴承，在相同的常规运转条件（实验室条件）下工作，其 中10%的轴承发生疲劳点蚀，90%的轴承未发生疲劳点蚀前 的运转总转数或一定转速下的工作小时数。记为L10或Lh。 亦即：轴承达到基本额定寿命，失效的概率为10%。 轴承达到基本额定寿命，未失效的概率为90%。
N
N
角接触球轴承（7）
Fa 圆锥滚子轴承（3）
FR
载荷角： 轴承实际承受的径向载荷Fr 与轴向载荷Fa的合 力与半径方向的夹角。 Fa tg
Fr
机械设计 2. 游隙：
第十三章 滚动轴承
内外圈相对移动量的最大值。ur、ua
配合越紧，温差越大，轴的变形量越大，润滑冷却 条件越差，则应选游隙越大的轴承。
选择轴承型号( 即C ) 预期寿命 L 已知 外载 P
' h
C'
' 60nLh P 6
10
满足预期寿命时轴承的C '
所选轴承的C
四、滚动轴承的当量动载荷
基本额定动载荷C
向心轴承 推力轴承
纯径向载荷 纯轴向载荷
机械设计
第十三章 滚动轴承
实际工作中，轴承同时受Fr 、 a 复合作用转化 当量动载荷 P F 在该载荷作用下，轴承的寿命与实际复合载荷作用相同。 P 对只承受 Fr 的向心轴承： Fr
机械设计
第十三章 滚动轴承
调心球轴承（1）
向心轴承：主要承受径向载荷
圆柱滚子轴承（N） 深沟球轴承（6）
推力轴承：只能承受轴向载荷
推力球轴承（5）
向心推力轴承：Fr + Fa
角接触球轴承（7） 圆锥滚子轴承（3）
机械设计 三、 滚动轴承的代号
第十三章 滚动轴承
代号：表示类型、结构、尺寸、公差等级、技术性能
Fmax
5 Fr z
机械设计
第十三章 滚动轴承
二、滚动轴承工作时轴承元件上的应力分布
机械设计
对于角接 触球轴承或圆 锥滚子轴承， 在Fr的作用下： 分解 FNi FNi
第十三章 滚动轴承
三、轴向载荷对应力分布的影响
Fdi
当只有最下面一 个滚动体受载时：
Fa Fd Fr tg
当受载滚动体数目增多时：F d
考虑到温度变化，引入温度系数 （P320表13-4）
10 f t C Lh L'h 60n P
6
h
P C ft
60n 6 Lh 10
1
N
机械设计
校核轴承寿命
第十三章 滚动轴承
h
106 f t C Lh ( ) 60n P 已知 轴承型号 ( 即C ) 外载 P 轴承寿命 Lh 预期寿命 L'h
机械设计 重点和难点：
第十三章 滚动轴承
重点：各种滚动轴承的类型、特点、代号和选择、轴 承的寿命计算，轴承的组合设计；
难点：轴承的受力分析和轴承的组合设计。
机械设计
第十三章 滚动轴承
第一节 概述
标准件，专门轴承厂生产，只需选型和组合设计。
机械设计
第十三章 滚动轴承
一、构造
内圈
外圈 核心元件：滚动 滚动体
三、滚动轴承的优缺点
优点：
1）摩阻小、效率高，起动灵敏； 2）运转精度高（可通过预紧消除间隙）； 3）轴向尺寸较小； 4）组合结构简单、便于使用维护； 5）标准化程度高，质优价廉。
机械设计 缺点：
第十三章 滚动轴承
1）抗冲击能力较差； 2）振动及噪音较大； 3）高速重载下寿命较低； 4）径向尺寸较大；
i 1
n
Fdi
F
i 1
n
Ni tg
Fr tg
机械设计
第十三章 滚动轴承
在 Fr的作用下，由于内部结构的原因还存在一个附加 （或派生）的轴向力Fd的作用。 Fd有使内圈和滚动体连同 轴颈与外圈分离的趋势。 角接触轴承要成对使用，对称安装。（面对面或背靠背）
Fd
i 1
n
机械设计 主要内容：
第十三章 滚动轴承
(1)概述； (2)滚动轴承的主要类型及其代号； (3)滚动轴承的类型的选择； (4)滚动轴承的工作情况； (5)滚动轴承尺寸的选择； (6)轴承装臵的设计。
基本要求：
（1）掌握滚动轴承的主要结构、类型、特点和应用； （2）掌握轴承代号的意义和滚动轴承类型的选择； （3）了解轴承元件上载荷分布、轴承的主要失效形式和 设计准则； （4）掌握滚动轴承的寿命计算、静强度校核；掌握滚动 轴承的组合设计。
内径 d 代号 10 00
第十三章 滚动轴承
12 01
15 02
17 03
◆ 直径系列代号：特轻(0、1)、轻(2)、中(3)、重(4)。 宽度系列代号：一般正常宽度为“0”，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”。
◆ 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
机械设计
第十三章 滚动轴承
角接触球轴承：70000C（ α=15°）、 70000AC（ α=25°）、 70000B（ α=40°）。
6305：
表示内径为 25m m，中系列的深沟球轴承 0宽度系列， ， 正常结构， 0级公差， 0组游隙。
7210C/P5：
表示内径为 0m m，轻系列的角接触球轴 0宽度系列， 5 承， 接触角 15， 5级公差， 0组游隙。
一、轴承的载荷
1、球轴承为点接触、滚子轴承为线接触。 承载能力：球轴承＜滚子轴承
耐冲击： 球轴承＜滚子轴承 nlim：
2、载荷性质
球轴承＞滚子轴承
载荷大、有冲击时选滚子轴承，转速高时选球轴承。
同时Fa、Fr：角接触球轴承或圆锥滚子轴承； Fr大、Fa小：深沟球轴承；
Fa大、 Fr 小：推力角接触轴承；
机械设计 二、轴承的转速
第十三章 滚动轴承
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
3. 极限转速：
在一定的载荷和润滑条件下，允许的最高转速。在同 等精度下，点接触轴承的摩擦阻力较线接触轴承小，因而 极限转速要高些。
机械设计
第十三章 滚动轴承
4. 角偏差（调心性能）： 由于制造、安装或轴的变形，引起轴承内外圈轴线 发生的相对倾斜，其倾斜角称角偏差。
在同等 精度下，点 接触的轴承 较线接触的 轴承的调心 性能好。
机械设计
第十三章 滚动轴承
三、滚动轴承寿命的计算公式
滚动轴承的基本额定寿命和载荷间的关系为：
P L10 const C L10 ( ) (10 6 ) P
寿命指数ε，其中： 球轴承ε=3， 滚子轴承ε=10/3
P—L曲线
机械设计 C L10 ( ) (10 6 ) P
第十三章 滚动轴承
5）有的场合无法使用。
应用：
一般尺寸、中速、中载的一般工作条件下和运动机械中。
机械设计
第十三章 滚动轴承
第二节 滚动轴承的主要类型及其代号
一、滚动轴承的主要类型
球轴承： 1.按滚动体分：滚子轴承： 圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子、非 2.按所承受的载荷分： 向心轴承、向心推力轴承、推力轴承
对称球面滚子、滚针
机械设计
第十三章 滚动轴承
二、滚动轴承的基本额定动载荷
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指的是轴向载荷。 同类轴承： C 承载能力
轴承尺寸
各类轴承的额定动载荷可参考手册。
等特征的产品代号。
• 有特殊要求时使用 前臵代号 类型代号 基本代号 尺寸系列代号