滚动轴承计算与选择
完整的轴承选型计算方法
轴瓦得材料
减摩性:材料副具有较低得摩擦系数。 耐磨性:材料得抗磨性能,通常以磨损率表示。 抗咬粘性(胶合):材料得耐热性与抗粘附性。 摩擦顺应性:材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合 不良得能力。
嵌入性:材料容纳硬质颗粒嵌入,从而减轻轴承滑动表面发生刮伤 或磨粒磨损得性能。
磨合性:轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后,形成相互吻合得表面形 状与粗糙度得能力(或性质)。
§7-4 非液体摩擦滑动轴承得设计
一、失效形式
1、磨损
导致轴承配合间隙加大,影响轴得旋转精度,甚至使 轴承不能正常工作。
2、胶合
高速重载且润滑不良时,摩擦加剧,发热多,使轴承上 较软得金属粘焊在轴颈表面而出现胶合。
二、设计准则
B
Fr
1、限制轴承得压强 p :
d
目得 — 防止轴瓦过度磨损。
平均压强: p Fr [ p] MPa dB
(5)、根据调心性能 轴刚性差、轴承座孔同轴度差或多点支承
—— 选调心轴承( “1” 类 或 “2” 类 );
§11-5 滚动轴承得寿命计算
一、滚动轴承得载荷分析
Qi
各滚动体上得受力情况如何？
当轴承仅受到纯轴向力 Fa 作用时:
Fa
载荷由各滚动体平均分担,即:
Qi ＝ Qj
Qj
当轴承仅受到纯径向力 Fr 作用时: 接触点产生弹性变形,内圈下沉δ,
此外还应有足够得强度与抗腐蚀能力、良好得导热性、工艺性与经 济性。
常用轴瓦材料有: 金属材料 —轴承合金(巴氏合金、白合金)就是由锡、铅、锑、铜等组成得合金 —铜合金 分为青铜与黄铜两类。 —铸铁 有普通灰铸铁、球墨铸铁等。
粉末冶金材料 —由铜、铁、石墨等粉末经压制、烧结而成得多孔隙轴瓦材料。
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==。
机械设计基础滚动轴承
较高 低
2’~4’ 不允许
能承受较大旳径向。因 线性接触，内外圈只允 许有小旳相对偏转。除U 构造外，还有内圈无挡 边(NU)、外圈单挡边 (NF)、内圈单挡边(NJ)等 型式
只能承受径向载荷。承 载能力大，径向尺寸特 小。一般无保持架，因 而滚针间有摩擦，极限 转速低。
几点阐明：因为构造不同，各类轴承旳使用性能也不相同，现阐明如下。
设计：潘存云
主要承受径向载荷，
同步也能承受少许
中
轴向载荷。因为外
2˚ ~3˚ 滚道表面是以轴承
中点为中心旳球面，
故能调心。
表16-2 滚动轴承旳主要类型和特征（续）
轴承名称、 类型及代号
构造简图 承载方向 极限转速 允许角偏差
主要特征和应用
调心滚 子轴承 20230C
设计：潘存云
能承受很大旳径向载荷
前置代号
基本代号共5位
（ 成套轴承分 部件代号
0
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代 系列代号 代号
号
后置代号 或加
注：
代表字母；
代表数字
1. 前置代号----成套轴承分部件代号。 是轴承代号旳基础，有三项 2. 基本代号：表达轴承旳基本类型、构造和尺寸。
类型代号 ----左起第一位，为0（双列角接触球轴承） 则省略。
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
滚动轴承解题步骤
• X2=1 Y2=0 • P2= X2FR2+ Y2 FA2= (3F /4)+ 0=0. 75F
• 关于螺栓改错 • 关于紧定螺钉的图 应在其上方被坚固件 上有到底的螺纹
18.4.10分析图示齿轮轴系的误结构。
• • • • • • • • • •
①左端轴承端盖处要有凸台和垫片 ②轴的左端和轴承接触处过长，宜缩进 ③齿轮键槽过长，挡住套筒无法安装 ④齿轮安装处（轮毂）轴段过长，过定位 ⑤右侧轴承端盖（通盖处）要有密封圈 ⑥右侧轴承端盖孔径应减小一点,套筒应当为阶梯 (碟)形。 ⑦带轮处要有轴肩 ⑧带轮处要开通键槽 ⑨右端轴承端盖处要有凸台和垫片 ⑩带轮右端要有压板
• • • • • • • • • •
取矩后 Fr1=1775N, Fr2=2225N Fd1=Fr1/2Y=554.7N Fd2=Fr2/2Y=695.31N, Fd1 + Fa=1554.7N>695.31N FA1= Fd1= 554.7N FA2= Fd2= 1554.7N FA1/ FR1= 0.31<e FA2/ FR2= 0.699>e X1=0.4 Y1=1.6 X2=1 Y2=0 P1=fp( X1 FR1+ Y1 FA1)=2130N P2= 4053N
滚动轴承解题步骤
1求支反力 2合成支反力 3选择轴承 4判断压紧和放松端 窜动趋势 • 紧端派生力为自己派生力之外的全部外力 的和 松端则只有自己的派生力 5求Fa/Fr 与判别系数，比较二者，求XY和P
6求寿命
18.4.1a)为正装。即面对面。 Fd1向右，Fd2向 左。 • Fr1=(a/4a)F= F /4 Fr2=(3a/4a)F=3/4F • Fd1=Fr1/2Y • Fae=0 Fd1 = Fr1/2Y= F /4*2*1.5= F /12 Fd2= Fr2/2Y= 3F /4*2*1.5= F /4 • Fd2大于Fd1 • 故1 紧2松，轴承有向左窜动的趋势。
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。
滚动轴承允许转速及最小载荷计算公式
滚动轴承允许转速及最小载荷计算公式滚动轴承是一种常见的机械元件，广泛应用于各种机械设备中。
在设计和选择滚动轴承时，需要考虑其允许转速和最小载荷。
本文将介绍滚动轴承允许转速和最小载荷的计算公式以及相关的考虑因素。
1.允许转速的计算公式滚动轴承的允许转速是指轴承在运转过程中可以达到的最大转速。
滚动轴承的转速限制主要取决于以下几个因素：-轴承的尺寸和结构：轴承的尺寸和结构特征会影响其能够承受的转速范围。
-轴承材料的选择：轴承材料的性能和耐磨性也会影响其转速限制。
-润滑方式：轴承的润滑方式（如油润滑或脂润滑）也会对转速限制产生影响。
根据ISO281:2024《滚动轴承-动态负载评价》标准，计算滚动轴承允许转速的公式如下：\[n_a=N\cdot（\frac{60}{2π}）\]其中，\(n_a\)为滚动轴承允许转速（rpm），\(N\)为基本额定寿命（小时）。
基本额定寿命（\(N\)）是指在一定负荷和转速条件下，滚动轴承可以工作的寿命。
其计算公式如下：\[N=a_1\cdot a_2\cdot a_3\cdot a_4\cdota_5\cdot(\frac{L_h}{C})^p\]其中，\(a_1\)、\(a_2\)、\(a_3\)、\(a_4\)、\(a_5\)为调整因素，\(L_h\)为滚动轴承在额定负荷下的寿命（小时），\(C\)为基本额定动态负荷（N），\(p\)为负荷指数。
2.最小载荷的计算公式滚动轴承的最小载荷是指轴承在运行中必须承受的最小负荷。
如果负荷过小，滚动轴承可能发生滚道不均匀磨损、鸣响或振动等问题。
因此，在设计和选择滚动轴承时，需要保证轴承运行时负荷不低于最小载荷。
滚动轴承的最小载荷可以通过以下公式进行计算：\[F_a≥Kr\cdot Pr\]其中，\(F_a\)为实际的载荷（N），\(Kr\)为最小载荷系数（一般取值为0.02-0.05），\(Pr\)为基本额定动态负荷（N）。
需要注意的是，在实际工程中，滚动轴承的最小载荷还需要根据具体的工作条件进行调整，例如加大调整系数以提高轴承的可靠性。
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。
滚动轴承径向游隙的选择及计算实例
王 伟 张亚琴 （太原太重煤机重型减速机有限公司，山西 太原 030032）
摘要：轴承游隙的合适与否，对轴承的使用寿命有着重要影响，本文阐述了轴承游隙的概
念，轴承初始游隙、安装游隙、工作游隙的关系，分析了轴承游隙对于轴承振动、 噪声、寿命的影响以及不同工况下轴承游隙的选用原则，并通过实例介绍了轴承工 作游隙的计算方法。
installation clearance and work clearance , analysis the impact of the bearing clearance on bearing
vibration, noise and life expectancy . The selection principle of bearing clearance under different
calculation method
组别的游隙值。每个组别中均有一个基 本组 C0，还有若干较小和较大游隙组。 基本游隙组可满足大多数轴承使用场
将会引起严重后果。轴承的径向游隙对 合，但并非所有情况都适用，尤其是如
轴承的使用寿命有着重要影响，过大或 今机械设备向重载轻量化发展，校核轴
过小都会引发轴承故障。过大的游隙会 承游隙越发重要。
（3） 文中计算公式为简略算法， 能够满足一般设计计算要 求。
参考文献：
［1］NSK 滚动轴承技术手册［K］.日本精工 株式会社，2008. ［2］全国滚动轴承标准化技术委员会.中国 机械工业标准汇编 滚动轴承卷［S］.北京： 中国标准出版社，1998. ［3］FAG 轴承样本［K］.舍弗勒公司，2010.
作者简介：王伟（1985-），男，河北省 沧州市肃宁县人，学士，联系电话： 15034155696，主要研究方向：矿用减 速机设计
滚动轴承工作游隙的计算和选择方法（修改）
滚动轴承工作游隙的计算和选择方法（修改）1． 实际有效过盈量的计算公式△dy ＝32△d-G △d —— 名义过盈量G —— 过盈配合的压平尺寸例如：轴承内径 φ400012.0- 轴φ40013.0002.0++名义过盈量为+25μm经压缩1/3后，实际有效过盈量为+17μm 。
过盈配合的压平尺寸G表面粗糙度0.8时为1μm 。
2.径向游隙减小的估算公式①轴承内圈与钢质实心轴△j=△dy*h d△j ——内圈滚道挡边直径扩张量（μm ）d ——轴承内径公称尺寸（mm ）h ——内圈滚道挡边直径（mm ）②轴承内圈与钢质空心轴△j=△dy*F(d) F(d)= h d *)/()1/()1/(2221h d d d d d -- d1——空心轴内径（mm ）③轴承外圈与钢质实体外壳△A=△Dy*D H△A ——外圈滚道挡边直径扩张量（μm ）△Dy ——外壳孔直径实际有效过盈量（μm ）D ——轴承外径公称尺寸（mm ）H ——外圈滚道挡边直径（mm ）④轴承外圈与钢质薄壁外壳△A=△Dy*F(D) F(D)= D H *)/()/()/(2221D H D F D F --F ——轴承座外壳外径⑤轴承外圈与灰铸铁外壳△A=△Dy[F(D)-0.15]⑥轴承外圈与轻金属外壳△A=△Dy[F(D)-0.25]3. 由于内外套圈的温度差引起的游隙减小量δt = αΔt Do （mm)式中，α—轴承钢的膨胀系数1.12×105-(1/℃)Δt —内外套圈的温度差(℃)，Δt = T内- T外Do —外圈滚道直径（mm）。
4．径向游隙的减小量△j+△A+δt5. 根据径向游隙的减小量在游隙组中选定游隙范围。
例如：轴承型号：22332，内圈受局部重载荷作用，与轴套轴向游动，取g6配合。
外圈受循环载荷作用，与外壳孔紧配，取P6配合。
内圈：φ1600025.0-轴：φ160014 .0039 .0--最大名义过盈量△d =11,G=2.5则实际有效过盈量△dy=4.8 d/h=160/191≈0.838△j=△dy*d/h=4.8*0.838≈4外圈：φ2900035.0-外壳孔：φ290047 .0079 .0--最大名义过盈量△D =79,G=5则实际有效过盈量△Dy=48H/D=258/290≈0.89△A=△Dy*H/D=48*0.89≈43假设没有其他的热传入。
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。
滚动轴承的选择和计算
滚动轴承的选择和计算滚动轴承是一种常见的机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。
在选择和计算滚动轴承时，需要考虑多个因素，包括轴承类型、负荷、转速、寿命等。
本文将从这些方面进行介绍和分析。
一、轴承类型滚动轴承的类型有很多种，包括深沟球轴承、圆锥滚子轴承、调心球轴承、圆柱滚子轴承等。
不同类型的轴承适用于不同的工况和负荷。
例如，深沟球轴承适用于轻负荷和高速运转的场合，而圆柱滚子轴承适用于重负荷和低速运转的场合。
因此，在选择轴承时，需要根据实际工况和负荷情况来确定合适的轴承类型。
二、负荷负荷是影响轴承选择和计算的重要因素之一。
负荷包括径向负荷和轴向负荷。
径向负荷是指垂直于轴线的力，轴向负荷是指沿着轴线方向的力。
在计算轴承负荷时，需要考虑实际工况下的最大负荷和工作周期。
根据负荷大小和方向，可以选择合适的轴承类型和规格。
三、转速转速是指轴承在工作时的转速。
转速越高，轴承的磨损和热量就越大，寿命也会相应缩短。
因此，在选择轴承时，需要根据实际工况和转速要求来确定合适的轴承类型和规格。
同时，还需要考虑轴承的润滑方式和润滑剂的选择，以保证轴承的正常运转和寿命。
四、寿命轴承的寿命是指在一定条件下，轴承能够正常运转的时间。
轴承的寿命与负荷、转速、润滑方式、轴承材料等因素有关。
在选择轴承时，需要根据实际工况和寿命要求来确定合适的轴承类型和规格。
同时，还需要注意轴承的安装和维护，以延长轴承的寿命。
五、计算方法在选择和计算轴承时，可以采用多种方法。
常用的方法包括手算法、计算机辅助设计软件和轴承厂家提供的选型软件。
手算法适用于简单的轴承计算，但对于复杂的工况和轴承类型，计算量较大，容易出错。
计算机辅助设计软件可以快速准确地计算轴承的负荷、寿命等参数，但需要掌握软件的使用方法。
轴承厂家提供的选型软件可以根据实际工况和要求，快速选择合适的轴承类型和规格，但需要注意软件的准确性和可靠性。
选择和计算滚动轴承需要考虑多个因素，包括轴承类型、负荷、转速、寿命等。
滚动轴承设计与计算
三、滚动轴承的当量动载荷P（假想载荷）
1．对只能承受径向载荷R的轴承（N、NA轴承）
P=R
2．对只能承受轴向载荷A的轴承（5和8） P=A
3．同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承 P = x R +y A
x— — 径向载荷系数 y— — 轴向载荷系数
表10.5
四、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷 A的计算 1）派生轴向力 S大小
滚动轴承的静载荷校核
一、滚动轴承的静载荷 当轴承转速很低或作间歇摆动时，轴承的失效
形式为塑性变形 1、基本额定静载荷C0
2、当量静载荷P0: P0 = x0R + y0 A
x0 , y0— 表10.9
二、按静载选择轴承的条件 C0 ≥ S0 P0
S0— 表10.8
滚动轴承设计例题
例１．一水泵选用向心球轴承，已知轴颈ｄ＝３５ｍｍ，转 速ｎ＝２９００ｒ／ｍｉｎ，轴承所承受径向载荷Ｒ＝２３００Ｎ， 轴向载荷Ａ＝５４０Ｎ，要求使用寿命Ｌ ’ｈ＝５０００ｈ， 试选择轴承型号。
— 普通级 可省略
（4）轴承的径向游隙 :共6组
／Ｃ１ ／Ｃ２ ／Ｃ０ ／Ｃ３ ／Ｃ４ ／Ｃ５ ，０组游隙常用，不标出
（5）保持架代号
例：6 3 05 (/P0) ││ │ └ 0级公差(不标) ││ └内径d=25mm │ └直径系列为 3(中),宽度系列为 0(不标) └深沟球轴承
二、滚动轴承的寿命计算公式
载荷与寿命的关系
Pε L = const
ε— — 寿命指数
球轴承：ε=3 滚子轴承：ε= 10/3
代入一组数据求解
P=C L=1（106r）
Pε L = Cε ×1
L = (C)ε P
滚动轴承选用计算中的问题解析
在进行轴承寿命计算时 ，必须把实际载荷转换
为 与 确定 基本 额 定 动 载 荷 条 件 一 致 的 当 量 动 载 荷 。 当量 动 载荷 一般 的计 算公 式 为【 】 Ｐ＝ （Ｆ＋，ｏ 。 Ｘ ｒｌ ） Ｆ ２３ 滚 动 轴承 的寿 命计 算 ．
１２ 类 型的 选择 ．
合理选择轴承类型时 ， 主要考虑的因素如下 ：
圈可分离的轴承 Ｎ类 、 类等。当轴承在长轴上安装 ３ 时， 可选 择 内圈 带锥 孑 的轴 承 。 Ｌ
此外 ， 滚动轴承的选择 ， 还应考虑轴承装置整体设 （） １ 轴承的载荷 。轴承所受载荷的大小 、 方向和 如轴承配置的使用要求， 向游动要求等。 轴 性质 ， 是轴承类型选 择的主要依据 。载荷较小时 ， 可 计 的要求， 优先选择球轴 承 ； 载荷较 大时 ， 优先选用滚子轴 承。 根据载荷的方 向选择时 ， 对于纯轴向载荷 ， 一般选择 ２ 滚 动轴 承尺寸的选 择 推力轴承。对于纯径 向载荷 ， 一般选用 向心轴承 ， 常 用６ 、 类 Ｎ类 、 Ａ类 。对 于在承受径 向载荷 的同时 ， Ｎ
． 的要 求 进行 的。一般 首 先选 择轴 承 尺寸 ， 然后 进行 轴 ３ １ 题 意 分析
承 寿命 的验算 。 ２１ 滚动 轴承 的 寿命 ．
由题 目给出来的条件可知 ， 轴承既受径 向载荷 ， 又受轴 向载荷 ， 在轴的两端反装两个 向心推力轴 承 ，
滚动轴承的寿命 ，指的是一个套圈或滚动体首 是要求在给定工况和预期寿命的限制条件下 ，选 出 次 出现疲劳扩展前 ， 一套 圈相对另一套圈的转数。设 合适 的轴承型号 。
滚动轴承的校核计算及公式
滚动轴承的校核计算及公式1 基本概念1．轴承寿命：轴承中任一元件出现疲劳剥落扩展迹象前运转的总转数或一定转速下的工作小时数。
批量生产的元件，由于材料的不均匀性，导致轴承的寿命有很大的离散性，最长和最短的寿命可达几十倍，必须采用统计的方法进行处理。
2．基本额定寿命：是指90%可靠度、常用材料和加工质量、常规运转条件下的寿命，以符号L10（r）或L10h（h）表示。
3．基本额定动载荷（C）：基本额定寿命为一百万转（106）时轴承所能承受的恒定载荷。
即在基本额定动载荷作用下，轴承可以工作106 转而不发生点蚀失效，其可靠度为90%。
基本额定动载荷大，轴承抗疲劳的承载能力相应较强。
4．基本额定静载荷（径向C0r，轴向C0a）：是指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心处引起以下接触应力时所相当的假象径向载荷或中心轴向静载荷。
在设计中常用到滚动轴承的三个基本参数：满足一定疲劳寿命要求的基本额定动载荷Cr（径向）或Ca（轴向），满足一定静强度要求的基本额定静强度C0r（径向）或C0a（轴向）和控制轴承磨损的极限转速N0。
各种轴承性能指标值C、C0、N0等可查有关手册。
2 寿命校核计算公式图17-6滚动轴承的寿命随载荷的增大而降低，寿命与载荷的关系曲线如图17-6，其曲线方程为PεL10=常数其中 P-当量动载荷，N；L10-基本额定寿命，常以106r为单位（当寿命为一百万转时，L10=1）；ε-寿命指数，球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3。
由手册查得的基本额定动载荷C是以L10=1、可靠度为90%为依据的。
由此可得当轴承的当量动载荷为P时以转速为单位的基本额定寿命L10为Cε×1=Pε×L10L10=(C/P)ε 106r (17.6)若轴承工作转速为n r/min，可求出以小时数为单位的基本额定寿命h （17.7）应取L10≥L h'。
L h '为轴承的预期使用寿命。
通常参照机器大修期限的预期使用寿命。
滚动轴承的校核计算及公式
旋转轴承的安全系数S０可参考表17-10。若轴承转速较低,对运转精度和摩擦力矩要求不高时，允许有较大的接触应力,可取Ｓ0<1。推力调心滚子轴承，不论是否旋转，均应取S0≥4。
表17－9轴承静载荷安全系数S0（静止或摆动) ﻫ
表１7-10旋转轴承的安全系数Ｓ0ﻫ
Cε×1=Pε×L1０
Ｌ１0=(Ｃ／P)ε１06ｒ(1７．6）
若轴承工作转速为nr/mｉn，可求出以小时数为单位的基本额定寿命
ｈ(17.7）
应取L10≥Lｈ'。Lh'为轴承的预期使用寿命。通常参照机器大修期限的预期使用寿命。
ﻫ若已知轴承的当量动载荷P和预期使用寿命Lｈ',则可按下式求得相应的计算额定动载荷Ｃ'，它与所选用轴承型号的C值必须满足下式要求
2.轴承作用力在轴上的作用点ﻫ
轴上支点是在滚动体与滚道接触点法线与轴线交点上，见图１7-８。图中的O,距外端面的距离为a，此值可查手册。ﻫﻫ"７"类轴承O点如图１7－8所示。
图17-8
3.轴向力的计算ﻫﻫ分析角接触轴承所受的轴向载荷要同时考虑由径向力引起的附加轴向力和作用于轴上的其他工作轴向力,根据具体情况由力的平衡关系进行计算。ﻫﻫ图17-9中,FR和FA分别为作用于轴上的径向和轴向载荷,两轴承的径向反力为Fr1及Ｆｒ２,相应产生的附加轴向力则为Fs1和Fs2。作用于轴上的各轴向力如图1７-１０。
滚动轴承的校核计算及公式
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ﻩ
滚动轴承的校核计算及公式
一般转速的滚动轴承计算准则为
一般转速的滚动轴承计算准则为一般转速的滚动轴承计算准则为指在一定转速范围内，对轴承进行选择和计算时应遵循的一些标准和规定。
主要包括以下几个方面：
1. 轴承负荷计算：根据传动功率、转速、传动比等参数，计算轴承的负荷，并选择合适的轴承类型和规格。
2. 轴承寿命计算：根据轴承的工作负荷、转速、温度、润滑情况等因素，通过轴承寿命公式计算轴承的理论寿命，并根据实际使用情况进行修正。
3. 轴承尺寸计算：根据轴承的负荷和寿命计算结果，选择合适的轴承尺寸，包括内径、外径、宽度等参数。
4. 轴承润滑计算：根据轴承的工作条件和使用要求，选择合适的润滑方式和润滑材料，计算轴承的润滑剂用量和更换周期。
5. 轴承安装和维护：根据轴承厂家的安装要求和维护手册，正确安装轴承，并定期进行维护和检修，保证轴承的正常使用。
通过上述计算准则，可以为滚动轴承的选择和使用提供科学的依据，提高轴承的可靠性和使用寿命，减少机械故障和维修成本。
轴承选型计算
第十章滚动轴承一.主要内容滚动轴承是各类机械中普遍使用的重要支撑标准件，并由专业厂大批量生产。
本章是本课程的重点章节之一，由于滚动轴承的类型，尺寸以及精度等级等已有国家标准，因此，在机械设计中需要解决的问题主要有：（1）根据工作条件合理选择滚动轴承的类型；（2）滚动轴承的承载能力计算；（3）滚动轴承部件的组合设计。
1.滚动轴承类型的选择选择滚动轴承的类型时，首先应熟悉轴承的结构，特点，并与十一章滑动轴承的特点比较，借以区别良种轴承的适用场合。
此外，还应熟悉表征滚动轴承工作性能的三要素，即游隙，接触角，偏位角，以及它们的含义和对轴承工作性能的影响。
还应掌握滚动轴承的分类，特点及代号表示法，以及滚动轴承的选择原则。
按轴承内部结构和所承受的载荷方向不同，滚动轴承可分为三大类：（1 ）向心轴承-- 主要承受径向载荷；（2）向心推力轴承——可同时承受较大的径向及轴向载荷；（3）推力轴承——只能承受轴向载荷；推力向心轴承——可在承受轴向载荷的同时，还可承受较小的径向载荷。
国家标准规定我国生产的滚动轴承分为十个标准类型，其中常用的标准类型有：单列向心轴承（0000系列），双列向心球面球轴承（1000系列），单列向心短圆柱滚子轴承（2000系列），单列向心推力球轴承（6000 系列），单列圆锥滚子（7000系列）和单向推力球轴承（8000系列）。
滚动轴承的代号表示法，是为了便于选择和使用而规定的。
学习时特别是上述几种轴承的代号中段从右数四位数字和精度等级的表示方法要熟悉。
应能根据给出的轴承代号，正确判断出轴承的精度等级，类型，直径系列和内径尺寸，并能指出该轴承的结构，特点及应用场合。
通常在机械设计中，滚动轴承类型的选择，要根据轴承所承受的载荷大小，方向，性质，工作转速的高低，轴颈的偏转情况等要求，并结合不同轴承的类型特点进行。
选择轴承时的参考原则见教科书。
2.滚动轴承的计算根据轴承工作条件确定轴承类型后，需要进行轴承的承载能力计算。
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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
7214AC/P4：7─角接触球轴承，2─轻系列，14─内径d=70mm，公差等级为4级， 游隙组为0组，公称接触角α=25°；
30213： 3─圆锥滚子轴承，2─轻系列，13─内径d=65mm，0─正常宽度(0不可 省略)，公差等级为0级，游隙组为0组；
6103： 6─深沟球轴承，1─特轻系列，03─内径d=17mm，公差等级为0级， 游隙组为0组；
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
◆ 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：
P/kN
L10
(C ) P
106 r
C P1
或 Lh
106
60n
ftC P
(h)
P2
其中： （3 球轴承）； 10（滚子轴承）；
3 P－轴承所承受的当量动 载荷；
n－轴承的工作转速 (r / min)。
1 L1
L2 L10/(106r)
当 t>100℃ 时， → C ↓ 引进温度系数 ft 进行修正。
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。
§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）。
套圈和滚动体表面的疲劳点蚀是滚动轴承最基本和常见的失效形式，
是作为滚动轴承寿命计算的依据－－滚动轴承寿命计算。 除了点蚀以外，轴承还可能发生其它多种的失效形式。例如： 转速较高而润滑油不足时引起轴承烧伤； 润滑油不清洁而使滚动体和滚道过度磨损； 装配不当而使轴承卡死、胀破内圈、挤碎内外圈和保持架等。
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 ft
60nLh 106
－设计公式
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
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
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、密封等。
第十三章 滚动轴承
P fP ( XFr YFa )
载荷性质 无冲击或轻微冲击
中等冲击或中等惯性力
强大冲击
载荷系数 f p 1.0～1.2
1.2～1.8
1.8～3.0
举
例
电机、汽轮机、通风机、水泵等
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
碎石机、轧钢机、钻探机、振动筛等
§13-4 滚动轴承的工作情况
§13-2 滚动轴承的主要类型和代号
◆ 按可承受的外载荷分类：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承；
座圈
轴圈
Fr
Fa
Frβ Fa
N
Nα
夹角α：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 间的夹角叫作轴承的接触角； 夹角β：即载荷角。
接触角α↑ → 轴向承载能力 ↑
§13-2 滚动轴承的主要类型和代号
下半圈滚动体受力大小方向各不相同。
Fmax
§13-4 滚动轴承的工作情况
滚动体、运转的外圈或内圈上的某一点应力变化情况。
FNi σH
O
t
通过承载区的时间 通过非承载区的时间
固定的外圈或内圈上在承载区内某一点应力变化情况。
FNi σH
O
t
§13-4 滚动轴承的工作情况
二、向心推力轴承 轴向载荷对载荷分布的影响
§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。
§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
Fre
Fre
1
2
O1
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
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
目多，精度有差异
15
轴承的寿命/（106r）
基本额定寿命：具有90％可靠
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。