第11章滚动轴承习题解答(修改).doc

思考题及练习题12-1说明下列型号轴承的类型、尺寸系列、结构特点、公差等级及其适用场合。

62203, 6406/P2,N209/P4, 7312AC/P6, 33221B/P5。

12-2滚动轴承的寿命和基本额定寿命是什么含义？何谓基本额定动载荷？何谓当量动载荷？12-3 —深沟球轴承6304承受的径向力F r =4 kN,载荷平稳，转速n =960 r/min,室温下工作，试求该轴承的基本额定寿命，并说明达到此寿命的概率。

若载荷改为乙=2 kN,轴承的基本额定寿命是多少？12-4试求N207圆柱滚子轴承允许的最大径向载荷。

已知工作转速〃=200r/min、预期使用寿命〃=10 000h、工作温度t<100°C,载荷平稳。

12-5 一水泵轴选用深沟球轴承支承。

已知轴颈d=35 mm,转速n=2 900 r/min,轴承所受径向载荷F. =2 300 N,轴向载荷玲=540 N,工作温度t<100°C,载荷平稳，要求使用寿命& =5 000 h。

试选择轴承型号。

12-6设根据工作条件决定在轴的两端反装两个角接触球轴承，如图12-9a）所示。

轴承常温下运转，所受载荷平稳。

已知两个轴承的载荷分别为月4=2 060, F r2=l 000,外加轴向力F A =880N,轴的转速n=3 000 r/min,轴颈d=35 mm,要求轴承预期使用寿命〃=3 000 h,试选用70000AC型轴承。

12-7根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触球轴承，如图所示。

已知两个轴承的载荷分别为入1=1 470 N, F r2 =2 650 N,外加轴向力R=1 000 N,轴颈d=50 mm,转速n=5 000 r/min,常温下运转，有中等冲击，预期寿命以=2 000 h,试选择轴承型号。

12-8 一轴由一对30206轴承支承（见图12-16a）,已知左、右两个轴承的载荷分别为尸皿=1600 N, 耳2=1530 N,锥齿轮所受的轴向力F A =865N,轴的转速n=384 r/min,轴承常温下运转，所受载荷平稳。

试求轴承的基本额定寿命。

（参见［3］中题16—6图）题12—7图思考题及练习题的暨12-1说明下列型号轴承的类型、尺寸系列、结构特点、公差等级及其适用场合。

62203, 6406/P2, N209/P4, 7312AC/P6, 33221B/P5。

解： 6 2 2 03I ---------轴承内径d=17mm------------- 直径系歹q代号，2系歹q---------------- 宽度系歹q代号，2系歹UI --------------------深沟球轴承B6 （0） 4 06_/P2公差等级2级轴承内径d=6X5=30mm直径系列代号，4系列宽度系列代号，0（正常）系列，代号为零，不标出深沟球轴承公差等级4级轴承内径d=9 X 5=45mm直径系列代号，2系列宽度系列代号，0（正常）系列，代号为零，不标出圆柱滚子轴7 （0） 3 12 AC/P6-------- 公差等级6级------------ 公称接触角a =25 °---------------- 轴承内径d=UX5=60mmI ------------------- 直径系列代号，3 （中）系列---------------------- 宽度系列代号，0（窄）系列，代号为零，不标出--------------------------- 角接触球轴承3 3 2 21 B /P5B公差等级5级内部结构代号，加强型轴承内径d=21 X 5=105mm直径系列代号，2系列宽度系列代号，3系列圆锥滚子轴承(h)(/!= 1070 x8 =856012-2滚动轴承的寿命和基本额定寿命是什么含义？何谓基本额定动载荷？何谓当量动载荷？解：所谓轴承的寿命，对于单个轴承来说，是指轴承的一个套圈（或垫圈）或滚动体材料上出现第一 个疲劳扩展迹象之前，轴承的一个套圈（或垫圈）相对另一个套圈（或垫圈）旋转的转数。

对于单个滚动轴承或一组在相同条件下运转的近于相同的轴承，其可靠度为90%时的寿命称为基本额 定寿命，以Eg 表示（单位为百万转，即对单个轴承来讲，它能顺利地在基本额定寿命期内正常 工作的概率为90%,而在基本额定寿命期未达到之前即发生点蚀破坏的概率仅为10%。

对一组轴承来讲， 在实际上按基本额定寿命计算而选择出的轴承中，可能有10%的轴承发生提前破坏；同时，也可能有90% 的轴承超过基本额定寿命后还能继续工作。

滚动轴承的基本额定动载荷，就是使轴承的基本额定寿命为一百万转时，轴承所能承受的载荷值，用 C 表示。

对于向心轴承，由于它是在纯径向载荷下进行寿命试验的，所以其基本额定动载荷通常称为径向 基本额定动载荷，记作G ；对于推力轴承，它是在纯轴向载荷下进行试验的，故称之为轴向基本额定动载 荷，记作G ；对于角接触球轴承或圆锥滚子轴承，指的是使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量。

如果作用在轴上的实际载荷是既有径向载荷又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与试验条件相同 的载荷后，才能和基本额定动载荷进行比较。

换算后的载荷是一种假定的载荷，故称为当量动载荷。

在当 量动载荷作用下，滚动轴承的寿命与实际载荷下的寿命相同。

12-3 一深沟球轴承6304承受的径向力F r =4 kN,载荷平稳，转速n =960 r/min,室温下工作，试求 该轴承的基本额定寿命，并说明达到此寿命的概率。

若载荷改为F,=2kN,轴承的基本额定寿命是多少？解 对向心轴承，由式（12 -3）知轴承的基本额定寿命为查滚动轴承样本或机械设计手册，得深沟球轴承6304的径向基本额定动载荷C r =15 800N,由表12-7 查得f,=l,由表12-8查得f p =l,对球轴承取e = 3。

（1）当F,=4 kN,将以上有关数据代入上式，得轴承寿命为 在上述条件下该批轴承的寿命为1070ho 或者说轴承寿命为1070h,能达到或超过此寿命的概率为90%o（2）当kN,将以上有关数据代入上式，得轴承寿命为106 <1x15800?60x960 V 1x2000J 12-4试求N207E 圆柱滚子轴承允许的最大径向载荷。

已知工作转速«=200r/min.预期使用寿命4=io oooh 、工作温度tvioo°c,载荷平稳。

解 对向心轴承，由式（12 -4）知轴承应具有的基本额定动载荷值为查滚动轴承样本或机械设计手册得,N207E 圆柱滚子轴承的径向基本额定动载荷C r =46 500N,由表12-7 查得f t =l,由表12-8查得心=1,对滚子轴承取E=y »将以上有关数据代入上式，得46 500 =蛙＞＜［些皿xlO 』"1 I 106J由式（12-6）可得P =F r = 11 060 N故在本题规定的条件下，N207轴承可承受的最大径向载荷为11 060 No12-5 一水泵轴选用深沟球轴承支承。

已知轴颈d=35 mm,转速n=2 900 r/min,轴承所受径向载荷F, =2 300 N,轴向载荷心=540 N,工作温度t<100°C、载荷平稳，要求使用寿命以=5 000 h。

试选择轴承型号。

解（1）先求出当量动载荷P因该向心轴承同时受F,和4的作用，必须求出当量动载荷P。

根据式（12-5）P = XF,. + YF a按照表12-10, X=0.56,轴向动载荷系数丫要根据乙/C。

,值查取，而C。

,是轴承的径向额定静载荷, 在轴承型号未选出前暂不知道，故用试算法。

据表12-10,暂取F a/C0r=0. 0235,则e=0. 22.因互=把-=0.235 >。

，由表12-11 查得X =0. 56, 丫=1.99。

贝UF,.2300P= 0.56 X 2 300 + 1. 99 X 540^=2 360 N即轴承在F, =2 300 N和兀=540 N作用下的使用寿命，相当于在纯径向载荷为2 360 N作用下的使用寿命。

（2）求轴承应有的径向基本额定动载荷值，根据式（12-4）由式（12-3）。

'=学］罕勺N上式中/,=1 （查表12-7）；f P =1. 1 （查表12-8）。

所以c； = Llx2360j60x2900x5000f\24800N1 I"〉J（3）选择轴承型号查滚动轴承样本或机械设计手册，选6307轴承，其C r =33 200 N>24 800 N； C0r=19 200 N,故6307F 540轴承的、=—* = 0.0281,与原估计接近，适用。

C Or 1920012-6设根据工作条件决定在轴的两端反装两个角接触球轴承，如图12-9b）所示。

轴承常温下运转，所受载荷平稳。

已知两个轴承的载荷分别为F,i=2 060, F r2=l 000,外加轴向力F A=880N,轴的转速n=3 000 r/min,轴颈d=35 nun,要求轴承预期使用寿命政=3 000 h,试选用70000AC型轴承。

解（1）根据工况，初选7207AC。

查滚动轴承样本或机械设计手册，得C,. =27 000NCo, =18 800N（2）计算轴承1、2的轴向力F”、F a2因为 所以轴承1为压紧端 而轴承2为放松（3）计算轴承1、由表12-10查得, 106Lfj = - 60x3 000 1.1x2 828 1x27 000 由表12-11查得70000AC 型轴承的内部轴向力为：F' = 0.6SF r^' = 0.68^! =0.68x2060-1400 N （方向见图示）= 0.68F r2 - 0.68x 1000 = 680N （方向见图示）F{ + F A =1400 + 880 = 2280 N > F ；扃=列 + %=2280 N 心2= F* 1400 N2的当量动载荷 宣=空=1.11>0.68F ri 2060F a2 1400 — ~^~== 1.4>eF r2 1000 由表 12-10 可得 Xi=0.41、Y x =0. 87； X 2=0.41. Y 2=0. 87o 故当量动载荷为: 与=XiEi+K.i =0.41X2060+0. 87X2 280^2 828 N P 2=X 2F r2+Y 2F a2 =0.41X1 000+0. 87X1 400=1 628 N（4）轴承寿命计算因轴的结构要求两端选择同样尺寸的轴承，今P X >P 2,故应以轴承1的径向当量动载荷Fi 为计算依 据。

因常温下运转，查表12-7得/,=1；载荷平稳，查表12-8得^=1.1.,由公式（12-3）得I a 3 632h> L 1,, （3 000 h ） 所选轴承7207AC 合格。