机械设计 第13章滚动轴承
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：1 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，宜选用类型代号为的轴承。
A. 1或2B. 3或7C. N或NUD. 6或NA2 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。
A. 深沟球轴承B. 调心球轴承C. 圆柱滚子轴承D. 调心滚子轴承3 滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合。
A. 均为基轴制B. 前者基轴制，后者基孔制C. 均为基孔制D. 前者基孔制，后者基轴制4 为保证轴承内圈与轴肩端面接触良好，轴承的圆角半径r与轴肩处圆角半径r1应满足的关系。
A. r=r1B. r＞r lC. r＜r1D. r≤r l5 不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷。
A. 圆锥滚子轴承B. 角接触球轴承C. 深沟球轴承D. 圆柱滚子轴承6 只能承受轴向载荷。
A. 圆锥滚子轴承B. 推力球轴承C. 滚针轴承D. 调心球轴承7 通常应成对使用。
A. 深沟球轴承B. 圆锥滚子轴承C. 推力球轴承D. 圆柱滚子轴承8 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。
A. 深沟球轴承B. 圆锥滚子轴承C. 调心滚子轴承D. 圆柱滚子轴承9 不是滚动轴承预紧的目的。
A. 增大支承刚度B. 提高旋转精度C. 减小振动噪声D. 降低摩擦阻力10 滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中的轴承能达到的寿命。
A. 99％B. 90％C. 95％D. 50％11 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12 角接触轴承承受轴向载荷的能力，随接触角 的增大而。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 不定13 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14 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。
机械原理及设计思考题练习题(23)
第十三章滚动轴承1. 滚动轴承的类型选择时，要考虑哪些因素?2. 试画出调心球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承和推力球轴承的结构示意图。
它们承受径向载荷和轴向载荷的能力各如何?3. 说明下列滚动轴承代号的含义。
即指出它们的类型、内径尺寸、尺寸系列、公差等级、游隙组别和结构特点等：6212，N2212，7012AC ，32312／P5。
4.为什么角接触球轴承和圆锥滚子轴承必须成对使用?5. 什么是滚动轴承的基本额定寿命?在基本额定寿命内，一个轴承是否会发生失效?为什么？6. 什么是滚动轴承的基本额定动载荷? 什么是滚动轴承的当量动载荷? 滚动轴承的寿命为什么要按当量动载荷来计算?7.校核6306轴承的承载能力。
其工作条件如下：径向载荷F r =2600N ，有中等冲击，内圈转动，转速n ＝2000r ／min ，工作温度在100°Ｃ以下，要求寿命L h >10000h 。
8. 一农用水泵，决定选用深沟球轴承，轴颈直径d=35 mm ，转速n=2 900 r ／min ，已知径向载荷F r =1 810N ，轴向载荷F a =740N ，预期计算寿命L h ′=6 000h ，试选择轴承的型号。
9. 某轴上正安装一对单列角接触轴承，已知两轴承的径向载荷分别为F r1=1580 N ，F r2=1980 N ，外加轴向力F a =880N ，轴径d=40 mm ，转速n=2900 r ／min ，有轻微冲击，常温下工作，要求轴承使用寿命L h =5000h ，用脂润滑，试选择轴承的型号。
10.如题10图.所示，某轴两端安装一对7307AC 轴承 ,轴承承受的径向力F r1= 3390N ，F r2 = 1040N ，轴上外加轴向力F ae = 870N ，工作平稳，轴的转速为n=1800r/min,。
（1）求出轴承所受的轴向载荷F a1和F a2；(要求在图上标出轴承的派生轴向力F d1和F d2的方向)（2）求两轴承的当量动载荷P 1和P 2；（3）说明哪一个轴承可能先坏题10图.11.某减速器高速轴用两个圆锥滚子轴承支承，见题11图.两轴承宽度的中点与齿宽中点的距离分别为L 和1.5L 。
第十三章 滚动轴承
′
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
机械设计习题集与作业题CH11_12_13
第十三章滚动轴承13-1（1）N316/P6 51316（2）51316 N316/P6（3）6306/P5 51316（4）6306/P5（5）3030613-2 （1）13-9 答：一个30000或70000型轴承只能承受单向轴向力，所以该类型轴承只能成对使用。
正装指轴承的外圈窄边相对，轴承的支撑反力作用点的跨距较小，派生轴向力相对；反装指轴承的外圈宽边相对，轴承支撑反力作用点的跨距较大，派生轴向力相背。
面对面安装即正装，背对背即反装。
13-13 答：常见的失效形式为点蚀、磨损、胶合、断裂等，寿命公式是针对点蚀失效形式建立起来的，L是基本额定动载荷为C的轴承所受当量动载荷为P时的寿命。
作业题13-1答：N307/P4、6207、30207的内径为35mm，51301的内径为12mm。
N307/P4公差等级最高，6207允许的极限转速最高，N307/P4承受径向能力最强，51301不能承受径向载荷。
13-6解：圆锥滚子轴承反装，查手册知30207的基本额定动载荷为54200N ，e=0.37，Y=1.6。
（1）两轴承的径向载荷Fr1和Fr2Fr1=875.65N ，Fr2=1512.62N（2）两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2N 2746.1265.8752r1d1=⨯==Y F F N 4736.1262.15122r2d2=⨯==Y F F 因为N F F F 274N 873004473=+d1ae d2=>=+所以1被压紧，2被放松。
73N 8=+ae d2a1F F F = ，N 473d2a2==F F（3）两轴承的当量动载荷因为e F F >==165.875873r1a1 ，e F F <==32.062.1512473r2a2所以X1=0.4，Y1=1.6； X2=1，Y2=0即有N2621)8736.165.8754.0(5.1)(a11r11p 1=⨯+⨯⨯=+=F Y F X f P N 226962.151215.1)(a22r22p 2=⨯⨯=+=F Y F X f P（4）验算轴承的寿命因为P1>P2,所以按轴承1的受力大小验算h h P C n L 150********)262154200(5206010)(60103/10616h >=⨯⨯==ε 故所选轴承满足寿命要求。
机械设计基础-13.6滚动轴承的组合设计
第六节滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计的内容包括：轴承的定位和紧固、轴承的配置设计、轴承位置的调节、轴承的润滑与密封、轴承的配合以及轴承的装拆等问题。
（一）支承部分的刚性和同心度：若座体刚度低，则滚动体受力增大，因此，应适当增加壁厚、采用加强筋，并使轴承座孔同心，减小轴的偏转。
（二）轴承的配置（轴系固定）：支承部件的主要功能是对轴系回转零件起支承作用，并承受径向和轴向作用力，保证轴系部件在工作中能正常地传递轴向力以防止轴系发生轴向窜动而改变工作位置。
为满足功能要求，必须对滚动轴承支承部件进行轴向固定。
固定的目的：当轴受到外载荷作用时，使轴有正确的位置、防止轴的轴向窜动以及轴受热膨胀后将轴承卡死。
固定方法：两端固定、一端固定一端游动、两端游动。
1、双支点单向固定（两端固定）：两个轴承各限制一个不同方向的轴的轴向移动（只固定内、外圈相对的一个侧面）。
适用于较短的轴系（跨距≤400）温升不高的场合。
为了补偿轴的受热膨胀，装配时应留有一定的轴向间隙。
(a) (b)图所示为两端固定方法，每个支点的外侧各有一个顶住轴承外圈的轴承盖，它通过螺钉与机座联接，每个轴承盖限制轴系一个方向的轴向位移，合起来就限制了轴的双向位移。
轴向力FA的力流路线是通过轴肩、内圈、外圈及轴承盖来实现的。
图(a)为采用深沟轴承的结构，只能承受少量的轴向力；图(b)为采用角接触轴承的结构，可承受较大轴向力。
这种支承形式属功能集中型，每个轴承均承受径向力、轴向力的复合作用，简化了支承结构。
轴系部件工作时，由于功率损失会使温度升高，轴受热后伸长，从而影响轴承的正常工作。
因此支承部件结构设计时必须考虑热膨胀问题。
a、预留轴向间隙对于上图所示的两端固定结构型式，其缺陷是显而易见的。
由于两支点均被轴承盖固定，当轴受热伸长时，势必会使轴承受到附加载荷作用，影响轴承的使用寿命。
因此，两端固定型式仅适合于工作温升不高且轴较短的场合(跨距L400mm)，还应在轴承外圈与轴承盖之间留出轴向间隙C，以补偿轴的受热伸长。
第13、15章作业解答[1]
![第13、15章作业解答[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/fb608f2f2f60ddccda38a03b.png)
三、分析与思考题
13—26 滚动轴承共分几大类型？写出它们的类型代号及名称，并说明各类轴承受何种载荷（径向 或轴向） 。 答： 13—27 为什么 30000 型和 70000 型轴承常成对使用？成对使用时， 什么叫正装及反装？什么叫 “面 对面”及“背靠背”安装？试比较正装及反装的特点。 答：30000 型和 70000 型轴承只能承受单方向的轴向力，成对安装时才能承受双向轴向力。同时 这两类轴承的公称接触角 α 大于零，承受径向载荷时会产生内部轴向力，为避免轴在内部轴向力 作用下产生轴向移动，30000 型和 70000 型轴承通常应成对使用。 正装和反装是对轴的两个支承而言，两个支承上的轴承外套圈薄边相对（大口径）安装叫正装， 外套圈厚边相对（小口径）安装叫反装。 “面对面”和“背靠背”安装是对轴的一个支承而言，一 个支承上的两个轴承大口径相对为“面对面” 班 级 成 绩 安装，小口径相对为“背靠背”安装。 正装：轴热伸长可能会使轴承卡死； 姓 名 任课教师 反装：轴热伸长会使受载滚动体个数减少。
学
号
ห้องสมุดไป่ตู้
批改日期
-1-
机械设计作业集解答 13—15 各类滚动轴承的润滑方式，通常可根据轴承的 D A 转速 B 当量动载荷 P C 轴径圆周速度 来选择。 D 内经与转速的乘积
二、填空题
13—16 说明下列型号滚动轴承的类型、内径、公差等级、直径系列和结构特点：6306、51316、 N316/P6、30306、6306/P5、30206,并指出其中具有下列特征的轴承： （1）径向承载能力最高和最低的轴承分别是 N316/P6 和 51316 ； （2）轴向承载能力最高和最低的轴承分别是 51316 和 N316/P6 ； （3）极限转速最高和最低的轴承分别是 6306/P5 和 51316 ； （4）公差等级最高的轴承是 6306/P5 ； （5）能承受轴向径向联合载荷的轴承是 30306 。 13—17 深沟球轴承和角接触球轴承在结构上的区别是深沟球轴承的外圈边沿两端厚度一样， 公称 接触角为 0；而角接触球轴承外圈边沿两端有厚薄之分，公称接触角不为 0 ， 在承受载荷上的区别是深沟球轴承可以承受不大的双向轴向力，而角接触球轴承只可承受单向轴 向力 。 13—18 对于回转的滚动轴承， 一般常发生疲劳点蚀破坏， 故轴承的尺寸主要按疲劳寿命计算确定。 13—19 对于不转、转速极低或摆动的滚动轴承，常发生塑性变形破坏，故轴承的尺寸主要按 静强度 计算确定。 13—20 滚动轴承工作时，滚动体和转动套圈的表面接触应力特性为 规律性非稳定的脉动循环 ； 而固定套圈接触点的接触应力特性为 稳定的脉动循环 。 13—22 滚动轴承轴系支点轴向固定常用的三种结构形式是 双支点各单向固定（两端固定） 、 一支点双向固定，另一端支点游动（一端固定、一端游动） 、 两端游动支承（两端游动） 。 13—23 滚动轴承预紧的目的是 提高轴承的旋转精度、支承刚度、减小机器工作时轴的振动 ， 所谓预紧，就是指 在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的游隙。 13—24 滚动轴承的内径和外径的公差带均为精度不同数值较小的负偏差， 而且统一采用上偏差为 0 ，下偏差为 负值 的分布。 13—25 滚动轴承的密封的目的是为了防止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑油流 失 ，滚动轴承常用的三种密封方法为 接触式密封（中低速） 、非接触式密封（高速） 、 混合式密 封（密封效果较好） 。
机械设计期末知识点总结
第一章绪论1.通用零件、专用零件有哪些？P4通用零件：传动零件——带、链、齿轮、蜗轮蜗杆等；连接零件——平键、花键、销、螺母、螺栓、螺钉等；轴系零件——滚动轴承、联轴器、离合器等。
专用零件：汽轮机的叶片、内燃机的活塞、纺织机械中的纺锭、织梭等。
第二章机械设计总论1.机器的组成。
P5机器的组成：原动机部分、传动机部分、执行部分、测控系统、辅助系统。
2.机械零件的主要失效形式有哪些？P13①整体断裂；②过大的残余变形；③零件的表面破坏；④破坏正常工作条件引起的失效。
3.机械零件的设计准则有哪些？P16①强度准则；②刚度准则；③寿命准则；④振动稳定性准则；⑤可靠性准则。
第三章机械零件的强度1.交变应力参数有哪些？应力比r的定义是什么？r = -1、r =0、r=1分别叫什么？P27最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm=σmax+σmin2、应力幅度σa=σmax−σmin2、应力比（循环特性系数）r=σminσmax。
最小应力与最大应力之比称为应力比（循环特性系数）。
r = -1：对称循环应力、r =0：脉动循环应力、r =1：静应力。
第五章螺纹连接和螺旋传动1.连接螺纹有哪些？各有哪些特点？P71①普通螺纹。
牙型为等边三角形，牙型角α=60°，内、外螺纹旋合后留有径向间隙。
同一公称直径螺纹按螺距大小可分为粗牙螺纹和细牙螺纹。
②55°非密封管螺纹。
牙型为等腰三角形，牙型角α=55°。
管螺纹为英制细牙螺纹。
可在密封面间添加密封物来保证密封性。
③55°密封管螺纹。
牙型为等腰三角形，牙型角α=55°。
螺纹旋合后，利用本身的变形就可以保证连接的紧密型。
④米制锥螺纹。
牙型角α=60°，螺纹牙顶为平顶。
2.传动螺纹有哪些？各有哪些特点？P72①矩形螺纹。
牙型为正方形，牙型角α=0°。
传动效率比其他螺纹高。
②梯形螺纹。
牙型为等腰梯形，牙型角α=30°。
机械设计各章选择题及答案
第二章机械设计总论一．选择题2-1 机械设计课程研究的内容只限于____3___。
(1) 专用零件的部件(2) 在高速，高压，环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件(3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件(4) 标准化的零件和部件2-2 下列8 种机械零件：涡轮的叶片，飞机的螺旋桨，往复式内燃机的曲轴，拖拉机发动机的气门弹簧，起重机的起重吊钩，火车车轮，自行车的链条，纺织机的纱锭。
其中有__4___是专用零件。
(1) 3 种(2) 4 种(3) 5 种(4) 6 种2-3 变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意__2___来描述。
(1) 一个(2) 两个(3) 三个(4) 四个2-4 零件的工作安全系数为__2__。
(1) 零件的极限应力比许用应力(2) 零件的极限应力比零件的工作应力(3) 零件的工作应力比许用应力(4) 零件的工作应力比零件的极限应力2-5 在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的_2___。
(1) 屈服点(2) 疲劳极限(3) 强度极限(4) 弹性极限第三章机械零件的强度一．选择题3-1 零件的截面形状一定，如绝对尺寸(横截面尺寸)增大，疲劳强度将随之_3____。
(1) 增高(2) 不变(3) 降低3-2 零件的形状，尺寸，结构相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度___1___。
(1) 较高(2) 较低(3) 相同3-3 零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度__1_____。
(1) 增高(2) 降低(3) 不变(4) 增高或降低视处理方法而定第四章摩擦，磨损及润滑概述一．选择题4-1 现在把研究有关摩擦，磨损与润滑的科学与技术统称为__4_____。
(1) 摩擦理论(2) 磨损理论(3) 润滑理论(4) 摩擦学4-2 两相对滑动的接触表面，依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为__4_____。
机械设计第9版课后习题标准答案(习题整理完整版)
第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-ζ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N ζζN M P a 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N ζζN M P a 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N ζζN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s ζ，MPa 1701=-ζ，2.0=ζΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012ζζζΦζ-=- ζΦζζ+=∴-121M P a33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-ζΦζζ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=αζ，查附图3-1得78.0≈ζq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=ζζζq查附图3-2，得75.0=ζε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=ζβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q ζζζζββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =ζ，应力幅MPa 20a =ζ，试分别按①C r =②C ζ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
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。
《机械设计》第九版 公式大全
第五章螺纹连接和螺旋传动受拉螺栓连接1、受轴向力FΣ每个螺栓所受轴向工作载荷：zFF/∑=z：螺栓数目；F：每个螺栓所受工作载荷2、受横向力FΣ每个螺栓预紧力：fizFKF s∑>f：接合面摩擦系数；i：接合面对数；sK：防滑系数；z：螺栓数目3、受旋转力矩T每个螺栓所受预紧力：∑=≥niisrfTKF10sK：防滑系数；f：摩擦系数；4、受翻转力矩M螺栓受最大工作载荷：≥zMLF maxmax5、受横向力FΣ每个螺栓所受工作剪力：F==ii1螺栓连接强度计算松螺栓连接：]σπσ≤=421d只受预紧力的紧螺栓连接：[]σπσ≤=43.121dF受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接：受轴向静载荷：[]σπσ≤=43.1212dF受轴向动载荷：[]pmbba dFCCCσπσ≤∙+=212受剪力的铰制孔用螺栓连接剪力：螺栓的剪切强度条件：[]σπτ≤=4/2dF螺栓与孔壁挤压强度：[]pp LdFσσ≤=min螺纹连接的许用应力许用拉应力：[]S Sσσ=许用切应力：[]τστSS=许用挤压应力： 钢：[]PS P S σσ=铸铁：[]PB P S σσ=S σ：螺纹连接件的屈服极限；B σ：螺纹连接件的强度极限；p S S S ⋅⋅τ：安全系数第六章 键、花键、无键连接和销连接普通平键强度条件：[]p p kldT σσ≤⨯=3102 导向平键连接和滑键连接的强度条件：p kldT p ≤⨯=3102T ：传递的转矩，N.mkl ：键的工作长度，d ：轴的直径，mmMPa静连接强度条件：[]p mp zhld T σϕσ≤⨯=3102动连接强度条件：[]p zhld T p m≤⨯=ϕ3102ϕ：载荷分配不均系数，与齿数多少有关，一般取8.0~7.0=ϕ，齿数多时取偏小值z ：花键齿数l ：齿的工作长度，mm h ：齿侧面工作高度，C dD h 22--=，C 倒角尺寸m d ：花键的平均直径，矩形花键2dD d m +=，渐开线花键1d d m =，1d 为分度圆直径，mm[]pσ：花键许用挤压应力，MPa[]p ：花键许用压力，MPa第八章 带传动1、带传动受力分析的基本公式2001F F F F -=-201eF F F +=1F ：紧边接力，N ； N ； e F ：有效拉力，N ； αf eec F ：临界摩擦力，N ； αf F ：临界有效拉力，N ； f ：摩擦系数，N ； α：带在轮上的包角，rad 3、带的应力分析 紧边拉应力：A F 11=σ 松边拉应力：AF 22=σ 离心拉应力：Aqv A F e c 2==σ带绕过带轮产生的弯曲应力：db d hE=σA ：带的横剖面面积，mm 2； q ：带的单位长度质量，kg/m ；v ：带速，m/s ； E ：带的弹性模量，N/mm2； h ：带的厚度，mm ； d d ：带轮基准直径，mm带的最大应力发生在紧边绕入小带轮之处：b c σσσσ++=1max第十章 齿轮传动直齿轮 圆周力：1112d T F t = αcos 1t n F =向力：βtan t a F F = 法向力直齿轮齿根弯曲疲劳强度校核公式：[]F Sa Fa t F F bmY Y Y F K σσε≥=1设计计算公式[]32112F SaFa d F Y Y z Y T K m σφε∙≥ Fa Y ：齿形系数；Sa Y 应力校正系数； F K 弯曲疲劳强度计算载荷系数，βF Fa v A F K K K K K =εY 弯曲疲劳计算的重合度系数直齿圆柱齿轮齿面疲劳接触强度计算[]H Z H d H H T Z Z uu d T K σφσε≤±∙=12311 设计计算公式321112⎪⎪⎭⎫⎝⎛∙±∙≥HE H d H Z Z Z u u T K d σφε斜齿轮齿根弯曲疲劳强度校核公式[]F n d Sa Fa F F Z m Y Y Y Y T K σφβσβε≤=21321cos 2设计计算公式[]32121cos 2F SaFa d F n Y Y z Y T K m σφββ⋅≥锥齿轮轮齿受力分析 圆周力112m t d T F =径向力211cos tan a t r F F F ==δα 轴向力211cos tan r t a F F F ==δα 法向载荷αcos tn F F =齿根弯曲疲劳强度校核计算公式()[]F R R SaFa F F u zm Y Y T K σφφσ≤+-=15.01221321设计计算公式()[]32212115.01F SaFa R R F Y Y u zT K m σφφ∙+-≥齿面接触疲劳强度校核计算公式()[]H R R H EH H ud T K Z Z σφφσ≤-=31215.014 设计计算公式[]()321215.014u T K Z Z d RR H HEH φφσ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥ 第十一章 蜗杆传动 蜗杆圆周力11212d T F F a t ==]H K ：载荷系数，v A K K K K β=，A K 使用系数，βK 齿向载荷分布系数，v K 动载系数[]H H σσ/：分别为蜗轮齿面的接触应力和许用接触应力，MPa蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核公式[]F Fa F Y Y md d KT σσβ≤=221253.1 设计公式[]βσY Y z KT d m Fa F 221253.1≥F σ：蜗轮齿根弯曲应力，MPa2Fa Y ：蜗轮齿形系数[]F σ：蜗轮的许用弯曲应力，MPa第十二章滑动轴承一、不完全液体润滑径向滑动轴承计算在设计时，通常已知轴承所受的径向载荷F<N>，轴颈转速n<r/min>，轴颈直径d<mm>，进行以下验算： 1、验算轴承平均压力p<MPa>MPa pv 许用值MPa.m/s[]v ：许用滑动速度，m/s二、不完全液体润滑止推滑动轴承的计算在设计止推轴承时，通常已知轴承所受轴向载荷Fa ，轴颈转速n ，轴颈直径2d 和轴承孔直径1d 以及轴环数目z ，处于混合润滑状态下的止推轴承需校核p 和pv 。
第13章 滑动轴承
机械设计 Machine design
滑动轴承概述
三、滑动轴承的特点 滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在以下场合，则主要 使用滑动轴承：
１．工作转速很高，如汽轮发电机。
２．要求对轴的支承位臵特别精确，如精密磨床。 ３．承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。
４．特重型的载荷，如水轮发电机。
强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如黄铜，灰铸铁。
按材料 分 类
轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。
铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。 只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。
按加工 分 类
机械设计 Machine design
滑动轴承的轴瓦结构
单材料、整体式 厚壁铸造轴瓦
多材料、对开式厚壁铸造轴瓦
机械设计 Machine design
混合摩擦滑动轴承的设计计算
二、径向滑动轴承的设计计算 ◆ 已知条件：外加径向载荷F (N)、轴颈转速n(r/mm)及轴颈直径d (mm) ◆ 验算及设计 ： １．验算轴承的平均压力p (MPa)
p
F [ p] dB
B—轴承宽度，mm（根据宽径比B/d确定） [p]—轴瓦材料的许用压力，MPa。
（1）轴承合金(常称巴氏合金或白合金)。 轴承合金有锡基、铅基和铝基等。 （2）铜合金。 锡青铜、铅青铜和铝青铜等铜合金是常用的轴瓦材料。 （3）铝合金。 （4）多孔质金属材料。 （5）灰铸铁。 （6）非金属材料。 石墨、橡胶、工程塑料和硬木都可作为轴承材料。 常用滑动轴承材料性能见表13-1
机械设计 Machine design
滑动轴承的轴瓦结构
一、轴瓦的形式和结构 按构造 分 类 整体式 对开式 薄壁 厚壁 单材料 多材料 铸造 轧制
机械设计基础-13.4滚动轴承的工作情况
第四节滚动轴承的工作情况所选出的轴承，是否能满足设计约束，是不是最优的选择方案，还需要作进一步的检验(或称校核)。
为此，必须了解轴承工作时其有关元件所受的载荷和应力的情况和应满足的设计约束。
这是进行校核时应首先考虑的问题。
一、滚动轴承工作时轴承元件上的载荷分布外载荷作用于轴承上是通过滚动体由一个套圈传递给另一个套圈的。
径向载荷通过轴颈作用于内圈，位于上半圈的滚动体不会受力，而由下半圈的滚动体将此载荷传到外圈上。
假定内、外圈的几何形状并不改变，则由于它们与滚动体接触处共同产生局部接触变形，内圈将下沉一个距离，亦即在载荷作用线上的产生一个接触变形量。
真实的变形量的分布是中间最大，向两边逐渐减小。
可以进一步判断，接触载荷也是处于Fr作用线上的接触点处最大，向两边逐渐减小。
各滚动体从开始受力到受力终止所对应的区域叫做承载区。
根据力的平衡原理，所有滚动体作用在内圈上的反力FNi′的向量和必定等于径向载荷Fr。
实际上由于轴承内存在游隙，故由径向载荷Fr产生的承载区的范围将小于180⁰。
也就是说，不是下半部滚动体全部受载。
二、轴承工作时元件上载荷及应力的变化对于工作时旋转的内圈上任一点a，在承受载荷区内，每次与滚动体接触就受载荷一次，因此旋转内圈上a点的载荷及应力是周期性变化的。
如图a所示。
对于固定的外圈，各点所受载荷随位置不同而大小不同，对位于承受载荷区内的任一点b，当每一个滚动体滚过便受载荷一次，而所受载荷的最大值是不变的，承受稳定的脉动载荷。
如图b所示。
滚动体工作时，有自转又有公转，因而，其上任一点所受的载荷和应力也是变化的，其变化规律与内圈相似，只是变化频率增加，如图c所示。
综上所述，滚动轴承各元件上所受的应力，都是按脉动循环变化的接触应力。
三、轴向载荷对载荷分布的影响当角接触球轴承或圆锥滚子轴承(现以圆锥滚子轴承为例)承受径向载荷Fr时，由子滚动体与滚道的接触线与轴承轴线之间夹一个接触角，因而各滚动体的反力力并不指向半径方向，它可以分解为一个径向分力和一个轴向分力。
【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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
压入法（大批量）：中小型轴承用软锤敲入。
第十三章 滚动轴承
17
拆：专用拆卸器。
轴肩高度低于内圈高度的3/4。
第十三章 滚动轴承
18
第四节 滚动轴承的工作情况
一、轴承元件上的载荷分布
◆受轴向载荷Fa
各滚动体平均分担
◆受径向载荷Fr 上半圈滚动体不受力 下半圈滚动体受力，最下 面滚动体受力最大。
Fr δ0
Fmax 径向载荷的分布
第十三章 滚动轴承
19
二、轴承工作时轴承元件上载荷与应力的变化 ◆滚动体与转动套圈——不稳定脉动循环变应力。
Q,H
Q,H
Q,H
进入承载区 进入非承载区
T
◆固定套圈——稳定的脉动循环 变应力
返T回目录
前一页
T后一页
Fr
T
Fmax
退出
第十三章 滚动轴承
20
三、轴向载荷对载荷分布的影响
联合作前用一下页才
后一页
退出
能进行工作。
第十三章 滚动轴承
9 续表
类型
结构
简 图 类型名称
代号
代号
性能和特点
类型 简图
代号
类型名称
结构 代号
性能和特点
承受径向载荷。
也可承受较小的轴
6
深沟球轴 60000 向载荷。高速时，
承
可承受纯轴向载荷
外圈（或
外圈无挡边 N0000 内圈）可以分离，
的圆锥滚子
故不以承受轴向
四、特点(与滑动轴承比较) 优点：起动力矩小，运动精度高,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。
第十三章 滚动轴承
6
第二节 滚动轴承的类型及其代号
一、主要类型
◆ 按滚动体的不同分类：球轴承、滚子轴承； ◆ 按可承受的外载荷分类：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承；
极限转速——滚动轴承在一定载荷与润滑条件下，允许 的最高转速称为极限转速。
第十三章 滚动轴承
14
1）球轴承的极限转速高于滚子轴承的极限转速，高速时 优先选用球轴承。
2）轻系列极限转速高于重系列轴承的极限转速，高速时 应优先选用特轻、轻及中系列轴承。
3）保持架的材料与结构对轴承转速影响极大，实体保持
返回目录
前一页
后一页
退出
第十三章 滚动轴承
7
接触角α：向心推力轴承的滚动体与外圈滚道接触点 （线）处的法线与半径方向的夹角称为接触角。 α
α↑——承受轴向载荷能力↑
轴承类型 公称接触角
表16-1 各类轴承的公称接触角
向心轴承
径向接触
角接触
推力轴承
角接触
轴向接触
α= 0˚
0˚ <α<45˚ α
45˚ <α<90˚
比冲压保持架允许更高的转速。
4）推力轴承的极限转速均很低。
5）可以用提高轴承的精度等级，或者适当地加大轴承的 径向游隙，选用循环润滑或油雾润滑，加强对循环油的冷却
等措施来改善轴承的高速性能。
另外注意：
1）3、7两类轴承应成对使用，对称安装 2）旋转精度较高时——较高的公差等级和较小的游隙 3）优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承
第十三章 滚动轴承
15
3、轴承的调心性能
角偏差：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，其倾斜角称θ为角偏差。
角偏差 ↑ → 影响轴承正常运转。
滚针轴承对轴线倾斜最敏感，应紧可能避免在轴线有倾斜 的情况下使用。
第十三章 滚动轴承
16
4、轴承的安装和拆卸 轴承选用时应考虑拆装要求。 安装： 温差法（大尺寸轴承）：热油＜80~120℃加热
子轴承
返回目录
前一页
后一页
退出
第十三章 滚动轴承
10
三代代代//////PPPPPP、号号664205号代/////xCCCCC轴国和组同例号12345承家后成接代内：用664205代标置：级级级级级x触部角第第第第第第公字级号准代，，，，，角号结接120345差母，号G组组组组组组内可（：：构触等后轴殊表例例例例例B组游游游游游游部省G。球/级置承要示T：：：：：含1成隙隙隙隙隙隙B结略2轴5C级 代 的 求同母 N66666/义7°。T， ， ， ， ， ，构22222。2承U别号结。类2表00000与—用例例例例例例7代33333例2、与是构型2示前例LK/////示5A9字PPPPP：：：：：：—号：°3：：CW示用、66425轴代,如例规母有666666x96表表222222例字公承S3号：24定和时111111）05、示示000000母差的用基轴3°，数可B/////CCCCC可G轴承和及不于本轴字以12345S精分的承数材表代前承表省。类度离滚精字料示号置代示略型级轴动度表的轴：代号与。。低高别承体级低由示特承尺高号由如的5和别寸的前位L可等保、分数置主分持字部K代要离组架、件号特成套组，征R，，圈件。、用基表。。字示本
第十三章 滚动轴承
1
§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
第十三章 滚动轴承
2
第一节 概述
滚动轴承是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。 标准件，专门轴承厂生产，只需选型和组合设计。
圆锥滚子轴承(单列)
调心球轴承(双列)
α= 90˚
α
α
第十三章 滚动轴承
8
二、常用滚子轴承类型
标准的滚动轴承在国家标准中分为13类，常见轴承类型见下表。
类
结构
型 简 图 类型名称
代号
代
号
类型
性能和特点
简图
代号
类型名称
结构 代号
性能和特 点
能自动调
圆锥滚子轴承 30000
同时承
1
3 心。一般不宜
调心球轴 10000 承受纯轴向载
承
荷。
α=10°-18°
二、滚动轴承的组成
外圈
4 内圈
滚动体分为：
保持架
球 圆柱滚子 圆锥滚子 球面滚子
滚动体 滚针
工作：通常内圈与轴一起转动，外圈不动，滚动体在滚道间滚动。 保持架:使滚动体均匀分布，↓滚动体间的摩擦、磨损。
第十三章 滚动轴承
5
三、材料 轴承材料：内圈、外圈、滚动体：GCr15、 GCrl5SiMn； 保持架：低碳钢、铜合金、铝合金或用工程塑料。
向心轴承（6、N） ：指的是纯径向载荷，用Cr表示。 推力轴承（5） ：指的是纯轴向载荷，常Ca表示。 对角接触球轴承和圆锥滚子轴承：指的是使套圈间产生 径向位移的载荷的径向分量。 说明：
1）C由试验得出，查手册； 2）C↑— 轴承抗疲劳承载能力↑；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
本章主要讲授： 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（设计）。
返回目录
前一页
后一页
退出
第十三章 滚动轴承
3
一、工程应用
滚动轴承是现代机械中应用最广泛的零件，目前，滚动 轴承已经形成标准化生产。
返回目录
前一页
后一页
退出
第十三章 滚动轴承
1、派生轴向力
当圆锥滚子轴承和角接触球轴承承受Fr时
铅垂方向：Fr Fri
Fr
水平方向：Fd Fd—i —派生轴向力 Fdi
Fd使内、外圈发生分离。
Fri
角接触球轴承和圆锥滚子轴承会产生派生力， Fi
应成对使用的。
第十三章 滚动轴承
21
2、讨论
1）当仅有一个滚动体受载时 Fa
Fa Fd Fr tan
பைடு நூலகம்1、轴承的载荷
1）大小：滚子轴承承载能力、耐冲击性能高于球轴承。 2）方向： 承受轴向载荷Fa ：采用推力轴承 5 承受径向载荷Fr ：采用向心轴承 6、N
同时Fa、Fr： 深沟球轴承
角接触球轴承、圆锥滚子轴承
向心轴承和推力轴承组合在一起的组合轴承；
2、极限转速
转速过高 → 温度↑ →润滑失效 →
滚动体回火或 胶合破坏。
轴承工作 温度℃
≤120 125 150 200
250
300
温度系数 ft
1
0.95 0.90 0.80 0.70
0.50
上式可解决两类问题： 1）已知轴承类型（C）、受载情况（P），求校核寿命。
设计时，应：L10h Lh Lh ——轴承预期使用寿命
2）已知预期寿命（Lh）、受载情况（P），选择轴承型号。
22
第五节 滚动轴承尺寸的选择
一、失效形式、基本额定寿命
失效形式
◆疲劳点蚀 ◆永久变形 ◆磨损失效
主要失效形式
◆胶合失效
返回目录
前一页
后一页
退出
第十三章 滚动轴承
23
§13-5 滚动轴承尺寸选择
二、轴承的基本额定寿命
L/(1×106 r)
◆轴承寿命：单个轴承，在发生 20 点蚀之前，其中一个套圈相对于 另一套圈的转数称轴承寿命。 15
滚动轴承是标准零件，在机械设计过程中应根据使用要求较合理地选择 滚动轴承的类型与规格。
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