7.滚动轴承设计
滚动轴承
200
0.8
225
0.75
250
0.7
300
0.6
fT
滚动轴承的寿命计算
三、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。
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；
3）被“压紧”轴承的 Fa 等于与除自身内部轴向力以外，其余各轴向力之和。
滚动轴承的寿命计算
五、同一支点成对安装同型号向心角接触轴承的计算
此种情况按双列轴承计算，双列轴承的基本额定动载荷 CΣ 和基本额定 静载荷 C0Σ 为根据单个轴承的 C 和 C0 计算： 角接触球轴承：
C 1 . 625 C C 0 2C 0
◆游隙代号： 游隙：指一个套圈相对于另一个套圈，沿径向或沿轴向，
从一个 极限位置到另一个极限位置的移动量。
游隙分为： /C1 、/C2、 0 、/C3 、/C4 、/C5 共六个组别。
游隙值：小 大
0组省略。
滚动轴承的代号
◆ 配置代号：
/DF：面对面安装（正装） /DB：背对背安装（反装） •举例： 6308： 深沟球轴承，尺寸系列03，内径d=40mm，
密 封 与 防 尘 结 构 代 号
保 持 架 及 其 材 料 代 号
特 殊 轴 承 材 料 代 号
公 差 等 级 代 号
游 隙 代 号
配 置 代 号
其 它 代 号
一、基本代号
◆ 内径代号：
代号 内径 d
00 10
01 12
02 15
03 17
滚动轴承设计
三.滚动轴承寿命的计算公式
P C时，L10 106，当P C时，L10 ？ 滚动轴承的基本额定寿命和载荷间的关系为：
P L10 const 于是有 C 1 P L10 寿命指数ε
L10
(C ) P
(106 )
球轴承ε=3， 滚子轴承ε=10/3
以小时表示 L10 (106 转) Lh n(r / min) 60 /106
例题. 图示斜齿轮轴系，两端正装两个圆锥滚子轴承
30205，轴上径向载荷FR=3000N,轴向载荷FA=500N,求轴承
讨论
F d 2Fea<=> Fd1 压紧 Ⅰ V
1 Fd 2 Fea Fd1 时
W1 Fd1
Fea
Fd 2 Fea Fd1 W1
放松
V
Ⅱ放松 Fd2 W2 压紧
W1 F d 2Fea Fd1
Fa1 W1 Fd1 Fd 2 Fea Fd1 Fd1 Fd 2 Fea Fa2 Fd 2 2 Fd 2 Fea Fd1时 Fd 2 Fea W2 Fd1 W2 Fd1 F d 2Fea
第十三章 滚动轴承
基本要求
1.了解滚动轴承的构成、结构特点和类型。 2.了解滚动轴承的代号规定，能识别最一般的代号。 3.了解滚动轴承的失效形式，能根据失效作出正确的分析。 4. 能根据使用要求正确选用滚动轴承。 5.工作能力计算。 6.会根据使用要求正确的作出滚动轴承的组合设计（滚动 轴承装置 的设计：安装、调整、润滑、密封等）。
应考虑的因素
类型、尺寸
大小：滚子轴承优于球轴承
方向：径向R（6、1、N）、轴向（5）、 Fr+Fa（7、3、6）
不同类型的轴承所能承受的载荷的类型不尽相同， 同一类型的轴承其承载能力随直径系列的不同而不同。
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
机械工程中的滚动轴承设计与优化
机械工程中的滚动轴承设计与优化引言机械工程中的滚动轴承设计与优化是一个重要的课题，它直接影响机械设备的使用寿命和性能。
滚动轴承作为一种常见的机械零件，广泛应用于工业生产和日常生活中的许多设备。
本文将探讨滚动轴承的设计原理、参数选择以及优化方法，旨在为机械工程师提供有用的参考。
一、滚动轴承的基本原理滚动轴承是一种能够承受轴向和径向载荷的机械零件。
它由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
滚动轴承的基本原理是通过滚动体在内外圈之间滚动来减小摩擦力和耐受载荷。
这种减小摩擦力的设计使得轴承能够在高速和高负荷下工作，并提高机械设备的效率和寿命。
二、参数选择在滚动轴承的设计过程中，参数选择是非常关键的。
以下是一些常见的参数：1. 轴承类型：滚动轴承有多种类型，包括球轴承、圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承等。
根据具体应用场景和要求，选择合适的轴承类型非常重要。
2. 内外圈直径：内外圈直径的选择直接影响到滚动轴承的承载能力和使用寿命。
一般来说，大直径的轴承能够承受更大的负荷，但也会增加轴承的摩擦力。
3. 滚动体数量和尺寸：滚动体的数量和尺寸对轴承的承载能力和刚度有重要影响。
合理选择滚动体的数量和尺寸可以提高轴承的寿命和性能。
4. 保持架材料：保持架是用于固定滚动体的组件。
选择合适的保持架材料可以提高轴承的寿命和耐磨性能。
三、滚动轴承设计的优化方法滚动轴承的设计优化是为了提高其性能和寿命。
以下是一些常见的优化方法：1. 材料选择：滚动轴承的材料选择对其性能有重要影响。
一般来说，高强度、高硬度和耐磨性好的材料是滚动轴承的理想选择。
2. 表面润滑：良好的表面润滑可以减小滚动轴承的摩擦力和磨损。
使用高质量的润滑油或润滑脂，并定期更换和维护，可以延长轴承的使用寿命。
3. 载荷分布：合理分布和控制载荷对轴承的寿命和性能有重要影响。
通过设计和优化机械结构，合理分配载荷，可以减小轴承的疲劳和磨损。
4. 减小振动和噪音：振动和噪音是滚动轴承设计中需要考虑的关键问题。
滚动轴承及其组合设计PPT课件
第7页/共32页
调心轴承简图
二．滚动轴承分类
按轴承所能受的载荷方向或公称接触角的不同可分为以下几种
轴承类型
向心轴承 (主要承受径向负荷FR)
径向接触 向心角接触
推力轴承 (主要承受轴向负荷FA)
推力角接触
轴向接触
公称接触角α α= 00 00<α≤450 450 <α< 900 α= 900
α
图
松圈
FA
紧圈
松圈
FA
52000
6.深沟球轴承
承载类型——主要承受径向负 荷FR，也可同时承受少量双向 轴向负荷FA 极限转速——高
类型代号： （60000）
7.角接触球轴承
α
结构特点：公称接触角有150，250，400
α越大，承轴向载荷的能力就越大。
承载类型——能同时承受径向负 荷FR与单向轴向负荷FA
四. 滚动轴承类型的选择
一）根据 轴承所受 的载荷选
载荷的大 小、性质
承轻、中及较小波动载荷的场合——选球轴承 承重及较大波动的载荷的场合——选滚子轴承
纯径向负 荷可选用
深沟轴承（6类） 圆柱滚子轴承（N类）及滚针轴承（NA类）
纯轴向负荷——可选用推力轴承（5类）
载荷的 方向
同时受 径向负荷
径向负荷为主——可用深沟球轴承（6类）
2．塑性变形
转速很低或间歇往复摆动的轴承，一般不会发生疲劳点蚀，但在很大的静 载荷或冲击载荷作用下，会使套圈滚道和滚动体接触处的局部应力超过材 料的屈服极限，以致表面出现塑性变形（凹坑），运转精度降低，并会出 现振动和噪声而不能正常工作
3．磨损
在润滑不良和密封不严的情况下，轴承工作时易发生磨损。转速愈高， 磨损愈严重。轴承磨损后会降低旋转精度，甚至失效。
机械设计章节练习题(含答案)——滚动轴承
第17章滚动轴承1．基本代号：类型代号，尺寸系列、内径系列2．工况分析:套圈、滚动体的应力、循环特性r3．失效与准则: 疲劳破坏,永久变形,设计准则4．寿命计算：寿命指数,当量动载荷，当量静载荷，寿命计算5．组合设计:轴承的定位、调整、安装、配合，润滑与密封【思考题】17-1 在机械设计中,选择滚动轴承类型的原则是什么？一般优先选用什么类型的轴承？17—2 滚动轴承的代号由几部分组成?基本代号又分几项内容？基本代号中各部分代号是如何规定的？17-3 滚动轴承的应力特性和主要失效形式是什么？17—4 什么是滚动轴承的基本额定寿命?什么是滚动轴承的基本额定动载荷？17—5 当量动载荷的意义和用途是什么?如何计算？17—6 滚动轴承寿命计算一般式是什么？考虑温度系数、载荷系数、可靠性系数后的计算公式是什么？17-7 何时要进行滚动轴承的静载荷计算?17-8滚动轴承装置结构设计时应考虑哪些问题?17-9自行车前后轮采用的是何种轴承？有什么结构特点？A级能力训练题1.滚动轴承套圈及滚动体常用钢的牌号为。
(1）20Cr （2）20CrV （3）GCr15 （4）18CrMnTi2.滚动轴承代号由三组成,其中前段代号表示。
后段为补充代号,用来表示 .（1）轴承的厂牌名称 (2）对轴承制造提出的特殊要求(3）轴承游隙组别与精度等级（4)轴承精度等级与结构特点3.能很好地承受径向载荷与轴向载荷的联合作用的轴承类型是。
(1）圆锥滚子轴承（3）单列向心短圆柱滚子轴承（2）球面滚子轴承 (4）向心推力球轴承滚动轴承4.一批在同样载荷和同样工作条件下运转的型号相同的滚动轴承，它们的寿命。
（1）相同（2）不相同 (3）90℅轴承的相同（4）最低时应该相同5.一个滚动轴承的额定动载荷，是指该型号轴承，轴承所能承受的载荷。
（1）使用寿命为106转时 (2)额定寿命为106转时（3）平均寿命为106转时（4)该轴承可靠度为95％时6.滚动轴承的额定静载是指滚动体直径万分之一时的载荷。
滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合设计组合设计的内容包括：1）固定 2）调整 3）配合与装拆 4）润滑与密封。
组合设计合理与否将影响轴系的受力、运转精度、轴承寿命及机器性能。
1.滚动轴承的轴向固定实际上是对整个轴系起固定作用，承受轴向力，防止轴系发生轴向蹿动。
常用两种固定方法：1）两端固定这是最常见的固定方式，两个轴承外圈都在单方向用轴承盖进行固定。
适合于工作温升不高的短轴（跨距 L ≤ 400 mm），考虑到轴的受热伸长，应留出热补偿间隙 C （对于深沟球轴承：C=0.2-0.4mm；对于向心角接触轴承：其轴向间隙可在轴承内部调整，其值比深沟球轴承小得多）。
2）一端固定、一端游动适合于工作温升高的长轴（跨距 L ＞ 400 mm），固定支点的轴承外圈左右均固定，承担双向轴向力，游动支点的轴承只承受径向力，不承受轴向力，当轴受热伸长时，游动支点随轴一起向外移动，避免轴承受到附加载荷作用，防止轴承卡住。
A轴向力，R径向力。
注意：固定支点的内圈亦需进行轴向固定。
2.滚动轴承组合的调整1）间隙的调整与控制为保证轴承正常工作，装配轴承时一般要留出适当的游隙或间隙。
垫片调整：通过增、减垫片厚度来调整间隙。
螺钉调整：用于轴向力不是太大的轴承组合。
2）轴系部件位置的调整使轴上零件处于准确的工作位置（通常用垫片调整）。
3.滚动轴承的配合及装拆1）滚动轴承的配合内圈与轴颈：采用基孔制，孔的配合代号不用标注。
外圈与座孔：采用基轴制，轴的配合代号不用标注。
配合的选取原则：转动套圈、速度高、受载大、工作温度变化大——选较紧的配合（过盈）；不动套圈、常拆轴承——选较松的配合（间隙）。
2）滚动轴承的装拆轴肩高度应低于内圈厚度；轴肩开槽。
4.滚动轴承的润滑及密封润滑的目的：减少摩擦磨损、冷却、吸振、防锈。
密封的目的：防尘、防水、防止润滑剂流失。
转速不高时用接触式密封；转速较高时用非接触式密封。
滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合设计滚动轴承是一种常用的旋转运动传动元件，它通过滚动元件之间的滚动摩擦来实现对轴承载荷的支撑和传递。
滚动轴承的设计是一个复杂的过程，需要考虑多个因素，如轴承类型、尺寸、材料、精度等，以满足特定的工作条件和需要。
首先，滚动轴承的组合设计需要选择合适的轴承类型。
常见的滚动轴承类型包括深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承等。
不同类型的轴承适用于不同的工况和载荷条件，因此在组合设计时需要对轴承类型进行选择。
其次，滚动轴承的尺寸设计是关键。
尺寸设计是根据工件的要求（如轴承座孔径、外径、宽度等）和轴承的尺寸标准进行匹配。
在确定轴承尺寸时，需要考虑轴承的额定负荷、转速、安装条件等因素，以确保轴承在工作条件下能够稳定运行。
第三，滚动轴承的材料选择是十分重要的。
常见的轴承材料有钢、塑料、陶瓷等。
不同的材料具有不同的特性，如耐磨性、抗腐蚀性、疲劳寿命等。
在组合设计时，需要根据工作环境和轴承的要求来选择合适的材料。
第四，滚动轴承的精度设计是确保轴承性能和寿命的关键。
精度设计包括轴承的圆度、偏心度、内外圈的圆度误差、滚子直径误差等。
在组合设计时，需要根据轴承的使用要求和精度标准来选择合适的轴承精度等级，并保证轴承的加工和装配精度。
此外，滚动轴承的组合设计还需要考虑轴承的润滑和密封方式。
滚动轴承的润滑方式有油润滑和脂润滑两种，而密封方式则有金属盖封和橡胶密封等。
正确选择合适的润滑和密封方式，能够提高轴承的使用寿命和工作效率。
在滚动轴承的组合设计过程中，还需要进行轴承的寿命计算和强度校核。
轴承的寿命计算是根据工作条件和载荷计算轴承的额定寿命，并确定轴承的适用性。
强度校核则是根据轴承的负载情况和材料强度计算轴承的强度，并验证轴承的安全性。
总之，滚动轴承的组合设计是一个复杂的过程，需要综合考虑轴承类型、尺寸、材料、精度等因素。
只有在合理选择和设计的基础上，才能获得满足特定工作条件和要求的滚动轴承组合，提高轴承的性能和寿命。
机械设计基础了解滚动轴承的基本原理
机械设计基础了解滚动轴承的基本原理滚动轴承是一种常见的机械装置，用于支撑和导向旋转机械零件。
了解滚动轴承的基本原理对于机械设计非常重要。
本文将介绍滚动轴承的结构和工作原理，并探讨了其在机械设计中的应用。
一、滚动轴承的结构滚动轴承主要由内外圈、滚动体和保持架组成。
内外圈分别与轴和壳体连接，滚动体则位于内外圈之间，保持架则固定滚动体的相对位置。
这种结构可以有效地减小摩擦阻力，并改善轴承的传递能力。
二、滚动轴承的工作原理滚动轴承通过滚动体在内外圈之间滚动来传递轴向负荷和径向负荷。
滚动体通常为钢球、圆柱形或圆锥形滚子等。
当外力作用于滚动体时，滚动体将在内外圈之间滚动，从而实现轴向和径向负荷的传递。
三、滚动轴承的应用滚动轴承广泛应用于各种机械设备中，如汽车、机床、电机等。
它们用于支撑和导向旋转部件，减小摩擦损失，并保证机械设备的正常运行。
滚动轴承的选择要根据负荷、转速、工作环境等因素进行合理选择。
四、滚动轴承的优势和局限性滚动轴承具有承载能力强、摩擦小、寿命长等优势。
然而，滚动轴承也存在一些局限性，例如在高速旋转和高温环境下，会产生摩擦、振动和噪音等问题。
因此，在设计中需要根据具体情况选择合适的轴承类型和润滑方式。
五、滚动轴承的维护保养为了保证滚动轴承的正常运行，需要进行定期的维护保养。
包括定期清洗、检查和润滑等。
正确的维护措施可以延长轴承的使用寿命，减少故障和停机时间。
六、总结滚动轴承作为一种常见的机械装置，在机械设计中起着重要的作用。
了解滚动轴承的基本原理可以帮助工程师在设计过程中选择合适的轴承类型，并保证机械设备的正常运行。
在实际应用中，需要根据具体情况进行轴承的选择、维护和保养，以提高机械设备的性能和可靠性。
滚动轴承设计计算
（h）
通式
例6
6212轴承，承受径向力FR=5500N的平稳载荷，转速n=1250r/min，正常温度，试求寿命Lh 。
解： ∵纯径载 ∴P= FR=5500 N
C=47.8 KN
∵ 球轴承∴ ε= 3
查手册 ：
∵ 正常温度平稳载荷 ∴ fT=1； fP=1
例7：轴径 d=50 mm, 纯径向载荷FR=6000N,载荷平稳，常温下工作，转速 n=1250 r/min, 预期寿命L h= 5000h.试选择此轴承.
二、滚动轴承的应力分析
三、滚动轴承的失效形式和计算准则
一、滚动轴承的载荷分析
§2 滚动轴承的受力分析、失效和计算准则
1）向心轴承：
FR0max
在径向力Fr的作用下
深沟球 60000
圆柱 滚子 N0000
半圈滚动体受载
各滚动体受力不均 受的最大力为 FR0max
Fr
一、滚动轴承的载荷分析—
载荷平稳∴fP=1；常温 ∴fT=1； P=X FR +YFA =4×0.4+3.55×1.7=7.64kN
∴30204不适用
再选30304查手册C=33kN>C /=31.5KN,可以吗？ 不可以。∵此时e、x、Y、P值均发生了变化。
选轴承30304
查表：Cr =33 kN X=0.4 Y=2 e=0.3
二、轴承的寿命计算：
（r）
球轴承ε= 3
滚子轴承ε=10/ 3
且：载荷平稳;
常温 ＜1000C
可靠度90%;
对向心、向心推力轴承是纯径向力； 对推力轴承是纯轴向力。
C — 基本额定动载荷
P — 轴承所受动载荷
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
滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合设计
为了保证轴承的正常工作，除了合 理地选择轴承的类型和尺寸外，还必须 正确设计轴承装置（轴承组合），正确 地解决轴承安装、配合、紧固、调整、 润滑和密封等问题。在具体进行设计时 应该主要考虑以下几个方面的问题：
滚动轴承的组合设计
1. 滚动轴承组合的轴向固定
机器中的轴的位置是靠轴承来定位的。 当轴工作时，既要防止轴向窜动，又要保 证轴承工作受热膨胀时的影响（不致受热 膨胀而卡死），轴承必须有适当的轴向固 定措施。常用的轴向固定措施有以下三种：
滚动轴承的组合设计
右端也可采用外圈无挡边圆柱滚子轴承为游动端， 这时的内、外圈的固定方式如图1-84所示。
图1-84 一端固定、一端游动式支承
滚动轴承的组合设计
（3）双支点游动。如图1-85所示，左、右两端都采用圆柱滚子 轴承，轴承的内、外圈都要求固定，以保证在轴承外圈的内表面与滚 动体之间能够产生左右轴向游动。此种支承方式一般只用在人字齿轮 传动这种特定的情况下，而且另一个轴必须采用两端固定结构。该结 构可避免人字齿轮传动中，由加工误差导致干涉甚至卡死现象。
滚动轴承的组合设计
（1）双支点各单侧固定（两端固定）。对于两支点距 离小于350 mm 的短轴，或在工作中温升较小的轴，可采 用图1-83所示的简单支承结构。
图1-83 两端固定式支承
滚动轴承的组合设计
（2）一支点双侧固定，Байду номын сангаас一支点游动（一端 固定、一端游动）。当轴的支点跨距较大(大于350 mm)或工作温度较高时，因这时轴的热伸长量较大， 采用上一种支承预留间隙的方式已不能满足要求。 左端轴承的内、外圈两侧均固定，使轴双向轴向定 位，而右端可采用深沟球轴承做游动端，为防止轴 承从轴上脱落，轴承内圈两侧应固定，而其外圈两 侧均不固定，且与机座孔之间是间隙配合。
轴承设计原理课件第六章 滚动轴承接触应力和变形
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形第一节概述滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形解滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形按照Hertz理论，两个相当长且长度相等的接触体线接触滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形展而造成的结果。
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形疲劳剥落。
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形第四节滚子母线修缘及凸度计算，滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形部应力高，会降低疲劳寿命滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形修正线接触的条件：的滚子修缘型面。
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形第五节滚子轴承的变形和刚度滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形1滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形第六节球轴承的极限轴向载荷滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形对上图中所示状况，有：滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形131212⎛⎞65）可求出外圈的极限轴向负荷。
机械基础(高职高专)第七章轴承
球面配合
2、轴瓦
◆(1) 轴瓦的形式和结构
按构造 分 类 按材料 分 类 整体式（又称轴套） 不便于装拆，可修复性差 剖分式（对开式） 单材料 多材料
安装和拆卸方便，可修复
如黄铜，灰铸铁等制成的轴瓦 以钢、铸铁或青铜作轴瓦基体，在其表面浇铸一 层或两层很薄的减摩材料（称为轴承衬）
轴承衬的厚度很小，通常不超过 6 mm
● ●
或调配到润滑油和润滑脂中使用 渗入轴承材料中或成型后镶嵌在轴承中使用
2） 水 主要用于橡胶轴承或塑料轴承 3） 固体润滑剂 如：汞、液态钠、钾、锂等，主要用于宇航器中的某些轴承 4） 气体 主要是空气，只适用于轻载、高速轴承
4、润滑方法
指将润滑剂送入轴承的方法，主要有： 1）压力润滑 3）油浴飞溅润滑 5）油环润滑 2）滴油润滑 4）旋盖式注油油杯（用于脂润滑） 6）油垫润滑 8）压注油杯润滑等
单材料、整体式 厚壁铸造轴瓦
多材料、对开式厚壁铸造轴瓦
滑动轴承的结构
多材料、整体式、薄壁轧制轴瓦
多材料、对开式薄壁轧制轴瓦
滑动轴承的结构
整 体 式 轴 瓦
轴承衬
剖 分 式 轴 瓦
滑动轴承的结构
◆ (2)轴瓦的定位
目的：防止轴瓦沿轴向和周向移动。 轴向定位方法有： 轴瓦一端或两端做凸缘； 定位唇（凸耳）
定位唇 凸缘
周向定位方法有：
紧定螺钉 销钉
（也可做轴向定位）
轴 瓦 圆柱销 轴承座
紧定螺钉
◆ (3)油孔、油槽及油室
为把润滑油导入轴承的工作面，在轴瓦上开设
滑动轴承的结构
油孔 油槽 油室
油室还起储油和稳定供油的作用，用于大型轴承 油孔、油槽开设原则： 1）油槽沿轴向不能开通，以防止润滑油从端部大量流失
机械设计基础课件-滚动轴承
为了满足不同承载能力的需要，把同一内
径的轴承，做成不同的外径和宽度。这种内径相同而外径
和宽度不同的变化系列称为尺寸系列。GB/T272-93规定轴
承的尺寸系列代号由基本代号左起第二、三位数字表示。
基本代号左起的第二位数字代表轴承的宽(高)度系列，它表 示的是内径和外径相同的(同类)轴承，在宽(高)度方面的变 化。 基本代号左起第三位数字代表轴承的直径系列，它表示的 是内径相同的同类轴承，在外径和宽度方面的变化。 图16-4所示为内径相同，而直径系列不同的四种轴承的对
表示酚醛胶布实体保持架。
§16-3 滚动轴承的选择计算
滚动轴承的选用，首先是轴承类型的选择。正确地选择出合适 的轴承类型，首先必须熟悉各类轴承的特点，然后考虑机械设 备对轴承的要求，包括工作载荷、转速、寿命、旋转性能等方 面的要求，选择轴承类型总的原则是：选择轴承性能特点与要 求相符合的类型。
一、失效形式
① 内部结构代号
Байду номын сангаас
表示同一类型轴承不同的内部结构，用字母表示，紧跟 在基本代号的后面。内部结构代号如表16-7所示。
② 公差等级代号
表示轴承的公差等级，用字母和数字表示。公差等
级代号列于表16-8。
③ 游隙代号
表示轴承径向游隙值的大小，用字母和数字表示。
常用的轴承游隙由小至大分为1组、2组、0组、3组、4组 和5组，其中0组游隙是常用的基本组游隙，在代号中可 省略不写，其它的游隙组为辅助游隙组，在代号中分别 用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。 公差等级代号与游隙 代号同时表示时，可进行简化，取公差等级代号加上游 隙组号组合表示，如/P63。
下降、振动和噪音增加。
滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合设计选择正确的轴承类型及尺寸后，还要考虑轴承与其他零件之间的相对关系。
即以轴承组合为主体的配套设计包括轴承轴向固定、轴承组合的调整、轴承与其他零件的配合装拆等机械结构的设计。
滚动轴承常用于机械设备中轴类零件的支承。
滚动轴承能够使轴的运转精度得到保障，能够发挥轴承的性能。
支承结构的设计，需要综合多方面的因素进行考虑，比如轴承的配置、轴承的固定、轴向定位结构与调整、轴承游隙调整、轴的热膨胀补偿、轴承的润滑和密封等问题。
滚动轴承的固定1、轴承配置轴类零件通常采用前后双点支承结构，每个支承由1或2个以上轴承组成。
可根据轴的载荷方向来选择轴承布局。
向心轴承对称布置，可以适用于纯径向载荷的轴，同型号的角接触轴承，可以适用于受径向和轴向载荷作用的轴。
两个角接触轴承的配置可采用下3种方式之一。
（1）背对背排列外圈宽面相对即称为背对背，背对背排列适用于载荷作用中心处于轴承中心线之外的结构形式。
这种排列方式优点较多，比如支点间跨距大，悬臂长度较小，其末端刚性大。
当轴受热膨胀伸长时，轴承游隙将变大，因此轴承不会出现卡死。
如果采用预紧安装,预紧量将会在轴受热膨胀伸长时减小。
（2）串联排列外圈窄面或外圈宽面都朝向一侧即称为串联排列，适用于载荷作用中心处于轴承中心线同一侧的结构形式。
（3）面对面排列外圈窄面相对即称为面对面，面对面适用于排列载荷作用中心处于轴承中心线之内的结构形式。
这种排列方式结构相对简单、装拆方便。
但是，当轴受热伸长时，由于轴承游隙减小，非常容易造成轴承卡顿或卡死，因此要注意轴承游隙的调整。
2、支承结构的基本形式轴的径向自由度通常由两个轴承支承来共同限定，而轴向限位则可以有多种不同的限位方式，机械工程中常见支承结构有以下3种基本形式。
（1）两端固定支承两个支承点分别限制轴的一个方向的轴向位移,称为两端固定支承。
两端固定支承适用于轴类零件所受纯径向载荷或者轴向载荷小的综合载荷作用。
通常采用滚动轴承组成两端固定支承时，在其中一个支承侧，使轴承外圆与外壳孔间采用过渡的配合，同时要在轴承外圈与端盖间预留少量的空隙,以提供轴的热膨胀长空间。
- 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)。
考虑轴受热伸长在一端应留有 间隙 C = 0.2~0.4mm
由调整垫片保证间隙
每个支点限制轴的一个方向移动，合起来限制轴的双向移动
三、滚动轴承的组合设计
(2) 一端固定、一端游动 (3) 两端游动
适用于长轴、工作温度较高的场合
轴承内部不能游动
主动轴设计为两端游动支承
轴承内部可以游动
一个支点限制轴的双向移动， 一个支点可以轴向移动
典型支承结构 车床主轴的支承结构 一端固定、一端游动
螺母予紧轴承
螺母调整轴承游隙
三、滚动轴承的组合设计
4. 轴承间隙的调整
(1) 轴承内部游隙的调整
垫片调整
螺钉调整
圆螺母调整
三、滚动轴承的组合设计
(2) 轴承组合位置的调整
(3) 轴承的予紧 利用金属垫片 消除游隙、提高 旋转精度和支承 刚度
套杯结构
球
圆柱滚子 滚针 圆锥滚子 鼓形滚子 非对称鼓形滚子
滚动体
在滚道中产生滚动摩
保持滚动体位
滚子
擦 置
保持架
除滚动体外，其它元件可有可无
螺旋滚子
一、概述
3. 滚动轴承的主要类型
向心轴承 径向接触轴承
00
主要承受 F r 球轴承亦能承受较小
向心角接触轴承
按公称接触角 分类
Fa
0 0 450 同时承受 Fr 和
推力角接触轴承 推力轴承
Fa
450 900 主要承受 Fa
也承受较小
只能承受
轴向接触轴承
Fr
900
Fa
：滚动体同外圈滚道接
触点的法线与垂直于轴承轴 心线的平面之间的夹角
轴向承载能力
一、概述
球轴承 按滚动体分类 滚子轴承
4. 滚动轴承的代号
前置代号 基本代号 后置代号
用字母表示轴承 的分部件 例如； L表示分离轴承 的可分离套圈 例如；
三、滚动轴承的组合设计
7. 轴承的润滑与密封
(1) 轴承的润滑
减摩、降温
润滑脂
润滑油
重载、低速 定期添加
高速、精密件
毡圈密封 手工定期加油、飞溅、油泵 密封圈密封
(2) 轴承的密封
防油流出、防尘进入
毡圈密封
接触式
密封圈密封 间隙密封
非接触式
迷宫密封
间隙密封
迷宫密封
四、滚动轴承的受力分析及计算准则
径向
向心轴承 推力轴承
纯径向载荷 纯轴向载荷
五、滚动轴承的疲劳寿命计算
(3) 寿命计算式
P L10 C 1
C 外载为 P 时轴承的寿命 L10 10 ( ) P
6
r
106 C 以小时表示 Lh ( ) 60n P
考虑到温度变化，引入温度系数
h
h
ft
106 f t C Lh ( ) 60n P
H lim
静载荷 S
引起塑性变形
控制动载荷
疲劳寿命计算
控制静载荷
静强度校核
五、滚动轴承的疲劳寿命计算
1. 基本额定寿命
单个轴承的寿命不能作为同型号的一批轴承的寿命
基本额定寿命：一批相同轴承在试验条件下，10%的轴承发生 疲劳点蚀时所达到的寿命 用总转数
L10 表示
1 L10 106 r
轻 中 重
载荷很小
直径系列 载荷很大 一般情况 宽度系列 一般选正常系列
超轻或特轻系列 重系列 轻或中系列
代号 0 1 2 3~6 宽度 窄 正常 宽 特宽
选择轴承
校核计算
三、滚动轴承的组合设计
1. 轴承的轴向固定
(1) 轴承内圈的轴向固定
轴肩
轴肩 + 弹性挡圈
Fa ห้องสมุดไป่ตู้ 0
轴肩 + 圆螺母与 止退垫圈
从动轴设计为两端固定支承 由于左右螺旋角加工误差， 人字齿轮轴会左右窜动，
三、滚动轴承的组合设计
3. 轴承支承设计的两个特殊问题
角接触球轴承 圆锥滚子轴承 正装 “面对面” 的排列 必须成对使用
反装 “背靠背”
跨距 悬臂受力 变形大 变形小 调整间隙 方便 不便
正装
反装
变小 变大
三、滚动轴承的组合设计
球轴承
3
10 滚子轴承 3
五、滚动轴承的疲劳寿命计算
校核轴承寿命
已知 轴承型号 ( 即C ) 外载 P 轴承寿命
106 f t C Lh ( ) 60n P
h
？ ' 预期寿命 Lh Lh
' 60 nL h C ' P 106
选择轴承型号
C ) 已知 预期寿命 外载 P
( 即
L
静强度安全系数
当量静载荷
2. 极限转速校核
nmax f1 f 2 nlim
轴承的极限转速 载荷分布系数 载荷系数 最大工作转速
结束 请批评指正!
1. 受力分析
(1) 载荷分布
上半周滚动体不受载
下半周滚动体承载也不相同
5Fr Qmax z
(以深沟球轴承 为例 )
滚动体个数
(2) 应力分布
滚动体上某点 a 的接触应力 内圈上某点 b 的接触应力
外圈上某点 c 的接触应力
四、滚动轴承的受力分析及计算准则
2. 失效形式及计算准则
失效形式 动载荷 H 计算准则 引起点蚀 控制动载荷 控制静载荷
三、滚动轴承的组合设计
5. 轴承的配合
载荷方向不变时 载荷性质 平稳 变化 配合 内圈与轴 外圈与座孔 取紧一点 取松一点
避免滚道上某一 接触点始终停留 在 A 处
内圈(动圈) 取松一点 取紧一点
外圈(不动圈)
游动支承外圈
取松一点
6. 轴承的装拆
定位轴肩高度应低于内圈高度
外圈应留拆卸高度或设计拆卸螺孔
S 2 FA Fa 1 S1
两者取较大值
两者取较大值
五、滚动轴承的疲劳寿命计算
轴承寿命计算步骤 派生轴向力 S 轴向载荷 Fa
当量动载荷
计算 Lh
' C 计算
P f P ( XFr YFa )
校核 选择
六、滚动轴承的静强度和极限转速校核
1. 静强度校核
C0 S0 P0
(3) 调心性能 内外圈相对偏转一定角度仍可正常运转 支承刚度差、轴承座孔不同心、多支点 (4) 其它
装拆方便 内外圈分离的轴承 (圆锥滚子轴承 ) 球轴承比滚子轴承低 价格 精度低的价格低 (一般公差等级选 0 级 )
二、滚动轴承的选择
2. 尺寸选择
轴承内径 与轴颈直径相等 代号 0、1 2 直径 特轻 3 4
对只承受
五、滚动轴承的疲劳寿命计算
径向载荷系数 X 和轴向载荷系数 Y 的确定
C0 基本额定静载荷，轴承的极限静载荷值，亦分 C 0 r C0a C0 轴承尺寸
五、滚动轴承的疲劳寿命计算
4. 角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷Fa 的计算
(1) 派生轴向力 S 由于存在接触角
承受径向载荷
作用于滚动体的法向反力
对单个轴承而言，能达到此寿命的可靠度为 90%
五、滚动轴承的疲劳寿命计算
2. 轴承的寿命计算式
(1) 载荷-寿命曲线
对一批轴承，在不同载荷下作 寿命试验所得曲线
同类轴承： C (2) 基本额定动载荷 使滚动轴承的基本额定寿命为 1 L 时，轴承所承受的载荷
10
轴承尺寸
承载能力
基本额定动载荷 C
Cr 轴向 C a
用字母和数字表示轴承的结构、 公差及材料的特殊要求等
公差等级 6X 标注 0 /P6X 不标
2 /P2
4 /P4
5 /P5 /P6
6
一、概述
基本代号
6 1 2 0 6
一般为： 内径
内径代号
直径系列代号
5
代号
0、1
2
3
4
直径 特轻
轻 中 重
同一内径有不同的直径
类型代号
内外径相同时有不同的宽度
宽度系列代号
' h
满足预期寿命时轴承的
？ C 所选轴承的 C
'
五、滚动轴承的疲劳寿命计算
3. 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
实际工作中，轴承同时受
当量动载荷 P
假想载荷
Fr Fa
复合作用
转化
纯载荷
在该载荷作用下，轴承的寿命与实际复合载荷作用相同
Fr 的向心轴承： f P Fr 对只承受 F 的推力轴承： f P Fa a P Fr 同时承受 复合载荷的向心轴承： f P ( XF YF ) r a Fa 考虑实际工况，引入载荷系数 f P
轴肩 + 轴端挡圈 与螺栓
或
Fa 较小时
Fa 不大时
Fa 较大时
Fa 较大时
三、滚动轴承的组合设计
(2) 轴承外圈的轴向固定
轴承端盖
轴承座孔凸肩
孔用弹性挡圈
Fa 较大时
Fa 较大时
Fa 较小时
三、滚动轴承的组合设计
2. 轴承支承的结构形式
轴上两个支点上的轴承，其内外圈的固定不能只从本身着眼 要求： 在轴向力作用下，轴不产生轴向窜动 轴受热伸长时，不致于影响轴承运转 (1) 两端固定 间隙 C 适用于短轴、温升不高的场合
第八章 滚动轴承设计
主 讲 吴 昌 林
第八章
滚动轴承设计
一、概述
1. 滚动轴承部件设计的主要内容
已知条件 工作条件 载荷大小及性质 转速 工作温度 设计内容 选择轴承的类型