江苏大学机械设计第13章_滚动轴承
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江苏大学机械设计第13章_滚动轴承
问题：轴向载荷的利弊？
机械工程学院机械设计系
机械工程学院机械设计系
二．轴承元件上的应力变化（内圈转动，外圈不转动为例）
1．滚动体：周期性不稳定变应力 2．外圈：脉动循环变应力 3．内圈：周期性不稳定变应力
内圈（滚动体）
固定套圈
机械工程学院机械设计系
三．失效形式 接触疲劳——一般运转轴承
永久变形——不转，摆动的轴承
轴向载荷(单向轴向力)
②接触角
10o ~ 18o 30000
27o ~ 30o 30000 B
受轴向力
③成对使用 ④可分离型
机械工程学院机械设计系
（2）类型代号：6
名称 深沟球轴承
特点 ①主要受径向载荷 及少量轴向载荷(双向) 高速时可代替推力球轴承
机械工程学院机械设计系
三．工作特点
优点：1．起动灵敏，效率高 2．轴向尺寸紧凑 3．旋转精度高 4．成批生产
缺点：1．振动噪音大 2．径向尺寸大 3．不能剖分
机械工程学院机械设计系
§13-2 滚动轴承的主要类型及代号
一．主要类型
1．按承载方向分 向心轴承：受径向载荷 (及少量轴向载荷) 推力轴承：受轴向载荷 向心推力轴承 ：同时受径向轴向载荷
e e
X ,Y
P
Lh (L10 )
对于角接触球轴承（α≠15°)、圆锥滚子轴承
e
A A
R R
e e
X ,Y
P
Lh (L10 )
机械工程学院机械设计系
（四）向心推力轴承的径向力R 和轴向力A 的计算 1．径向力R 的计算
R1 R2
R
2 V1
机械工程学院机械设计系
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二．轴承元件上的应力变化（内圈转动，外圈不转动为例）
1．滚动体：周期性不稳定变应力 2．外圈：脉动循环变应力 3．内圈：周期性不稳定变应力
内圈（滚动体）
固定套圈
机械工程学院机械设计系
三．失效形式 接触疲劳——一般运转轴承
永久变形——不转，摆动的轴承
轴向载荷(单向轴向力)
②接触角
10o ~ 18o 30000
27o ~ 30o 30000 B
受轴向力
③成对使用 ④可分离型
机械工程学院机械设计系
（2）类型代号：6
名称 深沟球轴承
特点 ①主要受径向载荷 及少量轴向载荷(双向) 高速时可代替推力球轴承
机械工程学院机械设计系
三．工作特点
优点：1．起动灵敏，效率高 2．轴向尺寸紧凑 3．旋转精度高 4．成批生产
缺点：1．振动噪音大 2．径向尺寸大 3．不能剖分
机械工程学院机械设计系
§13-2 滚动轴承的主要类型及代号
一．主要类型
1．按承载方向分 向心轴承：受径向载荷 (及少量轴向载荷) 推力轴承：受轴向载荷 向心推力轴承 ：同时受径向轴向载荷
e e
X ,Y
P
Lh (L10 )
对于角接触球轴承（α≠15°)、圆锥滚子轴承
e
A A
R R
e e
X ,Y
P
Lh (L10 )
机械工程学院机械设计系
（四）向心推力轴承的径向力R 和轴向力A 的计算 1．径向力R 的计算
R1 R2
R
2 V1
机械设计课件-滚动轴承
（二）、向心推力轴承
向心推力轴承由于存在接触角，在承受径向 载荷R时，会产生轴向力Si，各滚动体的轴向力之 和 Si S 称为轴承的派生轴向力S。使滚动体与 套圈分离，因此，必须承受轴向载荷与其平衡即 A=S。 当轴承为半周滚动体承受载荷时，应满足： A S tg 1.25tg 式中：——载荷角 R R 当 tg 1.7tg 时，开始使全部滚动体受载。
2.接触角：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称为 承受轴向载荷的能力越大。
各类轴承的公称接触角
轴承类型 公称接触角 向心轴承主要承受径向载荷 径向接触 角接触 α= 0˚ 0˚ <α<45˚ α 推力轴承主要承受轴向载荷 角接触 轴向接触 45˚ <α<90˚ α= 90˚ α
轴承类型 名称 双列角 接触球 轴承 调心滚 子轴承 调心球 轴承 推力调 心滚子 轴承 代号 00000 (56000) 20000 (3000) 10000 (1000) 29000 (39000)
（续表）
轴承类型 名称 代号 相对轴向 载荷 A/C0 0.025 0.040 0.070 0.130 0.250 0.50 0.015 0.029 0.058 0.087 0.120 0.170 0.290 0.440 0.580 70000AC (46000) =25° 70000B (66000) =40° 1 0 0.41 A/R≤e X Y X A/R>e Y 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 1.47 1.40 1.30 1.23 1.19 1.12 1.02 1.00 1.00 0.87 判断系数 e 0.22 0.24 0.27 0.31 0.37 0.44 0.38 0.40 0.43 0.46 0.47 0.50 0.55 0.56 0.56 0.68
机械原理 课件 第13章(滚动轴承)
第十三章 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 §13-7 其 他
1
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
(一) 滚动轴承的失效形式及基本额定寿命 (二) 滚动轴承的基本额定动载荷 (三) 滚动轴承寿命的计算公式 (四) 滚动轴承的当量动载荷
(2)一对7205B轴承反安装
Fd 1 1.14Fr1 1.14 2000 2280 ( N ) Fd 2 1.14Fr 2 1.14 1000 1140 ( N )
轴右移,1松2紧
Fa1 Fd 1 2280 ( N ) Fa 2 Fd 1 Fae 2280 500 1780 ( N ) P1 P2
角 接 a 0 触 70000C 1球 ＝15 轴 承 a2
0.44
[解] 1. 求两轴承所受的径向载荷Fr1和Fr2 2. 求两轴承所受的轴向载荷Fa1和Fa2 3.求当量动载荷P1和P2
Fa1 1 0 0 6 .6 1 .1 4 9 e1 876 Fr1 Fa 2 6 0 6 .6 0 .4 0 1 e 2 1513 Fr 2
5
(五) 径向载荷Fr和轴向载荷Fa的计算
2. 轴向载荷Fa的计算
(2) 向心推力轴承Fa 的计算
Fr1 Fd 1 Fa1 Fd 1 Fr 2 Fd 2 Fa 2 Fd 2
F
' d1
Fr1 Fd1 Fae
Fr2 Fd2
?
根据轴向受力平衡条件确定 ①若Fae+Fd2>Fd1 轴左移,1压紧,2放松 Fd 1 + Fd' 1 = Fae + Fd 2
§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 §13-7 其 他
1
§13-5 滚动轴承尺寸的选择
(一) 滚动轴承的失效形式及基本额定寿命 (二) 滚动轴承的基本额定动载荷 (三) 滚动轴承寿命的计算公式 (四) 滚动轴承的当量动载荷
(2)一对7205B轴承反安装
Fd 1 1.14Fr1 1.14 2000 2280 ( N ) Fd 2 1.14Fr 2 1.14 1000 1140 ( N )
轴右移,1松2紧
Fa1 Fd 1 2280 ( N ) Fa 2 Fd 1 Fae 2280 500 1780 ( N ) P1 P2
角 接 a 0 触 70000C 1球 ＝15 轴 承 a2
0.44
[解] 1. 求两轴承所受的径向载荷Fr1和Fr2 2. 求两轴承所受的轴向载荷Fa1和Fa2 3.求当量动载荷P1和P2
Fa1 1 0 0 6 .6 1 .1 4 9 e1 876 Fr1 Fa 2 6 0 6 .6 0 .4 0 1 e 2 1513 Fr 2
5
(五) 径向载荷Fr和轴向载荷Fa的计算
2. 轴向载荷Fa的计算
(2) 向心推力轴承Fa 的计算
Fr1 Fd 1 Fa1 Fd 1 Fr 2 Fd 2 Fa 2 Fd 2
F
' d1
Fr1 Fd1 Fae
Fr2 Fd2
?
根据轴向受力平衡条件确定 ①若Fae+Fd2>Fd1 轴左移,1压紧,2放松 Fd 1 + Fd' 1 = Fae + Fd 2
滚动轴承课件
机械设计 — 滚 动 轴 承
2.后置代号（字母或数字）
基本代号的补充：表示结构、尺寸、公差、材料特殊性
（1）内部结构代号
C、AC、B —— 角接触球轴承的接触角
α=15° 25° 40°
（2）公差等级代号：公差分 2、4、5 、6x、6、0级，
共六个级别 。 高级
低级
以/P2 、/P4、 /P5、 /P6x 、 /P6为代号，0级不标注 。
机械设计 — 滚 动 轴 承
二、滚动轴承的代号 GB/T272-93
滚动轴承
代号构成
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。
前置代号 — 表示轴承的分部件。
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Fra bibliotek尺寸系
部封持殊差隙轴它
承
列代号
结与架轴等代承代
N105/P组5：；N─圆柱滚子轴承， 01─尺寸系列（1─特轻系列）
05─内径d=25mm，公差等级为5级，游隙组为
0组； 7214AC/P4：7─角接触球轴承，02─尺寸系列（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；
α= 0˚
0˚ <α<45˚ α
45˚ <α<90˚ α
α= 90˚ α
3.按工作时能否调心 刚性轴承 调心轴承
机械设计 — 滚 动 轴 承 公称接触角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。 α愈大,可承受的轴向力愈大。
机械设计13#滚动轴承 PPT课件
角接触球轴承、正常宽度、轻系列(宽度系列 为0、直径系列为2)、内径55、接触角15 、 5 10 级公差；0组游隙。
轴承内径
(1)轴承内径为20---480mm,代号╳5= 内径.(但22,28,32mm除外);
(2)对于轴承内径为22,28,32mm或 ≥500mm,直接用”/公称内径毫米数” 表示,如:/28
L10
(
ftC ) P
(13 4a)
Lh
10 6 60n
(
ftC ) P
(13 5a)
C
P
ft
60nLh 106
N (13 6)
表13 3 预期寿命 Lh推荐值
34
(四)滚动轴承的当量动载荷（轴承的计算载荷） 一般式: P =（XFr+YFa） （13-8） 实际计算式: P = fp（XFr+YFa） （13-8a）
Fr1
Fr2
Fd1
Fr1 2Y
1552 2 1.7
456N
Fd 2
Fr 2 2Y
1701 2 1.7
500N
轴承1放松：轴向力 Fa1= Fd1 =456N 轴承2压紧：轴向力Fa2 = Fae + Fd1 =1356N
45
3.计算当量动载荷
Fa1
456
0.29 e
27
(二) 滚动轴承的基本额定寿命和 基本额定动载荷
1. 基本额定寿命 ：一批相同的轴 承中90％的轴承不发生疲劳点蚀 前的总转数（以106为单位）或小 时数。基本额额定寿命用 L10或 L10h 来表示。
28
29
30
《滚动轴承 》课件
《滚动轴承 》PPT课件
《滚动轴承 》PPT课件
简介
滚动轴承是一种常见的机械零件，用于在朝同一方向旋转的零件之间提供支 持和减少摩擦。 滚动轴承广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。
滚动轴承的构造
滚动轴承的基本部件
包括内圈、外圈、滚动体和保持架。
不同类型滚动轴承的构造差异
各种滚动轴承类型的构造在滚动体形状、保 持架类型等方面存在差异。
结论
滚动轴承的优缺点
滚动轴承具有承载能力强、转速高、精度高 等优点，但也存在噪音和润滑困难等缺点。
滚动轴承对工业生产的作用
滚动轴承在现代工业生产中起着至关重要的 作用，提高工作效率和精度。
参考文献
1. "滚动轴承技术手册" by XX Publishing 2. "现代机械轴承设计" by XX Publi合不同工况的滚动轴承类型
根据工作条件和载荷大小，计算所需的轴 承承载能力。
根据环境、速度、温度等因素，选择合适 的滚动轴承类型。
滚动轴承的安装和使用
1
安装时需要注意的问题
正确选择工具，保持清洁，确保正确的配合和润滑。
2
滚动轴承的维护保养
定期检查润滑状态、密封性能，注意防止污染。
滚动轴承的分类
按照载荷类型分类
根据承受的载荷类型，滚动 轴承可以分为径向轴承和推 力轴承。
按照滚动体形状分类
滚动体的形状决定了轴承的 适用范围，常见的形状包括 球形、圆柱形和锥形滚动体。
按照精度分类
精度是指滚动轴承中各个部 件加工中的偏差程度，决定 了轴承的使用场景和使用寿 命。
滚动轴承的选择原则
《滚动轴承 》PPT课件
简介
滚动轴承是一种常见的机械零件，用于在朝同一方向旋转的零件之间提供支 持和减少摩擦。 滚动轴承广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。
滚动轴承的构造
滚动轴承的基本部件
包括内圈、外圈、滚动体和保持架。
不同类型滚动轴承的构造差异
各种滚动轴承类型的构造在滚动体形状、保 持架类型等方面存在差异。
结论
滚动轴承的优缺点
滚动轴承具有承载能力强、转速高、精度高 等优点，但也存在噪音和润滑困难等缺点。
滚动轴承对工业生产的作用
滚动轴承在现代工业生产中起着至关重要的 作用，提高工作效率和精度。
参考文献
1. "滚动轴承技术手册" by XX Publishing 2. "现代机械轴承设计" by XX Publi合不同工况的滚动轴承类型
根据工作条件和载荷大小，计算所需的轴 承承载能力。
根据环境、速度、温度等因素，选择合适 的滚动轴承类型。
滚动轴承的安装和使用
1
安装时需要注意的问题
正确选择工具，保持清洁，确保正确的配合和润滑。
2
滚动轴承的维护保养
定期检查润滑状态、密封性能，注意防止污染。
滚动轴承的分类
按照载荷类型分类
根据承受的载荷类型，滚动 轴承可以分为径向轴承和推 力轴承。
按照滚动体形状分类
滚动体的形状决定了轴承的 适用范围，常见的形状包括 球形、圆柱形和锥形滚动体。
按照精度分类
精度是指滚动轴承中各个部 件加工中的偏差程度，决定 了轴承的使用场景和使用寿 命。
滚动轴承的选择原则
江苏大学机械设计第13章滚动轴承
•二．基本结构：内圈、外圈、滚动体、保持架
内圈、外圈、滚动体：轴承铬钢GCr15，
硬度 60~65 HRC
保持架：低碳钢；铜、铝、工程塑料
•保持架：避免滚动体直接接触，减少发热和磨损。
•三．工作特点
•优点：1．起动灵敏，效率高
•
2．轴向尺寸紧凑
•
3．旋转精度高
•
4．成批生产
•缺点：1．振动噪音大
•S
•注意
R/2Y eR
0.68R 1.14R
•① Y 值为A/R > e 时的 Y 值 •② R1≠R2 → S1≠S2
•（4）A 的求取（以面对面安装为例）
•★分三种情况 •Q
•
•☆☆归纳为
•AA．结论：轴承的轴向力等于其本身的内部
轴向力， 或者等于除本身内部轴向力外所有轴
•
2．径向尺寸大
•
3．不能剖分
§13-2 滚动轴承的主要类型及代号
•一．主要类型
•1．按承载方向分 •向心轴承：受径向载荷 (及少量轴向载荷) •推力轴承：受轴向载荷 •向心推力轴承 ：同时受径向轴向载荷
向心轴承：主要承受径向载荷R 深沟球轴承（6） 圆柱滚子轴承（N） 向心推力轴承：R + A 角接触球轴承（7） 圆锥滚子轴承（3） 推力轴承：只能承受轴向载荷A 推力球轴承（5）
江苏大学机械设计第13 章_滚动轴承
2020年6月1日星期一
第十三章 滚动轴承
•§13-1 述 •§13-2 号 •§13-3
概 滚动轴承的主要类型及代 滚动轴承的受载情况和失效形式
•点§13-4 滚动轴承的尺寸选择计算重 •§13-5 轴承装置的设计
§13-1 概 述
机械设计滚动轴承
3
4
5
代号： /C1 /C2 （/C0不标出）/C3 /C4 /C5
小
大
前置代号
——轴承的分部件（字母表示）L——可分离套圈
代号举例： 例 1：
6 2 15
游隙代号：0组 精度等级：0级 内部结构代号：正常结构 内径代号：d=15X5=75mm 直径系列代号：轻系列
宽度系列代号：正常宽度系列 深沟球轴承
承的Fd 相反，避免轴的窜动； 6、3类、7类型轴承安装方式：正装、反装
正 装
反 装
§ 3 滚动轴承尺寸选择
主要内容 • 基本额定寿命、基本额定动载荷的概念 • 滚动轴承的寿命计算 • 滚动轴承的当量动载荷计算 • 角接触、圆锥滚子轴承的轴向载荷 Fa 的计算 • 滚动轴承的静载荷计算
一、失效形式及基本额定寿命
下半圈：承载区某一点受力 最下点→→σmax →→ 固定
三、轴向载荷对载荷分布的影响 1、派生轴向力
3类 和 7类 型轴承，α≠0，存在派生轴向力
派生轴向力：由径向力Fr产生的轴向分力。
F’Ni
Fri Fdi
Fri＝FNicosα Fr＝∑Fri
Fdi＝FNisinα =Fritgα
Fd ＝∑Fdi
F’Ni α Fa=1.7Frtgα FNi
要点
1、轴承元件工作时承受变应力作用； 2、因α≠0， Fr产生派生轴向力Fd ； 2、 Fr相同的情况下, Fa越大，承载滚动体数越多,
Fd越大； 3、 Fd的方向：迫使轴承内外圈分离的趋势； 4、 Fd 的大小：表13-7； 5、3类、7类型轴承应成对使用，原因是使两轴
§2 滚动轴承的工作情况
• 滚动体、转动圈及固定圈的载荷及 应力的变化；
滚动轴承ppt课件
4、调心性能
轴承内外圈间的偏位角应控制在极限值之内，否则会增 加轴承的附加载荷而降低其寿命；
对于刚度差或安装精度较差的轴系，宜选用调心球轴承、 调心滚子轴承。
5、经济性
在满足使用要求的前提下优先选用价格低廉的轴承。一 般球轴承的价格低于滚子轴承。轴承的精度越高价格越 高。在同精度的轴承中深沟pp球t精选轴版 承的价格最低。 45
主要承受径向载 荷，也能承受一 定的双向轴向载 荷。
极限转速较高；
结构紧凑、重量 轻、价格便宜， 供货方便。
ppt精选版
12
滚动轴承的类型和代号
ppt精选版
13
滚动轴承的类型和代号
调心球轴承
10000型
[1000]
当内外圈轴线有 较大偏移角时能 自动调心而使轴 承保持正常工作；
主要承受径向载 荷，也能承受一 定的双向轴向载 荷
置代号、前基置本代号代号和后置代号三及容部材，分料与组的左成特边殊的。要基求本等代内号
前置代号用字母表示
空半个汉字。
轴承分部件代号
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33
滚动轴承的代号和类型选择
公差等级代号
由于滚动轴承已标准化，为了便于不生同产的和尺使寸用精，度和，旋国家 有关标准规定了滚动轴承的代号。滚转精动度轴的承特的定代组号合.由1 前 置代号、基本代号和后置代号三部分级组为普成通。级,在轴承
ppt精选版
39
滚动轴承类型的选择
影响轴承承载能力 的参数：
3、偏位角
安装误差或轴的变 形等都会引起轴承 内外圈中心线发生 相对倾斜，其倾斜 角称为偏位角。各 类轴承的偏位角都 有相应的允许值。
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40
滚动轴承类型的选择
影响轴承承载能力的参数：
轴承内外圈间的偏位角应控制在极限值之内，否则会增 加轴承的附加载荷而降低其寿命；
对于刚度差或安装精度较差的轴系，宜选用调心球轴承、 调心滚子轴承。
5、经济性
在满足使用要求的前提下优先选用价格低廉的轴承。一 般球轴承的价格低于滚子轴承。轴承的精度越高价格越 高。在同精度的轴承中深沟pp球t精选轴版 承的价格最低。 45
主要承受径向载 荷，也能承受一 定的双向轴向载 荷。
极限转速较高；
结构紧凑、重量 轻、价格便宜， 供货方便。
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滚动轴承的类型和代号
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13
滚动轴承的类型和代号
调心球轴承
10000型
[1000]
当内外圈轴线有 较大偏移角时能 自动调心而使轴 承保持正常工作；
主要承受径向载 荷，也能承受一 定的双向轴向载 荷
置代号、前基置本代号代号和后置代号三及容部材，分料与组的左成特边殊的。要基求本等代内号
前置代号用字母表示
空半个汉字。
轴承分部件代号
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33
滚动轴承的代号和类型选择
公差等级代号
由于滚动轴承已标准化，为了便于不生同产的和尺使寸用精，度和，旋国家 有关标准规定了滚动轴承的代号。滚转精动度轴的承特的定代组号合.由1 前 置代号、基本代号和后置代号三部分级组为普成通。级,在轴承
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39
滚动轴承类型的选择
影响轴承承载能力 的参数：
3、偏位角
安装误差或轴的变 形等都会引起轴承 内外圈中心线发生 相对倾斜，其倾斜 角称为偏位角。各 类轴承的偏位角都 有相应的允许值。
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40
滚动轴承类型的选择
影响轴承承载能力的参数：
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三．轴承组合调整
1．间隙（游隙）调整：端盖上垫片、圆螺母 2．轴系位置调整：套杯与外廓间垫片
四．提高轴承刚度和同心度
47
五．轴承的配合
内圈与轴颈：基孔制 如 k5，k6，m5，m6，n6 外圈与座孔：基轴制 如 J6，H7，G7
六．轴承的预紧
目的：提高旋转精度；提高支承刚度 减低振动、噪音
方法： 预紧装置
6
§13-2 滚动轴承的主要类型及代号
一．主要类型
1．按承载方向分 向心轴承：受径向载荷 (及少量轴向载荷) 推力轴承：受轴向载荷 向心推力轴承 ：同时受径向轴向载荷
7
向心轴承：主要承受径向载荷R 深沟球轴承（6） 圆柱滚子轴承（N）
向心推力轴承：R + A 角接触球轴承（7） 圆锥滚子轴承（3）
代代 号号
内 径 代 号
内 部 结 构
代
号
公游 差隙 等系 级列 代代 号号
12
1．内径尺寸代号
d
10 12
代号 00 01
2．直径系列代号
15 17 20 ～ 480 02 03 04 ～ 96 (d/5)
0、1、2、3、4
3．宽度系列代号 0表示正常，可省略， 但对调心滚子轴承、圆锥滚子轴承必须标出
（3） S 的大小计算公式 类型 30000 70000C 70000AC 70000B
S
注意
R/2Y eR
0.68R 1.14R
① Y 值为A/R > e 时的 Y 值 ② R1≠R2 → S1≠S2
38
（4）A 的求取（以面对面安装为例）
★分三种情况 Q
①当S1 S2 Fa时 A1 S1 S2 Fa A2 S2
向心球轴承σHmax= 4200MPa 滚动轴承 σHmax= 4000MPa 调心球轴承σHmax= 4600MPa
44
§13-5 轴承装置的设计
具体见轴系结构设计
一．轴承配置方法：三种
1．双支点单向固定（两端固定式） 深沟球轴承（6） 成对 C=0.2~0.4 角接触轴承 （3，7） 成对 应用 工作温度不高的短轴
★载荷角：轴承实际承受的径向载荷R 与 轴向载荷A的合力与半径方向的夹角。
N
N
R
A
R
A
20
21
●向心推力轴承
N i 分解 Pi :
pi水平 0
pi垂直 Ri' R (径向载荷 )
pi R (向量和 径向载荷 )
注意 :
Si : S
S i
Pi tg (内部轴向力 ) A
称为轴向基本额定动载荷，用符号Ca表示。 ●对角接触球轴承或圆锥滚子轴承，
指使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量
用符号Cr表示。
向心轴承 向心推力轴承
C=Cr
推力轴承 C=Ca
29
载荷—寿命曲线
30
（二）寿命计算公式
m rN
N
常数
L10CP
106转
P L10 C 1
寿命指数：
Lh
106 C 60nP
A2 = max (S2，S1+Fa) = max (200，700) = 700
Fa=500
⊙
S1=200
S2=200
注意： ① S 的方向 ② S 的大小 ③ P = fP (XR+YA)，P ≠ fP (XA+YR) ④取P1 P2中大者代入公式计算求Lh 42
二．不同可靠度尺寸的寿命计算
Ln = a1 L10
45
2．单支点双向固定（一端固定一端游动式）
深沟球轴承 （6） 固定端 角接触轴承 （3，7） 成对
组合轴承
游动端 深沟球轴承 （6） 短圆柱滚子轴承
应用：工作温度较高或长轴
3．两端游动支承
应用 人字齿轮传动
46
二．轴承的轴向紧固
内圈：轴肩、套筒、圆螺母及止动垫圈、轴用弹性挡圈 外圈：轴承端盖、孔用弹性挡圈、套筒（杯）、座孔凸台
（四）向心推力轴承的径向力R 和轴向力A 的计算 1．径向力R 的计算
R1 R2
R
2 V1Βιβλιοθήκη R2 H1R
2 V
2
R
2 H
2
2．轴向力的计算（重点）
（1）两种安装形式
正装(面对面) 反装(背靠背)
36
●两种安装形式 ★正装（面对面）
★反装（背靠背）
37
（2）S 的方向：滚动体所受载荷的轴向分力方向 ☆正装(面对面)： S 箭头互相指向 ☆反装(背靠背)： S 箭头互相背离
P0
A z
向心轴承，在载荷Fr 的作用下, 根据变形关系， 中间滚动体受力 最大，向两边逐渐减小。
假设下半圈滚动体受力：
球 : Fmax 5Fr / z 滚子：Fmax 4.6Fr / z
P0
5R z
点接触
P0
4.6R z
线接触
3．向心推力轴承
了解两个概念
19
★接触角：向心推力轴承滚动体与外圈接 触处的法线与半径方向的夹角。
33
（三）当量动载荷 P P 的求取： 分三种
1．仅受径向力R（6，N，NA，1） P = fP R 2．仅受轴向力A（5） P = fPA 3．同时受R 和A（6，3，7） P = fP(XR+YA)
★★fP载荷系数
式中
X——径向载荷系数 Y——轴向载荷系数 R、A——轴承上的载荷
34
问题 ① R、A如何求？② X、Y如何取？
P 当量动载荷
32
例 若计算得到C＝24000N，应如何选规格？ 若d=30mm，又如何？
类型 6206 6207 6208 6306 6307
C 15200 20100 25600 22100 26200
类型 6308 6404 6405 6406 6407
C
32000 24100 29200 37200 43500
h
球轴承 ＝ 3
滚子
＝ 10 / 3
C P 60nLh
ft 106
Lh
106 60n
ftC
P
考虑温度的影响温度系
数ft
31
式中 L10 基本额定寿命 Ln 预期寿命 C 基本额定动载荷 f t 温度系数 120 o C 时 , f t 1
寿命系数 3 球轴承 10 3 滚动轴承
①向心推力轴承必须同时受 R、A 作用 ，保持较多的滚动体
同时受载。
（α≠0 →β≠0 → S ≠ 0 → A ≠ 0）
② R一定时，A 越大 → 受载滚动体数越多→ S 越大
23
向心推力轴承的载荷情况：轴向载荷对载荷分布
的影响较大，可能半圈、多半圈或整圈受载。
为保证半圈滚动体受力，则 球轴承A/R1.22tg 滚子轴承A/R1.26tg
1. 点蚀 ：
寿命计算
2. 塑性变形 ：
静载荷计算
3．磨损 、烧伤： 密封、润滑、散热，限制极限转速
4．元件破裂 ：
正确安装
27
§13-4 滚动轴承的尺寸选择计算重点
一．寿命计算
（一）基本概念
1．轴承寿命——单个轴承 2．基本额定寿命——一批轴承
定义：一批相同的轴承，在相同运转条件下，其中10%的 轴承发生疲劳点蚀，而90%的轴承不发生点蚀前的总转数 ，或工作小时数。
二．基本结构：内圈、外圈、滚动体、保持架
内圈、外圈、滚动体：轴承铬钢GCr15，
硬度 60~65 HRC
保持架：低碳钢；铜、铝、工程塑料
3
4
保持架：避免滚动体直接接触，减少发热和磨损。
5
三．工作特点
优点：1．起动灵敏，效率高 2．轴向尺寸紧凑 3．旋转精度高 4．成批生产
缺点：1．振动噪音大 2．径向尺寸大 3．不能剖分
机 械 原理及设计 （Ⅱ）
第十三章 滚动轴承
2021年3月10日
1
第十三章 滚动轴承
§13-1 概 述
§13-2 滚动轴承的主要类型及代号
§13-3 滚动轴承的受载情况和失效形式 §13-4 滚动轴承的尺寸选择计算重点
§13-5 轴承装置的设计
2
§13-1 概 述
一．主要设计内容
类型选择 尺寸选择 组合结构设计
48
七．轴承的润滑与密封
1．润滑：dn 值、载荷 ①脂润滑：dn≤（4~16）×104mm 时 1/3~1/2 最多不大于2/3
②油润滑：dn值较大时
2．密封
目的：防止润滑剂泄漏 防止灰尘、杂质进入
Pi为作用于各个滚动体上 的径向分力 (方向各不相同）
S
为作用于各个滚动体上
i
的派生轴向力
Pi为向量和， Pi为代数和，
且有 Pi Pi (一个滚子受载时等号成 立）
22
分析
S Si Pitg Rtg
tg S A tg
RR
tg tg
●当一个滚动体受载时 tgα=tgβ 说明 ●当多个滚动体受载时 tgα＜tgβ
L10 Lh
106转106r 例 L10 1106 r
L10 2106 r
小时h
L10 1.5106 r28
3．基本额定动载荷
定义：当轴承的基本额定寿命恰好为106 转时 轴承所受载荷值 C (N)
●对于向心轴承，基本额定动载荷指纯径向载荷，
称为径向基本额定动载荷用符号Cr表示 ●对推力轴承，指纯轴向载荷，
（4）
1
2
3
5
6
7 （29） N
NA
15
三．类型选择
1．轴承载荷
• 大小：滚子＞球 • 方向：受纯轴向力A：推力轴承 (5)
1．间隙（游隙）调整：端盖上垫片、圆螺母 2．轴系位置调整：套杯与外廓间垫片
四．提高轴承刚度和同心度
47
五．轴承的配合
内圈与轴颈：基孔制 如 k5，k6，m5，m6，n6 外圈与座孔：基轴制 如 J6，H7，G7
六．轴承的预紧
目的：提高旋转精度；提高支承刚度 减低振动、噪音
方法： 预紧装置
6
§13-2 滚动轴承的主要类型及代号
一．主要类型
1．按承载方向分 向心轴承：受径向载荷 (及少量轴向载荷) 推力轴承：受轴向载荷 向心推力轴承 ：同时受径向轴向载荷
7
向心轴承：主要承受径向载荷R 深沟球轴承（6） 圆柱滚子轴承（N）
向心推力轴承：R + A 角接触球轴承（7） 圆锥滚子轴承（3）
代代 号号
内 径 代 号
内 部 结 构
代
号
公游 差隙 等系 级列 代代 号号
12
1．内径尺寸代号
d
10 12
代号 00 01
2．直径系列代号
15 17 20 ～ 480 02 03 04 ～ 96 (d/5)
0、1、2、3、4
3．宽度系列代号 0表示正常，可省略， 但对调心滚子轴承、圆锥滚子轴承必须标出
（3） S 的大小计算公式 类型 30000 70000C 70000AC 70000B
S
注意
R/2Y eR
0.68R 1.14R
① Y 值为A/R > e 时的 Y 值 ② R1≠R2 → S1≠S2
38
（4）A 的求取（以面对面安装为例）
★分三种情况 Q
①当S1 S2 Fa时 A1 S1 S2 Fa A2 S2
向心球轴承σHmax= 4200MPa 滚动轴承 σHmax= 4000MPa 调心球轴承σHmax= 4600MPa
44
§13-5 轴承装置的设计
具体见轴系结构设计
一．轴承配置方法：三种
1．双支点单向固定（两端固定式） 深沟球轴承（6） 成对 C=0.2~0.4 角接触轴承 （3，7） 成对 应用 工作温度不高的短轴
★载荷角：轴承实际承受的径向载荷R 与 轴向载荷A的合力与半径方向的夹角。
N
N
R
A
R
A
20
21
●向心推力轴承
N i 分解 Pi :
pi水平 0
pi垂直 Ri' R (径向载荷 )
pi R (向量和 径向载荷 )
注意 :
Si : S
S i
Pi tg (内部轴向力 ) A
称为轴向基本额定动载荷，用符号Ca表示。 ●对角接触球轴承或圆锥滚子轴承，
指使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量
用符号Cr表示。
向心轴承 向心推力轴承
C=Cr
推力轴承 C=Ca
29
载荷—寿命曲线
30
（二）寿命计算公式
m rN
N
常数
L10CP
106转
P L10 C 1
寿命指数：
Lh
106 C 60nP
A2 = max (S2，S1+Fa) = max (200，700) = 700
Fa=500
⊙
S1=200
S2=200
注意： ① S 的方向 ② S 的大小 ③ P = fP (XR+YA)，P ≠ fP (XA+YR) ④取P1 P2中大者代入公式计算求Lh 42
二．不同可靠度尺寸的寿命计算
Ln = a1 L10
45
2．单支点双向固定（一端固定一端游动式）
深沟球轴承 （6） 固定端 角接触轴承 （3，7） 成对
组合轴承
游动端 深沟球轴承 （6） 短圆柱滚子轴承
应用：工作温度较高或长轴
3．两端游动支承
应用 人字齿轮传动
46
二．轴承的轴向紧固
内圈：轴肩、套筒、圆螺母及止动垫圈、轴用弹性挡圈 外圈：轴承端盖、孔用弹性挡圈、套筒（杯）、座孔凸台
（四）向心推力轴承的径向力R 和轴向力A 的计算 1．径向力R 的计算
R1 R2
R
2 V1Βιβλιοθήκη R2 H1R
2 V
2
R
2 H
2
2．轴向力的计算（重点）
（1）两种安装形式
正装(面对面) 反装(背靠背)
36
●两种安装形式 ★正装（面对面）
★反装（背靠背）
37
（2）S 的方向：滚动体所受载荷的轴向分力方向 ☆正装(面对面)： S 箭头互相指向 ☆反装(背靠背)： S 箭头互相背离
P0
A z
向心轴承，在载荷Fr 的作用下, 根据变形关系， 中间滚动体受力 最大，向两边逐渐减小。
假设下半圈滚动体受力：
球 : Fmax 5Fr / z 滚子：Fmax 4.6Fr / z
P0
5R z
点接触
P0
4.6R z
线接触
3．向心推力轴承
了解两个概念
19
★接触角：向心推力轴承滚动体与外圈接 触处的法线与半径方向的夹角。
33
（三）当量动载荷 P P 的求取： 分三种
1．仅受径向力R（6，N，NA，1） P = fP R 2．仅受轴向力A（5） P = fPA 3．同时受R 和A（6，3，7） P = fP(XR+YA)
★★fP载荷系数
式中
X——径向载荷系数 Y——轴向载荷系数 R、A——轴承上的载荷
34
问题 ① R、A如何求？② X、Y如何取？
P 当量动载荷
32
例 若计算得到C＝24000N，应如何选规格？ 若d=30mm，又如何？
类型 6206 6207 6208 6306 6307
C 15200 20100 25600 22100 26200
类型 6308 6404 6405 6406 6407
C
32000 24100 29200 37200 43500
h
球轴承 ＝ 3
滚子
＝ 10 / 3
C P 60nLh
ft 106
Lh
106 60n
ftC
P
考虑温度的影响温度系
数ft
31
式中 L10 基本额定寿命 Ln 预期寿命 C 基本额定动载荷 f t 温度系数 120 o C 时 , f t 1
寿命系数 3 球轴承 10 3 滚动轴承
①向心推力轴承必须同时受 R、A 作用 ，保持较多的滚动体
同时受载。
（α≠0 →β≠0 → S ≠ 0 → A ≠ 0）
② R一定时，A 越大 → 受载滚动体数越多→ S 越大
23
向心推力轴承的载荷情况：轴向载荷对载荷分布
的影响较大，可能半圈、多半圈或整圈受载。
为保证半圈滚动体受力，则 球轴承A/R1.22tg 滚子轴承A/R1.26tg
1. 点蚀 ：
寿命计算
2. 塑性变形 ：
静载荷计算
3．磨损 、烧伤： 密封、润滑、散热，限制极限转速
4．元件破裂 ：
正确安装
27
§13-4 滚动轴承的尺寸选择计算重点
一．寿命计算
（一）基本概念
1．轴承寿命——单个轴承 2．基本额定寿命——一批轴承
定义：一批相同的轴承，在相同运转条件下，其中10%的 轴承发生疲劳点蚀，而90%的轴承不发生点蚀前的总转数 ，或工作小时数。
二．基本结构：内圈、外圈、滚动体、保持架
内圈、外圈、滚动体：轴承铬钢GCr15，
硬度 60~65 HRC
保持架：低碳钢；铜、铝、工程塑料
3
4
保持架：避免滚动体直接接触，减少发热和磨损。
5
三．工作特点
优点：1．起动灵敏，效率高 2．轴向尺寸紧凑 3．旋转精度高 4．成批生产
缺点：1．振动噪音大 2．径向尺寸大 3．不能剖分
机 械 原理及设计 （Ⅱ）
第十三章 滚动轴承
2021年3月10日
1
第十三章 滚动轴承
§13-1 概 述
§13-2 滚动轴承的主要类型及代号
§13-3 滚动轴承的受载情况和失效形式 §13-4 滚动轴承的尺寸选择计算重点
§13-5 轴承装置的设计
2
§13-1 概 述
一．主要设计内容
类型选择 尺寸选择 组合结构设计
48
七．轴承的润滑与密封
1．润滑：dn 值、载荷 ①脂润滑：dn≤（4~16）×104mm 时 1/3~1/2 最多不大于2/3
②油润滑：dn值较大时
2．密封
目的：防止润滑剂泄漏 防止灰尘、杂质进入
Pi为作用于各个滚动体上 的径向分力 (方向各不相同）
S
为作用于各个滚动体上
i
的派生轴向力
Pi为向量和， Pi为代数和，
且有 Pi Pi (一个滚子受载时等号成 立）
22
分析
S Si Pitg Rtg
tg S A tg
RR
tg tg
●当一个滚动体受载时 tgα=tgβ 说明 ●当多个滚动体受载时 tgα＜tgβ
L10 Lh
106转106r 例 L10 1106 r
L10 2106 r
小时h
L10 1.5106 r28
3．基本额定动载荷
定义：当轴承的基本额定寿命恰好为106 转时 轴承所受载荷值 C (N)
●对于向心轴承，基本额定动载荷指纯径向载荷，
称为径向基本额定动载荷用符号Cr表示 ●对推力轴承，指纯轴向载荷，
（4）
1
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3
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6
7 （29） N
NA
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三．类型选择
1．轴承载荷
• 大小：滚子＞球 • 方向：受纯轴向力A：推力轴承 (5)