1 向心轴承中的载荷分布
机械设计(9.4.1)--滚动轴承内部载荷分布及失效分析
二、失效形式
9-4 滚动轴承内部载荷分布及失效分析 一、载荷分布
1. 滚动轴承内部载荷分布
承受不偏心轴向载荷 A
承受径向载荷 R 或轴向 A 和径向 R 联 合载荷
各滚动体受力不等
一、载荷分布
9-4 滚动轴承内部载荷分布及失效分析 一、载荷分布
1. 滚动轴承内滚动轴承内部载荷分布及失效分析 一、载荷分布
1. 滚动轴承内部载荷分 布
固定套圈
一、载荷分布
9-4 滚动轴承内部载荷分布及失效分析 二、失效形式
1. 失效形式
① 疲劳点蚀
② 塑性变形
二、失效形式
9-4 滚动轴承内部载荷分布及失效分析 二、失效形式
1. 失效形式
③ 磨损
④ 套圈断裂
滚道 磨损
影响滚动轴承径向载荷分布的因素
影响滚动轴承径向载荷分布的因素下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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初步计算轴承当量动载荷
初步计算轴承当量动载荷当量动载荷P=fP(XR+YA)(下表)式中：fP--载荷系数X--径向载荷系数Y--轴向载荷系数(可暂选一近似中间值)表：径向载荷系数X和轴向载荷系数Y(摘自1989年轴承样本)注：1)C0是轴承基本额定静载荷；a是接触角。
实用时，X、Y、e等值应按目前最新国标GB6391-1995查取。
2)表中括号内的系数Y、Y1、Y2和e的详值应查取手册，对不同型号的轴承，有不同的值。
3)深沟球轴承的X、Y值仅适用于0组游隙的轴承，对应其它游隙组的X、Y值可查取轴承手册。
4)对于深沟球轴承和角接触轴承，先根据算得的相对轴向载荷的值查出对应的e值，然后再得出相应的X、Y值。
对于表中未列出的A/C0值可按线性插值法求出相应的e、X、Y值。
5)两套相同的角接触球轴承可在同一支点上“背对背”、“面对面”或“串联”安装作为一个整体使用，这种轴承可由生产厂选配组合成套提供，其基本额定动载荷及X、Y系数可查取轴承手册。
谁有学习轴承的好方法啊包括新老型号的转换记忆及一些代码的表示等？2010-10-16 11:04提问者：a393437848|浏览次数：873次2010-10-16 16:20最佳答案1.问：滚动轴承由哪几个基本部分组成？答：由内圈、外圈、滚动体和保持架等四部分组成。
滚动体是滚动轴承中的核心元件，它使相对运动表面间的滑动摩擦变为滚动摩擦。
2.问：常用的滚动体有哪些？答：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。
3.问：保持架的主要作用是什么？答：保持架的主要作用是均匀地隔开滚动体，使滚动体等距离分布并减少滚动体间的摩擦和磨损。
如果没有保持架，则相邻滚动体转动时将会由于接触处产生较大的相对滑动速度而引起磨损。
4.问：按轴承所承受的外载荷不同，滚动轴承可以分为哪几种？答：可以概况地分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类。
5.问：常用滚动轴承的类型有哪些？答：调心球轴承、调心滚子轴承、推力调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、大锥角圆锥滚子轴承、推力球轴承、双向推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、外圈无挡边的圆柱滚子轴承、内圈无挡边的圆柱滚子轴承、内圈有单挡边的圆柱滚子轴承、滚针轴承、带顶丝外球面球轴承等。
永磁向心轴承承载能力与刚度的计算
永磁向心轴承承载能力与刚度的计算永磁向心轴承在许多应用领域具有很高的实用价值。
它与传统的机械轴承相比具有磨损小、摩擦小、寿命长等显著优点。
为了有效地设计和使用永磁向心轴承，需要准确计算其承载能力和刚度。
本文将系统地介绍永磁向心轴承承载能力和刚度的计算方法。
1. 永磁向心轴承的基本结构永磁向心轴承是由永磁体和轴承套组成的，在轴向方向上分别有一个磁极，用于在径向方向上产生磁场。
在轴承套和永磁体之间设置有一定的间隙，使得轴承可以在气体或液体的介质中工作。
永磁向心轴承的磁场可以在轴向和径向方向产生较强的力，可以承受一定的载荷。
2. 永磁向心轴承的承载能力计算永磁向心轴承的承载能力受多种因素影响，如磁体的磁场强度、气体或液体的介质、轴承的材料等。
以下列举常见的永磁向心轴承的承载能力计算方法。
(1) 基于轴向力和径向力的计算方法在一个永磁向心轴承中，轴向力和径向力的合力是轴承所能承受的最大载荷。
因此，可以根据轴向力和径向力的大小计算永磁向心轴承的承载能力。
具体计算公式如下：$$F_{B}=C_{1}\sqrt{F_{R}^{2}+F_{A}^{2}}$$其中，$F_{B}$表示永磁向心轴承所能承受的最大载荷，$F_{R}$为径向力的大小，$F_{A}$为轴向力的大小，$C_{1}$为常数，一般在1.4到2.0之间。
(2) 基于材料强度的计算方法永磁向心轴承的承载能力也与轴承材料的强度有关。
如果轴承材料的强度比所承受的载荷大，则轴承会疲劳损坏。
因此，还可以根据轴承材料的强度来计算永磁向心轴承的承载能力。
具体计算公式如下：$$F_{B}=\frac{P_{b}\times d_{2}}{K_{f}\times S}$$其中，$F_{B}$表示永磁向心轴承所能承受的最大载荷，$P_{b}$为轴承的基本动载荷，受轴承材料、轴承尺寸及精度等因素的制约，通常在轴承出产厂商的宏观力学实验中得到；$d_{2}$为内径直径，$K_{f}$为可靠性系数，$S$为轴承的静态强度。
各类滚动轴承轴向载荷分析及计算
各类滚动轴承轴向载荷分析及计算王志云（山东省东营职业学院，山东东营２５７０９１）摘要：总结了滚动轴承设计中其轴向载荷分析需考虑的因素，以及生产中几种常用滚动轴承支撑的轴向载荷分析方法，使得轴承的轴向载荷分析及计算更清晰、明了，内容更全面、系统。
关键词：滚动轴承；支撑形式；安装方式；轴向载荷中图分类号：ＴＨ１３３．３３文献标识码：Ａ文章编号：１００８－８０８３（２００８）０３－００６０－０２在滚动轴承的设计计算中，轴承轴向载荷计算是设计中的关键也是难点，它由轴承类型、支撑形式和安装方式等因素决定，在生产实际中，有关轴承的支撑类型多、形式多，必须对轴系结构进行详细、合理的受力分析，才能正确的进行计算，现就几种常用形式作以分析总结，并进行其轴向载荷的计算，从而为各种形式轴承轴向载荷分析计算提供方法依据。
一、滚动轴承轴向载荷计算中考虑的因素１．轴承类型滚动轴承按不同的分类方式有许多不同的类型，如按滚动体的形状不同有球轴承和滚子轴承，按调心性能不同有调心轴承和非调心轴承等，若按承载情况不同有向心轴承、推力轴承和角接触轴承三大类，向心轴承是指主要或只受径向载荷的轴承，推力轴承是指只受轴向载荷的轴承，角接触轴承是指同时承受径向和轴向载荷的轴承。
２．轴承的支撑形式一般对于两端支撑的情况，有全固式、固游式和全游式三种支撑形式，全固式是指两端都单向固定的支撑，固游式是指一端固定一端游动的支撑，全游式是指两端都游动的支撑。
３．轴承的安装方式对于成对使用的角接触轴承，通常有正装和反装两种安装方式。
轴承外圈窄边相对称为正装，又叫＂面对面＂安装，轴承外圈窄边相背称为反装，又叫＂背靠背＂安装。
二、滚动轴承轴向载荷分析１．向心轴承轴向载荷分析（１）全固式向心轴承轴向载荷分析普通工作温度下的短轴，常用两端都单向固定的形式，如图１所示。
图１１）当外载荷ＦＡ向右时，轴有向右移动的趋势，载荷传到右端轴承内圈上，又通过滚动体传到外圈，由于右端轴承外圈右端被轴承盖固定，使得右端轴承受到向左的支反力Ｆ＇Ａ２而被压紧，而左端轴承处于放松状态。
机械设计简答题(综合)
轴承：1．对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”? 答:两端固定支承即为轴上的两个轴承中,一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动，另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动，两个轴承的固定共同限制轴的双向串动.2。
什么是轴承的基本额定动负荷？基本额定动负荷的方向是如何规定的？（6分）答:轴承的基本额定动负荷：滚动轴承标准中规定，轴承工作温度在100℃以下，基本额定寿命L＝1×106r时，轴承所能承受的最大载荷成为轴承的基本额定动负荷。
（3分) 轴承的基本额定动负荷的方向，对于向心轴承为径向载荷（1分)，对于推力轴承为中心轴向载荷（1分），对于角接触向心轴承为载荷的径向分量(1分）.3．简述形成稳定动压油膜的条件？答：1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油; 3)两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度.4．解释名词；滚动轴承的寿命; 滚动轴承的基本额定动载荷。
答：1）滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体,任一元件出现疲劳点蚀之前，两套圈之间的相对运转总转数.也可用恒定转速下的运转小时数表示；2）基本额定动载荷即基本额定寿命为106转时,轴承所能承受的最大载荷.5.滚动轴承的当量静载荷P0的定义。
当量静载荷是一个假想载荷,其作用方向与基本额定静负荷相同,而在当量静载荷作用下,轴承的受载最大滚动体与滚道接触处的塑性变形总量与实际载荷作用下的塑性变形总量相同。
6．同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？1) 在高速重载下能正常工作，寿命长；2) 精度高；滚动轴承工作一段时间后,旋转精度↓ 3) 滑动轴承可以做成剖分式的—能满足特殊结构需要.如曲轴上的轴承；4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收震动,缓和冲击。
5) 滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小。
6) 起动摩擦阻力较大。
7、按照摩擦界面的润滑状态，可将摩擦分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。
圆柱滚子轴承载荷分布的三种计算方法比较
圆柱滚子轴承载荷分布的三种计算方法比较魏延刚;王赫男;邵阳【摘要】根据滚动轴承载荷分布理论,采用传统的连续函数模型估算法、离散方法模型计算法和有限元分析法对圆柱滚子轴承的载荷分布进行了计算,计算结果表明,3种方法所求出的裁荷分布规律相同,但计算精度不同,改进后离散模型方法和有限元分析方法计算的精度相当,连续函数模型估算法计算精度最低.【期刊名称】《机械制造》【年(卷),期】2016(054)007【总页数】4页(P78-80,104)【关键词】圆柱滚子轴承;载荷分布;离散方法;有限元方法【作者】魏延刚;王赫男;邵阳【作者单位】大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028;大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028;瓦房店轴承股份有限公司辽宁大连116300【正文语种】中文【中图分类】TH133.33+2滚动轴承的载荷分布是指轴承在外载荷作用下，参与承载的滚动体数目和各受载滚动体所受载荷的大小，即载荷在滚动体之间的分配关系。
实际上，滚动轴承的载荷分布不但与所受载荷的大小和方向、滚动轴承的类型和几何参数（滚动体的数目等）有关，还与滚动轴承的内部间隙、滚动体与内外圈变形有关。
滚动轴承载荷分布的理论研究可分为3大类，分别为基于Hertz接触理论的经典分析法、古典数值法和有限元、边界元等现代数值法。
在静载荷作用下，传统的滚动轴承载荷分布的计算模型是在理想条件下得出的，只考虑轴承内部间隙和滚动体与内、外圈之间的接触变形所产生移位的影响（没有考虑内、外圈整体变形的影响）；并且将滚动体与内、外圈接触的离散模型变换为连续模型，用载荷积分这个连续函数来表示滚动体与内、外圈接触的位置间隙与变形的离散分布函数，为了方便应用，将载荷积分制成表或图供设计计算时使用。
这种方法是经典的滚动轴承专著采用的方法，也是国际标准所使用的方法，即被公认的方法［1-2］。
然而，在静载荷作用下该种方法存在不足之处，实际上滚动体与内、外圈之间的接触是离散的，不是连续的，因此，用载荷积分这种连续函数表达离散模型必然存在一定的误差；另外，真实情况是轴承的载荷来自轴或轴承座，轴或轴承座与轴承之间的载荷不是集中力，而是分布力，这种分布力必然导致轴承内、外圈产生总体变形，内、外圈总体变形对轴承的载荷分布必然会产生一定的影响［3］。
滚动轴承基础知识和特征讲解
尼龙保持架
+ 重量轻 + 弹性大 + 良好的滑动性能 + 良好的自润滑性能
–
运行温度 < +120 °C
黄铜保持架
+ 强度极高 + 极高的防震抗加速性能
+
适合与循环油润滑相关的 超高速运转
– 价格相对昂贵
密封盖
滚动轴承的密封
低摩擦密封圈
密封圈
-Z和-2Z
-RZ和-2RZ
-RS1和-2RS1
污物排除
6008 NU2208 81102 81102 81102 81102
C3 ECP TN TN
组件 轴圈 座圈
型号系统的使用方法
外径 (D)
滚动轴承的类型代号
0—双列角接触球轴承 1—自动调心球轴承 2—调心滚子轴承和推力调心滚子轴承 3—单列圆锥滚子轴承 4—双列深沟球轴承 5—推力球轴承 6—单列深沟球轴承 7—单列角接触球轴承 8—推力圆柱滚子轴承 N—圆柱滚子轴承。在N后面加上另一个或更多的字母来
间，它的形状、大小和数量直接决定轴承的承 载能力。 保持架将滚动体均匀的分隔开，引导其在正确 的轨道上运动。
深沟球轴承组成
密封圈 外圈
钢球
保持架
内圈 密封圈
滚动体的类型
球
球面滚子 (对称形)
球面滚子 (非对称形)
圆柱滚子
滚针
圆锥滚子
保持架的功能
分离各个滚动体，防止滚动 体直接接触，使摩擦和热量 生成降到最低。
DF
DT
DB
成对安装的角接触轴承以承受径向载荷为主的径向、轴向的 联合载荷，也可承受纯径向载荷。串联配置的轴承只能承受 单一方向的轴向载荷。其他两种配置则可承受任意方向的轴 向载荷。
轴承载荷分布模拟
轴承载荷分布模拟轴承载荷分布模拟步骤一：定义问题我们的问题是模拟轴承的载荷分布。
轴承是一种机械装置，用于支持旋转轴并减少摩擦。
了解轴承的载荷分布对于设计和优化轴承至关重要。
因此，我们将尝试使用模拟方法来理解和预测轴承的载荷分布。
步骤二：收集数据首先，我们需要收集轴承的相关数据，包括轴承的几何形状、材料属性以及工作条件等。
这些数据将对我们的模拟有很大的影响。
我们可以通过查阅或咨询专家来获取这些数据。
步骤三：确定模拟方法在模拟载荷分布之前，我们需要选择适合的模拟方法。
常用的方法包括有限元分析、多体动力学模拟和计算流体力学等。
我们需要根据轴承的特性和我们的需求选择最合适的方法。
步骤四：建立模型基于收集到的数据和选择的模拟方法，我们将建立一个轴承的模型。
模型可以是一个三维几何模型，包括轴承的内部结构和外部环境。
我们将根据轴承的材料和几何特征来定义模型的属性。
步骤五：应用边界条件在模型中，我们需要定义适当的边界条件。
这些边界条件反映了轴承的工作条件，比如转速、载荷大小和方向等。
我们可以通过输入这些参数来模拟不同的工况。
步骤六：进行模拟运算一旦模型和边界条件设置完毕，我们可以进行模拟运算。
根据选择的模拟方法，我们可以使用相应的软件工具进行计算。
模拟运算将给出轴承在不同位置处的载荷分布情况。
步骤七：分析和评估结果模拟运算完成后，我们可以对结果进行分析和评估。
我们可以通过可视化工具来展示载荷分布的情况，并与实际测试结果进行对比。
如果模拟结果与实际结果相符，说明我们的模拟方法是可靠的。
步骤八：优化设计如果模拟结果与实际结果存在差异，我们可以通过优化设计来改善轴承的性能。
通过调整几何形状、材料属性和工作条件等因素，我们可以尝试提高载荷分布的均匀性和轴承的寿命。
步骤九：验证模型为了验证模型的准确性，我们可以进行实际测试。
通过在实验室中搭建轴承测试装置，并在不同工况下进行测试，我们可以与模拟结果进行比较，以验证模型的可靠性。
《机械设计模拟考试题》-滑动轴承
◆在非液体摩擦滑动轴承设计中，限制轴承压强p的主 在非液体摩擦滑动轴承设计中，限制轴承压强 的主 要目的是_______ 要目的是 a）防止轴承衬材料发生过渡磨损 ） b）防止轴承衬材料发生塑性变形 ） c）防止轴承衬材料因压力过大而过度发热 ） d）防止出现大的摩擦阻力矩 ） ◆在非液体摩擦滑动轴承设计中，限制轴承p v值的主 在非液体摩擦滑动轴承设计中，限制轴承 值的主 要目的是_____。 要目的是 。 a）防止轴承因过度发热而胶合 ） b）防止轴承过度摩擦 ） c）防止轴承因发热而产生塑性变形 ） d）防止出现大的摩擦阻力矩 ）
10、根据一维雷诺方程，试分析形成液体动压油膜的条件试什么？ 10、根据一维雷诺方程，试分析形成液体动压油膜的条件试什么？ 设计液体动压向心滑动轴承时，其相对间隙 应如何选择？ 设计液体动压向心滑动轴承时， 应如何选择？ 会产生哪些后果？ 增加或减小 会产生哪些后果？ 11、液体动压向心滑动轴承的设计参数可分为哪几类？ 11、液体动压向心滑动轴承的设计参数可分为哪几类？它们之 间的关系如何？ 间的关系如何？ 12、 如图所示几种情况下是否都有可能建立液体动压润滑？ 12 、 如图所示几种情况下是否都有可能建立液体动压润滑 ？ 为什么 ？
/Bdηω 6、应用承载量系数计算公式So＝ Fψ2/Bdηω 时，对于一定 应用承载量系数计算公式So＝ So 的直径d和转速n的轴， ____和____求出 的直径d和转速n的轴，在外载荷 F下，可选 ____和____求出 So。 So。 液体滑动轴承的设计中，通过选定的包角α 7、液体滑动轴承的设计中，通过选定的包角α、B/d 和计算 So之后 可查得_____有了____ 之后， _____有了____即可验算液体动压润滑的条 So之后，可查得_____有了____即可验算液体动压润滑的条 件即满足______ ______及查知 ____和 进行轴承的热平衡计算。 件即满足______及查知 ____和____ 进行轴承的热平衡计算。 8、液体动压轴承轴颈中心的轨迹在工作条件变化时，近似于 液体动压轴承轴颈中心的轨迹在工作条件变化时， 半圆的轨迹线移动，所以_______在运动中是__________ _______在运动中是 半圆的轨迹线移动，所以_______在运动中是__________ 。 当润滑油的粘度η和圆周速度v较大及外载F较小时， 9、 当润滑油的粘度η和圆周速度v较大及外载F较小时，应选 ______些 以利于______常用于________轴承。 ______常用于________轴承 δ可______些，以利于______常用于________轴承。 10、 轴承衬是为了改善______ 油孔是用于_______ ______， 10、 轴承衬是为了改善______，油孔是用于_______ ，而油 沟是用来_____ 至于室可使润滑油____ _____， ____和 沟是用来_____，至于室可使润滑油____ 并起着 ____和 ____的作用 的作用。 ____的作用。 11、混合摩擦润滑轴承应以保持______为计算准则， 11、混合摩擦润滑轴承应以保持______为计算准则， ______为计算准则 此准则也同样适用于_____ _____。 此准则也同样适用于_____。
5滚动轴承内部的载荷分布及位移-NSK
110111max5.1 滚动轴承内部的载荷分布试想以径向载荷F r ，轴向载荷F a 加于接触角为的单列轴承（角接触球轴承、圆锥滚子轴承等）的情况，既会因F a 与F r 之差使承载区发生变化，造成滚道局部承受载荷，或者造成整个滚道圆周承受载荷。
载荷的大小由承载率ε表示。
当滚道圆周局部承载时，ε为承载区在纵轴上的投影长与滚道直径的比，此时ε≦1（见图1)。
相反，当滚道全周承载时，则为∶ε＝ δmax≧1式中，δmax :承受最大载荷的滚动体总弹性位移量δmin :承受最小载荷的滚动体总弹性位移量轴承任一滚动体承受的载荷Q (ψ)都与其接触面上的弹性位移δ(ψ)的t 次方成正比。
所以设ψ＝0时的最大滚动体载荷为Q max ，弹性位移量为δmax ，则∶Q (ψ) ＝( δ(ψ) )t …………….....……(1)t ＝1.5（点接触）, t ＝1.1（线接触）最大滚动体载荷Q max 与径向载荷F r ，轴向载荷F a 之间存在如下关系。
F r ＝J r Z Q max cos .....................(2)F a ＝J a Z Q max sin (3)式中，Z 是滚动体数。
J r 与J a 是按点接触或线接触方式分别由(1)推导的，与ε值对应的J r 、J a 值见表1。
当ε＝0.5即半圆周承受载荷时，F a 与F r 的关系由表1得∶F a ＝1.216 F r tan （点接触）F a ＝1.260 F r tan （线接触）向心轴承的基本额定载荷，在此状态下的意义不可忽视。
当轴承的游隙Δ＝0时，ε＝0.5，J r 值由表1选出带入式(2)，则为∶Q max ＝4.37 F r（点接触） (4)Q max ＝4.08 F r（线接触） (5)当轴承仅承受轴向载荷时，F r ＝0，ε＝∞，J a ＝1，带入式(3)，则为式(6)。
Q ＝Q max ＝F a ………………(6)此时，所有滚动体均承受相等的载荷。
向心球轴承的负荷分布研究
于启 动 、 升速 迅速 、 结构 紧凑 ， 适应现代各种机械要求 的工作性能和使 用 寿命 以及维护保养 简便等特点 ． 在 国民经济发展 和国防建设 中正起 着越来越突 出的作用 ． 可 以毫 不夸张地说 ： 轴承技术代表着 世界整个
ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ， ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｒ ａ ｄｉ ｌ ａ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ ，ｎ ｕ ｍｂｅ ｒ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ ｒ ｏ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｖ ｅ ｒ ｙ ｈ ｅ ｌ ｐ ｆ ｕ ｌ ｆ ｏ ｒ
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【 Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ］ Ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｌ ｂ ａ ｌ ｌ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ； Ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ｒ ａ ｄ ｉ ｌ ａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ
工业的发展水 平【 １ ］ 滚动轴承 的承载能力影 响着生产效益 、产品质量 和操 作者 的安 全 目前 ． 机械设 计 中采用的滚动轴承 ． 往 往是根据经验的 、 保守 的方 法来选择 。 这样做虽然安全 ． 但造成材料浪费 ， 成本增加 ， 设备笨重 。 因 此． 合理地分析计算滚动轴承的承载能力 ． 并据此选用轴承 ， 在工业生 产 中具 有 重 要 的 意 义
角接触向心轴承轴向载荷的计算11
C0 S0
X0
静径向载荷 系数 静轴向载 荷系数
Y0
S0
静强度安 全系数
例1、已知：FS1=1175 N，FS2=3290 N，FA=1020 N求： Fa1、 Fa2。 解：
FrⅠ
FS2+FA = 3290+1020= 4310 ＞FS1， FS2
FrⅡFS1→轴源自Ⅰ被“压紧”FA，轴承Ⅱ被“放松”
（放松端）
1
2
FS1
FA
FS2
● 若 FS 2 + FA < FS 1 ， 轴向合力向左，轴有向左移动的趋势， 右轴承被压紧，使轴向力平衡：
∴
Fa1 FS1
Fa 2 FS1 FA
（放松端） （压紧端）
滚动轴承轴向载荷计算方法： (1)根据安装方式判明内部轴向力 FS1、FS2的方向； (2)判明轴向合力指向及轴可能移动的方向，分 析哪端轴承被“压紧”，哪端轴承被“放松”； (3)“放松”端的轴向载荷等于自身的内部轴向 力， “压紧”端的轴向载荷等于除去自身内部 轴向力外其它轴向力的代数和。
P f p ( XFr 2 YFa 2 ) 1.6(1 5000 0 1470.6) N 8000N 2
3、验算基本额定动载荷C 查表，取ft＝1.00 滚子轴承 10 / 3
12000 10 60 1500 5000 3 C' N 75014 145000 N 1.0 106
2
1
FS2 Fr2
FA
FS1 Fr1
解： 1、计算轴承所受轴向载荷F a
查手册30311轴承Y=1.7,e＝0.35，C＝152000N 查表得：
Fr1 4000 N 1176.5 N FS 1 2Y 2 1.7 Fr 2 5000 FS 2 N 1470.6 N 2Y 2 1.7
轴承的预载荷计算
轴承的预载荷根据应用场合，有必要在轴承配置中加入正的或负的工作游隙。
在大多数应用场合，工作游隙应是正的，即在运行时，轴承应有剩余游隙，尽管很小，见“轴承的内部游隙”一节。
但是在很多情况下，例如机床主轴轴承、汽车车轴传动器上的小齿轮轴承、小型电动机轴承配置或作摇摆运动的轴承配置，需要负的工作游隙，即要加预载荷，来提高轴承配置的刚性或提高运行精度。
在空载或极轻负荷条件下与高速度运行的轴承，也建议应用预载荷，例如使用弹簧加压。
在这些情况下，预载荷起到为轴承提供最低负荷的作用，防止因滚动体打滑而造成轴承损坏，见“要求的最低负荷 ”。
轴承的预载荷--预载荷的种类根据轴承类型不同，预载荷可以是径向或轴向的。
例如，圆柱滚子轴承由于其设计特点只能承受径向预载荷，而推力球轴承与圆柱滚子推力轴承则只能承受轴向预载荷。
单列角接触球轴承与圆锥滚子轴承 (图35)一般要跟另一个同样类型的轴承一起背对背（a）或面对面（b）配置安装，这类轴承要加轴向预载荷。
深沟球轴承通常也要用轴向预载荷，要这样做，轴承的径向内部游隙应比正常值的要大（例如C3），这样，像角接触球轴承的情况一样，可以产生大于零的接触角。
对于圆锥滚子轴承与角接触球轴承来说，在轴承背对背布置时，其压力中心之间的距离L大于轴承中心之间的距离I（图36），在面对面布置时（图37），L小于I。
这就是说背对背布置的轴承即使轴承中心距离较短，也能够承受较大的倾覆力矩。
这类轴承中由力矩负荷产生的径向力以及所造成的轴承变形比面对面布置的轴承要小些。
如果在运行中轴的温升比轴承座高，根据安装过程中的环境温度而调整（设定）的预载荷将会增加，面对面布置的增加量大于背对背布置的增加量。
在两种情况下，径向热膨胀都起到减少游隙或增加预载荷的作用。
当轴承面对面布置时，径向热膨胀会增加这种趋势，而背对背布置时，则会减少这种趋势。
仅就背对背布置来说，轴承之间有一定距离，当轴承与相关部件的热膨胀系数相同时，径向与轴向热膨胀会相互抵消，因此预载荷不会改变。
《机械设计基础》第五版滚动轴承
5、工程应用
7.承受冲击载荷能力差。
8.寿命短。 9.振动、噪声大。 10.不宜作成剖分式。
机械设计基础—— 滚动轴承
16-1滚动轴承的基本类型 1、按滚动体形状分 1)球轴承 (1)调心球轴承 2)滚子轴承 (1)调心滚子轴承 (2)推力圆柱滚子轴承 (3)圆锥滚子轴承 (4)圆柱滚子轴承
(2)推力球轴承
根据C值从手册中查取合适大小的轴承
机械设计基础—— 滚动轴承
五、角接触轴承轴向载荷的计算
机械设计基础—— 滚动轴承
16-4滚动轴承的润滑和密封 1、润滑的目的 降低摩擦阻力、减轻磨损；同时，润滑还有降低滚 动体与座圈滚道的接触应力、散热、吸震、减低噪声和 防锈等作用。 2、润滑油润滑
①油浴润滑；②飞溅润滑；③滴油润滑；④油雾润滑；⑤循环冷 却油润滑。
当轴承既受径向力Fr又受轴向力Fa时，须将Fr 、Fa与转 换为与确定基本额定动载荷的载荷条件一致（纯径向力或 轴向力）的等效力，即当量动载荷，用P表示。
计算式：
P XFr YFa
引入载荷性质系数，表7-10
P f P ( XFr YFa )
X、Y—径向系数、轴向系数，与Fa/Fr及参数 e 有关，表7-9。 e—— 轴向载荷影响系数（判别系数），表7-9。
滚动轴承寿命计算公式的推导
当L10=1（106转）时，其对应的载荷为基本额定动载荷C（N）时，
P L10 k 常量
C 1 k 常量
C L10 106 r P
P L10 常量
基本额定动载荷，查《 机械零件设计手册》 基本额定 寿命 轴承转速， r/min
Q,H Q,H
滑动轴承 复习习题
第十章 滑动轴承重要基本概念1．动压油膜形成过程随着轴颈转速的提高，轴颈中心的位置和油膜厚度的变化如图10-3所示。
图10-3从n =0，到n →∞，轴颈中心的运动轨迹为一半圆。
利用此原理可以测量轴承的偏心距e ，从而计算出最小油膜厚度h min 。
2．动压油膜形成条件(1) 相对运动的两表面必须构成收敛的楔形间隙；(2) 两表面必须有一定的相对速度，其运动方向应使润滑油从大口流入、从小口流出； (3) 润滑油必须具有一定的粘度，且供油要充分。
3．非液体摩擦滑动轴承的失效形式、设计准则和验算内容，液体动压润滑轴承设计时也要进行这些计算失效形式：磨损、胶合设计准则：维护边界油膜不被破坏，尽量减少轴承材料的磨损。
验算内容：为防止过度磨损，验算：p =BdP≤ [ p ] MPa 为防止温升过高而胶合，验算：Pv =100060⨯⋅ndBd P π≤ [pv ] MPa ·m/s 为防止局部过度磨损，验算：V = 100060⨯ndπ≤ [v ] m/s因为在液体动压润滑滑动轴承的启动和停车过程中，也是处于非液体摩擦状态，也会发生磨损，也需要进行上述三个条件的验算。
4．对滑动轴承材料性能的要求除强度（抗压、抗冲击）外，还应有良好的减摩性（摩擦系数小）、耐磨性（抗磨损、抗胶合）、跑合性、导热性、润滑性、顺应性、嵌藏性等。
5．液体动压润滑轴承的工作能力准则 (1) 保证油膜厚度条件：h min ≥[h ]；(2) 保障温升条件：t ∆ ≤ [t ∆]=10~30C ︒。
精选例题与解析例10-1 一向心滑动轴承，已知：轴颈直径d = 50mm ，宽径比B /d =0.8，轴的转速n = 1500r/min ，轴承受径向载荷F = 5000N ，轴瓦材料初步选择锡青铜ZcuSn5Pb5Zn5，试按照非液体润滑轴承计算，校核该轴承是否可用。
如不可用，提出改进方法。
解：根据给定材料ZCuSn5Pb5Zn5查得：[p ] = 8MPa ，[v ]= 3 m/s ，[pv ]=12 MPa ·m/s 。
轴承、进口轴承按其所能承受的载荷方向分类
轴承、进口轴承按其所能承受的载荷方向分类①径向轴承，又称向心轴承，承受径向载荷。
②止推轴承，又称推力轴承，承受轴向载荷。
③径向止推轴承，又称向心推力轴承，同时承受径向载荷和轴向载荷。
按轴承工作的摩擦性质不同可分为滑动摩擦轴承(简称滑动轴承)和滚动摩擦轴承(简称滚动轴承)两大类。
角接触轴承:球与套圈公称接触角大于0°，而小于90°的滚动轴承。
可同时承受径向负荷和轴向负荷。
能在较高的转速下工作。
接触角越大，轴向承载能力越高。
高精度和高速轴承通常取15度接触角。
在轴向力作用下，接触角会增大。
单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向负荷，在承受径向负荷时，将引起附加轴向力。
并且只能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。
若是成对双联安装，使一对轴承的外圈相对，即宽端面对宽端面，窄端面对窄端面。
这样即可避免引起附加轴向力，而且可在两个方向使轴或外壳限制在轴向游隙范围内。
外球面轴承:有外球面和带锁紧件的宽内圈的向心滚动轴承。
主要供简单的外壳使用。
直线运动轴承:两滚道在滚动方向上有相对直线运动的滚动轴承。
球轴承:滚动体是球的滚动轴承。
深沟球轴承:每个套圈均具有横截面大约为球的周长三分之一的连续沟型滚道的向心球轴承,适用于精密仪表、低噪音电机、汽车、摩托车及一般机械等，是机械工业中使用最为广泛的一类轴承。
结构简易，使用维护方便。
主要用来承受径向负荷、也可承受一定的轴向负荷，当轴承的径向游隙加大时，具有角接触球轴承的性能，可承受较大的轴向负荷。
该类轴承摩擦系数小，极限转速高，尺寸范围与形式变化多样。
坚实耐用，通用性强及低噪音运行，可在高速下运转和易于安装。
单列深沟球轴承另有密封型设计，可以无须再润滑和无需保养。
单列带装球缺口和双列球轴承，适用于重载工况。
推力球轴承:滚动体是球的推力滚动轴承。
滚子轴承:滚动体是滚子的滚动轴承。
圆柱滚子轴承:滚动体是圆柱滚子的向心滚动轴承,属分离型轴承，安装与拆卸非常方便。
2 滚动轴承的额定动载荷、疲劳寿命及额定静载荷 - NSK
0.67 0.63 0.57 0.65 — 0.67 0.66 0.92 tanα
C0r 与轴向载荷 Fa 的比值来பைடு நூலகம்示。为此，在 表 1
中列出了该比值相应接触角的轴向载荷系数。角 接触球轴承在接触角增至 25°、30°、40° 时，可 以忽略常规工况下接触角变化对轴向载荷系数产 生的影响。 当同时承受径向载荷与轴向载荷、接触角 α ≠ 90° 时，推力轴承的轴向当量载荷 Pa 为 :
25° 30° 40° 磁电机球轴承 圆锥滚子轴承 调心滚子轴承 推力球轴承 45° 60°
1 1 1 — 1 1 — — —
0 0 0 — 0 0 — — —
0.41 0.39 0.35 — 0.5 0.4 0.66 0.92 tanα
1 1 1 1 — 1 1.18 1.90 1.5tanα
表 1 基本额定动载荷计算公式
球 轴 承 bm fc (i cosα )0.7 Z 2/3 Dw1.8 滚 子 轴 承 bm fc (i Lwe cosα )7/9 Z 3/4 Dwe29/27 bm fc Lwe7/9 Z 3/4 Dwe29/27 bm fc (Lwe cosα)7/9 tanαZ 3/4 Dwe29/27
推力滚子轴承
备注∶ 1 使用 2 套同型号单列角接触球轴承时， (1) 采用 DF 成对双联或 DB 成对双联时，适用双列轴承的 X、Y 值。但在求轴向载荷比值 C0r / Fa 时， C0r 值为成对双联轴承 C0r 的 1/2。 (2) 采用 DT 成对双联时，适用单列轴承的 X、Y 值，C0r 值为成对双联轴承 C0r 值的 1/2。
注∶ (2) Dpw 是球节圆直径 备注 1 上表的 fc 值适用于滚子长度方 向应力分布基本均等的轴承。 2 { } 内的数值是计算 kgf 值时 的系数
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1 向心轴承中的载荷分布:
在中心轴向力作用下的滚动轴承，可以认为载荷由各滚动体平均分担；但在径向力作用下，它最多只有半圈滚动体受载，且各滚动体的受载大小也不同（见图1）。
根据力的平衡条件可求出受载最大的滚动体的载荷。
2 角接触轴承中附加轴向力;
角接触轴承受径向载荷Fr时，会产生附加轴向力Fs 。
图2 所示轴承下半圈第i个球轴承径向力Fri 。
图2
由于轴承外圈接触点法线与轴承中心平面有接触角α，通过接触点法线对轴承内圈和轴的法向反力Fi 将产生径向分力Fri和轴向分力Fsi 。
各球的轴向分力之和即为轴承的附加轴向力Fs。
按一半滚动体受力进行分析，得
Fs≈1.25Frtanα (17.2)
计算各种角接触轴承附加轴向力的公式可查表3。
表中Fr为轴承的径向载荷；e为判断系数，查表17-7；Y为圆锥滚子轴承的轴向动载荷系数，查表3。
表3角接触轴承的附加轴向力:
3 失效形式:
在一般机械设备传动系统中，由于滚动轴承的失效而造成整个传动系统的损坏所占的比例很大。
因此，在滚动轴承的设计中如对各种因素考虑不周，就将降低实际的使用寿命。
表4 滚动轴承常见的失效形式
影响滚动轴承的主要因素为：载荷情况、润滑情况、装配情况、环境条件及材质或制造精度等。
4 计算准则:
决定轴承尺寸时，要针对主要失效形式进行必要的计算。
一般工作条件的回转滚动轴承，应进行接触疲劳寿命计算和静强度计算；对于摆动或转速较低的轴承，只需作静强度计算；高速轴承由于发热而造成的粘着磨损、烧伤是主要的失效形式，除进行寿命计算外，还需核验极限转速。