第十三章_滚动轴承计算与选择

第十三章 滚动轴承 作业题答案一、填空题1．滚动轴承预紧的目的在于增加 轴承的刚性，减少 轴承的振动2．滚动轴承的内圈与轴颈的配合采用 基孔 制，外圈与座孔的配合应采用 基轴 制。

3．30207(7207)轴承的类型名称是 圆锥滚子 轴承，内径是 35 mrn，它承受基本额定动载荷时的基本额定寿命是 106 转时的可靠度是 90% 。

这种类型轴承以承受 径向 向力为主。

4．代号6214的滚动轴承，类型是 深沟球轴承 ，内径是 70 mm。

5．滚动轴承的基本额定动负荷是指 使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的负荷，某轴承在基本额定动负荷的作用下的基本额定寿命为 106 转 。

6．滚动轴承的选择主要取决于 轴承所承受的载荷大小、方向和性质，转速高低，调心性能要求，装拆方便及经济性要求 ，滚动轴承按其承受负荷的方向及公称接触角的不同，可分为主要可承受径向负荷的 向心轴承和主要承受轴向负荷的 推力 轴承。

7．滚动轴承轴系设计中，双支点单向固定的固定方式常用在 跨距较小 或 工作温度不高 情况下。

8．在动轴承轴系设计中，一端双向固定而另一端游动的固定方式常用在 跨距比较大 或 工作温度比较高 情况下。

9．安装于某轴单支点上的代号为7318 B／DF的一对滚动轴承，其类型名称为 角接触球轴承 ；内径尺寸d= 90 mm，公称接触角 = 40 ；直径系列为 中系列 ；精度等级为 0级 ；安装形式为 成面对面安装 。

10．安装于某轴单支点上的代号为32310 B／P4／DB的一对滚动轴承，其类型名称为 圆锥滚子轴承 ；内径尺寸d= 50 mm；公差等级符合标准规定的 4级 ；安装形式为 成背对背安装 。

11．在基本额定动载荷作用下，滚动轴承可以工作 106 转而不发生点蚀，其可靠度为 90% 。

12．滚动轴承的内、外圈常用材料为 轴承铬钢 ，保持架常用 低碳钢 材料。

13．与滚动轴承7118相配合的轴径尺寸是 90 mm。

滚动轴承的选型计算一、滚动轴承的组成外圈、内圈、滚动体、保持架内圈：支撑轴外圈：支撑零件或轴系滚动体：滑动è滚动；保持架: 将滚动体分开优点：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、和易于互换等。

缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音滚动轴承的主要类型和特性二、轴承分类按载荷方向分向心轴承：主要承受径向力比如常用的（深沟球轴承）推力球轴承：主要承受轴向力比如推力球轴承按滚动体形状分：球轴承和滚子轴承球轴承主要用于转速较高承载较低使用滚子轴承主要用于承载较高及转速较低场合三、轴承的介绍调心球轴承代号 10000 极限转速中等允许角偏差2-3度主要承受径向载荷，同时也能承受少量轴向载荷。

因为外滚道表面是以轴承中点为中心的球面，故能调心。

调心滚子轴承代号20000C 极限转速低允许角偏差 0.5-2度能承受很大的径向载荷和少量轴向载荷。

承载能力大，具有调性能。

圆锥滚子轴承代号30000 极限转速中允许角偏差 2度能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。

因线性接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，称对使用。

推力球轴承代号50000 极限转速低允许角偏差不允许只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。

分为单、双向两种。

高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处。

推力球轴承50000极限转速低允许角偏差不允许只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。

分为单、双向两种。

高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处深沟球轴承代号60000 极限转速高允许角偏差 8-16能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。

因线性接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，成对使用。

角接触球轴承70000C(α=15˚)70000AC(α=25˚)70000B(α=40˚ )极限转速较高允许角偏差2-10能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。

第十三章 滚动轴承一、选择题13—1 各类滚动轴承中，除承受径向载荷外，还能承受不大的双向轴向载荷的是 A ，还能承受一定单向轴向载荷的是 B 、D 。

A 深沟球轴承B 角接触球轴承C 圆柱滚子轴承D 圆锥滚子轴承13—2 选择滚动轴承类型时为方便拆卸常用 B ，需有一定调心性能时选 D ，作为游动轴承时适宜选 A 、 C 。

A 深沟球轴承 B 圆锥滚子轴承 C 圆柱滚子轴承 D 调心球轴承13—3 转速n=2800r/min ，一端固定一端游动的蜗杆轴其固定端轴承应选用 C 。

A 推力球轴承 B 深沟球轴承 C 一对角接触球轴承 D 一对圆锥滚子轴承 13—4 D 适用多支点、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 调心球轴承 13—5 载荷一定的深沟球轴承，当工作转速由210r/min 变为630r/min 时，其寿命变化为 D 。

A L h 增大为3 L h （h ） B L r 下降为L r /3（r ）C L r 增大为3 L r （r ）D L h 下降为L h /3（h ） 13—6 若一滚动轴承的基本额定寿命为537000转，则该轴承所受的当量动载荷 B 基本额定动载荷。

A 大于B 小于C 等于D 大于等于 13—7 某滚动轴承按寿命公式计算得寿命L h =25100h ，其可靠度 B ；若要求工作寿命达30000h , 可靠度 C 。

A 为99% B 为90% C <90% D >90%13—8 直齿圆柱齿轮轴系由一对圆锥滚子轴承支承，轴承径向反力F r1>F r2，则作用在轴承上的轴向力 D 。

A F a1>F a 2B F a1<F a2C F a1=F a2 =0D F a1=F a2 ≠0 13—9 6210滚动轴承内圈与轴颈配合的正确标注为 C 。

A 6750k H φ B 750H φC 650k φD 7650H k φ 13—10 滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合 D 。

滚动轴承的选择及校核计算根据条件，轴承的预计寿命 h L h45568283568=⨯⨯⨯=' 一.蜗杆轴上的轴承的选择和寿命计算1.轴承的选择采用角接触球轴承，其型号为7212AC ，主要参数如下： mm mm mm B D d 2211060⨯⨯=⨯⨯基本额定静载荷kN C or 2.46=基本额定动载荷kN C r 2.58=极限转速m in /5300max r V =2.寿命计算因为蜗杆所受的轴向力向左N d T F F a t 49021121===N d T F F t a 323222221===N F F F t r r 1507tan 221===α该轴承所受的径向力N F F r r 5.753211== 对于7000AC 型轴承，查P322表13-7轴承派生轴向力r d F F 68.0=12d ae d F F F =+kN F F d a 4.51222=='kN F F F ae d a 4.374421=+=' 又e F F r a =>=68.03.4所以可得出87.0,41.0==Y X当量动载荷N YF XF P a r 6.3566=+=因为是球轴承，所以取指数3ε=轴承寿命计算h P C n L h 50498)57.32.58(14306010)(6010366=⨯⨯=='ε 所以该轴承满足寿命要求。

二.涡轮轴上轴承的选择和寿命计算1.轴承的选择选择角接触轴承，其型号为7213AC ，主要参数如下： mm mm mm B D d 2312065⨯⨯=⨯⨯基本额定静载荷kN C or 5.52=基本额定动载荷kN C r 5.66=2.计算涡轮轴的径向力N F F F a r V r 75.373160224880221=⨯-⨯= N F F F V r r V r 25.1133122=-=N F F t H r 16161608021== N F F F H r r H r 1616122=-=所以可以得出N F F F H r V r r 7.165821211=+=N F F F H r V r r 8.197322222=+=对于7000AC 型号的轴承r d F F 68.0=N F F r d 9.112768.011==N F F r d 2.134268.022==所以可得N F F F d ae a 2.1832221=+=N F F d a 2.134222== 又68.08.19732.134222==r a F F 所以可以得出0,1==Y X 轴承的当量动载荷N F P r 8.197322==h P C n L h 445726)97.15.66(14306010)(6010363262=⨯⨯== 68.093.08.19732.183211>==r a F F 所以有87.0,41.0==Y X 当量动载荷N YF XF P a r 2274111=+=h P C n L h 291478)(60103161==。

滚动轴承的选择计算16. 3 滚动轴承的选择计算16.3.0滚动轴承类型的选择1.轴承的载荷大小:滚子轴承优于球轴承方向:径向R(6、1、N)轴向A(5)R+ A(7、3、6)轴承的载荷方向2.轴承的转速极限转速n:滚动轴承允许的最高工作转速称为lim 极限转速。

对高转速的轴承:1).优先选用球轴承(润滑的阻力)2).轻系列轴承优于中、重系列(离心力) 3).实体保持架优于冲压保持架(易形成油膜减小摩擦)4).提高公差等级、改善润滑条件等推力轴承的主要承载能力表现在轴向，离心力过大时无法通过径向反力平衡，将引起较大的反力，发热大，极限转速较低3. 轴承的调心性能表16-24. 轴承的安装与拆卸5. 经济性:球比滚子便宜，精度适宜比较球轴承和滚子轴承有:16.3.1滚动轴承的工作情况分析1.运动关系:内外圈相对回转;滚动体既自转又公转。

2.轴承中载荷的分布: ,推力轴承 F=F/z 0 a,向心轴承，在载荷F 的作用下,根据变形关系，轴承r下部中间滚动体受力最大，向两边逐渐减小。

也就是说～最多只有半圈滚动体受载～且各滚动体的受载大小也不同。

应力循环特性:内、外圈～滚动体的受力可以认为是脉动循环。

16.3.2 滚动轴承的失效形式及设计准则设计失效形式准则点蚀(一般轴承) 寿命计算静载永久变形荷计算密封;磨损、烧伤润滑、散热限制胶合极限转速元件破裂，重新正确安装。

对可分离的高精度轴承不能互换安装.在正确使用下，滚动轴承的最主要的失效形式是点蚀，点蚀可能发生在滚动体和任意座圈上，由于滚动轴承的接触应力较大，通常不按永久寿命设计，设计滚动轴承的寿命是滚动轴承设计的重要内容.由于滚动轴承工作中的接触应力较大，在接触应力作用下元件表面可能发生塑性变形，过大的塑性变形会影响轴承的工作平稳性和旋转精度，除过大的工作应力会造成塑性变形以外，拆卸和装配中的不正确操作也会引起塑性变形;在润滑不良的情况下，会造成轴承磨损，在使用滚动轴承中应保证充足的润滑，在设计中应为正确的润滑提供条件，应为添加润滑剂和保持润滑剂的合理量设置必要的装置，如加油孔，油面显示装置等。

完整的轴承选型计算方法轴承是一种机械零件，用于支撑旋转机械部件，在旋转过程中减小摩擦和传递载荷。

轴承选型是确定轴承类型、尺寸和载荷等参数的过程，旨在满足旋转机械的工作要求。

下面是完整的轴承选型计算方法。

第一步：确定载荷类型和大小在轴承选型计算中，首先需要确定旋转机械所承受的载荷类型和大小。

载荷类型包括径向载荷、轴向载荷和倾斜载荷等。

通过分析和测量，确定这些载荷的大小和方向。

第二步：计算等效载荷当轴承同时承受多种载荷时，需要将各种载荷转化为等效载荷，便于计算和比较。

常见的等效载荷计算方法有等效径向载荷、等效轴向载荷和等效最小荷重等。

第三步：选择轴承类型根据旋转机械的工作要求和等效载荷，选择合适的轴承类型。

常见的轴承类型有滚动轴承（如球轴承和滚子轴承）和滑动轴承。

根据旋转速度和摩擦系数等参数，确定最适合的轴承类型。

第四步：计算轴承尺寸根据等效载荷和旋转机械的工作要求，计算轴承的尺寸。

轴承的尺寸包括内径、外径、宽度和接触角等。

通过使用轴承选型手册、计算软件和公式等，确定最佳的轴承尺寸。

第五步：验证轴承寿命通过计算和验证，确定所选轴承的额定寿命是否符合要求。

在计算寿命时需要考虑轴承材料、润滑方式、运行温度和启停次数等因素。

第六步：选择润滑方式根据旋转机械的工作条件，选择合适的润滑方式。

常见的润滑方式有油润滑、脂润滑和固体润滑等。

根据轴承的工作速度和温度等参数，确定最佳的润滑方式。

第七步：检查轴承安装方式根据旋转机械的结构和工作条件，检查轴承的安装方式。

轴承的安装方式包括定位安装、自由安装和预装方式等。

根据轴承的类型和尺寸，选择最适合的安装方式。

第八步：考虑其他因素在轴承选型计算中，还需要考虑其他因素，如轴承的精度要求、密封方式、减震和降噪要求等。

根据工作条件和特殊要求，选择合适的轴承配件和附件。

以上是完整的轴承选型计算方法。

通过对载荷、轴承类型、尺寸、寿命、润滑、安装方式和其他因素的综合分析和计算，可以选择最合适的轴承，满足旋转机械的工作要求。

§9-1 概述滚动轴承依靠其主要元件间的滚动接触来支承转动或摆动零件，其相对运动表面间的摩擦是滚动摩擦。

图9-1 滚动轴承的基本结构滚动轴承的基本结构如图9-1所示，它由下列零件组成：(1)带有滚道的内圈1和外圈2；(2)滚动体(球或滚子)3；(3)隔开并导引滚动体的保持架4。

有些轴承可以少用一个套圈(内圈或外圈)，或者内、外两个套圈都不用，滚动体直接沿滚道滚动。

内圈装在轴颈上，外圈装在轴承座中。

通常内圈随轴回转，外圈固定，但也有外圈回转而内圈不动，或是内、外圈同时回转的场合。

常用的滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子、非对称球面滚子等几种，如图9-2所示。

轴承内、外圈上的滚道，有限制滚动体侧向位移的作用。

图9-2 常用的滚动体与滑动轴承相比，滚动轴承的主要优点为：1、摩擦力矩和发热较小。

在通常的速度范围内，摩擦力矩很少随速度而改变。

起动转矩比滑动轴承要低得多(比后者小80～90%)；2、维护比较方便，润滑剂消耗较小；3、轴承单位宽度的承载能力较大；4、大大地减少有色金属的消耗。

滚动轴承的缺点是：径向外廓尺寸比滑动轴承大；接触应力高，承受冲击载荷能力较差，高速重负荷下寿命较低；小批生产特殊的滚动轴承时成本较高；减振能力比滑动轴承低。

§9-2 滚动轴承的主要类型及其代号一、滚动轴承的主要类型、性能与特点按滚动体的形状，滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承。

按接触角的大小和所能承受载荷的方向，轴承可分为：1、向心轴承：公称接触角：0°45°，向心轴承又可细分为：A、径向接触轴承：＝0°，只能承受径向载荷(如圆柱滚子轴承)，或主要用于承受径向载荷，但也能承受少量的轴向载荷(如深沟球轴承)；B、向心角接触轴承：0°<45°，能同时承受径向载荷和单向的轴向载荷(如角接触球轴承及圆锥滚子轴承)。

2、推力轴承：公称接触角：45°<90°，推力轴承又可细分为：A、轴向接触轴承：＝90°，只用于承受轴向载荷；B、推力角接触轴承：45°<<90°主要承受大的轴向载荷，也能承受不大的径向载荷。