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滚动轴承讲义的选择与校核

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滚动轴承

滚动轴承

游动轴承：深沟球轴承“6”和圆柱滚子轴承“N”；向心推力轴 承“7”和“3”类不能作游动轴承。
4．选用向心推力轴承“3”或“7”类，应考虑成对使用。
正装：面对面安装；
反装：背靠背安装。
成对使用原因：向心推力轴承均有接触角，当只有径向载 荷作用时，轴承内部会产生一个派生轴向力S，使得滚动 体、内圈和轴沿轴向移动，造成承受载荷的滚动体数目 减小，因而轴承承载能力减小，因此应采用成对向心推 力轴承，以便平衡派生轴向力，提高轴承承载能力。
§4 滚动轴承的工作情况
4.1 轴承工作时轴承元件上的载荷分布
向心轴承中径向载荷的分布图
轴承元件上的载荷及应力变化图
§5 滚动轴承尺寸的选择
5.1 滚动轴承的失效形式及其基本额定寿命
失效形式：滚动体或内、外圈滚道上的点蚀破坏。 1．疲劳点蚀：安装得当、设计合理、润滑、密封良好，
n>10r/min的轴承主要是疲劳点蚀破坏； 2．塑性变形：不转或转得很慢，n<10r/min，承受较大载荷
注：高速轴承，寿命计算，校验极限转速。
几个重要的概念
1．轴承的寿命：轴承在运转时，其中任一元件出现疲劳点蚀 前所经历的转数（以106r为单位）或工作小时数。
2．基本额定寿命L10 一批相同型号的轴承，在相同运转条件下，其中有10%的轴承
出现疲劳点蚀时，轴承所经历的转数为该批轴承的基本额 定寿命L10. 物理意义：表示轴承达到基本额定寿命时，出现疲劳点蚀的 概率为10%。
径的球轴承，它们的滚动体较小，工作时离心力较小）； ⑤转速高、载荷大，可采用同一支承同时用2个球轴承。
三、调心性能
当轴的中心与支座孔的中心不同心时，或轴因受力变形时， 轴承内圈中心线与外圈中心线会产生偏位角θ，容易造成 滚动体工作不正常，甚至卡住。这时宜采用有一定调心性 能的调心球轴承如“1”类或调心滚子轴承如“2”。
高等教育出版社第16章 机械设计基础第五版滚动轴承

高等教育出版社第16章 机械设计基础第五版滚动轴承


计算准则： 一般轴承 —疲劳寿命计算（针对点蚀） 静强度计算
低速或摆动轴承 —只进行静强度计算
高速轴承 —进行疲劳寿命计算、校验极限转速。
二、轴承寿命
轴承的寿命：轴承的一个套圈或滚动体材料出现第 一个疲劳扩展迹象前，一个套圈相对 于另一个套圈的总转数，或在某一转 速下的工作小时数。
由于制造精度、材料的差异，即使是同样的材 料、同样的尺寸以及同一批生产出来的轴承，在完 全相同的条件下工作，它们的寿命也不相同，也会 产生和大得差异，甚至相差达到几十倍。 一个具体的轴承很难预知其确切的寿命，但 试验表明，轴承的可靠性与寿命之间有如P278图 16-6的关系曲线。
如图所示，有两种 受力情况：
（1）若FA+FS2>FS1
由于轴向固定，轴不能向右 移动，即轴承1被压紧，由力 的平衡条件得： FA
O1
O2
轴承1（压紧端）承受的轴向载荷为：
Fa1 FA Fs 2
轴承2（放松端）承受的轴向载荷为：
Fa 2 FS 2
（1）若FA+FS2<FS1
即FS1-FA>FS2，则轴承2被压紧，由力的平衡 条件得： 轴承1（放松端）承受的轴向载荷：
N
三、当量动载荷的计算
滚动轴承的基本额定动载荷是在一定的试验 向心轴承是指轴承受纯径向载荷， 条件下确定的。
推力轴承是指承受中心轴向载荷。
如果作用在轴上的实际载荷既有径向载荷， 又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与试验 条件相当的载荷后，才能和基本额定动载荷进行 比较。换算后的载荷是一种假定的载荷，故称为 当量动载荷： 径向载荷 轴向载荷
图a所示的为外圈宽边相对（背对背）安装， 称为反装。图b的为外圈窄边相对（面对面）安装， 称为正装。
滚动轴承优质获奖课件

滚动轴承优质获奖课件

滚动体：滑动滚动；
保持架: 将滚动体分开, ↓滚动体间旳摩擦、磨损。
滚动副旳材料要求：
潘存云教授研制
硬度和接触疲劳强度↑ 、耐磨性和冲击韧性↑ 用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：61~65HRC。 工作表面需经磨削或抛光。 保持架：软材料，低碳钢板冲压后铆接或焊接。高速轴
承：有色金属或塑料。
特点：与滑动轴承比较 优点： 1）起动力矩小，可在负载下起动；
二、滚动轴承选择应考虑旳问题
1） 轴承旳载荷
向心轴承用于受径向力；
载荷方向：
向心推力轴承用于承受径向力和周向力 联合作用。
潘存云教授研制
潘存云教授研制
Fa
Fr
二、滚动轴承选择应考虑旳问题
1） 轴承旳载荷
向心轴承用于受径向力；
载荷方向：
向心推力轴承用于承受径向力和周向力 联合作用。
推力轴承用于受轴向力； 载荷大小：
α=40˚ α=15˚ α=25˚ 接触角α加大
加强型
示例
7210B 7210C 7210AC 32310B N207E
表10-8 公差等级代号
30000(α=10°~18°) →30000B(α=27°~30°大锥角)
代号
省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2
公差等级潘符存云合教授原研制 则旳 0级 6级 6x级 5级 4级 2级
技术要求等，为便于组织生产和选
表10-3 滚动轴承代号旳排列顺用序，要求了滚动轴承旳代号，
前置代号
基本代号共5位
（ 成套轴承分 部件代号
0
）
类
尺寸潘存系云教列授研制代号
型
宽(高)度 直径系列
代 系列代号 代号
号
滚动轴承寿命校核

滚动轴承寿命校核


70000B(=40°) Fd=1.14Fr
2
Fa1 C0
1005.05 20000
0.0503
Fa 2 C0
605.05 20000
0.0303
由表2进行插值计算，得e1=0.422，e2=0.401。再计算
5、应用
例 设某支撑根据工作条件决定选用深沟球轴承。轴承径向载
荷Fr=5500N，轴向载荷Fa=2700N，轴承转速n=1250r/min,装轴
承处的轴颈直径可在50~60mm范围内选择，运转时有轻微冲击，
预期计算寿命Lh’=5000h。试选择其轴承型号。
解
1. 求比值
Fa Fr
2700 5500
产生派生轴向力的原因：承载区内每个滚动体的反力 都是沿滚动体与套圈接触点的法线方向传递的。
轴承安装不同时，产生的派生轴向力也不同。
工作情况2
派生力的方向总是由轴承宽度中点指向轴承载荷 中心。
S的方向：沿轴线由轴承外圈的宽边→窄边。
轴承所受总载荷的作用线与轴承轴心线的交点 ， 即 为轴承载荷中心（支反力的作用点）。
4、滚动轴承寿命的计算公式
4.1 轴承的载荷-寿命曲线
如右图所示曲线是在
大量试验研究基础上得出
的代号为6208轴承的载荷寿命曲线。其它型号的轴
承也有与上述曲线的函数
规律完全一样的载荷-寿命
曲线。
该曲线公式表示为：
轴承的载荷-寿命曲线
L10
(C P
)(106 转)
式中，L10的单位为106r。 P为当量动载荷（N）。
角接触球轴承及圆锥滚子轴承的派生轴向力的大小取 决于该轴承所受的径向载荷和轴承结构，按下表计算。
§13-4 滚动轴承的寿命计算
滚动轴承

滚动轴承


五四 三
组合代号
尺寸系列代号
类宽
型
（ 或
直 径
代
高 ）
系 列
号
度 系
代 号
列
代
号
圆锥滚子轴承（3）
二一
内 径 尺 寸 代 号 20~480mm
例 试说明下列轴承代号的含义：
6 12 06 3 3 15/p6
公差等级代号，0级（普通级） 内径尺寸代号，d=30mm
尺寸系列代号，直径系列2（轻系列） 宽度系列1（正常系列）
外圈 outer ring
轴承装配
与滑动轴承相比滚动轴承的优缺点：
优点： ●摩擦阻力小、起动灵敏、效率高； ●轴向结构紧凑、润滑简单； ●运转精度较高； ●不需要用有色金属； ●标准化程度高，成批生产，成本较低。
缺点： ●抗冲击能力差； ●安装不方便（不是剖分件，常需加热后安装）； ●径向处尺寸大； ●高速运转时振动及噪音较大； ●寿命比液体摩擦滑动轴承低。 ●因滚动轴承不能剖分，位于长轴中间的滚动轴承安装较困难。
9、推力球轴承 （类型代号：5）
单列推力球轴承
特点 套圈与滚动体是分离的。 （单列推力球轴承）有 两个套圈，内径稍小的 “紧圈”装载轴上， 内径稍大的“松圈” 则与轴保持一定的间隙， 并被安放在机座中。 可承受单向的轴向力。 用于转速不高，轴向力 较大的场合。
双列推力球轴承 （类型代号：5）
特点 双列推力球轴承有三个套圈， 其中两个为“松圈”，一个为 “紧圈”，可承受双向轴向力。
是以轴承中点为心的球面，可调心。
适用于多支点和变形较大的传动轴，
以及不能精确对中的支承处。
7、调心滚子轴承 （类型代号：2 ）
特点 能承受较大的径向力和 少量的轴向力。承载能 力大，具有调心性能。
滚动轴承设计

滚动轴承设计


实体保持架：用铜合金、 实体保持架：用铜合金、铝合金或酚醛树脂等制 与滚动体间的间隙较小，允许轴承有较高转速。 成，与滚动体间的间隙较小，允许轴承有较高转速。
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
一．滚动轴承的结构特性
1．公称接触角 ．
α角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力。α角越 角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力。 角越 角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力 轴承承受轴向载荷的能力越大。 大，轴承承受轴向载荷的能力越大。
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
3、调心轴承（外圈滚道为球面 ） 、调心轴承（ （1）调心球轴承 ） 类型代号 ：1 承载方向： 承载方向：可同时承受径 向载荷及少量双向轴向载荷 极限转速： 极限转速：中 额定负荷比： 0.6～0.9 额定负荷比： ～ 角偏位能力： ° 角偏位能力：1.5°～3° ° 使用条件： 使用条件：刚性小及难以对中的轴 类型代号 ：2 （2）调心滚子轴承 承载方向： 承载方向：可同时承受径向载荷及少量双向轴向载荷 额定负荷比： 额定负荷比： 1.8～4 ～ 极限转速： 极限转速：低 角偏位能力： 角偏位能力： 1.5°～3° ° ° 使用条件： 使用条件：其他轴承不能胜任的重负荷
主要区别： 主要区别：承受轴向外载荷的能力
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
三、滚动轴承的性能和特点
◆ 按轴承的结构形式不同分类： 按轴承的结构形式不同分类：
在实际应用中，滚动轴承的结构形式有很多。作为标准件的滚动轴承，在 在实际应用中，滚动轴承的结构形式有很多。作为标准件的滚动轴承， 标准件的滚动轴承 国家标准中分为13 13种 其中，最为常用的轴承大约有下列６ 国家标准中分为13种，其中，最为常用的轴承大约有下列６种:
深沟球轴承
滚动轴承的选择及校核计算

滚动轴承的选择及校核计算

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==。

第7章 滚动轴承的选择与校核

第7章 滚动轴承的选择与校核

'
60 nL 'h C ' = Pε 10 6 所选轴承的
额定动载荷
C≤ C
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
机械设计
实际工作中， 实际工作中，轴承同时受 当量动载荷 P 假想载荷
Fa
Fr
复合作用
转化
纯载荷 A
R
载荷系数 在该载荷作用下， 在该载荷作用下，轴承的寿命与实际复合载荷作用相同 的向心轴承： 对只承受Fr 的向心轴承： f P Fr 径向 系数 轴向 系数
内圈
滚动体 保 持 架
球
圆柱滚子 滚针 圆锥滚子 鼓形滚子
滚子
除滚动体外， 除滚动体外，其它元件可有可无
3. 滚动轴承的主要类型
径向接触轴承 向心轴承
机械设计
α =0
0
主要承受
球轴承亦能承受较小
Fr
Fa
向心角接触轴承 按公称接触角 分类
α
00 < α ≤ 450 同时承受 F r 和 Fa
推力角接触轴承 推力轴承
轴向力 > 单个滚动体受载产生的派生轴向力 ——多个滚动体受载的条件
结论： 结论： 角接触轴承及圆锥滚子轴承必须在Fr Fa的联合作 Fr和 1）角接触轴承及圆锥滚子轴承必须在Fr和Fa的联合作 用下工作，或成对使用对称安装。 用下工作，或成对使用对称安装。 2）为使更多的滚动体受载应使
机械设计
Fa > Fr ⋅ tanα
宽度系列为“0”一般可以省略标 注（调心滚子轴承与圆锥滚子轴 承要标注）
机械设计
6 深沟 球轴承
7 角接触球轴承
3 圆锥滚子轴承
机械设计基础课程设计(带-齿轮)

机械设计基础课程设计(带-齿轮)


五. 轴承的选择与校核
（一）高速轴滚动轴承的选择与校核
1. 初选轴承的类型和型号
（在轴的结构设计时进行）
类型选择：
载荷条件；转速条件；装调性能；调心性能；经济性
型号选择：
轴颈尺寸：（推荐初选轻系列轴承）
2. 计算轴承径向载荷
Fr RV2 RH2
说明
五. 轴承的选择与校核
3. 计算轴向载荷Fa1，Fa2
一般可取：
nd (6∼ 12)nw
一. 传动装置的总体设计 列出符合转速、功率要求的多种电机（多方案）
电机转速
方 电动机 额定
电机 参考 总传
案 型号 功率 同步 满载 重量 价格 动比
转速 转速
1
2
3
一. 传动装置的总体设计
对满足要求的电机 的重量、价格、外形尺 寸、传动比进行比较， 选择一种电机。
1. 选择轴的材料，确定许用应力 2. .初步计算最小轴径
d C3 P n
注意：轴径的圆整（键槽、联轴器、标准直径）
四. 轴的结构设计与强度校核
（一）高速轴的设计
3. 轴的结构设计
(1). 轴上零件装配、定位和固定 画轴系结构图（教材P214:图9.15）
(2). 确定各段直径和长度 综合箱体、轴承盖的设计统一考虑
二. V带传动的设计计算
带轮结构设计
带轮轮缘宽度: 带轮轮毂宽度:
B=(Z-1)e+2f L=(1.5～2)d 当B<1.5d时，L=B
注意: 带轮直径确定后，应验算带传动实际传动比 和大带轮转速，并以此修正减速器传动比和输 入转矩。
i2 i / i1实
三. 齿轮传动的设计计算与校核
三. 齿轮传动的设计计算与校核
轴承校核

轴承校核

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==。

滚动轴承简介PPT课件

滚动轴承简介PPT课件

保持架: 将滚动体分开。 滚动副的材料要求：
硬度和接触疲劳强度↑ 、耐磨性和冲击韧性↑ 用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：61~65HRC。 工作表面需经磨削或抛光。 保持架：低碳钢，高速轴承：有色金属或塑料。
滚动轴承的应用：
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。
一、滚动轴承 选择的一般过程
根据载荷性质选择轴 承的类型和直径系列
按轴径确定轴承内径
有严格要求吗？ N
Y 校核承载能力
不进行承载 能力验算
N 合格吗？
Y END
α= 0˚
→
滚动体为滚子，则只能承受径向载荷； 若滚动体为球，可承受一定的轴向载荷。
0˚ <α<45˚ →承受径向载荷为主； 45˚ <α<90˚ →承受轴向载荷为主； α= 90˚ → 只能承受轴向载荷。
2. 基本代号：表示轴承的基本类型、结构和尺寸。
类型代号 ----左起第一位，为0（双列角接触球轴承） 则省略。
调心球轴承 调心滚子轴承 圆锥滚子轴承
10000
20000C
30000
a)单向 b)双向
推力球轴承 50000
推力圆柱
深沟球轴承 角接触球轴承 滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承
60000
4. 推力轴承的极限转速很低，当工作转速高时，若轴向 载荷不是十分大，可以采用角接触球轴承来承受纯轴 向力；
5. 若工作转速超过了轴承样本，可以用提高公差等级、 适当增大游隙、选用循环冷却等方法。
3） 轴承的调心行性能
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 θ 倾斜角称为角偏差。 角偏差 ↑ → 影响轴承正常运转。

第10章 滚动轴承


一组同一型号轴承在同一条件下运转，可靠度R＝90%时， 能达到或超过的寿命。（即10%的轴承发生疲劳点蚀，90%的 轴承未发生疲劳点蚀前能达到或超过的寿命。） 记为：Ｌ（106 r）或Ｌh（h）。 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， Cr－径向基本额定动载荷； 对推力轴承， Ca－轴向基本额定动载荷。
上半圈滚动体不承载，下半圈滚动体承受不同的载荷。
载荷
轴向力
由各滚动体平均分担
径向载荷 一般承载区≤180 影响 受载滚动体的数目
游隙 弹性变形量
受最大径向载荷的滚动体承载为：
Fmax
5 Fr z
（z－滚动体数目）
失效形式 1.疲劳破坏（点蚀） 2.永久变形 滚动体与滚道接触表面受变应力所致。 是滚动轴承的主要失效形式。
转速很低或间歇运动时，承受很大静载荷或冲击 载荷，造成滚道凹坑，引起剧烈振动、噪声。
润滑、密封不良和维护、保养不当可引起不正常失效： 磨损；胶合；内外圈或保持架破损。 二. 轴承的寿命：
套圈－轴承内圈或外圈以及内外圈的总称。
可靠度R－一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分率。
二. 轴承寿命：
轴承的一个套圈或滚动体 的材料出现第一个疲劳扩展迹 象前，一个套圈相对另一个套 圈的总转数或工作小时数称为 轴承的寿命。 ★ 基本额定寿命：
7
8
9
0
窄
1
正常
2
宽 轻
3
4
5
特宽
6
－－ 特窄 －－ 超特 轻 超轻
特轻
中
重
－－－－－
注：2、3类轴承宽度系列代号为0时，不省略。

滚动轴承选择与寿命校核计算

§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。

滚动轴承的校核计算及公式备课讲稿

滚动轴承的校核计算及公式滚动轴承的校核计算及公式1 基本概念1．轴承寿命：轴承中任一元件出现疲劳剥落扩展迹象前运转的总转数或一定转速下的工作小时数。

批量生产的元件，由于材料的不均匀性，导致轴承的寿命有很大的离散性，最长和最短的寿命可达几十倍，必须采用统计的方法进行处理。

2．基本额定寿命：是指90%可靠度、常用材料和加工质量、常规运转条件下的寿命，以符号L10（r）或L10h（h）表示。

3．基本额定动载荷（C）：基本额定寿命为一百万转（106）时轴承所能承受的恒定载荷。

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

基本额定动载荷大，轴承抗疲劳的承载能力相应较强。

4．基本额定静载荷（径向C0r，轴向C0a）：是指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心处引起以下接触应力时所相当的假象径向载荷或中心轴向静载荷。

在设计中常用到滚动轴承的三个基本参数：满足一定疲劳寿命要求的基本额定动载荷Cr（径向）或Ca（轴向），满足一定静强度要求的基本额定静强度C0r（径向）或C0a（轴向）和控制轴承磨损的极限转速N0。

各种轴承性能指标值C、C0、N0等可查有关手册。

2 寿命校核计算公式图17-6滚动轴承的寿命随载荷的增大而降低，寿命与载荷的关系曲线如图17-6，其曲线方程为PεL10=常数其中 P-当量动载荷，N；L10-基本额定寿命，常以106r为单位（当寿命为一百万转时，L10=1）；ε-寿命指数，球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3。

由手册查得的基本额定动载荷C是以L10=1、可靠度为90%为依据的。

由此可得当轴承的当量动载荷为P时以转速为单位的基本额定寿命L10为Cε×1=Pε×L10L10=(C/P)ε 106r (17.6)若轴承工作转速为n r/min，可求出以小时数为单位的基本额定寿命h （17.7）应取L10≥L h'。

L h '为轴承的预期使用寿命。

《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

滚动轴承的校核计算及公式

静止轴承、缓慢摆动或转速极低的轴承,安全系数可参考表1７-9选取。ﻫ
旋转轴承的安全系数S０可参考表17-10。若轴承转速较低,对运转精度和摩擦力矩要求不高时，允许有较大的接触应力,可取Ｓ0<1。推力调心滚子轴承，不论是否旋转，均应取S0≥4。
表17－9轴承静载荷安全系数S0（静止或摆动) ﻫ
表１7-10旋转轴承的安全系数Ｓ0ﻫ
Cε×1=Pε×L1０
Ｌ１0=(Ｃ／P)ε１06ｒ(1７．6）
若轴承工作转速为nr/mｉn，可求出以小时数为单位的基本额定寿命
ｈ(17.7）
应取L10≥Lｈ'。Lh'为轴承的预期使用寿命。通常参照机器大修期限的预期使用寿命。
ﻫ若已知轴承的当量动载荷P和预期使用寿命Lｈ',则可按下式求得相应的计算额定动载荷Ｃ'，它与所选用轴承型号的C值必须满足下式要求
2.轴承作用力在轴上的作用点ﻫ
轴上支点是在滚动体与滚道接触点法线与轴线交点上，见图１7-８。图中的O,距外端面的距离为a，此值可查手册。ﻫﻫ"７"类轴承O点如图１7－8所示。
图17-8
3.轴向力的计算ﻫﻫ分析角接触轴承所受的轴向载荷要同时考虑由径向力引起的附加轴向力和作用于轴上的其他工作轴向力,根据具体情况由力的平衡关系进行计算。ﻫﻫ图17-9中,FR和FA分别为作用于轴上的径向和轴向载荷,两轴承的径向反力为Fr1及Ｆｒ２,相应产生的附加轴向力则为Fs1和Fs2。作用于轴上的各轴向力如图1７-１０。
滚动轴承的校核计算及公式
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滚动轴承的校核计算及公式
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K81107表示推力圆柱滚子轴承81107的滚子、保持架组件。 3. 后置代号
用字母和数字表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求等等。
◆内部结构代号是用表示同一类型轴承的不同内部结构，用字 母紧跟基本代号表示。 如：公称接触角为15、25和40度的角接触球轴承，分别用C、 AC和B表示内部结构不同。
◆ 公差等级代号：分为2级、4级、5级、6级、6x级和0级。
◆ 推力轴承
其公称接触角 从45o到90o，分为：
轴向接触轴承，公称接触角 ＝ 90o的推力轴承，只能承受轴向 载荷。
推力角接触轴承，公称接触角 从45o到90o的推力轴承，主要承 受轴向载荷，但也能承受一定的径向载荷。
推力调心滚子轴承
◆ 按自动调心性能，滚动轴承分为自动调心轴承和非自动调心轴承。
宽 高 度 系 列 代 号
直 径 系 列 代 号
内 径 代 号
代尘其材代 号结材料号
构料代 代代号 号号
号
1. 基本代号
由轴承内径代号和组合代号组成。
基本代号用来表明轴承的内径、直 径系列、宽（或高）度系列和类型。
直径系列：结构、内径相同的轴承 在外径或宽度方面的变化系列。
宽（或高）系列：结构、内径和直 径系列都相同的轴承，在宽（或高） 度方面的变化系列。
面、螺旋等
滚动轴承的主要优点：
摩擦力矩和发热较小。 维护比较方便，润滑剂消耗较少。 轴承单位宽度的承载能力较大。 大大减少有色金属的消耗。 滚动轴承的主要缺点：
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，高速重载时寿命低。 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。
游隙值：小
大 0组省略。
6308： 深沟球轴承，3─中系列，内径d=40mm， 公差为0级， 游隙为0组；
30213： 圆锥滚子轴承，2─轻系列，内径d=65mm，公 差为0级，游隙为0组；
7214AC/P4： 7─角接触球轴承，2─轻系列，内径d=70mm， 公差为4级，游隙为0组，公称接触角α=25°；
滚动轴承主要类型及其代号
轴承类型 双列角接触球轴承 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 双列深沟球轴承 推力球轴承 深沟球轴承
代号 0 1 2
29 3 4 5 6
轴承类型 角接触球轴承 推力圆柱滚子轴承 推力圆锥滚子轴承
圆柱滚子轴承 滚针轴承 外球面球轴承 直线轴承
代号 7 8 9
0级为普通级、省略
仅用于圆锥滚子轴承
代号为 /P0 、/P6x 、/P6 、 /P5 、/P4 、 /P2 。
低级
高级
◆ 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1组、2组、0组、3组、4组、5组，共六个组别。
代号： /C1 、/C2、 0 、/C3 、/C4 、/C5 。
N105/P5/C3：圆柱滚子轴承，1─特轻系列，内径d=25mm，公 差为5级，游隙为3组；
注：遇到看不懂的代号时，查阅GB/T272-93。
§8-3 滚动轴承的选择
设计滚动轴承部件时，需要： （1）正确选择出能满足约束条件的滚动轴承，包括：
A 合理选择轴承。 B 校核所选出的轴承是否能满足疲劳强度、转速、静强 度及经济等方面的约束。 （2）进行滚动轴承部件的组合设计。
§8-2 滚动轴承的主要类型及其代号
一、滚动轴承的主要类型、性能和特点
◆ 按滚动体的形状，滚动轴承分为球轴承和滚子轴承。 ◆ 按接触角的大小和承受载荷的方向，滚动轴承分为两类：
向心轴承和推力轴承。 向心轴承，其公称接触角从0o到45o，又可分为： 径向接触轴承和向心角接触轴承。 接触角α：滚动体与套圈接触处的法线与轴承径向平面之间的 夹角。 α↑，承受轴向力的能力↑。
一、类型选择
选择轴承类型时，需要考虑： 轴承的工作条件、各类轴承的特点、价格等因素。
径向接触轴承，公称接触角 ＝ 0o的向心轴承，主要承受径向载 荷（如 圆柱滚子轴承）。
其中，公称接触角 ＝ 0o的球轴承（如 深沟球轴承），除主要 承受径向载荷外，也能承受较小的轴向载荷。
向心角接触轴承，公称接触角 从0o到45o的向心轴承，同时承 受径向载荷和单向的轴向载荷（如 角接触球轴承）。
◆ 按结构形式不同，标准滚动轴承有很多类，最常用的有六类:
类型代号
深沟球轴承（6）
径向接 触轴承
调心球轴承（1）
向心角接 触轴承
角接触球轴承（7）
成对使用， 对称安装 圆锥滚子轴承（3）
圆柱滚子轴承（N、NN） 轴向接
调心滚子轴承（2）
触轴承
滚针轴承（NA)
推力球轴承（5） 推力圆柱滚子轴承（8）
N、NN NA U L
§13-2 滚动轴承的代号
二、滚动轴承的代号
用代号表示轴承的结构、尺寸、类型、精度等内容，并打印在轴承上。
滚动轴承代号构成：
前置 代号
成 套 轴 承 分 部 件
基本代号
后置代号
×××××内密保特公游承其 部封持殊差隙配它
尺寸系
结与架轴等代置代
列代号
构防及承级号代号
类 型 代 号
精品
滚动轴承的选择与校核
§8-1 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。
合理选择 滚动轴承是标准件，主要掌握
合理使用
构造
内圈： 装在轴上。
外圈： 装在轴承座孔中。
外圈 内圈
滚动体：在两套圈之间滚动并传递载荷。 保持架
保持架：将滚动体均匀隔开。
滚动体
Hale Waihona Puke 球 常见滚动体有： 滚子： 圆柱形、滚针、圆锥形、球面、非对称球
对于调心滚子轴承（2类）、圆 锥滚子轴承（3类）和圆柱滚子 轴承（N类），宽（或高）度系 列代号0或1应标出。
无论哪类轴承，只要用（）的0 或1都不标出。
◆ 直径系列代号和宽（或高）度 系列代号统称为尺寸系列代号：
2. 前置代号
表示轴承的分部件，用字母表示。
如：LN207表示N207轴承的外圈可分离；
基本代号
×××××
尺寸系 列代号
类 型 代 号
宽 高 度 系 列 代 号
直 径 系 列 代 号
内 径 代 号
◆ 内径代号：
代 号 00 内径 d 10
01 12
02 15
03 04～96 17 代号×5
直径系列代号：特轻(0、1)、轻 (2)、中(3)、重(4)。
宽度系列为0系列（窄系列）时， 或宽度系列为1系列（正常系列） 时，代号为“0（或1）”，省 略不标。