滚动轴承计算与选择

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。

滚动轴承允许转速及最小载荷计算公式滚动轴承是一种常见的机械元件，广泛应用于各种机械设备中。

在设计和选择滚动轴承时，需要考虑其允许转速和最小载荷。

本文将介绍滚动轴承允许转速和最小载荷的计算公式以及相关的考虑因素。

1.允许转速的计算公式滚动轴承的允许转速是指轴承在运转过程中可以达到的最大转速。

滚动轴承的转速限制主要取决于以下几个因素：-轴承的尺寸和结构：轴承的尺寸和结构特征会影响其能够承受的转速范围。

-轴承材料的选择：轴承材料的性能和耐磨性也会影响其转速限制。

-润滑方式：轴承的润滑方式（如油润滑或脂润滑）也会对转速限制产生影响。

根据ISO281:2024《滚动轴承-动态负载评价》标准，计算滚动轴承允许转速的公式如下：\[n_a=N\cdot（\frac{60}{2π}）\]其中，\(n_a\)为滚动轴承允许转速（rpm），\(N\)为基本额定寿命（小时）。

基本额定寿命（\(N\)）是指在一定负荷和转速条件下，滚动轴承可以工作的寿命。

其计算公式如下：\[N=a_1\cdot a_2\cdot a_3\cdot a_4\cdota_5\cdot(\frac{L_h}{C})^p\]其中，\(a_1\)、\(a_2\)、\(a_3\)、\(a_4\)、\(a_5\)为调整因素，\(L_h\)为滚动轴承在额定负荷下的寿命（小时），\(C\)为基本额定动态负荷（N），\(p\)为负荷指数。

2.最小载荷的计算公式滚动轴承的最小载荷是指轴承在运行中必须承受的最小负荷。

如果负荷过小，滚动轴承可能发生滚道不均匀磨损、鸣响或振动等问题。

因此，在设计和选择滚动轴承时，需要保证轴承运行时负荷不低于最小载荷。

滚动轴承的最小载荷可以通过以下公式进行计算：\[F_a≥Kr\cdot Pr\]其中，\(F_a\)为实际的载荷（N），\(Kr\)为最小载荷系数（一般取值为0.02-0.05），\(Pr\)为基本额定动态负荷（N）。

需要注意的是，在实际工程中，滚动轴承的最小载荷还需要根据具体的工作条件进行调整，例如加大调整系数以提高轴承的可靠性。

滚动轴承工作游隙的计算和选择方法（修改）1． 实际有效过盈量的计算公式△dy ＝32△d-G △d —— 名义过盈量G —— 过盈配合的压平尺寸例如：轴承内径 φ400012.0- 轴φ40013.0002.0++名义过盈量为+25μm经压缩1/3后，实际有效过盈量为+17μm 。

过盈配合的压平尺寸G表面粗糙度0.8时为1μm 。

2.径向游隙减小的估算公式①轴承内圈与钢质实心轴△j=△dy*h d△j ——内圈滚道挡边直径扩张量（μm ）d ——轴承内径公称尺寸（mm ）h ——内圈滚道挡边直径（mm ）②轴承内圈与钢质空心轴△j=△dy*F(d) F(d)= h d *)/()1/()1/(2221h d d d d d -- d1——空心轴内径（mm ）③轴承外圈与钢质实体外壳△A=△Dy*D H△A ——外圈滚道挡边直径扩张量（μm ）△Dy ——外壳孔直径实际有效过盈量（μm ）D ——轴承外径公称尺寸（mm ）H ——外圈滚道挡边直径（mm ）④轴承外圈与钢质薄壁外壳△A=△Dy*F(D) F(D)= D H *)/()/()/(2221D H D F D F --F ——轴承座外壳外径⑤轴承外圈与灰铸铁外壳△A=△Dy[F(D)-0.15]⑥轴承外圈与轻金属外壳△A=△Dy[F(D)-0.25]3. 由于内外套圈的温度差引起的游隙减小量δt = αΔt Do （mm)式中，α—轴承钢的膨胀系数1.12×105-(1/℃)Δt —内外套圈的温度差(℃)，Δt = T内- T外Do —外圈滚道直径（mm）。

4．径向游隙的减小量△j+△A+δt5. 根据径向游隙的减小量在游隙组中选定游隙范围。

例如：轴承型号：22332，内圈受局部重载荷作用，与轴套轴向游动，取g6配合。

外圈受循环载荷作用，与外壳孔紧配，取P6配合。

内圈：φ1600025.0-轴：φ160014 .0039 .0--最大名义过盈量△d =11,G=2.5则实际有效过盈量△dy=4.8 d/h=160/191≈0.838△j=△dy*d/h=4.8*0.838≈4外圈：φ2900035.0-外壳孔：φ290047 .0079 .0--最大名义过盈量△D =79,G=5则实际有效过盈量△Dy=48H/D=258/290≈0.89△A=△Dy*H/D=48*0.89≈43假设没有其他的热传入。

§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。

滚动轴承的选择和计算滚动轴承是一种常见的机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。

在选择和计算滚动轴承时，需要考虑多个因素，包括轴承类型、负荷、转速、寿命等。

本文将从这些方面进行介绍和分析。

一、轴承类型滚动轴承的类型有很多种，包括深沟球轴承、圆锥滚子轴承、调心球轴承、圆柱滚子轴承等。

不同类型的轴承适用于不同的工况和负荷。

例如，深沟球轴承适用于轻负荷和高速运转的场合，而圆柱滚子轴承适用于重负荷和低速运转的场合。

因此，在选择轴承时，需要根据实际工况和负荷情况来确定合适的轴承类型。

二、负荷负荷是影响轴承选择和计算的重要因素之一。

负荷包括径向负荷和轴向负荷。

径向负荷是指垂直于轴线的力，轴向负荷是指沿着轴线方向的力。

在计算轴承负荷时，需要考虑实际工况下的最大负荷和工作周期。

根据负荷大小和方向，可以选择合适的轴承类型和规格。

三、转速转速是指轴承在工作时的转速。

转速越高，轴承的磨损和热量就越大，寿命也会相应缩短。

因此，在选择轴承时，需要根据实际工况和转速要求来确定合适的轴承类型和规格。

同时，还需要考虑轴承的润滑方式和润滑剂的选择，以保证轴承的正常运转和寿命。

四、寿命轴承的寿命是指在一定条件下，轴承能够正常运转的时间。

轴承的寿命与负荷、转速、润滑方式、轴承材料等因素有关。

在选择轴承时，需要根据实际工况和寿命要求来确定合适的轴承类型和规格。

同时，还需要注意轴承的安装和维护，以延长轴承的寿命。

五、计算方法在选择和计算轴承时，可以采用多种方法。

常用的方法包括手算法、计算机辅助设计软件和轴承厂家提供的选型软件。

手算法适用于简单的轴承计算，但对于复杂的工况和轴承类型，计算量较大，容易出错。

计算机辅助设计软件可以快速准确地计算轴承的负荷、寿命等参数，但需要掌握软件的使用方法。

轴承厂家提供的选型软件可以根据实际工况和要求，快速选择合适的轴承类型和规格，但需要注意软件的准确性和可靠性。

选择和计算滚动轴承需要考虑多个因素，包括轴承类型、负荷、转速、寿命等。

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。

通常参照机器大修期限的预期使用寿命。

一般转速的滚动轴承计算准则为一般转速的滚动轴承计算准则为指在一定转速范围内，对轴承进行选择和计算时应遵循的一些标准和规定。

主要包括以下几个方面：
1. 轴承负荷计算：根据传动功率、转速、传动比等参数，计算轴承的负荷，并选择合适的轴承类型和规格。

2. 轴承寿命计算：根据轴承的工作负荷、转速、温度、润滑情况等因素，通过轴承寿命公式计算轴承的理论寿命，并根据实际使用情况进行修正。

3. 轴承尺寸计算：根据轴承的负荷和寿命计算结果，选择合适的轴承尺寸，包括内径、外径、宽度等参数。

4. 轴承润滑计算：根据轴承的工作条件和使用要求，选择合适的润滑方式和润滑材料，计算轴承的润滑剂用量和更换周期。

5. 轴承安装和维护：根据轴承厂家的安装要求和维护手册，正确安装轴承，并定期进行维护和检修，保证轴承的正常使用。

通过上述计算准则，可以为滚动轴承的选择和使用提供科学的依据，提高轴承的可靠性和使用寿命，减少机械故障和维修成本。

第十章滚动轴承一.主要内容滚动轴承是各类机械中普遍使用的重要支撑标准件，并由专业厂大批量生产。

本章是本课程的重点章节之一，由于滚动轴承的类型，尺寸以及精度等级等已有国家标准，因此，在机械设计中需要解决的问题主要有：（1）根据工作条件合理选择滚动轴承的类型；（2）滚动轴承的承载能力计算；（3）滚动轴承部件的组合设计。

1.滚动轴承类型的选择选择滚动轴承的类型时，首先应熟悉轴承的结构，特点，并与十一章滑动轴承的特点比较，借以区别良种轴承的适用场合。

此外，还应熟悉表征滚动轴承工作性能的三要素，即游隙，接触角，偏位角，以及它们的含义和对轴承工作性能的影响。

还应掌握滚动轴承的分类，特点及代号表示法，以及滚动轴承的选择原则。

按轴承内部结构和所承受的载荷方向不同，滚动轴承可分为三大类：（1 ）向心轴承-- 主要承受径向载荷；（2）向心推力轴承——可同时承受较大的径向及轴向载荷；（3）推力轴承——只能承受轴向载荷；推力向心轴承——可在承受轴向载荷的同时，还可承受较小的径向载荷。

国家标准规定我国生产的滚动轴承分为十个标准类型，其中常用的标准类型有：单列向心轴承（0000系列），双列向心球面球轴承（1000系列），单列向心短圆柱滚子轴承（2000系列），单列向心推力球轴承（6000 系列），单列圆锥滚子（7000系列）和单向推力球轴承（8000系列）。

滚动轴承的代号表示法，是为了便于选择和使用而规定的。

学习时特别是上述几种轴承的代号中段从右数四位数字和精度等级的表示方法要熟悉。

应能根据给出的轴承代号，正确判断出轴承的精度等级，类型，直径系列和内径尺寸，并能指出该轴承的结构，特点及应用场合。

通常在机械设计中，滚动轴承类型的选择，要根据轴承所承受的载荷大小，方向，性质，工作转速的高低，轴颈的偏转情况等要求，并结合不同轴承的类型特点进行。

选择轴承时的参考原则见教科书。

2.滚动轴承的计算根据轴承工作条件确定轴承类型后，需要进行轴承的承载能力计算。