第16章滚动轴承
16.1复习笔记
【通关提要】
本章主要介绍了滚动轴承的类型及其代号、失效形式、寿命计算、当量动载荷的计算以及派生轴向力。
学习时需要重点掌握以上内容。
其中，滚动轴承的类型及其代号、失效形式，多以选择题、填空题和简答题的形式出现，其余内容以计算题为主，尤其派生轴向力，几乎每年都考一道计算题。
复习本章时，考生需以计算为主，理解记忆细节内容。
【重点难点归纳】
一、滚动轴承的基本类型和特点
1．滚动轴承的分类（见表16-1-1）
表16-1-1滚动轴承的分类
2．使用性能（见表16-1-2）
表16-1-2滚动轴承的使用性能
3．机械中常用滚动轴承的类型和性能特点
机械中常用滚动轴承的类型和性能特点查看教材表16-2。
二、滚动轴承的代号（见表16-1-3）
表16-1-3滚动轴承的代号
三、滚动轴承的选择计算
1．失效形式
（1）疲劳破坏；
（2）永久变形；
（3）磨损、胶合、内外圈和保持架破损。
2．轴承寿命
（1）轴承的寿命
轴承的滚动体或套圈首次出现疲劳点蚀之前，轴承的转数或相应的运转小时数。
（2）轴承寿命的可靠度R
一组相同的轴承能达到或超过规定寿命的百分率。
（3）基本额定寿命
具有90%可靠度时轴承的寿命，以L 10表示。
（4）基本额定动载荷
当一套轴承进入运转并且基本额定寿命为106r 时，轴承所能承受的载荷。
（5）寿命计算公式
L＝（C/P）ɛ或L h ＝（C/P）ɛ·106/（60n）
式中，ɛ为寿命指数，对于球轴承ɛ＝3，对于滚子轴承ɛ＝10/3；C 为基本额定动载荷，对向心轴承为C r ，对推力轴承为C a ；n 为轴的转速；P 为当量动载荷。
修正后的寿命计算公式为
610(60t h p f C L n f P
ε=或
1660()10
p h t f P n C L f ε=⋅式中，f t 为温度系数，f t ≤1；f P 为载荷系数。
3．当量动载荷的计算
对于既承受径向载荷F r 又承受轴向载荷F a 的轴承，其当量动载荷的计算公式为
P＝XF r ＋YF a
式中，X、Y 分别为径向动载荷系数及轴向动载荷系数。
对于向心轴承，则有：
（1）当F a/F r＞e时，X、Y值可查教材表16-11；
（2）当F a/F r≤e时，Y＝0，X＝1。
4．角接触向心轴承轴向载荷的计算
（1）根据公式计算出两支承处的内部轴向力F S1、F S2的大小，并确定内部轴向力方向；
①如图16-1-1（a）所示，正装（面对面排列）；
②如图16-1-1（b）所示，反装（背靠背排列）。
图16-1-1
（2）若F A＋F S2＞F S1，则：
轴承1（压紧端）承受的轴向载荷：F a1＝F A＋F S2；
轴承2（放松端）承受的轴向载荷：F a2＝F S2。
（3）若F A＋F S2＜F S1，则：
轴承1（放松端）承受的轴向载荷：F a1＝F S1；
轴承2（压紧端）承受的轴向载荷：F a2＝F S1－F A。
5．滚动轴承的静强度校核
（1）基本额定静载荷
国家标准对每一型号的滚动轴承规定了一个不得超过的外载荷界限，即基本额定静载荷，用C0表示。
（2）当量静载荷P0
当轴承既受径向力又受轴向力时
P0＝X0F r＋Y0F a≤C0/S0
式中，X0为径向静载荷系数；Y0为轴向静载荷系数；S0为轴承静强度安全系数。
四、滚动轴承的润滑和密封（见表16-1-4）
表16-1-4滚动轴承的润滑和密封
五、滚动轴承的组合设计（见表16-1-5）
表16-1-5滚动轴承的组合设计
16.2课后习题详解
16-1说明下列型号轴承的类型、尺寸系列、结构特点、公差等级及其适用场合：6005，N209/P6，7207C，30209/P5。
答：（1）6005深沟球轴承，窄宽度，特轻系列，内径尺寸25mm，公差等级为0级。
主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷；可用于高速传动。
（2）N209/P6圆柱滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径尺寸45mm，公差等级为6级。
只能承受径向载荷，适用于支承刚度大且轴承孔能保证严格对中的场合，其径向尺寸轻、紧凑。
（3）7207C 角接触球轴承，窄宽度，轻系列，内径尺寸35mm，接触角α＝15°，公差等级为0级。
既可承受径向载荷，又可承受轴向载荷，适用于高速无冲击场合，一般成对使用，对称布置。
（4）30209/P5圆锥滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径尺寸45mm，公差等级为5级。
能同时承受径向载荷和轴向载荷。
适用于刚性大和轴承孔能严格对中的场合，成对使用，对称布置。
16-2一深沟球轴承6304承受的径向力F r ＝4kN，载荷平稳，转速n＝960r/min，室温下工作，试求该轴承的基本额定寿命，并说明能达到或超过此寿命的概率。
若载荷改为F r ＝2kN，轴承的基本额定寿命是多少？
解：滚动轴承的基本额定寿命计算公式为
6t h p 1060f C L n f P ε
⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭其中，对于深沟球轴承6304，查手册得其径向基本额定动载荷为C＝15800N，查教材表16-8得温度系数f t ＝1，查教材表16-9得载荷系数f p ＝1，对于球轴承ɛ＝3。
（1）当量动载荷P＝F r ＝4kN 时，有
6
t h p 3
610601015800h 6096040001070 h
f C L n f P ε⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯ ⎪⨯⎝⎭
=根据基本额定寿命的定义可知，在此载荷上，能达到或者超过此寿命的概率为90%。
（2）当量动载荷P＝F r ＝2kN 时，有
6t h p 3
610601015800h 6096020008560 h f C L n f P ε
⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯ ⎪⨯⎝⎭
=16-3根据工作条件，某机械传动装置中轴的两端各采用一个深沟球轴承支承，轴颈d ＝35mm，转速n＝2000r/min，每个轴承承受径向载荷F r ＝2000N，常温下工作，载荷平稳，预期寿命L h ＝8000h，试选择轴承。
解：查教材表16-8得温度系数f t ＝1，查教材表16-9得载荷系数f p ＝1，对于球轴承ɛ
＝3。
则该深沟球轴承的基本额定动载荷为
200019730N
r C ==⨯=由此查设计手册选取6207轴承，其基本额定动载荷C r ＝25500N，大于计算值，满足要求。
16-4一矿山机械的转轴，两端用6313深沟球轴承支承，每个轴承承受的径向载荷F r ＝5400N，轴的轴向载荷F a ＝2650N，有轻微冲击，轴的转速n＝1250r/min，预期寿命L h ＝5000h，问是否适用。
