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第十六章滚动轴承
重要基本概念
1．滚动体和内、外圈所受的载荷和应力
在滚动轴承正常工作时，滚动体和内外圈滚道均受变载荷和变应力。其中，滚动体和转动套圈承受周期性非稳定脉动循环的变载荷（变接触应力），固定套圈则承受稳定的脉动循环的变载荷（接触应力）。
2．滚动轴承的失效形式
滚动轴承的主要失效形式（又称正常失效形式）是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。当轴承转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动，且静载荷很大时，其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。
3．滚动轴承的设计准则
对于正常转动工作的轴承，进行针对疲劳点蚀的寿命计算。对于转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动的轴承，进行静强度计算。
…
4．滚动轴承的基本额定寿命
基本额定寿命：一批相同的轴承在相同的条件下运转，当其中10%的轴承发生疲劳点蚀破坏（90%的轴承没有发生点蚀）时，轴承转过的总转数L10（单位为106转），或在一定转速下工作的小时数L10h （单位为小时）。
5．滚动轴承的基本额定动载荷C
是指轴承寿命L10恰好为1（106转）时，轴承所能承受的载荷。表示轴承的承载能力。
对于向心轴承：C 是纯径向载荷；对于推力轴承：C 是纯轴向载荷；
在使用中要注意C 的3条含义：90%可靠度、基本额定寿命106 转、C 的方向。
精选例题与解析
例16-1 一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为7210AC的滚动轴承支承。已知两轮上的轴向力分别为F a1 = 3000 N，F a2 = 5000 N，方向如图。轴承所受径向力R1= 8000 N，R2 = 12000 N。冲击载荷系数f d = 1，其它参数见附表。求两轴承的当量动载荷P1、P2。
&
例11-1图1
解：
1．求内部派生轴向力S 1、S 2的大小方向
S 1 = = ×8000 = 5440 N
S 2 = = ×12000 = 8160 N ，方向如图所示。
< 2．求外部轴向合力F A
F A = F a2－F a1 = 5000－3000 = 2000 N ，
方向与F a2的方向相同，如图所示。
3．求轴承所受的轴向力A 1、A 2
∵ S 2 + F A = 8160 + 2000 = 10160 N ，S 2 + F A ＞S 1 = 5440 N ，轴承1被压紧。
∴ A 1= S 2 + F A = 10160 N ，A 2 = S 2 = 8160 N
4．轴承的当量动载荷P 1、P 2
据：A 1/ R 1 = 10160/8000 = ＞e = ，得：X 1 = ，Y 1 =
。
P 1 = f d （X 1 R 1 + Y 1 A 1）= ×8000 + ×10160 = 12119 N
据：A 2/ R 2 = 8160/12000 = = e ，得：X 2 = 1，Y 2 = 0
P 2 = f d （X 2 R 2 + Y 2 A 2）= 8000 N
例16-2 某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C = kN 。轴承受径向力R 1= 6000N ，R 2 =16500N 。轴的转速 n =500 r/min ，轴上有轴向力F A = 3000 N ，方向如图。轴承
的其它参数见附表。冲击载荷系数 f d = 1。求轴承的基本额定寿命。
例11-3 图1 解：
1．求内部派生轴向力S 1、S 2的大小方向 20005.126000
211=⨯==Y R
S N
55005.1216500
222=⨯==Y R S N
方向如图所示。 2．求轴承所受的轴向力A 1、A 2
公式归纳法：=-=} , max{211A F S S A 2500}300055002000max {=- , N
…
例11-1图2
、
例11-3 图
55003000}2000 ,5500{}S , max {122=+=+=A F S A N ，
3．轴承的当量动载荷P 1、P 2
据：A 1/ R 1 = 2500/6000 = ＞e = ，得：X 1 = ，Y 1 =
P 1 = f d （X 1 R 1 + Y 1 A 1）= ×6000 + ×2500 = 6150 N
据：A 2/ R 2 = 5500/16500 = ＜e ，得：X 2 = 1，Y 2 = 0
P 2 = f d （X 2 R 2 + Y 2 A 2）= R 2 = 16500 N
P 2＞P 1，用 P 2 计算轴承寿命。
4．计算轴承寿命
）
=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=3106610165009780050060106010εP C n L h 12562 h
例16-3 一传动装置的锥齿轮轴用一对代号为30212的圆锥
滚子轴承支承，布置如图。已知轴的转速为1200r/min ，两轴承
所受的径向载荷R 1= 8500N ，R 2 =3400N 。f d = 1，常温下工作。
轴承的预期寿命为15000小时。试求：
1．允许作用在轴上的最大轴向力 F A
2．滚动轴承所受的轴向载荷 A 1、A 2
解：
,
由轴承手册查得30212C 轴承：C = 97800 N ，e = ，X = ，Y =
28335
.128500211=⨯==Y R S N 11335
.123400222=⨯==
Y R S N ∵ S 1＞S 2，∴ S 1+ F A ＞S 2，轴承2被压紧。
A 1 = S 1 = 2833 N ，A 2= S 1 + F A ， ∵
22221212283.034002833R F R F R F R S R F S R A A A A A +=+=+=+=＞ e = 、
∴ X 2 = ，Y 1 =
即： P 2 = f d （X 2 R 2 + Y 2 A 2）= ×3400 + ×A 2
根据： ε⎪⎭
⎫ ⎝⎛=P C n L h 6010610≥1500， P ≤310
3/10610615000
12006097800106010=⨯⨯⨯=⋅εεh L n C 12031 N 由： P 2 = ×3400 + ×A 2 ≤ 12031
解得： A 2 ≤ 7114 N
再据： A 2 = S 1 + F A
解得： F A = A 2－S 1 = 7114－2833 = 4281 N
>
验算轴承1的寿命：
例11-4 图1
例11-4 图2
