轴承的选用和校核复习过程
轴承的选用和校核
轴承型号的确定以及校核
高速级：①左轴承，先假设选用的轴承为圆锥滚子轴承 30206 GB/T 297，左轴承受动载荷作用
,24000108300min,/5.446,
87.708,16.910,8.23411h L r n N F N F N F h a H V =??=====左高高
由《机械设计基础》P273，表16-2中的圆锥滚子轴承中的α取值选o 30=α。
由《机械设计基础》P280，表16-11中
N F F F Y X H V r o 96.93916.9108.234,099.130cot 4.0,4.0222121≈+=+=≈==左.
N YF XF P a r 71.1154099.187.70816.9394.0≈?+?=+=左左左 ε16)10
60(h t p r L n f p f C =左, 根据《机械设计基础》p279页，表13-8，表13-9，
,310,1.1,1=
==εp t f f 满足要求左 5.4332.8837)2400010
5.44660(171.11541.13/1016KN N C r <≈????= ②根据轴承校核假设，可知右轴承受径向载荷作用，。右右N Y F F N F F F N F N F h
L r n r a V H r V H h 22.862099
.1217.18952,
17.189599.76124.1735,
99.761,24.173524000108300min,/ 5.44622222222≈?==≈+=+====??== N YF XF P a r 65.1705099.122.86217.18954.0≈?+?=+=右右右 ε16)10
60(h t p r L n f p f C =右,
根据《机械设计基础》p279页，表13-8，表13-9，,310,1.1,1=
==εp t f f 满足要求左 5.4382.13053)2400010
5.44660(165.17051.13/1016KN N C r <≈????= 低速级：①左轴承,先假设选用的轴承为:
深沟球轴承 6009 GB/T 276
，左轴承受动载荷作用
,24000108300m in,/63.94,799.2,680.711h L r n N F N F h H V =??====低低 由《机械设计基础》P280，表16-11中
N Y F F N F F F Y X r a H V r 087.42
174.82,174.8799.2680.7,1,56.0222121===≈+=+===左低低左 N YF XF P a r 66444.81087.4174.856.0≈?+?=+=左左左 ε16)10
60(h t p r L n f p f C =左, 根据《机械设计基础》p279页，表13-8，表13-9，,3,1.1,1===εp t f f
满足要求左 1764.2824)2400010
63.4960(166444.81.136KN N C r <≈????= ②根据轴承校核假设，可知右轴承受径向载荷作用，。右右右右右右右N Y F F N F F F N F N F h
L r n r a V H r V H h 26.22
52.42,
52.4250.4543.1,
250.4,543.124000108300min,/ 63.4922222222≈==≈+=+====??== N YF XF P a r 7912.4126.252.456.0≈?+?=+=右右右 ε16)10
60(h t p r L n f p f C =右,
根据《机械设计基础》p279页，表13-8，表13-9，,3,1.1,1===εp t f f
满足要求左 1779.1923)2400010
63.4960(17912.41.136KN N C r <≈????=
如何选择轴承
一般来说，选择轴承的步骤可能概括为： 1. 根据轴承工作条件（包括载荷方向及载荷类型、转速、润滑方式、同轴度要求、定位或非定位、安装和维修环境、环境温度等），选择轴承基本类型、公差等级和游隙； 2. 根据轴承的工作条件和受力情况和寿命要求，通过计算确定轴承型号，或根据使用要求，选定轴承型号，再验算寿命； 3. 验算所选轴承的额定载荷和极限转速。 选择轴承的主要考虑因素是极限转速、要求的确良寿命和载荷能力，其它的因素则有助于确定轴承类型、结构、尺寸及公差等级和游隙工求的最终方案。 1. 类型选择 各类滚动轴承具有不同的特性，适用于各种机械的不同使用情况。选择轴承类型时， 通常应考虑下列因素。一般情况下：对承受推力载荷时选用推力轴承、角接触轴承，对高速应用场合通常使用球轴承，承受重的径向载荷时，则选用滚子轴承。总之，选用人员应从不同生产厂家、众多的轴承产品中，选用合适的类型。 ? 轴承所占机械的空间和位置 在机械设计中，一般先确定轴的尺寸，然后，根据轴的尺寸选择滚动轴承。通常是小轴选用球轴承，大轴选用滚子轴承。但是，当轴承在机器的直径方向受到限制时，则选用滚针轴承、特轻和超轻系列的球或滚子轴承；当轴承在机器的轴向位置受到限制时，可选用窄的或特窄系列的球或滚子轴承。 ? 轴承所受载荷的大小、方向和性质 载荷是选用轴承的最主要因素。滚子轴承用于承受较重的载荷，球轴承用于承受较轻的或中等载荷，渗碳钢制造或贝氏体淬火的轴承，可承受冲击与振动载荷。 在载荷的作用方向方面，承受纯径向载荷时，可选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。承受较小的纯轴向载荷时，可选用推力球轴承；承受较大的纯轴向载荷时，可选用推力滚子轴承。当轴承承受径向和轴向联合载荷时，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。 ? 轴承的调心性能 当轴的中心线与轴承座中心线不同，有角度误差，或因轴的两支承间距较大而轴的刚性以较小，容易受力弯曲或倾斜时，可选用具有良好调心性能的调心球或调心滚子轴承，以及外球轴承。此类轴承在轴稍微倾斜或弯曲情况下，能保持正常工作。 轴承调心性能的好坏，与其允许的不同轴度有关，不同轴度值愈大，调心性能愈好。各类轴承允许的不同轴度见表1�1 ? 轴承的刚性 轴承的刚性，是指轴承产生单位变形所需力之大小。滚动轴承的弹性变形很小，在大多数机械中可以不必考虑，但在某些机械中，如机床主轴，轴承刚性则是一个重要因素，一般应选用圆柱和圆锥滚子轴承。因为这两类轴承在承受载荷时，其滚动体与滚道属于点接触，刚性较差。 另外，各类轴承还可以通过预紧，达到增大支承刚性的目的。如角接触球轴承和圆锥滚子轴承，为防止轴的振动，增加支承刚性，往往在安装时预先施加一定的
滚动轴承的受力分析、载荷计算、失效和计算准则
1.滚动轴承的受力分析 滚动轴承在工作中，在通过轴心线的轴向载荷（中心轴向载荷）Fa作用下，可认为各滚动体平均分担载荷，即各滚动体受力相等。当轴承在纯径向载荷Fr作用下（图6），内圈沿Fr方向移动一距离δ0，上半圈滚动体不承载，下半圈各滚动体由于个接触点上的弹性变形量不同承受不同的载荷，处于Fr作用线最下位置的滚动体承载最大，其值近似为5Fr/Z（点接触轴承）或4.6Fr/Z（线接触轴承），Z为轴承滚动体总数，远离作用线的各滚动体承载逐渐减小。对于内外圈相对转动的滚动轴承，滚动体的位置是不断变化的，因此，每个滚动体所受的径向载荷是变载荷。 图6滚动轴承径向载荷的分析图7角接触轴承的载荷作用中心 2.滚动轴承的载荷计算 （1）滚动轴承的径向载荷计算 一般轴承径向载荷Fr作用中心O的位置为轴承宽度中点。 角接触轴承径向载荷作用中心O的位置应为各滚动体的载荷矢量与轴中心线的交点，如图7所示。角接触球轴承、圆锥滚子轴承载荷中心与轴承外侧端面的距离a可由直接从手册查得。 接触角α及直径D，越大，载荷作用中心距轴承宽度中点越远。为了简化计算，常假设载荷中心就在轴承宽度中点，但这对于跨距较小的轴，误差较大，不宜随便简化。
图8角接触轴承受径向载荷产生附加轴向力 1)滚动轴承的轴向载荷计算 当作用于轴系上的轴向工作合力为FA，则轴系中受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=FA，不受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=0。但角接触轴承的轴向载荷不能这样计算。 角接触轴承受径向载荷Fr时，会产生附加轴向力FS。图8所示轴承下半圈第i个球受径向力Fri。由于轴承外圈接触点法线与轴承中心平面有接触角α，通过接触点法线对轴承内圈和轴的法向反力Fi将产生径向分力Fri；和轴向分力FSi。各球的轴向分力之和即为轴承的附加轴向力FS。按一半滚动体受力进行分析，有 FS ≈ 1.25 Frtan α(1) 计算各种角接触轴承附加轴向力的公式可查表5。表中Fr为轴承的径向载荷；e为判断系数，查表6；Y为圆锥滚子轴承的轴向动载荷系数，查表7。 表-5 角接触轴承附加轴向力公式 轴承类型角接触球轴承圆锥滚子轴承
轴承型号选择及设计要求大全
轴承距离内壁的距离Δ为8-15mm根据润滑形式，脂润滑和油润滑取值不一样。而轴承座宽度c=c1+c2+δ+(5~10)mm ;δ----为壳体壁厚；c1,,c2为由轴承旁联的螺栓直径确定，查机械零件设计手册。 是不是壳体壁厚可以自己确定，而c1，c2查手册呢，c1，c2可以查得到。 轴承游隙 所谓轴承游隙，即指轴承在未安装于轴或轴承箱时，将其内圈或外圈的一方固定，然后便未被固定的一方做径向或轴向移动时的移动量。根据移动方向，可分为径向游隙和轴向游隙。 运转时的游隙（称做工作游隙）的大小对轴承的滚动疲劳寿命、温升、噪声、振动等性能有影响。 测量轴承的游隙时，为得到稳定的测量值，一般对轴承施加规定的测量负荷。 因此，所得到的测量值比真正的游隙（称做理论游隙）大，即增加了测量负荷产生的弹性变形量。 但对于滚子轴承来说，由于该弹性变形量较小，可以忽略不计。 安装前轴承的内部游隙一般用理论游隙表示。 游隙的选择 从理论游隙减去轴承安装在轴上或外壳内时因过盈配合产生的套圈的膨胀量或收缩后的游隙称做“安装游隙”。 在安装游隙上加减因轴承内部温差产生的尺寸变动量后的游隙称做“有效游隙”。 轴承安装有机械上承受一定的负荷放置时的游隙，即有效游隙加上轴承负荷产生的弹性变形量后的以便称做“工作游隙”。
如图１所示，当工作游隙为微负值时，轴承的疲劳寿命最长但随着负游隙的增大疲劳寿命同显著下降。因此，选择轴承的游隙时，一般使工作游隙为零或略为正为宜。 图１工作游隙与疲劳寿命的关系 另外，需提高轴承的刚性或需降低噪声时，工作游隙要进一步取负值，而在轴承温升剧烈时，工作游隙则要进一步取正值等等，还必须根据使用条件做具体分析。 color=#000000>表１深沟球轴承（圆柱孔）的径向游隙 单位um 表２调心球轴承的径向游隙 （１）圆柱孔轴承单位 um
分析滚动轴承的设计计算
分析滚动轴承的设计计算 本文通过对深沟球轴承安全接触角和轴向承载能力的设计计算，确认其在轨道车辆门系统驱动机构上的应用可行性。 标签：深沟球轴承；轴向承载；接触角；应力集中 1.概述 深沟球轴承主要用以承受径向载荷，同时也能承载一定的轴向载荷。深沟球轴承在承受轴向载荷时，钢球与内、外圈沟道之间会形成一定的接触角。如载荷过大，则接触椭圆将被挡边截去一部分，因而在钢球与挡边附近产生应力集中，导致轴承早期疲劳失效。本文旨在通过对北京地铁9号线侧门系统的驱动机构力学模型进行分析计算丝杆端支撑座内轴承的受力情况，从而确定将原先方案的一对角接触球轴承更改为一对深沟球轴承后，系统能否满足使用要求、避免门系统驱动机构的丝杆轴承在改用深沟球轴承后出现上述提前失效的现象，进行以下校核计算。[1～6] 2.计算极限轴向载荷 2.1丝杆支撑受力分析： 驱动机构的双头丝杆有三个支撑，分别为靠近电机侧的左支撑、中间支撑和右支撑。其中，丝杆在中间支撑和右支撑位置只受周向固定，轴向没有限位，为自由状态，可适应丝杆热胀冷缩时产生的长度变化。 我们假设丝杆承受的最大开/关门力300N全部作用在左支撑上，通过左支撑内的两只深沟球轴承传递给机构安装底板。丝杆轴向、径向受力分析如示意图（a）所示。由图（a）可知，丝杆的升角为45.52762°，丝杆承受轴向力为300N时，其径向分力约为295N。丝杆及其上零件承受的重力作用在左支撑轴承上的垂向分力约为80N。据此，作用在左支撑深沟球上的轴向载荷为Fa=300N，径向载荷Fr=375N。 2.2轴承的轴向承载能力计算 深沟球轴承6202-2Z 的结构尺寸及相关参数如下：（GB/T 276-1994） 轴承外径D=35mm，轴承内径d=15 mm，轴承宽度B=11 mm；内圈挡边直径d2=21.6 mm，外圈挡边直径D2=29.4 mm，内圈沟道直径di=19.3mm，外圈沟道直径D3=31.3mm，外圈沟道曲率系数fe = 0.525；内圈沟道曲率系数fi = 0.515；径向游隙ur = 0.018；球径Dw=5.953mm，钢球数Z=8；Cr=7.65kN，C0r=3.72kN。相关尺寸关系图，如示意图（b）。其中，α是接触椭圆到达挡圈挡边处的安全接触角（压力角）
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根据条件，轴承预计寿命 16×365×8=48720小时 1、计算输入轴承 （1）已知nⅡ=458.2r/min 两轴承径向反力：F R1=F R2=500.2N 初先两轴承为角接触球轴承7206AC型 根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力 F S=0.63F R则F S1=F S2=0.63F R1=315.1N (2) ∵F S1+Fa=F S2 Fa=0 故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端 F A1=F S1=315.1N F A2=F S2=315.1N (3)求系数x、y F A1/F R1=315.1N/500.2N=0.63 F A2/F R2=315.1N/500.2N=0.63 根据课本P263表（11-8）得e=0.68 F A1/F R1 根据手册得7206AC型的Cr=23000N 由课本P264（11-10c）式得 L H=16670/n(f t Cr/P)ε =16670/458.2×(1×23000/750.3)3 =1047500h>48720h ∴预期寿命足够 2、计算输出轴承 (1)已知nⅢ=76.4r/min Fa=0 F R=F AZ=903.35N 试选7207AC型角接触球轴承 根据课本P265表（11-12）得F S=0.063F R,则 F S1=F S2=0.63F R=0.63×903.35=569.1N (2)计算轴向载荷F A1、F A2 ∵F S1+Fa=F S2 Fa=0 ∴任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端 两轴承轴向载荷：F A1=F A2=F S1=569.1N (3)求系数x、y F A1/F R1=569.1/903.35=0.63 F A2/F R2=569.1/930.35=0.63 根据课本P263表（11-8）得：e=0.68 ∵F A1/F R1 标准滚动轴承承载能力计算 在跟踪架通用轴系中，标准滚动轴承是重要的部件，轴承的承载能力计算是轴系设计中的关键问题。采用通用轴系后，地平式跟踪架水平轴两端的轴承主要承受径向载荷，同时承受一定量的轴向载荷。垂直轴上的轴承要承载垂直轴及上部转体的负荷，载荷较大；另一方面垂直轴为了满足强度和刚度的要求，轴径一般较大，轴承的尺寸与轴要相互配合，因此使用时必须考虑轴承的尺寸和轴向承载能力。同时为了减少跟踪架的成本，尽量采用轴承厂批量生产的轴承。 角接触球轴承按公称接触角分为15°、25°、40°三种类型，公称接触角越大，轴向承载能力越强。 目前批量生产的角接触球轴承，尺寸最大是接触角为25°的7244AC，其外形尺寸为220 ×400×65。 下表中给出了7244AC 轴承的相关参数 轴承额定载荷选取的流程为： （1）计算滚动轴承的当量载荷 在实际应用中，根据跟踪架承载状况先估算出轴承承受的径向载荷和轴向载荷，则可计算出此时轴承的当量动载荷P 为： 式中X ——径向动载荷系数； Y ——轴向动载荷系数； ——载荷系数。 （2）基本额定动载荷 C 选取 计算出轴承实际工作时的当量载荷后，当轴承的预期使用寿命选定，轴 承最大转速n可知时，可计算出轴承应具有的基本额定动载荷C′，在手册中选择轴承时，所选轴承应满足基本额定载荷 C > C′。 式中 ——温度系数，可从机械设计手册中查得； ε——寿命指数，球轴承取3，滚子轴承取10/3。 由于角接触轴承的径向承载能力大于轴向承载能力，而其在垂直轴上的应用主要承受较大轴向载荷，因此必须考虑其轴向承载能力。 （3）轴承受轴向载荷时承载能力分析 在轴承转速不高时，可以忽略钢球离心力和陀螺力矩的影响，钢球与内外套圈的接触角相等。 由赫兹接触理论得到轴承滚动体与内外滚道的接触变形和负荷之间的相互关系，可以表示为 式中 —滚动体与内外滚道接触变形总量； K —系数； Q —滚动体承受载荷； t —指数，线接触时为0.9，点接触时为2/3。 如何选好轴承 轴承选定概要 滚动轴承的种类、类型及尺寸多种多样的。为使机械装置发挥出预期的性能，选择最适宜的轴承是至关重要的。 为选定轴承，需要分析诸多要因，从各个角度进行研究、评价有关选择轴承的程序，并无特殊规格，但一般顺序如下： (1)掌握机械装置和轴承的使用条件等 (2)明确对轴承的要求 (3)选定轴承的类型 (4)选定轴承配置方式 (5)选定轴承尺寸 (6)选定轴承规格 (7)选定轴承的安装方法 轴承的使用条件与环境条件 正确把握轴承在机械装置的使用部位及使用条件与环境条件是选择适宜轴承的前提。为之，需要取得以下几个方面的数据和资料： (1)机械装置的功能与结构 (2)轴承的使用部位 (3)轴承负荷(大小、方向) (4)旋转速度 (5)振动、冲击 (6)轴承温度(周围温度、温升) (7)周围气氛(腐蚀性，清洁性，润滑性) 轴承配置方式的选择 通常，轴是以两个轴承在径向和轴向进行支撑的，此时，将一侧的轴承称为固定侧轴承，它承受径向和轴向两种负荷，起固定轴与轴承箱之间的相对轴向位移的作用。将另一侧称之为自由侧，仅承受径向负荷，轴向可以相对移动，以此解决因温度变化而产生的轴的伸缩部题和安装轴承的间隔误差。 对于固定侧轴承，需选择可用滚动面在轴向移动(如圆柱滚子轴承)或以装配面移动(如向心球轴承)的轴承。在比较短的轴上，固定侧与自由侧无甚别的情况下，使用只单向固定轴向移动的轴承(如向心推力球轴承)。 轴承类型的选定 选择轴承类型时，全面掌握轴承的使用条件是至关重要的。下表列出了主要的分析项目: 分析项目选择方法 1)轴承的安装空间能容纳于轴承安装空间内的轴承型由于设计轴系时注重轴的刚性和强度，因此一般先确定轴径，即轴承内径。但滚动轴承有多种尺寸系列和类型，应从中选择最为合适的轴承类型。 2)负荷轴承负荷的大小、方向和性质[轴承的负荷能力用基本额定负荷表示，其数值载于轴承尺寸表] 轴承负荷富于变化，如负荷的大小、是否只有径向负荷、轴向负荷是单向还是双向、振动或冲击的程度等等。在考虑了些因素后，再来选择最为合适的轴承类型。一般来说，相同内径的轴承的径向负荷能力按下列顺序递增：深沟球轴承＜角接触球轴承＜圆柱滚子轴承＜圆锥滚子轴承＜调心滚子轴承 3)转速能适应机械转速的轴承类型[轴承转速的界限值基准用极限转速表示，其数值载于轴承尺寸表] 轴承的极限转速不仅取于轴承类型还限于轴承尺寸、保持架型式、精度等级、负荷条件和润滑方式等，因此，选择时必须考虑这些因素。下列轴承大多用于高速旋转：深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承 4)旋转精度具有所需旋转精度的轴承类型[轴承的尺寸精度和旋转精度已由GB按轴承类型标准化了] 机床主轴、燃汽轮机和控制机器分别要求高旋转精度、高转速和低摩擦，这时应该使用5级精度以上的轴承。一般使用下列轴承：深沟球轴承、接触球轴承、圆柱滚子轴承 5)刚性能满足机械轴系所需刚性的轴承类型[轴承承受负荷时，滚动体与滚道的接触部分会产生弹性变形。 轴承的选择及校核 变速器轴承常采用圆柱滚子轴承，球轴承，滚针轴承，圆锥滚子轴承，滑动轴套等。至于何处应当采用何种轴承，是受结构限制并随所承受的载荷特点不同而不同。 汽车变速器结构紧凑，尺寸小，采用尺寸大些的轴承受结构限制，常在布置上有困难。变速器第一轴，第二周的轴承以及中间轴前后轴承，按直径系列一般选用中系列球轴承或圆柱滚子轴承。轴承的直径根据变速器中心距确定，并要保证壳体后壁两轴承孔之间的距离不小于6~20mm ，，下限适用于轻型车和轿车。 滚针轴承，滑动轴套主要用在齿轮与轴不是固定连接，并要求两者有相对运动的地方。滚针轴承有滚动摩擦损失小，传动效率高，径向配合间隙小，定位及运转精度高，有利于齿轮啮合等优点。滑动轴套的径向配合间隙大，易磨损，间隙增大后影响齿轮的定位和运转精度并使工作噪声怎几啊。滑动轴套的优点时制造容易，成本低。 根据变速箱结构，轴的支撑形式及所受载荷性质，初步确定所采用的轴承形式以后，硬验算轴承的寿命是否符合要求。在计算之前，首先应确定轴承上所受外力，亦即算出轴的支反力。 轴承寿命计算，采用下列公式： εθ ??? ? ??=d d P C L 式中：L------轴承寿命，以（6 10）转作为计量单位； d C ------额定动载荷，根据轴承型号，由手册查的； d P ------当量动载荷；按如下公式计算； αYF XF P r d += r F ------作用在轴承上的径向载荷： a F ------作用在轴承上的轴向载荷 X,Y------折算系数，由手册查的； ε------轴承的寿命指数，为试验值。对球轴承，ε=3;对于滚子轴承，ε=10/3。 （1）变速箱挂不同的档位时，变速箱各轴的承受所受的载荷亦不同。因此，为了综合考虑变速箱各个挡工作时间的比例，不同档位时轴承转速和所承受载荷亦不同这样一些影响，需要确定一个换算的当量载荷m P 来代替上式中的d P 。 （2）为了计算换算的当量载荷m P ，就需要知道各个档位占总工作时间的百分比，这可以由调查研究确定。 已知时间比例系数，可按下式计算换算的当量载荷m P ： d d d m m t n P t n P t n P t n P t n P t n P n P εεεεεεε +++++=555444333222111(1 式中：·1P ·d P ，1n ·d n ，1t ·d t ，分别表示1,2·倒档的轴承载荷，转速和时间比例系数； m n ————平均转速，可按下式计算： ) (2211δd d m t n t n t n n +?????+= 再设计总通常按轴承寿命为5000小时计算动载荷d C ，并选用轴承;或者按选定轴承的额定动载荷验算轴承的工作寿命小时h L ，这时可用下列转换公式计 1、角接触球轴承 可同时承受径向负荷和轴向负荷。能在较高的转速下工作。接触角越大，轴向承载能力越高。高精度和高速轴承通常取15 度接触角。其轴向承载能力随接触角的增大而增大，需要成对使用。 角度是轴承受力的方向与垂直线的夹角 角度越小，轴承承受的径向力越大，轴向力越小 常用的15度就是高精度，高转速，主要承受径向力和小部分轴向力的角接触球轴承 25度和30度角承受的径向力相对也大 40度角的轴承承受的轴向力最大，适合于轴向负载大以及设备垂直安装的场合 单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向负荷，在承受径向负荷时，将引起附加轴向力。并且只能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。角接触球轴承的接触角为40度，因此可以承受很大的轴向负荷。角接触球轴承是非分离型的设计，内外圈的两侧的肩部高低不一。为了提高轴承的负载能力，会把其中一侧的肩部加工得较低，从而让轴承可装进更多的钢球。 双列角接触球轴承能承受较大的径向负荷为主的径向和轴向联合负荷和力矩负荷，限制轴的两方面的轴向位移。主要用于限制轴和外壳双向轴向位移的部件中双列角接触球轴承内、外圈之间的可倾斜性有限，允许倾斜角取决于轴承的内部间隙、轴承尺寸、内部设计及作用于轴承上的力和力矩，而最大允许倾斜角应保证轴承内不会产生过高的附加应力。若轴承内、外圈之间存在倾斜角，将影响轴承的寿命，同时造成轴承运转精度下降，运转噪声增大。双列角接触球轴承一般采用尼龙保持架或黄铜实体保持架。双列角接触球轴承安装时应注意，虽然轴承可承受双向轴向载荷，但若一侧有装球缺口时，则应注意不要让主要轴向载荷通过有缺口的一侧沟边。在轴承使用时应注意使不带装球缺口的一侧滚道承受主要载荷。 2、推力轴承 推力球轴承是一种分离型轴承，极限转速低，轴圈、座圈可以和保持架、钢球的组件分离。轴圈是与轴相配合的套圈，座圈是与轴承座孔相配合的套圈，和轴之间有间隙；推力球轴承只能够承受轴向负荷，单向推力球轴承是只能承受一个方向的轴向负荷，双向推力球轴承可以承受两个方向的轴向负荷；推力球轴承不能限制轴的径向位移，极限转速很低，单向推力球轴承可以限制轴和壳体的一个方向的轴向位移，双向轴承可以限制两个方向的轴向位移。 推力滚子轴承用于承受轴向载荷为主的轴、径向联合载荷，但径向载荷不得超过轴向载荷的55% 。与其他推力滚子轴承相比，此种轴承摩擦因数较低，转速较高，并具有调心性能。29000 型轴承的棍子为非对称型球面滚子，能减小 第一讲 一、教学目标 （一）能力目标 能判断常用滚动轴承的类型；理解其代号的含义；会选用滚动轴承 （二）知识目标 1.了解滚动轴承的类型、特点，掌握滚动轴承的代号 2.掌握滚动轴承的选择 二、教学内容 滚动轴承的类型、代号及选用 三、教学的重点与难点 重点：滚动轴承的类型、特点及代号。 难点：滚动轴承类型的选择。 四、教学方法与手段 采用多媒体教学（加动画演示），结合教具，提高学生的学习兴趣。 14.1 轴承的功用和类型 轴承的功用：支承轴及轴上的旋转零件，使其回转并保证一定的旋转精度，减少相对摩擦和磨损。 轴承的分类：按摩擦的性质分，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承。 滑动轴承滚动轴承 14.2 滚动轴承的组成、类型及特点 滚动轴承是标准件，由专业工厂生产。设计时只需根据轴承工作条件选用合适的类型和 尺寸的滚动轴承，进行寿命计算，并对轴承的安装、润滑、密封给予合理设计和安排。 滚动轴承的特点 优点： 1）f小起动力矩小，η高； 2）运转精度高（可用预紧方法消除游隙）； 3）轴向尺寸小； 4）某些轴能同时承受Fr和Fa，使机器结构紧凑； 5）润滑方便、简单、易于密封和维护； 6）互换性好（标准零件） 缺点： 1）承受冲击载荷能力差； 2）高速时噪音、振动较大； 3）高速重载寿命较低； 4）径向尺寸较大（相对于滑动轴承） 应用：广泛应用于中速、中载和一般工作条件下运转的机械设备。 14.2.1 滚动轴承的组成 滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架所组成。 滚动体的形状短圆柱形 柱形长圆柱形 螺旋滚子滚柱轴承 圆锥滚子 鼓形滚子 滚针 保持架是使滚动体等距分布，并减少滚动体间的摩擦和磨损。 滚动轴承的材料：内、外圈、滚动体—GCr15、GCr15-SiMn等轴承钢，热处理后硬度HRC60~65；保持架：低碳钢、铜合金或塑料、聚四氟乙烯。 14.2.2 滚动轴承的基本类型及特点 接触角α：滚动体与外圈内滚道接触点的法线方向与轴承径向平面所夹的角。 滚动轴承按能承受的负荷方向或公称接触角 不同，可分为向心轴承和推力轴承。向心轴承又可以分为径向接触轴承（α＝0）和角接触向心轴承（0＜α＜45）推力轴承又可以分为轴向接触轴承（α＝90）和角接触推力轴承（45＜α＜90） 径向接触轴承：只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷； 角接触向心轴承：既能承受径向载荷，也能承受一定的轴向载荷； 轴向接触轴承：只能承受轴向载荷，不能承受径向载荷； 角接触推力轴承：既能承受轴向载荷，也能承受一定的径向载荷 14.3 滚动轴承的代号 滚动轴承是标准件，GB272／T-93规定了轴承代号的表示方法。轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号三部分构成。 14.3.1 基本代号 由类型代号、尺寸系列代号和内径代号组成。 类型代号由一位(或两位)数字或英文字母表示，其相应的轴承类型参阅设计手册。 尺寸系列代号由两位数字组成。前一个数字表示向心轴承的宽度或推力轴承的高度；后一个数字表示轴承的外径。直径系列代号为7表示超特轻；8、9表示超轻；0、1表示特轻；2表示轻；3表示中；4表示重；5表示特重；宽度系列代号为0表示窄型；1表示正常；2 如图所示的轴系，已知轴承型号为30312，其基本额定动载荷C r=170000N，e=；F r1=11900N，F r2=1020N，F ae=1000N，方向如图所示；轴的转速n=980r/min；轴承径向载荷系数和轴向载荷系数为：当F a/ F r e时，X=1，Y=0；当F a/ F r e 时，X=，Y=；派生轴向力F d=F r/(2Y)，Y为F a/F r e时的Y值。载荷系数f p=，温度系数f t=1。试求轴承的寿命。 F r1F r2 F ae 12 解：（1）画派生轴向力方向 F r1 F r2 1 2 F ae F d1 F d2 （2）计算派生轴向力F d F d1=F r1/（2Y ）=11900/（2×）=3500N F d2=F r2/（2Y ）=1020/（2×）=300N （3）计算轴向力F a F ae + F d1=1000+3500=4500N>300N=F d2 轴承2被“压紧”，轴承1被“放松” F a1=3500N ，F a2=F ae + F d1=4500N （4）计算载荷系数 F a1/ F r1＝3500/11900＝<= e ，所以取X 1＝1，Y 1＝0 F a2/ F r2＝4500/1020＝>=e ，所以取X 2＝，Y 2＝ （5）计算当量动载荷P P 1＝f p (X 1F r1+Y 1F a1)=×(1×11900+0×=14280N P 2＝f p (X 2F r2+Y 2F a2)=××1020＋×4500)＝ P =max{P 1，P 2}=14280N （6）计算轴承寿命L h 65518h 1428017000019806010601066h ≈?? ? ?????=??? ??= ε εP C f n L t 2、某轴两端各用一个30208轴承支承，受力情况如图。F r1=1200N ，F r2=400N ，F A =400N ，载荷系数f P =，已知轴承基本额定动负荷C r =34KN ，内部轴向力F S =F r /2Y 。试分别求出两个轴承的当量动载荷。（14分） 嗨喽，各位，交叉滚子轴承研究者带着各种宝贝又回来了，大家应该都知道选择一款合适的轴承，其重要性绝对绝对不亚于轴承的各个生产环节，因为各种类型的轴承，因设计各异而具有不同的特性。由于轴承的具体安装部位以及应用场合的多变性与复杂性，轴承类型选择无固定模式可循。为适应某种主机特定的安装部位和应用条件进行轴承类型选择时，我们大致可以从以下几个主要因素综合考虑。话不多说，我们来上干货→_→。骏马生双翼，鸿图壮九州，洛阳鸿骏专业轴承为您服务。 允许空间 机械设计时，一般先确定轴的尺寸，然后根据轴的尺寸选择轴承。通常，小轴选用球轴承；大轴选用圆柱滚子轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承(有时也可选用球轴承)。若轴承安装部位的径向空间受到限制，应采用径向截面高度较小的轴承。如滚针轴承、某些系列的圆柱滚子或调心滚子轴承以及薄壁轴承。若轴承安装部位的轴向空间受到限制，可采用宽度尺寸较小的轴承。 轴承载荷 载荷大小通常是选择轴承尺寸的决定因素。滚子轴承比具有相同外形尺寸的球轴承承载能力大。通常球轴承适用于轻或中载荷、滚子轴承适用于承受重载荷。 载荷方式纯径向载荷可选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承。纯轴向载荷可选用推力球轴承、推力圆柱滚子轴承。有径向载荷又有轴向载荷(联合载荷)时，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。若径向载荷较大而轴向载荷较小时，可选用深沟球轴承和内、外圈都有挡边的圆柱滚子轴承。如同时还存在轴或壳体变形大以及安装对中性差的情况，可选用调心球轴承、调心滚子轴承。若轴向载荷较大而径向载荷较小时，可选用推力角接触球轴承，四点接触球轴承。如还要求调心性能，可选用推力调心滚子轴承。 转速 滚动轴承的工作转速主要取决于其允许运转温度。摩擦阻力低，内部发热较少的轴承适用于高速运转的场合。仅承受径向载荷时，选用深沟球轴承和圆柱滚子轴承可以达到较高的转速，若承受联合载荷时，宜选用角接触球轴承。采用特殊设计的高精度角接触球轴承，可以达到极高的转速。各种推力轴承的转速均低于径向轴承。 旋转精度 对于大多数机械，选用0级公差的轴承足以满足主机要求，但对轴的旋转精度有严格要求时，如机床主轴，精密机械和仪表等，则应选用较高公差等级的深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和推力角接触球轴承。 刚性 滚动轴承的刚性由其承受载荷时发生的弹性变形量来决定，一般情况下，这种变形量很小，可以忽略不计，但在某些机械中，如机床主轴系统，轴承的静态刚度和动态刚度对系统的特性影响很大。一般来说，滚子轴承比球轴承具有较高的刚度。各类轴承通过适当地“预紧”也可以不同程度地提高刚性。 轴向移动 轴承最普遍的配置方式是在轴的一端安装一套轴向定位的“同定轴承”，而在另一端安装一套轴向可移动的“游动轴承”，以防止由于轴热胀冷缩而产生卡死现象。经常用的“游动轴承”是内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承，此时内圈与轴的配合或外圈与外壳孔的配合可采用过盈配合。有时也可选用不可分离型深沟球轴承或调心滚子轴承作游动轴承，但在安装时内圈与轴或外圈与外壳孔配合应选择 第七章轴承的设计及校核 7.1轴承种类的选择 查《机械设计课程设计手册》第二版吴宗泽罗圣国主编高等教育出版社出版P62 滚动轴承由于采用两端固定，采用深沟球轴承。型号为6303和6300。 7.2深沟球轴承结构 深沟球轴承一般由一对套圈，一组保持架，一组钢球组成。其结构简单，使用方便，是生产最普遍，应用最广泛的一类轴承。 该类轴承主要用来承受径向负荷，但也可承受一定量的任一方向的轴向负荷。当在一定范围内，加大轴承的径向游隙，此种轴承具有角接触轴承的性质，还可以承受较大的轴向负荷。 深沟球轴承装在轴上以后，可使轴或外壳的轴向位移限制在轴承的径向游隙范围内。同时，当外壳孔和轴（或外圈对内圈）相对有倾斜时，（不超过8~—16~根据游隙确定）仍然可以正常地工作，然而，既有倾斜存在，就必然要降低轴承的使用寿命。 深沟球轴承与其它类型相同尺寸的轴承相比，摩擦损失最小，极限转速较高。在转速较高不宜采用推力球轴承的情况下，可用此类轴承承受纯轴向负荷。如若提高其制造精度，并采用胶木、青铜、硬铝等材质的实体保持架，其转速还可提高。 深沟球轴承结构简单，使用方便，是生产批量最大、应用范围最广的一类轴承，主要用以承受径向负荷。当轴承的径向游隙加大时，具有角接触球轴承的性能，不承受加大的轴向负荷。此类轴承摩擦系数小，震动、噪声低,极限转速高。不耐冲击，不适宜承受较重负荷。 深沟球轴承一般采用钢板冲压浪形保持架，也可采用工程塑料、铜制实体保持架。密封轴承内部根据不同的使用环境可添加相应的轴承专用润滑脂。 可大批量的生产外径小于260mm的普通级深沟球轴承。应用于各类汽车的变速箱、发动机、水泵等部位，并适合其它各种机械上采用。根据用户的要求，可制造高级精度（P6、P5、P4级），各种游隙组别，特殊振动，噪声要求（Z1、Z2或V1、V2）的深沟球轴承。 A.深沟球轴承60000型； B.外围有止动槽的深沟球轴承60000-N型； C.一面带防尘盖的深沟球轴承60000-Z型，两面带防尘盖的60000-2Z型； D.一面带防尘圈（接触式）的深沟球轴承60000-RS型，两面接触密封60000-2RS型； E.一面带密封圈（非接触式）的深沟球轴承60000-RZ型，两面非接触式的深沟球轴承60000-2RS型； F.双列深沟球轴承40000型； G.有装球缺口的深沟球轴承200、300型或200V、300V型。 7.3轴承计算 高速轴轴承 Ft1=1095N Fa2=Fr1tanαsinδ1=370N 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 h 45568283568=???=' 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 5.7532 11== 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 75.373160 224880221=?-?= N F F F V r r V r 25.1133122=-= N F F t H r 1616160 8021== 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=+= 资料公式c 1 一、滚动轴承承载能力的一般说明 滚动轴承的承载能力与轴承类型和尺寸有关。相同外形尺寸下，滚子轴承的承载能力约为球轴承的 1.5～3倍。向心类轴承主要用于承受径向载荷，推力类轴承主要用于承受轴向载荷。角接触轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用，其轴向承载能力的大小随接触角α的增大而增大。 二、滚动轴承的寿命计算 轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式： 或 式中： ──基本额定寿命（106转）； ──基本额定寿命（小时h ）；C ──基本额定动载荷，由轴承类型、尺寸查表获得；P ─ ─当量动载荷（N ），根据所受径向力、轴向力合成计算； ──温度系数，由表1查得；n ──轴承工作转速（r/min ）； ──寿 命指数（球轴承 ，滚子轴承 ）。 三、温度系数f t 当滚动轴承工作温度高于120℃时，需引入温度系数（表1） 表1 温度系数 工作温度/℃ <120 125 150 175 200 225 250 300 f t 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.60 四、当量动载荷 当滚动轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，当量载荷的基本计算公式为 式中：P——当量动载荷，N；——径向载荷，N；——轴向载荷，N；X——径向动载荷系数；Y——轴向动载荷系数；——负荷系数 五、载荷系数f p 当轴承承受有冲击载荷时，当量动载荷计算时，引入载荷系数（表2） 表2 冲击载荷系数f p 载荷性质f p举例 无冲击或轻微冲击 1.0～1.2 电机、汽轮机、通风机、水泵等 中等冲击 1.2～1.8 车辆、机床、起重机、内燃机等 强大冲击 1.8～3.0 破碎机、轧钢机、振动筛等 六、动载荷系数X、Y 表3 深沟球轴承的系数X、Y 资料公式c 2 中间轴的设计计算 1、按扭矩初算轴径 选用45#调质，硬度217~255HBS ，根据[]2表14—1、 P245（14-2）式，并查表14-2，取c=115 d ≥115 (5.07/113.423)1/3mm=40.813mm 考虑有键槽，将直径增大5%，则 d=40.813×(1+5%) =42.854mm ∴选 初选=50mm mm d 45≥中轴 中轴d 初选轴承：因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参 照工作要求并根据,根据mm d 5043=?[]1表15—6 选取单列角接触球轴承 7208AC 型. d D B 1D 2D 轴承代号 40 80 18 47 73 7208C 2、中间轴的结构设计 （1）经过轴系部件的结构设计得到中间轴的大致形状。 略 （2）齿轮力的计算 圆周力的计算： )(489.410489.4185 .19010269.422352 2kN d T F t =×=××== 中 )(388.910388.9945 .9010269.422353 3kN d T F t =×=××== 中 径向力的计算： )(689.1652.14cos 20tan 489.4cos tan 1222kN F F n t r =°° ×=×= βα )(551.382.15cos 20tan 388.9cos tan 3433kN F F n t r =° ° ×=×= βα 轴向力的计算： )(174.1652.14tan 489.4tan 1222kN F F t a =°×=×=β )(66.282.15tan 388.9tan 3433kN F F t a =°×=×=β （3）轴的受力分析及强度校核： 根据[]表15—6可知，角接触球轴承7208AC 的a=23.6mm,所以可求得轴承的支撑点；经过画图也初步确定了轴各段的长度，故而，可以划出中轴的受力图进行受力分析： 1⑴轴的空间受力简图及其弯、扭合成图(后面)： ⑵受力分析和计算： ①求垂直面的支承反力： 1.根据工作条件选择滚动轴承类型 2.求比值A/R 3.初步计算当量动载荷 4.求轴承应有的基本额定动载荷值 5.按照轴承样本选择轴承型号，并验算其寿命是否高于预期计算寿命 轴承的工作条件: （一）轴承的载荷 轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。 根据载荷的大小选择轴承类型时，由于滚子轴承中主要元件间是线接触，宜用于承受较大的载荷，承载后的变形也较小。而球轴承中则主要为点接触，宜用于承受较轻的或中等的载荷，故在载荷较小时，应优先选用球轴承。 根据载荷的方向选择轴承类型时，对于纯轴向载荷，一般选用推力轴承。较小的纯轴向载荷可选用推力球轴承；较大的纯轴向载荷可选用推力滚子轴承。对于纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。当轴承在承受径向载荷R的同时，还有不大的轴向载荷A时，可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承；当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构，分别承担径向载荷和轴向载荷。 （二）轴承的转速 在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。轴承样本中列入了各种类型、各种尺寸轴承的极限转速n 值。这个转速是指载荷不太大（P≤0.1C，C为基本额定动载荷），lim 冷却条件正常，且为0级公差轴承时的最大允许转速。但是，由于极限转速主要是受工作时温升的限制，因此，不能认为样本中的极限转速是一个绝对不可超越的界限。如果轴承的工作转速超过极限转速时，可采取下述第5条提出的措施。 从工作转速对轴承的要求看，可以确定以下几点：： 1）球轴承与滚子轴承相比较，有较高的极限转速，故在高速时应优先选用球轴承。 2）在内径相同的条件下，外径越小，则滚动体就越轻小，运转时滚动体加在外圈滚道上的离心惯性力也就越小，因而也就更适于在更高的转速下工作。放在高速时，宜选用超轻、特轻及轻系列的轴承。重及特重系列的轴承，只用于 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 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 P L io =常数 其中P-当量动载荷，N ; L io -基本额定寿命，常以106r 为单位（当寿命为一百 万转 时，L io =1 ）；匕寿命指数，球轴承& =3滚子轴承& =10/3 由手册查得的基本额定动载荷 C 是以L io =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 L 10为 C ￡ X 1=P ￡儿10 L 1o =(C/P) ￡ 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 (17.7) 应取L 10>Ih 'o 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。 若已知轴承的当量动载荷P 和预期使用寿命L h '，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 16670<€> ￡■ 二 n IF 丿标准滚动轴承承载能力计算
如何选择轴承
轴承的选择及校核
轴承的特点及选型
滚动轴承的工作情况分析及计算
机械设计滚动轴承计算题
轴承选型的重要性
机械设计课程设计 轴承的设计及校核
滚动轴承的选择及校核计算
轴承设计寿命计算公式(教学备用)
轴和校核与轴承的校核例题(仅供参考)
如何选择轴承型号
滚动轴承的校核计算及公式