第十六章滚动轴承资料
第16章滚动轴承
组成，分别表明轴承的内径、外径、宽度和类型 ，见表16-3。 ① 类型代号 代表轴承的类型，用基本代号左起的第一位数字或字母表示，代号
的意义见表16-2第一栏。代号为“0”(双列角接触球轴承)则省略。
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§16-2 滚动轴承的代号
❖国 家 标 准 G B / T 2 9 2 - 9 3 中 规 定 ， 轴 承 的 代 号 用 字 母 加 数 字 表 示，由基本代号、前置代号和后置代号三部分构成，其排 列顺序如表16-3。
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• 其中基本代号是轴承代号的基础和核心，前置及后置代号都是对基本代号的补 充，只有在对标准轴承的结构形状、尺寸、材料、公差等级、技术要求等有改 变时才使用，正常情况的可部分或全部省略。
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• 轴承的寿命长短与其所受载荷大小有关。载荷愈大，引起的接触应力愈大，轴 承发生点蚀破坏前所能经历的应力变化次数也就愈少，亦即轴承的寿命愈短。
• 当一套轴承进入运转并且基本额定寿命为一百万转时，轴承所能承受的载荷， 称之为基本额定动载荷，用C表示。在基本额定动载荷作用下，轴承可以运转
③7206CJ/P63——表示内径30mm 的轻窄系列角接 触球轴承，α=15°，6级公差等级，3组径向游隙， J则表示酚醛胶布实体保持架。
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§16-3 滚动轴承的选择计算
• 滚动轴承的选用，首先是轴承类型的选择。正确地选择出 合适的轴承类型，首先必须熟悉各类轴承的特点，然后考 虑机械设备对轴承的要求，包括工作载荷、转速、寿命、 旋转性能等方面的要求，选择轴承类型总的原则是：选择 轴承性能特点与要求相符合的类型。
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。
机械设计基础之滚动轴承详解
§16-1
滚动轴承的基本类型和特点
滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。 各零件的作用：
内圈：支撑轴；
装在机座或零件轴孔内；
外圈：支撑零件或轴系；
内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。
滚动体：滑动滚动； 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，冲压制成高速轴承：有色金属或塑料。
工作过程中，滚动体相对内外圈不断转动， 因此滚动体和滚道接触表面受脉动循环变应 力，产生疲劳点蚀。 当轴承转速很低或间歇摆动时，不会产生疲劳 损坏。但很大的静载荷或冲击载荷作用下，会 使滚道和滚动体产生永久变形，从而使轴承在 运转过程中产生剧烈振动和噪音而失效。
Fmax 径向载荷的分布
早期磨损 胶合 内外圈和保持架破裂
轴承名称、 类型及代号 结构简图 承载方向 极限转速 允许角偏差 主要特性和应用 能承受很大的径向载荷 和少量轴向载荷。承载 能力大，具有调性能。
调心滚 子轴承 20000C
设计：潘存云
低
0.5˚ ~2˚
比10000小
圆锥滚 子轴承 30000
设计：潘存云
中
2’
能同时承受较大的径向、 轴向联合载荷。因线性 接触，承载能力大，内 外圈可分离，装拆方便， 称对使用。
表16-2 滚动轴承代号的排列顺序
前置代号 （ 成套轴承分 部件代号 ） 类 型 代 号 基本代号
设计：潘存云
后置代号
或加
尺寸系列代号
宽(高)度 直径系列 系列代号 代号
注：
代表字母；
大学机械设计习题-滚动轴承习题及答案
！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 NS 2 = = ×12000 = 8160 N ，方向如图所示。
< 2．求外部轴向合力F AF A = F a2－F a1 = 5000－3000 = 2000 N ，方向与F a2的方向相同，如图所示。
机械设计基础 第16章滚动轴承.
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
§16-1
滚动轴承的基本类型和特点
滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。 各零件的作用：
内圈：支撑轴；
装在机座或零件轴孔内；
外圈：支撑零件或轴系；
内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。
滚动体：滑动滚动； 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，冲压制成高速轴承：有色金属或塑料。
表16-1 各类轴承的公称接触角
轴承类型 公称接触角 向心轴承主要承受径向载荷 径向接触 角接触 α= 0˚ 0˚ <α<45˚ α 推力轴承主要承受轴向载荷 角接触 轴向接触 45˚ <α<90˚ α= 90˚ α
α
设计：潘存云 设计：潘存云
宁夏大学专用
作者： 潘存云教授
分类：
轴承 类型
按载荷 方向分 按滚动体 形状分
向心轴承 推力轴承 球轴承 滚子轴承 圆柱滚子 圆锥滚子 球面滚子
滚针 表16-2 滚动轴承的主要类型和特性
轴承名称、 类型及代号 结构简图 承载方向 极限转速 允许角偏差 主要特性和应用
调心球轴承 10000
宁夏大学专用
设计：潘存云
中
2˚ ~3˚
主要承受径向载荷， 同时也能承受少量 向载荷。因为外 滚道表面是以轴承 中点为中心的球面， 故能调心。
后置代号组 含
宁夏大学专用
1
2
3
4
5
6
7
8
义
内部 密封与防尘 保持架 轴承 公差 结构 套圈变形 及材料 材料 等级 游隙
第十六章 滚动轴承 选择题 16-1 与滑动轴承相比,滚动轴承的优点是 1
第十六章滚动轴承一、选择题16-1 与滑动轴承相比,滚动轴承的优点是: 1)滚动摩擦远小于滑动摩擦; 2)节约铜、锡等贵重金属; 3)精度由轴承本身决定,故对安装与配合精度要求降低; 4)滚动轴承本身内部间隙很小,故能提高机器旋转的精度.其中___的观点是有错误的.(1) 1) (2) 2) (3) 3) (4) 4)16-2 与滑动轴承相比,滚动轴承的优点是: 1)内部间隙小,旋转精度高; 2)在轴颈尺寸相同时,滚动轴承宽度比滑动轴承小,可减小机器的轴向尺寸; 3)滚动摩擦远小于滑动摩擦,因此摩擦功率损失小,发热量少,特别适合在高速情况下使用; 4)由于摩擦功率损失小,则滚动轴承的润滑油耗量少,维护简单,与滑动轴承相比,维护费可节约30%.其中___的观点有错误.(1) 1) (2) 2) (3) 3) (4) 4)16-3 ___可采用滚动轴承.(1)大型低速柴油机曲轴 (2)大型水轮发电机推力轴承 (3)轧钢机轧辊轴承(4)蒸汽涡轮发电机转子16-4 滚动轴承的代号由前置代号,基本代号及后置代号组成,其中基本代号表示___.(1)轴承的类型、结构和尺寸 (2)轴承组件 (3)轴承内部结构的变化和轴承公差等级 (4)轴承游隙和配置16-5 滚动轴承的类型代号由___表示.(1)数字 (2)数字或字母 (3)字母 (4)数字加字母16-6 代号为N1024的轴承内径应该是___.(1)20 (2)24 (3)40 (4)12016-7 以下列代号表示的滚动轴承,___是深沟球轴承.(1)N2208 (2)30308 (3)6208 (4)7208AC16-8 角接触球轴承的类型代号是___.(1)1 (2)2 (3)6 (4)716-9 推力球轴承的类型代号是___.(1)6 (2)6 (3)7 (4)816-10 深沟球轴承,内径100mm,宽度系列O,直径系列2,公差等级为O级,游隙O组,其代号为___.(1)60220 (2)6220/PO (3)60220/PO (4)622016-11 一角接触球轴承,内径为85mm,宽度系列O,直径系列3,接触角16°,公差等级为6级,游隙2组,其代号为___.(1)7317B/P62 (2)7317AC/C2 (3)7317C/P6/C2 (4)7317C/P6216-12 代号为___的轴承能很好的承受径向载荷及轴向载荷的综合作用.(1)1210与N120 (2)7310AC与30210 (3)N1010与NU1010 (4)51110与8121016-13 若转轴在载荷作用下弯矩较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度,则宜选用类型代号为___的轴承.(1)1或2 (2)3或7 (3)N或NU (4)6或NA16-14 下列轴承类型代号中,主要承受径向负荷也能同时承受少量双向轴向负荷的轴承有___.(1)1 (2)2 (3)3 (4)6 (5)7 (6) N (7)NU (8)NA16-15 一轴承代号为31322/P4/DF,其中/DF表示___.(1)两轴承背对背安装 (2)两轴承面对面安装 (3)两轴承串联安装16-16 手册中列有各种轴承的极限转速,___.(1)当负荷低于额定动负荷时,可以超过 (2)在设计时必须严格遵守,不得超过(3)不是一成不变的,当采用回火温度高于普通回火温度时,极限转速随之大大提高 (4)不是一成不变的,当采用可靠的润滑冷却措施时,可以在高于极限速度1～2倍的条件下运转16-17 有一根轴只用来传递转矩,它用三个支点支承在水泥基础上,如题16-17图所示.在这种情况下,三个支点的轴承应选用___.(1)深沟球轴承 (2)调心球轴承 (3)圆柱滚子轴承 (4)调心滚子轴承16-18 有一联合收割机的压板装置如图16-18所示,在A、B处通过一对滚动轴承与机架C相联,压板轮d的主轴长2.5mm,载荷较轻,在这种情况下,轴承宜选用___.(1)深沟球轴承 (2)滚针轴承 (3)调心球轴承 (4)调心滚子轴承题16-17图题16-18图16-19 同一根轴的两端支承,虽然承受负载不等,但常采用一对相同型号的滚动轴承,这是因为除___以外的下述其余三点理由.(1)采购同型号的一对轴承比较方便 (2)安装轴承的两轴承孔直径相同,加工方便 (3)安装轴承的两轴颈直径相同,加工方便 (4)一次镗孔能保证两轴承孔的中心线的同轴度,有利于轴承正常工作16-20 设计滚动轴承组合结构时,对轴承跨距很长、工作温度变化很大的轴,为了适应轴有较大的伸缩变形,应考虑___.(1)将一端轴承设计成游动的 (2)采用内部间隙可调整的轴承 (3)采用内部间隙不可调整的轴承,而将一端轴承外圈的外侧留有适当大小的轴向间隙 (4)轴颈与轴承内圈采用很松的的配合16-21 滚动轴承内圈与轴颈的配合以及外圈与轴孔的配合___.(1)全部采用基轴制 (2)全部采用基孔制 (3)前者采用基孔制,后者采用基轴制 (4)前者采用基轴制,后者采用基孔制16-22 轴承内圈与轴颈的配合为基孔制___.(1)它的公差制度与机器制造业中一般采用的公差制度完全相同 (2) 它的公差制度与机器制造业中一般采用的公差制度不同,后者孔径为单向正公差,而轴承内径为单向负公差 (3) 它的公差制度与机器制造业中一般采用的公差制度不同,后者孔径为单向负公差,而轴承内径为单向正公差 (4)具有一定间隙的配合以便拆装,但间隙不能过大,以免破坏支承的精度16-23 滚动轴承内圈孔径的公差带分布方向是从公称尺寸开始,___.(1)分布在孔径增大的方向 (2)分布在孔径减小的方向 (3)分布在孔径公称尺寸线两侧 (4)分布方向由轴承与轴的配合决定16-24 滚动轴承转动套圈的配合(一般为内圈与转动轴径的配合)应采用___.(1)过盈量较大的配合,以保证内圈与轴颈紧密结合,载荷越重,过盈量越大 (2)具有一定过盈量的配合,以防止套圈在载荷作用下松动,并防止轴承内圈游隙消失,导致轴承发热磨损 (3)具有较小过盈量的配合,以便于轴承的安装拆卸 (4)具有间隙或过盈量很小的过渡配合,以保证套圈不致因过大的变形而影响工作精度16-25 滚动轴承静止套圈的配合(一般为外圈与轴承座孔之间的配合)应采用___.(1)较紧配合,以保证套圈与座孔牢固的结合 (2)具有一定紧度的配合,以防止轴承工作时套圈跟随转动 (3)具有较小过盈量或较小间隙的过渡配合,使套圈具有沿轴向及周向游动能力,但不影响支承精度与刚度 (4)具有一定间隙的配合以便于装拆,但间隙不能过大,以免破坏支承的精度16-26 如图所示,中间齿轮(惰轮)的滚动轴承,其内外圈的配合应选择___.(1)内圈与心轴采用较紧的配合,外圈与齿轮采用较松的配合 (2)内外圈均采用较紧配合 (3)内外圈均采用较松配合 (4)外圈与齿轮采用较紧配合,内圈与心轴采用较松配合题16-26图16-27 滚动轴承轴向预紧措施主要用在___.(1)紧密机床主轴上,如螺纹磨床等,由于预紧,提高了支承刚度和旋转精度,使加工精度大大提高 (2)高速旋转机械主轴中,如鼓风机等,由于内部游隙消失,轴承运转时的噪声大大降低 (3)大型重载机械中,由于内部游隙消失,各滚动体之间负荷均匀化,使轴承承载能力大大提高 (4)冲击振动严重的机械中,由于内部游隙消失,提高了轴承的工作可靠性16-28 采用滚动轴承轴向预紧措施的主要目的是___.(1)提高轴承的旋转精度 (2)提高轴承的承载能力 (3)降低轴承的运转噪声(4)防止轴在冲击振动下发生窜动16-29 各类轴承的润滑方式,通常可根据轴承的___来选择.(1)转速n (2)当量动负荷P (3)轴颈圆周速度υ (4)内径与转速的乘积16-30 在正常工作条件下,滚动轴承的主要失效形式是___.(1)滚动体破裂 (2)滚道磨损 (3)滚动体与滚道工作表面上产生疲劳点蚀(4)滚动体与外圈间产生胶合16-31 一批在同样载荷和同样工作条件下运转的型号相同的滚动轴承,___.(1)它们的寿命应该相同 (2)它们的寿命不相同 (3)90%轴承的寿命应该相同(4)它们的最低寿命应该相同16-32 为了保证轴承内圈与轴肩端面的良好接触,轴承的圆角半径r 与轴肩处的圆角半径r 1应有___.(1)r=r 1 (2)r>r 1 (3)r<r 116-33 滚动轴承的额定寿命是指___.(1)在额定动载荷作用下,轴承所能达到的寿命 (2)在额定工况和额定动负荷作用下,轴承所能达到的寿命 (3) 在额定工况和额定动负荷作用下,90%轴承所能达到的寿命 (4)同一批轴承进行试验中,90%轴承所能达到的寿命16-34滚动轴承的额定寿命是指___.(1)在额定动载荷作用下,轴承所能达到的寿命 (2)在标准实验负荷作用下,轴承所能达到的寿命 (3) 同一批轴承进行试验中,95%轴承所能达到的寿命 (4)同一批轴承进行寿命试验中,破坏率达到10%时所对应的寿命16-35 一个滚动轴承的额定动负荷是指___.(1)该轴承的使用寿命为106转时,所承受的负荷 (2) 该轴承的使用寿命为106h 时,所承受的负荷 (3) 该型号轴承的使用寿命为106转时,所承受的负荷 (4) 该型号轴承的额定寿命为106转时,所承受的最大负荷16-36 滚动轴承的额定静负荷是指___.(1)使滚动体和滚道不致发生破坏的最大负荷 (2)使滚道表面塑性变形为滚动体直径万分之一时的负荷 (3)轴承在应力最大的滚动体与滚道接触处滚动体与滚道总永久变形量为滚动体直径的万分之一时的负荷 (4)使90%的轴承滚道与滚动体变形量小于滚动体直径万分之一时的负荷16-37 滚动轴承额定寿命与额定动负荷之间的关系为()C L P ε=,其中P 为轴承的___.(1)当量动负荷 (2)外负荷 (3)径向负荷 (4)当量负荷16-38 滚动轴承额定寿命与额定动负荷之间的关系为()C L P ε=,其中ε称为寿命指数,对于滚子轴承和球轴承分别为___.(1)3/10和3 (2)3/10和10/3 (3)10/3和3/10 (4)10/3和316-39 如图所示,齿轮轴由两个角接触球轴承支承,轴承承受径向载荷:F r Ⅰ=1000N,F r Ⅱ=2000N.轴向载荷F A =900N,方向向右.接触角α=25°,内部轴向力F s =0.63Fr.根据计算,两轴承上的轴向负荷分别为___.(1) F a Ⅰ=1400N, F a Ⅱ=700N (2) F a Ⅰ=1400N, F a Ⅱ=200N (3) F a Ⅰ=2300N, F a Ⅱ=700N (4) F a Ⅰ=2300N, F a Ⅱ=1400N16-40 图示一齿轮轴的滚动轴承装置,轴承型号是7307AC,判断系数e=0.68,当Fa/Fr>e 时,λ=0.41,Y=0.87.已知轴承Ⅰ上的径向负荷F r Ⅰ=2100N,轴向负荷F a Ⅱ=1470N,则该轴承的当量动负荷是___.(1)2139.9N (2)2110N (3)1470N (4)2110.5N题16-39图 题16-40图16-41 型号为30218的滚动轴承有关数据如下:额定动负荷C r =120000N,判断系数e=0.42,F a /F r >e 时,X=0.4,Y=1.4.若该轴承承受径向负荷Fr=16000N,轴向负荷Fa=3950N,转速n=1470r/min,负荷系数f p =1,工作温度t<100℃,则该轴承的寿命约是___.(1)11470h (2)11610h (3)13700h (4)8000h16-42 型号为7410AC 的轴承有关数据如下:额定动负荷C r =77500N 判断系数e=0.68,F a /F r >e 时,X=0.41,Y=0.87,若该轴承承受径向负荷F r =4116N,轴向负荷F a =3065N,转速n=3000r/min,负荷系数f p =1,工作温度t<100℃,则该轴承的寿命约是___.(1)31337h (2)32640h (3)50050h (4)16200h二、分析与思考题16-43 为什么现代机械设备上大多采用滚动轴承?16-44 滚动轴承有哪些类型,写出它们的类型代号及名称.并说明各类轴承能承受何种负荷(径向或轴向)?16-45 典型的滚动轴承有哪些基本元件组成?每个元件的作用是什么?16-46 滚动轴承各元件一般采用什么材料及热处理方法?为什么?16-47 为什么角接触球轴承和圆锥滚子轴承常成对使用?在什么情况下采用面对面安装?在什么情况下采用背对背安装?并说明什么叫面对面安装及背对背安装?16-48 说明以下列代号表示的滚动轴承的类型、尺寸系列、轴承内径、内部结构、公差等级、游隙及配置方式.1208/P63、30210/P6X/DF 、51411、61912、7309C/DB.16-49 为什么调心轴承常成对使用?16-50 滚动轴承的主要失效形式有哪些>其设计计算准则是什么?16-51 什么是滚动轴承的额定寿命和基本额定动负荷?什么是滚动轴承的当量动负荷?当量动负荷如何计算?16-52 滚动轴承的寿命计算公式610()C L P ε=中各符号的意义和单位是什么?若转速为n(r/min),问寿命L r (r)与L h (h)之间的关系是什么?16-53 滚动轴承内圈与轴,外圈与机座孔的配合采用基孔制还是基轴制?若内圈与轴的配合标为7356H k ∅,外圈与机座孔的配合标为7906J h ∅有何错误?应如何改正? 16-54 滚动轴承回转套圈与不转套圈所取的配合性质有何不同?常选什么配合?不转套圈偶然稍微转动对轴承寿命会有什么影响?16-55 什么类型的滚动轴承在安装时要调整轴承游隙?常用哪些方法调整轴承游隙?16-56 滚动轴承组合结构中为什么有时要采用预紧结构?预紧方法有哪些?16-57 角接触球轴承和圆锥滚子轴承的内部轴向力F s是怎样产生的?F s的方向如何确定?大小如何计算?16-58 对于成对使用的角接触球轴承和圆锥滚子轴承,在径向负荷及轴向负荷的联合作用下,应如何确定轴承的轴向负荷?16-59 在设计同一轴的两个支承时,为什么通常采用两个型号相同的轴承?如果必须采用两个型号不同的轴承时,应采取什么措施?16-60 在设计滚动轴承组合结构时,应如何考虑补偿轴受热后的伸长?试举例说明?16-61 滚动轴承轴系轴向固定的典型结构形式有三类: 1)两端固定, 2)一端固定,一端游隙, 3)两端游动.试问这三种类型各适用于什么场合?16-62滚动轴承的装、拆方法如何?注意事项有哪些?三、设计计算题16-63 某深沟球轴承在径向负荷F r=7160N作用下,以转速n=1800r/min工作3800h.试求此轴承应具有的径向基本额定动负荷C r值.16-64 一农用水泵,决定选用深沟球轴承,轴颈直径d=35mm,转速n=2900r/min,已知径向负荷F r=1810N,轴向负荷F a=740N,预期寿命L h′=6000h,试选择轴承型号.16-65 拟在蜗杆减速器中用一对滚动轴承来支承蜗杆,如图所示.轴转速n=320r/min,轴颈直径d=40mm,而支店径向反力分别为F rⅠ=4000N,F rⅡ=2000Nm轴向负荷F A=1600N,工作中有中等冲击,温度小于100℃,预期使用寿命L h′=5000h,试确定该对轴承的类型及型号.题16-65图题16-66图16-66 根据工作条件,决定在轴的两端选用α=25°的两个角接触球轴承,采用面对面安装,如图所示,轴颈直径=35mm,工作中有中等冲击,转速n=1800r/min,已知两轴承的径向负荷分别为F r1=3390N,F r2=1040N,轴向负荷F A=870N,作用方向指向轴承1,试确定其工作寿命.16-67 一工作机械的传动装置中,根据工作条件拟在某传动轴上安装一对型号为7307AC的角接触球轴承,如图所示, 已知两轴承的径向负荷分别为:F r1=1000N,F r2=2060N,外加轴向负荷F A=880N,轴转速n=5000r/min,运转中受中等冲击,预期寿命L h′=2000h,试问所选的轴承型号是否适用?16-68 如图所示的蜗杆轴转速n=240r/min,工作平稳,f p=1,采用一端固定(一对角接触球轴承面对面安装),一端游动(一个深沟球轴承)的支承,轴承受力F r1=935N,F r2=1910N, F a1=F A2=5800N.要求轴承内径d≥50mm,预期寿命L h′≥20000h,试选择轴承型号.题16-67图题16-68图16-69 下列各轴承受径向负荷Fr及轴向负荷F a作用,试分别计算其当量动负荷P.(1)6216轴承,F r=6500N,F a=1000N,负荷平稳.(2)51210轴承,F r=0N,F a=5000N,中等冲击.(3)N207轴承,F r=4000N,F a=0N,中等冲击.(4)7209C轴承,F r=4600N,F a=2500N,中等冲击.16-70 一对7210C轴承,分别承受径向负荷F rA=10000N,F rB=5000N,轴上作用的外加轴向负荷F A,方向如图所示.试求当F A=2000N和F A=1000N时,各轴承的内部轴向力F s、轴承的轴向负荷F a和当量动负荷P的大小.设负荷系数f p=1.2.题16-70图16-71 圆锥滚子轴承30208的额定动负荷是C r=34000N.(1)若当量动负荷P=6200N,工作转速n=730r/min,试计算轴承的寿命L h.(2)若当量动负荷P=6200N,而要求L h=10000h,允许最高转速n是多少?16-72 如图所示,轴由一对32306圆锥滚子轴承支承.已知转速n=1380r/min,F r1=5200N,F r2=3800N,轴向外负荷FA的方向如图所示.若负荷系数f p=1.8,工作温度不高,要求寿命L h=6000h,试计算该轴允许的最大外加轴向负荷F Amax等于多少?题16-72图16-73 根据工作条件,一轴的两端各采用一个深沟球轴承支承,轴颈d=30mm,转速n=1600r/min,每个轴承受径向负荷F r=1000N,常温下工作,载荷平稳,要求使用寿命L h=8000h,试选择轴承型号.16-74 一深沟球轴承,受径向负荷F r=4800N,外部轴向负荷F A=1600N,轴转速n=970r/min,载荷轻度冲击,预期寿命5000h,轴颈直径d=50mm,试选择轴承型号.16-75 试计算型号为6310的深沟球轴承的寿命,已知该轴承受径向负荷Fr=500N,轴向负荷F a=2500N,转速n=1000r/min,常温下工作,载荷有中度冲击.16-76 一矿山机械的提升装置中,采用6308的深沟球轴承.已知轴承受径向负荷F r=5000N,轴向负荷F a=2500N,轴的转速n=1250r/min,运转中有轻微冲击,预期寿命L h′=5000h,工作温度t<100℃,问该轴承是否适用?16-77 试验算6407轴承的负荷能力.已知该轴承受径向负荷F r=16000N,轴向负荷F a=2000N,转速n=20r/min,要求寿命L h=1000h.16-78 一圆锥—圆柱齿轮减速器高速轴的支承结构如图所示.已知轴颈直径d=70mm,1轴承的径向负荷F r1=1200Nm2轴承的径向负荷F r2=7000N,轴受轴向负荷F A=F x=4000Nm轴的转速n=1470r/min.载荷平稳,工作温度在100℃以下,要求寿命L h≥8000h,试选择一对接触角α=16°的角接触球轴承的型号.题16-78图16-79 已知一齿轮轴的转速n=2800r/min,采用一对深沟球轴承支承,轴承上的径向负荷为F r=5000N,轴向负荷为F a=2600N,没有冲击,工作平稳.轴颈直径d=65mm,要求轴承寿命为L h=5000h,可靠度90%,润滑脂润滑,试选择轴承型号.16-80 某工程机械传动中轴承配置形式如图所示.已知:轴向力F A=2000N,径向力F r1=4000N,F r2=5000N,转速n=1600r/min,中等冲击,工作温度不超过100℃,要求轴承使用寿命L h=5000h,问采用30311轴承是否适用?题16-80图四、结构设计题16-81 某齿轮减速器的输出轴轴系结构如图所示,试指出其设计错误之处,并画出正确图形.16-82 试分析图示齿轮轴轴系结构上的错误并改正之.轴肩采用脂润滑.提示,问题可从四个方面考虑: (1)转动件与静止件是否接触; (2)轴上零件是否定位和固定. (3)工艺是否合理; (4)润滑与密封问题.题16-81图题16-82图16-83 在滚动轴承组合设计中,需将轴承内圈轴向紧固.试用不同方法完成并画出下列题16-83图a、b、c三图中内圈轴向紧固结构.16-84 指出锥齿轮减速器中锥齿轮轴系结构(如图示)的错误.错误处依次以①②③…标出,要说明错误的理由.图中所示锥齿轮为主动轮,动力由与之连接的联轴器输入,从动锥齿轮和箱体的其余部分没有画出.锥齿轮传动用箱体内的油润滑,滚动轴承用脂润滑.题16-83图题16-84图16-85 对于角接触球轴承及圆锥滚子轴承,安装时都要有轴向间隙,以保证轴承正常运转.试设计调整轴向间隙方法的结构图.16-86 滚动轴承采用毡圈密封时,要求密封处轴的表面粗糙度小、轴颈的圆周速度υ≤5m/s、工作温度低于90℃.试就下图该画出三种毡圈密封方案的结构图.题16-86图题16-87图16-87 一单级斜齿圆柱齿轮减速器(见下图),已知电动机功率P=4KW,转速n1=750r/min;低速轴转速n2=130r/min;大齿轮节圆直径d2=300mm,宽度b2=90mm,轮齿螺旋角β=12°,法面压力角α=20°.试完成低速轴及其轴系零件的全部结构设计(轴的材料为45钢正火,初选尺寸系列为03的角接触球轴承,外伸端联轴器选择TL型弹性套柱销联轴器).。
滚动轴承
应力变化规律： 内圈或滚动体上某一点σH的变化规律。 σH
t 外圈上某一点σH的变化规律。 σH 均为脉动循环。 t
计算准则:
对于一般转速的轴承，即10r/min<n<nlim,如果 轴承的制造、保管、安装、使用等条件均良好时， 轴承的主要失效形式为疲劳点蚀，因此应以疲劳 强度计算为依据进行轴承的寿命计算。
根据轴承工作的摩擦性质，可分为滑动轴承和滚 动轴承。滑动轴承具有工作平稳、无噪音、径向尺寸 小、耐冲击和承载能力大等优点。而滚动轴承是标准 零件，成批量生产成本低，安装方便，广泛应用。
第十六章 滚动轴承
§16-1 滚动轴承的基本类型和特点 §16-2 滚动轴承的代号
§16-3 滚动轴承的选择计算 §16-4 滚动轴承的组合设计 重点内容
表16-9
6
h
当 t>100℃ 时， → C ↓
引进温度系数 ft 进行修正。
温度系数
150 0.90 200 0.80 250 0.70 300 0.60
轴承工作 温度℃ 温度系数 ft
100 1
125 0.95
工作中冲击振动 → C ↓
引进载荷系数 fP 进行修正。
表16-10 载荷系数 载荷性质 无冲击或轻微冲击 1.01.2
N
N0000
圆柱滚子轴承
高 2~4
NA
NA00 00
滚针轴承
低
0
二、滚动轴承的工作特性和类型选择
1、承载性能
（1）载荷大小
载荷较大使用滚子轴承，载荷中等以下使 用球轴承.相同外形尺寸时，滚子轴承的负荷能力较球轴承大 1.53倍。 当d ≤20 mm时，两者承载能力接近，宜采用球
轴承。
滚动轴承简介
滚动轴承简介滚动轴承单元一概述将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件，叫滚动轴承（rolling bearing）。
滚动轴承一般由外圈，内圈，滚动体和保持架组成。
其中内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转，外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用，滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命，保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起润滑作用。
滚动轴承使用维护方便，工作可靠，起动性能好，在中等速度下承载能力较高。
与滑动轴承比较，滚动轴承的径向尺寸较大，减振能力较差，高速时寿命低，声响较大。
滚动轴承中的向心轴承（主要承受径向力）通常由内圈、外圈、滚动体和滚动体保持架4部分组成。
内圈紧套在轴颈上并与轴一起旋转，外圈装在轴承座孔中。
在内圈的外周和外圈的内周上均制有滚道。
当内外圈相对转动时，滚动体即在内外圈的滚道上滚动，它们由保持架隔开，避免相互摩擦。
推力轴承分紧圈和活圈两部分。
紧圈与轴套紧，活圈支承在轴承座上。
套圈和滚动体通常采用强度高、耐磨性好的滚动轴承钢制造，淬火后表面硬度应达到HRC60～65。
保持架多用软钢冲压制成，也可以采用铜合金夹布胶木或塑料等制造。
二滚动轴承的基本特点优点1 摩擦阻力小，功率消耗小，机械效率高，易起动.2、尺寸标准化，具有互换性，便于安装拆卸，维修方便.3、结构紧凑，重量轻，轴向尺寸更为缩小.4、精度高，转速高，磨损小，使用寿命长.5、部分轴承具有自动调新的性能.6、适用于大批量生产，质量稳定可靠，生产效率高.自行车的前轴、中轴和后轴上都装有滚动承轴。
缺点1、噪音大.2、轴承座的结构比较复杂.3、成本较高.三滚动轴承的分类1．按滚动轴承结构类型分类轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同，分为：向心轴承----主要用于承受径向载荷的滚动轴承，其公称接触角从0到45。
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二、轴承组合的调整
1. 轴承间隙的调整 轴承间隙的调整方法有：
1)靠加减轴承盖与机座间垫片厚度进行调整（图16-14a） 2) 利用螺钉 1 通过轴承外圈压盖 3 移动外圈位置进行调整 （图16-14b），调整之后，用螺母2锁紧防松。
1.轴承间隙的调整
2. 轴承的预紧
滚动轴承的旋转精度主要取决于轴承装置的刚性大小。
轴承（轴系）调整 1）轴承间隙的调整 2）轴系位置的调整 锥齿轮传动：要求两齿轮锥顶重合。
L1 b
蜗杆传动：要求蜗轮中间平面通过蜗杆轴线。
三、滚动轴承的配合
滚动轴承是标准件，因此， 轴承内孔与轴的配合为基
孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合为基轴制。
游隙影响 运转精度 游隙↑→受载滚动体↓→承载↓ 寿命
游动端既可采用深沟球轴承这样的内、外圈不可分离的轴承，也可 采用内、外圈可分离的圆柱滚子轴承或滚针轴承。当采用内、外圈 不可分离的轴承时，只需固定轴承内圈，而让外圈可以在轴承座孔 内自由游动(图16-13a) ；当采用内、外圈可分离的轴承时，轴承的内、 外圈均需固定，此时靠滚子与套圈间的游动来保证轴的自由伸缩(图b)
的单向移动，两个支点合起来就限制了轴的双向移动 ，这 种固定方式称为两端固定。
它适用于工作温度变化不大的短轴，考虑到轴因受热而伸
长 ， 在 轴 承 盖 与 外 圈 端 面 之 间 应 留 出 热 补 偿 间 隙 c, c=0.2~0.3mm(图16-12b)。另外还有两支点均采用角接触球 轴承及圆锥滚子轴承支承的双支点单向固定结构。
§16-5 滚动轴承的组合设计
为保证轴承在机器中正常工作，除合理选择轴承类型、尺寸外，还应
正确进行轴承的组合设计，处理好轴承与其周围零件之间的关系。也 就是要解决轴承的轴向位置固定、轴承与其他零件的配合、间隙调整、
装拆和润滑密封等一系列问题。
轴承不是单一的个体，它是用来支承轴 的，而轴又要带动轴上零件工作。所以轴承 的设计一定包含合理设计轴承的组合。 组合设计内容： 正确合理考虑轴承安装、固定、调 整、密封、润滑、轴系刚度、精度问题。
为了提高轴承装置的刚性，对于成对并列安装使用的
角接触球轴承和圆锥滚子轴承，常采用预紧轴承。
所谓预紧，是指 在安装时用某种方法使轴承中产生并
保持一个相当大的轴向力，以消除轴承的轴向游隙，
并使滚动体与内、外圈接触处产生初始预变形。
预紧的目的是：
轴承带负游隙运行
①提高支承刚性； ②减少振动和噪音；
3、两端游动
有时为了满足某种特殊需要还采用两端游动的配
置形式。如图所示的人字齿轮传动，大齿轮设计
成两端单向固定式结构，由于人字齿轮本身的相
互轴向限位作用，小人字齿轮轴系的轴向位置被
限定了，不必再另外考虑其轴向固定问题，为了
防止齿轮被卡死或人字齿轮两侧受力不均，此时 可采用两端均为圆柱滚子轴承的两端游动式配置。
3. 轴承组合位置的调整
轴承组合位置调整的目的，是使轴上的零件（如齿轮、
带轮等）具有准确的工作位置。如圆锥齿轮传动，要 求两个节锥顶点相重合，方能保证正确啮合，又如蜗 杆传动，则要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线等。如
图所示为圆锥齿轮轴承组合位置的调整，套杯与机座
间的垫片用来调整圆锥齿轮轴的轴向位置，而套杯与 轴承盖之间的垫片则用来调整轴承游隙。
用于
l 400 mm
t℃不高
Δ
不大的轴。 每个轴承承受一个方向的轴向力。 Fa小:60000型 Fa大:30000 70000
组合后，限制轴双向移动，承受双向轴向力Fa。 轴承类型
型
安装时，轴承外圈与端盖间隙：0.2~0.3mm 很小，不必画出 ——允许轴少量热膨胀，用垫片或调整螺钉调节。
2. 一端固定、一端游动 这种固定方式是 在两个支点中使一个支点双向固定以承受 轴向力，另一个支点则可作轴向游动 ( 图 16-13) 。 可作轴向 游动的支点称为游动支点，显然它不能承受轴向载荷。
当支承跨距较大 (l>350mm) 、工作温度较高 (△t≥50℃) 时， 轴受热伸长量较大，必须给轴系以热膨胀的余地，以免轴 承被卡死，同时又要保证轴系相对固定以实现其正确的工 作位置，应采用一端双两个角接触球轴承或圆锥滚子轴承 组合及向心轴承与推力轴承组合等，要求 轴承的内、外圈都要固定， 以便能承受双向轴向载荷，保证轴系固定。
③提高旋转精度和轴承的寿命。
预紧力可以利用金属垫片（图16-15a）、磨窄套圈（图
16-15b）、用螺纹端盖推压轴承外圈（用于圆锥滚子轴 承）或利用弹簧推压外圈（如图所示）等方法获得。
由于预紧，轴承的载荷增大，
预紧量过大，轴承在工作时的 磨损和发热也大大增加，使轴 承寿命相应降低，因此轴承是 否采用预紧应按照需要决定。 同时要严格控制预紧力，必要 时应通过试验确定。
组合设计要求： 固定可靠、运转灵活、保证精度、
调整方便。
一、滚动轴承（轴系）的固定 在轴向载荷、附加轴向力作用下，滚动轴承轴系有
“左移”、“右移”趋势，防止轴向窜动，三种固定结
构： 1、两端单向固定（双支点单向固定） 2、一端双向固定、一端游动（单支点双向固定）： 3、两端游动
如图16-12a所示，使轴的两个支点中每一个支点都能限制轴
如下是几种常见的一端固定、一端游动的配置。
一端双向固定、一端游动（单支点双向固定）：
用于 l 400 mm
t℃较高 补偿Δ
Δ 大的轴
（游动端自由伸缩）
固定端：承受双向轴向力 （6；一对3、7类；向心推力组合） 游动端：补偿 Δ ，防止卡死 内圈与轴固定
6类：外圈与座间游动
N类：滚子与外圈间游动
∴ 游隙合适，其大、小受配合影响。
过盈配合
内圈膨胀 外圈收缩
+ 0
游隙↓
G7 H7 Js7 J7
?DH7
?dk6
+ 0
k6 j6 js6
m6
n6
标准件：内圈——基孔制 外圈——基轴制 （不标注）
国家标准规定，轴承的内孔与外径均为上偏差为零、下偏
差为负的公差带，这与普通圆柱体公差的国家标准不同， 这一规定使轴承内孔与轴的配合比通常的基孔制同类配合 要紧得多。另外，由于外径公差值较小，因而外径与轴承