第十六章 滚动轴承
机械设计基础复习精要：第16章 滚动轴承
202第16章 滚动轴承16.1考点提要１6.1.1．重要的术语及基本概念滚动轴承的基本结构及材料、滚动轴承的类型、轴承的代号、载荷角和接触角、基本额定动载荷和基本额定寿命、当量动载荷、当量静载荷、16.1.2．滚动轴承类型选择应主要考虑的因素滚动轴承类型选择应主要考虑的因素有：1）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。
2）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。
3）轴承的调心性能；4）轴承的安装和拆卸。
5）经济性。
16.1.3．滚动轴承的载荷角和接触角接触角是滚动体与外圈的接触法线和半径方向之间所夹锐角。
如图１６.1（ａ）（ｂ）（ｃ）所示。
接触角反映了轴承承受载荷方向的特性。
接触角是滚动轴承的一个主要参数，轴承的受力分析和承载能力等都与接触角有关。
接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力也越大。
图１６.1 接触角和载荷角载荷角 是轴承实际承受的径向载荷R 与轴向载荷的合力与半径方向的夹角。
如图１６.１（ｄ）所示。
游隙是滚动体内圈、外圈滚道之间的最大间隙。
如图１６.2所示。
游隙是影响轴承运转精度、使用寿命、噪声级别以及温升的重要数据，控制游隙是项重要的工作。
图１６.２径向间隙偏斜角一般指调心轴承内、外圈轴线相对倾斜时所夹的锐角。
此类轴承通常具有偏位角203的自适应性能，当轴承座孔与轴发生轴线偏离时，它可以自动适应轴心的偏斜。
故这种轴承也称作调心轴承。
16.1.4滚动轴承的力分析、失效形式和计算准则（１）力分析向心推力滚动轴承工作时，并非所有滚动体都同时受载。
滚动体同时受载的程度与轴承所受的径向力和轴向力的大小有关，一般以控制约半圈滚动体同时受载为宜。
（2）滚动轴承的失效形式和计算准则滚动轴承在工作时，滚动体和、内外圈都分别受到不同的脉动接触应力，因此，其失效形式主要有：点蚀、塑性变形、磨粒磨损和黏着磨损以及腐蚀．以及由于操作或维护不当引起的元件破裂。
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》试题库_滚动轴承
第16章滚动轴承习题与参考答案一、选择题从下列各小题给出的A、B、C、D答案中任选一个：1 若转轴在载荷作用下弯曲较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度，宜选用类型代号为的轴承。
A. 1或2B. 3或7C. N或NUD. 6或NA2 一根轴只用来传递转矩，因轴较长采用三个支点固定在水泥基础上，各支点轴承应选用。
A. 深沟球轴承B. 调心球轴承C. 圆柱滚子轴承D. 调心滚子轴承3 滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合。
A. 均为基轴制B. 前者基轴制，后者基孔制C. 均为基孔制D. 前者基孔制，后者基轴制4 为保证轴承内圈与轴肩端面接触良好，轴承的圆角半径r与轴肩处圆角半径r1应满足的关系。
A. r=r1B. r＞r lC. r＜r1D. r≤r l5 不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷。
A. 圆锥滚子轴承B. 角接触球轴承C. 深沟球轴承D. 圆柱滚子轴承6 只能承受轴向载荷。
A. 圆锥滚子轴承B. 推力球轴承C. 滚针轴承D. 调心球轴承7 通常应成对使用。
A. 深沟球轴承B. 圆锥滚子轴承C. 推力球轴承D. 圆柱滚子轴承8 跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用。
A. 深沟球轴承B. 圆锥滚子轴承C. 调心滚子轴承D. 圆柱滚子轴承9 不是滚动轴承预紧的目的。
A. 增大支承刚度B. 提高旋转精度C. 减小振动噪声D. 降低摩擦阻力10 滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中的轴承能达到的寿命。
A. 99％B. 90％C. 95％D. 50％11 适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承。
A. 深沟球轴承B. 圆锥滚子轴承C. 角接触球轴承D. 调心轴承12 角接触轴承承受轴向载荷的能力，随接触角 的增大而。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 不定13 某轮系的中间齿轮（惰轮）通过一滚动轴承固定在不转的心轴上，轴承内、外圈的配合应满足。
A. 内圈与心轴较紧、外圈与齿轮较松B. 内圈与心轴较松、外圈与齿轮较紧C. 内圈、外圈配合均较紧D. 内圈、外圈配合均较松14 滚动轴承的代号由前置代号、基本代号和后置代号组成，其中基本代号表示。
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1S A/R ≤ e A/R>e e 0.68RX Y X Y0.681 0 0.41 0.87解： 1．求内部派生轴向力 S 1、 S 2的大小方向 S 1 = 0.68R 1 = 0.68×8000 = 5440 NS 2 = 0.68R 2 = 0.68×12000 = 8160 N ，方向如图所示。
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).。
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Lh
106
ft C
60n fP P
(h)
1
或
C
fP P ft
60n
10
6
Lh
(N)
对于向心轴承C为Cr，推力轴承C为Ca
滚动轴承尺寸的选择
三、滚动轴承的当量动载荷 在进行轴承寿命计算时，应把作用在轴承上的实际载荷
转换为与确定轴承C值的载荷条件相一致的当量动载荷（用 字母P表示）。 各类轴承的当量动载荷可按下式计算：
FS=Fr／(2Y)
FS=eFr
FS=0.68Fr
FS=1.14Fr
向心推力轴承实际承受的轴向力Fa取决于产生内部轴向力FS和外加 于轴承的轴向力FA
滚动轴承尺寸的选择
滚动轴承尺寸的选择取决于轴承承受的载荷、对轴承寿命 要求以及可靠性的要求等。
滚动轴承的载荷有动载荷与静载荷之分，不同的载荷对应着 不同的失效形式。载荷及失效形式的分析是本节的重要内容。
向心推力轴承所受轴向力Fa的计算方法也可以归纳为：
就一个支点的轴承而言，对比其本身内部轴向力与外加轴向力 （另一支点的内部轴向力与外加轴向力之合力），其较大者为 该轴承的轴向力。
即： Fa1 max FS1 , FS 2 FA FA与FS2同向取“+” Fa2 max FS 2 , FS1 FA FA与FS1同向取“+”
百分率，称为轴承寿命的可靠度。
10
基本额定寿命：具有90％可靠度时轴承
的寿命，用L或Lh表示。
基本额定动载荷：使轴承的基本额定寿 命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷
值，用字母C表示，见P322附录。
5
1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
未失效轴承数量／%
滚动轴承尺寸的选择
向心推力轴承的内部轴向力
向心推力轴承在纯径向力Fr的作用下会产生内部轴向力FS。当 约有半圈滚动体受载时，FS计算如下：
圆锥滚子轴承 FS=Fr／(2Y)
角接触球轴承
70000C(a=15º) 70000AC(a =25º) 70000B(a =40º)
FS=eFr
FS=0.68Fr
FS=1.14Fr
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 滚动轴承的润滑与密封 §16-5 滚动轴承的组合设计
第16章 滚动轴承
概 述 滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件之一，它是依靠主要元 件间的滚动接触来支承转动零件的（例如：转动的齿轮与轴）。
滚动轴承的寿命主要是指轴承的疲劳寿命，由于疲劳寿命 与概率密切相关，因此轴承的寿命必然与可靠性问题相关。
本节从以下方面讲述滚动轴承尺寸的选择：
滚动轴承的失效形式 滚动轴承的当量动载 荷滚动轴承的静承载能 力
滚动轴承的寿命计算 向心推力轴承的轴向力计 算滚动轴承尺寸选择的过程
滚动轴承尺寸的选择
一、滚动轴承的失效形式 滚动轴承在运转时可能出现各种类型的失效，下列为常见的失效形式：
基本额定寿命计算式
L C P
(106r )
或
Lh
L 60n
106
60n
C P
其中： 称为寿命指数 =3 (球轴承)； 10 (滚子轴承)；
3 P为轴承所承受的当量动载荷；
(h) n为轴承的工作转速(r/min)
考虑轴承工作温度与工作中的冲击和振动对轴承寿命的影响，引入温 度系数ft (表16-8)和载荷系数fP (表16-9) ，修正后寿命计算式为：
P XFr YFa 式中：Fr与Fa分别为轴承实际承受的径向载荷与轴向载荷
X、Y分别为轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数(查表16-11） 表中Fa为轴向载荷，C0r为径向额定静载荷，e为界限值。
深沟球轴承和 C系列角接触球轴承按照 Fa 计算的值 , C0r
如果表中没有则采用线 性插值法取 e
滚动轴承的构成：
内圈、外圈、滚动体、保持架等
滚动轴承的特点：
旋转精度高、启动力矩小、是标准件，选用方便。抗冲击能力差， 高速时有噪声，寿命较液体滑动摩擦短。
§16-1 滚动轴承的主要类型和特点
一、滚动轴承的分类
◆ 按滚动体的不同分类：球轴承、滚子轴承； ◆ 按可承受的外载荷分类：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承；
轴承1的轴向力为Fa1＝FA＋FS2
轴承2的轴向力为Fa2＝FS2
当FA＋FS2＜FS1时，相当于轴承1被“放松”，轴承2被“压紧”，
轴承1的轴向力为Fa1＝FS1
轴承2的轴向力为Fa2＝FS1－FA
滚动轴承尺寸的选择
四、向心推力轴承的轴向力计算
角接触向心轴承的轴向载荷Fa与轴承的内部轴向力FS和轴上所受的轴向载荷FA有 关。取轴和与其向配合的轴承内圈为分离体，当达到轴向平衡时，应满足
滚动轴承尺寸的选择
五、滚动轴承的静承载能力
对于在工作载荷下基本不旋转或缓慢旋转或缓慢摆动的轴
承，其失效形式不是疲劳点蚀，而是因滚动接触面上的接触应力
过大而产生的过大的塑性变形。
在国家标准中，对每一种规格的滚动轴承规定了一个不应
超过的载荷界限—基本额定静载荷，用C0表示。 轴承上作用的径向载荷Fr与轴向载荷Fa应折合成一个当量静载荷P0
游隙值：小
大
以/C1 、/C2、 /C3 、/C4 、/C5为代号，0组不标注。
滚动轴承的代号
三、轴承代号示例 6308： 6─深沟球轴承，3─中系列，08 ─内径d=40mm， 公差等级为0
级，游隙组为0组；
N105/P5：N─圆柱滚子轴承，1─特轻系列，05─内径d=20mm，公差等
级为5级，游隙组为0组；
7214AC/P4：7─角接触球轴承，2─轻系列，14─内径d=70mm，公差等
级为4级，游隙组为0组，公称接触角α=25°；
30213： 3─圆锥滚子轴承，2─轻系列，13─内径d=65mm，0─正常
宽度(0不可省略)，公差等级为0级，游隙组为0组；
6103：
6─深沟球轴承，1─特轻系列，03─内径d=17mm，公差 等级为0级，游隙组为0组；
滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的平面间的
夹角α叫作轴承的（公称）接触角； 轴承承受的径向载荷与总载荷的夹角β叫作载荷角。
滚动轴承的主要类型和特点
◆ 按轴承的结构形式不同分类：
在实际应用中，滚动轴承的结构形式有很多。作为标准的滚动轴 承，在国家标准中分为13类，其中，最为常用的轴承大约有下列６类:
注：滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有规律的部分。
具体应用时，若遇到看不懂的代号时，应查阅GB/T272-93。
滚动轴承主要类型代号表
轴承类型 双列角接触球轴承 调心球轴承 调心滚子轴承
推力调心滚子轴承 圆锥滚子轴承 双列深沟球轴承 推力球轴承 深沟球轴承
代号
轴承类型
0 角接触球轴承
FA+FS2=FS1
由于FS1和FS2是按公式计算的，不一定恰好满足上述关系式，有两种情况： 当FA＋FS2＞FS1时，相当于轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”，
轴承1的轴向力为Fa1＝FA＋FS2 轴承2的轴向力为Fa2＝FS2
当FA＋FS2＜FS1时，相当于轴承1被“放松”，轴承2被“压紧”，
◆ 类型代号：常用轴承代号为3、5、6、7、N五类，
详 细代号查阅类型代号表。
◆ 尺寸系列代号：表达相同内径但外径和宽度不同的轴承。
外径系列代号： 7、8、9、0、1、…、5代表外径递增的系列 。
宽度系列代号：宽度系列代号： (8、0、1、…、6）一般正常 宽度为“0”，通常不标注。一般正常宽度为“0”，通常不标注。 但对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”。
2. 转速的限制(极限转速） 球轴承和轻系列的轴承能适应较高的转速，滚子轴承和重系
列的轴承则反之；推力轴承的极限转速很低。 3. 调心性要求(角偏差）
调心球轴承和调心滚子轴承均能满足一定的调心要求。
4. 尺寸的限制 当对轴承的径向尺寸有较严格的限制时，可选用滚针轴承。
滚动轴承的工作情况
滚动轴承工作时，并非所有滚动体都同时受载。 滚动体同时受载的程度与轴承所受的径向力和轴 向力的大小有关，一般以控制约半圈滚动体同时受载 为宜（如右图所示）。
1 推力滚子轴承
2 推力圆锥滚子轴承
29 圆柱滚子轴承
3 滚针轴承
4 外球面球轴承
5 直线轴承
6
代号 7 8 9
N NA U L
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滚动轴承的类型选择
滚动轴承是标准零件，在机械设计过程中，根据使用的要求较 合理地选择滚动轴承的类型与规格。 一、滚动轴承选择的一般过程如下：
选择轴承的类型和直径系列
按轴径确定轴承内径
轴承1的轴向力为Fa1＝FS1
轴承2的轴向力为Fa2＝FS2－FA
滚动轴承尺寸的选择
向心推力轴承所受轴向力Fa的计算方法可以归纳为： 由内部轴向力及外加轴向力的计算与分析，判断被“放松”或被 “压紧”的轴承；
确定被“放松”轴承的轴向力仅为其本身派生的轴向力；
被“压紧”轴承的轴向力则为除去本身内部的轴向力后其余各 轴 向力之合力。
点蚀
磨损
胶合
断裂
套圈和滚动体表面的疲劳点蚀是滚动轴承最基本和常见的失效形
式，是作为滚动轴承寿命计算的依据。
低速运转条件下的轴承可能的失效形式主要为过大的塑性变形。
除了点蚀以外，轴承还可能发生其它多种的失效形式。例如： 转速较高而润滑油不足时引起轴承烧伤； 润滑油不清洁而使滚动体和滚道过度磨损； 装配不当而使轴承卡死、胀破内圈、挤碎内外圈和保持架等。 这些失效形式可以通过加强装配过程管理等措施来克服。