第10章滚动轴承
(完整word版)(整理)滚动轴承故障诊断分析章节
滚动轴承故障诊断滚动轴承是应用最为广泛的机械零件质疑，同时，它也是机器中最容易损坏的元件之一。
许多旋转机械的故障都与滚动轴承的状态有关。
据统计，在使用滚动轴承的旋转机械中，大约有30%的机械故障都是由于轴承而引起的。
可见，轴承的好坏对机器工作状态影响极大。
通常，由于轴承的缺陷会导致机器产生振动和噪声，甚至会引起机器的损坏。
而在精密机械中（如精密机床主轴、陀螺等），对轴承的要求就更高，哪怕是在轴承上有微米级的缺陷，都会导致整个机器系统的精度遭到破坏。
最早使用的轴承诊断方法是将听音棒接触轴承部位，依靠听觉来判断轴承有无故障。
这种方法至今仍在使用，不过已经逐步使用电子听诊器来替代听音棒以提高灵敏度。
后来逐步采用各式测振仪器、仪表并利用位移、速度或加速度的均方根值或峰峰值来判断轴承有无故障。
这可以减少对设备检修人员的经验的依赖，但仍然很难发现早期故障。
随着对滚动轴承运动学、动力学的深化研究，对轴承振动信号中频率成分和轴承零件的几何尺寸及缺陷类型的关系有了比较清楚的了解，FFT级数的发展也使得利用频率域分析和检测轴承故障成为一种有效的途径。
也是目前滚动轴承监测诊断的基础。
从发展的历程看，滚动轴承故障检测诊断技术大致经历了以下阶段：1961年，W.F.Stokey完成了轴承圈自由共振频率公式的推导，并发表；1964年，O.G.Gustafsson研究了滚动轴承振动和缺陷、尺寸不均匀及磨损之间的关系，这与目前诊断滚动轴承故障的方法是基本一致的；1969年，H.L.Balderston根据滚动轴承的运动分析得出了滚动轴承的滚动体在内外滚道上的通过频率和滚动体及保持架的旋转频率的计算公式。
至此，有关滚动轴承监测诊断的理论体系已经基本完成；1976年，日本新日铁株式会社研制了MCV-021A机器检测仪，其方法是通过检测低频、中频和高频段轴承的信号特征来判断轴承的工作状态；1976～1983年之间，日本精工公司也积极在滚动轴承检测仪器方面做工作，相继推出了NB系列轴承检测仪，利用1～15kHz范围内的轴承振动信号的有效值（rms）和峰峰值（p－p）来诊断轴承的故障；1980年代至今，以改良频率分析的方法来精密诊断滚动轴承的故障、确定故障位置，一直是精密诊断采取的必备方法，其中包括细化谱分析、倒频谱分析、共振解调技术、包络分析技术等。
滚动轴承优质获奖课件
保持架: 将滚动体分开, ↓滚动体间旳摩擦、磨损。
滚动副旳材料要求：
潘存云教授研制
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：软材料，低碳钢板冲压后铆接或焊接。高速轴
承：有色金属或塑料。
特点：与滑动轴承比较 优点： 1）起动力矩小，可在负载下起动；
二、滚动轴承选择应考虑旳问题
1） 轴承旳载荷
向心轴承用于受径向力；
载荷方向：
向心推力轴承用于承受径向力和周向力 联合作用。
潘存云教授研制
潘存云教授研制
Fa
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二、滚动轴承选择应考虑旳问题
1） 轴承旳载荷
向心轴承用于受径向力；
载荷方向：
向心推力轴承用于承受径向力和周向力 联合作用。
推力轴承用于受轴向力； 载荷大小：
α=40˚ α=15˚ α=25˚ 接触角α加大
加强型
示例
7210B 7210C 7210AC 32310B N207E
表10-8 公差等级代号
30000(α=10°~18°) →30000B(α=27°~30°大锥角)
代号
省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2
公差等级潘符存云合教授原研制 则旳 0级 6级 6x级 5级 4级 2级
技术要求等，为便于组织生产和选
表10-3 滚动轴承代号旳排列顺用序，要求了滚动轴承旳代号，
前置代号
基本代号共5位
（ 成套轴承分 部件代号
0
）
类
尺寸潘存系云教列授研制代号
型
宽(高)度 直径系列
代 系列代号 代号
号
轴承章节知识整理
轴承章节知识整理一．滚动轴承1.轴承的功用：轴承是支承轴的零（部）件，并保持轴的正常工作位置和旋转精度。
2.轴承的分类按轴承工作摩擦性质，可分为滚动轴承和滑动轴承。
按轴承所受载荷方向不同，可分为径向轴承、止推轴承和径向止推轴承。
3.轴承的结构组成：内圈、外圈、保持架、滚动体保持架的作用：避免滚动体直接接触，减少发热和磨损；内圈：装在轴颈上，与轴一起转动；外圈：装在轴承座孔中，固定不动；滚动体：在两套圈之间滚动并传递载荷。
滚动体分为：球和滚子（圆柱形、圆锥形、滚针、鼓形等）4.轴承的选材：内圈、外圈、滚动体选用轴承铬钢GCr6、GCr9、GCr15 、GCr15SiMn ，硬度60~65 HRC；要求：具有较高的硬度、接触疲劳强度、耐磨性和冲击韧性。
加工工艺：磨削和抛光。
保持架：低碳钢冲压成形；铜、铝、工程塑料。
为适应某些特殊要求，有些滚动轴承还要附加其他特殊元件或采用特殊结构，如轴承无内圈或外圈、带有防尘密封结构或在外圈上加止动环等。
5.滚动轴承的优点：1）在一定条件下，摩擦阻力小，效率高。
2)灵敏，工作稳定，且不随速度变化。
3)轴颈直径相同条件下，滚动轴承宽度较小。
4)滑简便，易于维护、密封。
5）内部间隙小，回转精度高。
6）标准化专业生产，供应充足，互换性好。
滚动轴承的缺点：1）在轴颈直径相同条件下，滚动轴承径向尺寸大。
2 ）抗冲击能力较差。
3）.寿命较短。
4.）安装精度要求高，由于滚动轴承不能剖分，有时（如位于长轴中部时）安装困难。
5）高速时噪音大。
6.滚动轴承的分类按载荷方向分，可分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承。
按滚动体形状分球轴承和滚子轴承。
8. 滚动轴承的代号前置代号、基本代号、后置代号等部分组成，其中基本代号是滚动轴承代号的核心。
前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充代号。
前置代号用字母表示；后置代号用字母（或加数字）表示。
滚动轴承的基本代号类型代号（数字或字母）、尺寸系列代号【径系列代号（数字）、宽度（高度）系列代号（数字）】和内径代号（数字）备注：内径为22、28、32及≥500mm的轴承，内径代号直接用内径毫米数表示，但标注时与尺寸系列代号之间要用“/”分开。
滚动轴承
五四 三
组合代号
尺寸系列代号
类宽
型
（ 或
直 径
代
高 ）
系 列
号
度 系
代 号
列
代
号
圆锥滚子轴承（3）
二一
内 径 尺 寸 代 号 20~480mm
例 试说明下列轴承代号的含义：
6 12 06 3 3 15/p6
公差等级代号，0级（普通级） 内径尺寸代号，d=30mm
尺寸系列代号，直径系列2（轻系列） 宽度系列1（正常系列）
外圈 outer ring
轴承装配
与滑动轴承相比滚动轴承的优缺点：
优点： ●摩擦阻力小、起动灵敏、效率高； ●轴向结构紧凑、润滑简单； ●运转精度较高； ●不需要用有色金属； ●标准化程度高，成批生产，成本较低。
缺点： ●抗冲击能力差； ●安装不方便（不是剖分件，常需加热后安装）； ●径向处尺寸大； ●高速运转时振动及噪音较大； ●寿命比液体摩擦滑动轴承低。 ●因滚动轴承不能剖分，位于长轴中间的滚动轴承安装较困难。
9、推力球轴承 （类型代号：5）
单列推力球轴承
特点 套圈与滚动体是分离的。 （单列推力球轴承）有 两个套圈，内径稍小的 “紧圈”装载轴上， 内径稍大的“松圈” 则与轴保持一定的间隙， 并被安放在机座中。 可承受单向的轴向力。 用于转速不高，轴向力 较大的场合。
双列推力球轴承 （类型代号：5）
特点 双列推力球轴承有三个套圈， 其中两个为“松圈”，一个为 “紧圈”，可承受双向轴向力。
是以轴承中点为心的球面，可调心。
适用于多支点和变形较大的传动轴，
以及不能精确对中的支承处。
7、调心滚子轴承 （类型代号：2 ）
特点 能承受较大的径向力和 少量的轴向力。承载能 力大，具有调心性能。
《滚动轴承讲解》课件
安装滚动轴承的步骤
• 清洁轴承和匹配面 • 涂上适当的润滑剂和密封胶 • 轴承套装入合适的位置 • 调整轴承的预紧力和安装顺序
滚动轴承的维护和保养
适当的维护和保养可以延长轴承的使用寿命，减少故障和更换成本。需要定期检查和清洗轴承，加注 适当的润滑剂和控制温度和湿度等环境因素。
1
维护方法
定期检查和清洗
圆锥滚子轴承是一种可承受很高轴向和径向载荷的滚动轴承，具有受力均匀、旋转平稳、密封性好 等特点。适用于大型载重设备，如汽车、船舶、铁路车辆等。
1
特点
受力均匀、旋转平稳、密封性好
2
应用场景
汽车、船舶、铁路车辆等
3
安装要求
安装时需要注意端面与轴线的垂直度，以及轴承的预载、润滑等问题。
圆柱滚子轴承的特点和应用
滚动轴承的结构及工作原理
滚动轴承的结构和工作原理相对简单而可靠。内外圆盘之间放置滚珠或滚子，并加入保持器，当承受轴 向或径向载荷时，滚珠或滚子起到支撑作用，保持器则保证滚珠或滚子正常运转。
滚动轴承的结构
滚动轴承的结构包括内外圆盘、滚珠或滚子和保 持器。
滚动轴承的工作原理
滚动轴承通过滚珠或滚子的运转，将旋转运动变 为滚动运动，降低了动摩擦和静摩擦。
• 光亮处理和氧化处理 • 镀铬、镀锌、镀镍等
滚动轴承的市场竞争分析
滚动轴承市场竞争激烈，主要竞争者有国内外大型轴承企业和各种中小企业。企业需要提高产品质量和 稳定性，降低成本和价格，采用更加优化的技术和管理手段来提高竞争力。
主要竞争者
瑞典 SKF、日本 NSK、德国FAG等大型国际品 牌，以及国内的南方轴承、海格尔等企业
冶金机械、矿山机械、纺织机 械等大型重载设备的轴承。
滚动轴承课件
机械设计 — 滚 动 轴 承
2.后置代号（字母或数字）
基本代号的补充：表示结构、尺寸、公差、材料特殊性
（1）内部结构代号
C、AC、B —— 角接触球轴承的接触角
α=15° 25° 40°
（2）公差等级代号：公差分 2、4、5 、6x、6、0级，
共六个级别 。 高级
低级
以/P2 、/P4、 /P5、 /P6x 、 /P6为代号，0级不标注 。
机械设计 — 滚 动 轴 承
二、滚动轴承的代号 GB/T272-93
滚动轴承
代号构成
基本代号 — 表示轴承的类型与尺寸等主要特征。 后置代号 — 表示轴承的精度与材料的特征。
前置代号 — 表示轴承的分部件。
前置代号
基本代号
后置代号
五四三二一内密保特公游多其轴Fra bibliotek尺寸系
部封持殊差隙轴它
承
列代号
结与架轴等代承代
N105/P组5：；N─圆柱滚子轴承， 01─尺寸系列（1─特轻系列）
05─内径d=25mm，公差等级为5级，游隙组为
0组； 7214AC/P4：7─角接触球轴承，02─尺寸系列（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；
α= 0˚
0˚ <α<45˚ α
45˚ <α<90˚ α
α= 90˚ α
3.按工作时能否调心 刚性轴承 调心轴承
机械设计 — 滚 动 轴 承 公称接触角α － 滚动体与外圈接触处的法线与垂 直于轴承轴心线的平面之间的夹角。 α愈大,可承受的轴向力愈大。
第10章 滚动轴承
一组同一型号轴承在同一条件下运转，可靠度R＝90%时， 能达到或超过的寿命。（即10%的轴承发生疲劳点蚀，90%的 轴承未发生疲劳点蚀前能达到或超过的寿命。） 记为：Ｌ（106 r）或Ｌh（h）。 基本额定动载荷： 额定寿命为106转时轴承所能承受的载荷。 常用字母C（Cr、Ca）表示。
注意：对向心轴承， Cr－径向基本额定动载荷； 对推力轴承， Ca－轴向基本额定动载荷。
上半圈滚动体不承载，下半圈滚动体承受不同的载荷。
载荷
轴向力
由各滚动体平均分担
径向载荷 一般承载区≤180 影响 受载滚动体的数目
游隙 弹性变形量
受最大径向载荷的滚动体承载为：
Fmax
5 Fr z
（z－滚动体数目）
失效形式 1.疲劳破坏（点蚀） 2.永久变形 滚动体与滚道接触表面受变应力所致。 是滚动轴承的主要失效形式。
转速很低或间歇运动时，承受很大静载荷或冲击 载荷，造成滚道凹坑，引起剧烈振动、噪声。
润滑、密封不良和维护、保养不当可引起不正常失效： 磨损；胶合；内外圈或保持架破损。 二. 轴承的寿命：
套圈－轴承内圈或外圈以及内外圈的总称。
可靠度R－一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分率。
二. 轴承寿命：
轴承的一个套圈或滚动体 的材料出现第一个疲劳扩展迹 象前，一个套圈相对另一个套 圈的总转数或工作小时数称为 轴承的寿命。 ★ 基本额定寿命：
7
8
9
0
窄
1
正常
2
宽 轻
3
4
5
特宽
6
－－ 特窄 －－ 超特 轻 超轻
特轻
中
重
－－－－－
注：2、3类轴承宽度系列代号为0时，不省略。
哈工大机械设计教材第十章滚动轴承资料
高 8' ~16' 可代替推力球轴承承
受纯轴向载荷
机电工程学院 张锋
轴承名称 类型代号
结构简图
角接触 球轴承
7
《机械设计》第十章
承载方向
极限 允许偏 主要特性和应用 转速 转角
能同时承受径向、轴向 联合载荷，公称接触角 越大，轴向承载能力也
越大。公称接触角 有
较高 2' ~10' 15o、25o、40o三种，内
部结构代号分别为 C、 AC 和 B。通常成对使 用，可以分别装于两个 支点或同装于一个支 点上
机电工程学院 张锋
《机械设计》第十章
轴承名称 类型代号
结构简图
圆锥滚子 轴承 3
承载方向
极限 允许偏 主要特性和应用
转速 转角
能同时承受较大的径
低碳钢
Cr4Mo4V(M50)—高温
铜
Si3N4—特殊环境
夹布胶木
机电工程学院 张锋
材料
《机械设计》第十章
特点（与滑动轴承相比） 1) 摩擦系数小，f=0.001~0.004 2) 启动灵活 3) 润滑容易 4) 标准化、互换 5) 但抗冲击差，重载能力差，很难做成剖分式
2
机电工程学院 张锋
《机械设计》第十章
2 2
1
（
圈材代
位占位
形料号
）
）
状变
位
变化
）
化代
代号
号
精 游 配其 度 隙 置它 等组代 级代号 代号 号
机电工程学院 张锋
《机械设计》第十章
基本代号
机械设计手册电子版
《机械设计手册软件版2008》是化学工业出版社出版图书，机械设计手册用于常用的连杆结构设计制作，简单实用，是创新制作中不可缺少的助手。
平面连杆机构设计与分析的功能包括文件管理、机构选型、平面连杆机构设计、平面连杆机构运动分析、平面连杆机构运动仿真。
第1章软件系统概况与安装方法11.1 软件系统概况11.2 软件系统安装需求21.3 软件系统安装步骤31.4 添加《机械设计手册（新编软件版）2008》81.5 卸载《机械设计手册（新编软件版）2008》81.6 注册《机械设计手册（新编软件版）2008》81.7 启动《机械设计手册（新编软件版）2008》9第2章主界面介绍102.1 功能划分102.2 菜单区112.2.1 “文件”菜单112.2.2 “视图”菜单112.2.3 “常用公式计算”菜单122.2.4 “常用设计计算程序”菜单122.2.5 “帮助”菜单132.3 工具栏132.4 导航器142.4.1 目录导航功能142.4.2 索引导航功能172.4.3 模糊导航功能182.4.4 书签导航功能192.5 资料显示区19第3章主要功能使用介绍22 3.1 数据保存223.2 数据查询233.3 数据检索243.4 查询结果输出25第4章公差与配合查询28 4.1 功能简介与界面构成28 4.2 操作注意事项294.2.1 公差查询操作注意事项30 4.2.2 配合查询操作注意事项33 4.3 查询实例364.3.1 公差查询实例364.3.2 配合查询实例37第5章形状与位置公差查询39 5.1 功能简介与界面构成39 5.2 操作注意事项405.3 查询实例42第6章螺栓连接设计校核6.1 功能简介与界面构成456.2 螺栓连接设计和强度校核计算方法476.2.1 受轴向载荷-松螺栓连接强度校核与设计476.2.2 受横向载荷-铰制孔螺栓连接强度校核与设计47 6.2.3 受横向载荷-紧螺栓连接强度校核与设计486.2.4 受轴向载荷-紧螺栓连接-静载荷强度校核与设计49 6.2.5 受轴向载荷-紧螺栓连接-动载荷强度校核与设计51 6.3 程序使用方法和设计实例526.3.1 受轴向载荷-松螺栓连接526.3.2 受横向载荷-铰制孔螺栓连接526.3.3 受横向载荷-紧螺栓连接536.3.4 受轴向载荷-紧螺栓连接-静载荷546.3.5 受轴向载荷-紧螺栓连接-动载荷54第7章键连接设计校核567.1 功能简介与界面构成567.2 键连接强度校核计算方法577.2.1 平键连接强度校核计算方法577.2.2 半圆键连接强度校核计算方法597.2.3 楔键连接强度校核方法597.2.4 切向键连接强度校核计算方法607.2.5 矩形花键连接强度校核计算方法617.2.6 渐开线花键连接强度校核计算方法62 7.3 程序使用方法和设计实例647.3.1 平键连接647.3.2 半圆键连接657.3.3 楔键连接657.3.4 切向键连接667.3.5 矩形花键连接677.3.6 渐开线花键连接68第8章弹簧设计708.1 功能简介与界面构成708.2 设计方法718.2.1 螺旋弹簧718.2.2 碟形弹簧868.3 设计实例938.3.1 压缩弹簧938.3.2 拉伸弹簧978.3.3 扭转弹簧1008.3.4 碟形弹簧102第9章渐开线圆柱齿轮传动设计1059.1 功能简介与界面构成1059.2 渐开线圆柱齿轮传动设计方法106 9.2.1 转矩与功率1069.2.2 传动比i的计算1079.2.3 圆柱齿轮传动简化设计计算公式1079.2.4 齿轮疲劳强度校核公式1079.2.5 计算中的有关数据及各系数的确定1099.2.6 外啮合变位斜齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式118 9.2.7 圆柱齿轮极限偏差、公差计算公式1209.2.8 齿厚极限偏差1219.2.9 中心距极限偏差值1229.3 设计实例1229.3.1 设计信息1229.3.2 设计参数1239.3.3 布置与结构1249.3.4 材料及热处理1249.3.5 确定齿轮精度等级1259.3.6 齿轮基本参数1259.3.7 疲劳强度校核1279.3.8 程序用数据维护129第10章滚动轴承设计与查询13110.1 功能简介与界面构成13110.2 滚动轴承承载能力计算方法13310.2.1 滚动轴承承载能力的一般说明13310.2.2 滚动轴承的寿命计算13310.2.3 温度系数ft 13310.2.4 当量动载荷13410.2.5 载荷系数fp 13410.2.6 动载荷系数X、Y 13410.2.7 成对轴承所受轴向力13710.2.8 成对轴承当量动载荷13810.2.9 修正额定寿命计算13810.3 设计实例13910.3.1 单个（角接触球轴承）轴承设计界面13910.3.2 成对（角接触球轴承）轴承设计界面143第11章平面连杆机构设计与分析14811.1 功能简介与界面构成14811.2 平面连杆机构设计方法15311.2.1 按两连架杆对应位置设计15311.2.2 按两连架杆对应位置呈连续函数关系设计铰链四杆机构15511.2.3 按从动件的急回特性设计15611.2.4 按从动件的近似停歇要求设计15811.2.5 按传动角设计15911.3 平面连杆机构设计与分析运行流程与实例161第12章平面凸轮机构设计16912.1 功能简介与界面构成16912.2 设计方法17112.2.1 设计流程17112.2.2 设计步骤17112.2.3 凸轮设计公式17212.3 平面凸轮机构设计运行实例176 第13章普通圆柱蜗杆传动设计184 13.1 功能简介与界面构成184 13.2 设计方法18513.3 设计实例190第14章摩擦轮传动设计19514.1 功能简介与界面构成195 14.2 设计方法19914.2.1 圆柱摩擦轮设计19914.2.2 槽形摩擦轮传动设计计算202 14.2.3 端面摩擦轮传动设计计算204 14.2.4 圆锥摩擦轮传动设计计算206 14.3 设计实例208第15章带传动设计21715.1 功能简介与界面构成217 15.2 设计方法22115.2.1 V带传动设计22115.2.2 平带传动计算22315.2.3 同步带传动计算225 15.2.4 圆弧齿同步带传动计算226 15.2.5 多楔带传动计算228 15.3 设计实例23015.3.1 V带传动设计23015.3.2 平带传动设计23215.3.3 同步带传动设计235 15.3.4 圆弧齿同步带传动设计237 15.3.5 多楔带传动设计240第16章链传动设计24316.1 功能简介与界面构成243 16.2 设计方法24816.2.1 滚子链传动设计248 16.2.2 齿形链传动计算250 16.3 设计实例25216.3.1 滚子链传动设计实例252 16.3.2 齿形链传动设计实例254 第17章螺旋传动设计25717.1 功能简介与界面构成257 17.2 滑动螺旋传动设计262 17.2.1 设计方法26217.2.2 滑动螺旋传动设计实例26717.3 滚动螺旋传动设计27417.3.1 设计方法27417.3.2 滚动螺旋传动设计实例279 第18章轴的设计28718.1 功能简介与界面构成287 18.2 设计方法29418.3 设计实例303第19章机械工程常用公式计算316 19.1 列表公式的计算31619.2 数学计算器31719.3 用户自定义公式的计算318 19.4 用户自定义公式的保存319 19.5 用户自定义公式的删除320 19.6 组合公式的设计32019.7 组合公式的计算32219.8 组合公式的删除32319.9 组合公式的修改32319.10 计算结果的保存、查阅324 19.10.1 保存32419.10.2 查阅324第20章机械工程常用英汉词典327 20.1 功能简介与界面构成32720.2 使用方法328第21章机械设计禁忌查询系统33321.1 功能简介和界面构成33321.1.1 功能简介33321.1.2 界面构成33321.2 机械设计禁忌查询系统操作334 21.3 退出系统336第22章用户自定义数据管理33722.1 功能说明33722.2 数据文件准备33722.2.1 网页数据文件准备33722.2.2 表格数据文件准备33822.2.3 图像数据文件准备33822.3 数据导入33822.3.1 数据分类节点建立33822.3.2 导入网页数据33922.3.3 导入表格数据34222.3.4 数据节点的删除34522.3.5 数据分类节点的删除34622.4 用户自定义数据保存、恢复及共享346 22.4.1 用户自定义数据保存34622.4.2 用户自定义数据恢复34622.4.3 用户自定义数据共享346附录《机械设计手册（新编软件版）2008》软件目录348 ……[看更多目录]第1章软件系统概况与安装方法1 1.1 软件系统概况11.2 软件系统安装需求21.3 软件系统安装步骤31.4 添加《机械设计手册（新编软件版）2008》81.5 卸载《机械设计手册（新编软件版）2008》81.6 注册《机械设计手册（新编软件版）2008》81.7 启动《机械设计手册（新编软件版）2008》9第2章主界面介绍102.1 功能划分102.2 菜单区112.2.1 “文件”菜单112.2.2 “视图”菜单112.2.3 “常用公式计算”菜单122.2.4 “常用设计计算程序”菜单122.2.5 “帮助”菜单132.3 工具栏132.4 导航器142.4.1 目录导航功能142.4.2 索引导航功能172.4.3 模糊导航功能182.4.4 书签导航功能192.5 资料显示区19第3章主要功能使用介绍22 3.1 数据保存223.2 数据查询233.3 数据检索243.4 查询结果输出25第4章公差与配合查询28 4.1 功能简介与界面构成28 4.2 操作注意事项294.2.1 公差查询操作注意事项30 4.2.2 配合查询操作注意事项33 4.3 查询实例364.3.1 公差查询实例364.3.2 配合查询实例37第5章形状与位置公差查询39 5.1 功能简介与界面构成39 5.2 操作注意事项405.3 查询实例42第6章螺栓连接设计校核45 6.1 功能简介与界面构成456.2 螺栓连接设计和强度校核计算方法476.2.1 受轴向载荷-松螺栓连接强度校核与设计476.2.2 受横向载荷-铰制孔螺栓连接强度校核与设计47 6.2.3 受横向载荷-紧螺栓连接强度校核与设计486.2.4 受轴向载荷-紧螺栓连接-静载荷强度校核与设计49 6.2.5 受轴向载荷-紧螺栓连接-动载荷强度校核与设计51 6.3 程序使用方法和设计实例526.3.1 受轴向载荷-松螺栓连接526.3.2 受横向载荷-铰制孔螺栓连接526.3.3 受横向载荷-紧螺栓连接536.3.4 受轴向载荷-紧螺栓连接-静载荷546.3.5 受轴向载荷-紧螺栓连接-动载荷54第7章键连接设计校核567.1 功能简介与界面构成567.2 键连接强度校核计算方法577.2.1 平键连接强度校核计算方法577.2.2 半圆键连接强度校核计算方法597.2.3 楔键连接强度校核方法597.2.4 切向键连接强度校核计算方法607.2.5 矩形花键连接强度校核计算方法617.2.6 渐开线花键连接强度校核计算方法627.3 程序使用方法和设计实例647.3.1 平键连接647.3.2 半圆键连接657.3.3 楔键连接657.3.4 切向键连接667.3.5 矩形花键连接677.3.6 渐开线花键连接68第8章弹簧设计708.1 功能简介与界面构成708.2 设计方法718.2.1 螺旋弹簧718.2.2 碟形弹簧868.3 设计实例938.3.1 压缩弹簧938.3.2 拉伸弹簧978.3.3 扭转弹簧1008.3.4 碟形弹簧102第9章渐开线圆柱齿轮传动设计105 9.1 功能简介与界面构成1059.2 渐开线圆柱齿轮传动设计方法106 9.2.1 转矩与功率1069.2.2 传动比i的计算1079.2.3 圆柱齿轮传动简化设计计算公式1079.2.4 齿轮疲劳强度校核公式1079.2.5 计算中的有关数据及各系数的确定1099.2.6 外啮合变位斜齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式118 9.2.7 圆柱齿轮极限偏差、公差计算公式1209.2.8 齿厚极限偏差1219.2.9 中心距极限偏差值1229.3 设计实例1229.3.1 设计信息1229.3.2 设计参数1239.3.3 布置与结构1249.3.4 材料及热处理1249.3.5 确定齿轮精度等级1259.3.6 齿轮基本参数1259.3.7 疲劳强度校核1279.3.8 程序用数据维护129第10章滚动轴承设计与查询13110.1 功能简介与界面构成13110.2 滚动轴承承载能力计算方法13310.2.1 滚动轴承承载能力的一般说明13310.2.2 滚动轴承的寿命计算13310.2.3 温度系数ft 13310.2.4 当量动载荷13410.2.5 载荷系数fp 13410.2.6 动载荷系数X、Y 13410.2.7 成对轴承所受轴向力13710.2.8 成对轴承当量动载荷13810.2.9 修正额定寿命计算13810.3 设计实例13910.3.1 单个（角接触球轴承）轴承设计界面13910.3.2 成对（角接触球轴承）轴承设计界面143第11章平面连杆机构设计与分析14811.1 功能简介与界面构成14811.2 平面连杆机构设计方法15311.2.1 按两连架杆对应位置设计15311.2.2 按两连架杆对应位置呈连续函数关系设计铰链四杆机构15511.2.3 按从动件的急回特性设计15611.2.4 按从动件的近似停歇要求设计15811.2.5 按传动角设计15911.3 平面连杆机构设计与分析运行流程与实例161第12章平面凸轮机构设计16912.1 功能简介与界面构成16912.2 设计?? 18413.1 功能简介与界面构成18413.2 设计方法18513.3 设计实例190第14章摩擦轮传动设计19514.1 功能简介与界面构成195 14.2 设计方法19914.2.1 圆柱摩擦轮设计19914.2.2 槽形摩擦轮传动设计计算202 14.2.3 端面摩擦轮传动设计计算204 14.2.4 圆锥摩擦轮传动设计计算206 14.3 设计实例208第15章带传动设计21715.1 功能简介与界面构成217 15.2 设计方法22115.2.1 V带传动设计22115.2.2 平带传动计算22315.2.3 同步带传动计算22515.2.4 圆弧齿同步带传动计算226 15.2.5 多楔带传动计算22815.3 设计实例23015.3.1 V带传动设计23015.3.2 平带传动设计23215.3.3 同步带传动设计23515.3.4 圆弧齿同步带传动设计237 15.3.5 多楔带传动设计240第16章链传动设计24316.1 功能简介与界面构成243 16.2 设计方法24816.2.1 滚子链传动设计248 16.2.2 齿形链传动计算250 16.3 设计实例25216.3.1 滚子链传动设计实例252 16.3.2 齿形链传动设计实例254 第17章螺旋传动设计25717.1 功能简介与界面构成257 17.2 滑动螺旋传动设计262 17.2.1 设计方法26217.2.2 滑动螺旋传动设计实例267 17.3 滚动螺旋传动设计274 17.3.1 设计方法27417.3.2 滚动螺旋传动设计实例279 第18章轴的设计28718.1 功能简介与界面构成287 18.2 设计方法29418.3 设计实例303第19章机械工程常用公式计算316 19.1 列表公式的计算31619.2 数学计算器31719.3 用户自定义公式的计算318 19.4 用户自定义公式的保存319 19.5 用户自定义公式的删除320 19.6 组合公式的设计32019.7 组合公式的计算32219.8 组合公式的删除32319.9 组合公式的修改32319.10 计算结果的保存、查阅324 19.10.1 保存32419.10.2 查阅324第20章机械工程常用英汉词典327 20.1 功能简介与界面构成327 20.2 使用方法328第21章机械设计禁忌查询系统333 21.1 功能简介和界面构成333 21.1.1 功能简介33321.1.2 界面构成33321.2 机械设计禁忌查询系统操作334 21.3 退出系统336第22章用户自定义数据管理33722.1 功能说明33722.2 数据文件准备33722.2.1 网页数据文件准备33722.2.2 表格数据文件准备33822.2.3 图像数据文件准备33822.3 数据导入33822.3.1 数据分类节点建立33822.3.2 导入网页数据33922.3.3 导入表格数据34222.3.4 数据节点的删除34522.3.5 数据分类节点的删除34622.4 用户自定义数据保存、恢复及共享34622.4.1 用户自定义数据保存34622.4.2 用户自定义数据恢复34622.4.3 用户自定义数据共享346附录《机械设计手册（新编软件版）2008》软件目录348《机械设计手册（新编软件版）2008》是一种支持制造业信息化工程的、集成基础信息资源的数字化手册软件，由机械设计常用基础资源数据库、常用设计计算和查询程序、机械工程常用公式计算、机械工程常用英汉词汇、用户自定义数据等模块组成。
滚动轴承的基础知识
轴承代号的排列规则如下表表示：
轴 承 代 号
前置代号
基本代号 类 型 代 号 尺 寸 系 列 代 号 内径 代号
后置代号（组） 1 内 部 结 构 2 密 封 与 防 尘 套 圈 变 型 3 保 持 架 及 其 材 料 4 轴 承 材 料 5 公 差 等 级 6 游 隙 7 配 置
8
其 他
成套轴 承分部 件
为了适应某些特殊要求，有的轴承会增加或减少一些零件，如无 内圈，无外圈，即无内圈又无外圈：或增加防尘盖和密封圈等。
1.2：滚动轴承的外形尺寸
在我国国家标准中，对各类滚动轴承外形尺寸都做了严格的规 定，即这些外形尺寸称标准外形尺寸。滚动轴承由于外形尺寸 的标准化，因而具有通用性，也便于安装、拆卸和维修。
W面侧力投影面，简称侧面。三面中两投影面的交线称投影
轴，即OX、OY和OZ轴，通常我们所说的三维坐标轴，三条 投影轴的交点为原点，记O点。三个投影面把空间分为八个角，
称八个分角，分别是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ…的划分顺序。
（2）三视图的形成
将物体放在三投影面体系内，分别向三个投影面投射。为
了使所得到三个投影面在同一平面内，保持V面不动，将 H面绕OX向下旋转90°,W面绕OZ轴向旋转与V面处于同 一平面上90°,与V面处于同一平面上,这样便得到了三个 视图.V面上的视图为主视图,H面上的视图为俯视图,W面上 的视图为左视图.在做图时投影面上边框和投影轴不必画 出,三个视图的相对位置不能变动,即俯视图在主视图的下 方,左视图在在主视图的右方,三个视图的名称也不必注出.
WS 81107
WS表示推力圆柱滚子轴承轴圈
2.3：后置代号
后置代号就是置与基本代号的右边的代号，它是轴承在结构形状、尺 寸、公差、技术要求等有改变时，在轴承的基本代号右边添加的补充 代号。后置代号用字母或数字表示。
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轴承类型
FA小:60000型
FA大:30000 型 70000
安装时，轴承外圈与端盖间隙：0.25~0.4mm
很小，不必画出 ——允许轴少量热膨胀，用垫片或调整螺钉调节。
机械设计 滚 动 轴 承
23
调整垫片
机械设计 滚 动 轴 承
24
2、一端双向固定、一端游动（单支点双向固定）：
用于 l 400mm
19
1）直齿圆柱齿轮轴：
2）斜齿轮、锥齿轮、蜗轮轴：
3）蜗杆轴：
分别承受Fa、Fr
4）滑轮轴：
4类：双列深沟球轴承 （∵轮毂较宽）
机械设计 滚 动 轴 承
20
§3、滚动轴承组合设计
对滚动轴承，除选类型、定尺寸（型号）、寿命 计算外，还需组合结构设计。
包括：1、轴系的固定 2、轴承安装方式及调整 3、轴承与相关零件的配合 4、轴承的润滑与密封 5、提高轴承系统刚度
t℃较高
Δ 大的轴
补偿Δ （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
6类：外圈与座间游动 N类：滚子与外圈间游动
内圈与轴固定
机械设计 滚 动 轴 承
25
机械设计 滚 动 轴 承
26
机械设计 滚 动 轴 承
27
3、两端游动
用于需左、右双向游动的轴，如人字齿轮的小齿轮轴。 与其相啮合的齿轮轴系：两端单向固定（保证两轴都得 到轴向定位）
8
深沟球轴承
表示轴承内径125=60mm
6 2 12
尺寸系列代号为2
写
圆柱滚子轴承
表示轴承内径 8 5=40mm
黑
N 22 08
板
尺寸系列代号为22
表示轴承内径155=75mm
3 33 15 E
圆锥滚子轴承
加强型
尺寸系列代号为33
机械设计 滚 动 轴 承
9
§2、滚动轴承类型选择 一、滚动轴承的主要类型
的变化系列
表示轴承公称直径
内径为20~480mm时
代号5=内径mm
机械设计 滚 动 轴 承
7
公差等级
6个等级：/P0、/P6、/P6x、/P5、/P4、/P2
低
高
“0”级为普通级，一般不标出。
配置代号 轴承成对安装：三种布置
面对面 (/DF) 背对背 (/DB) 串联 (/DT)
机械设计 滚 动 轴 承
机 械机械设设计计精 品 课滚程动 轴 承
1
滚动轴承
§1 概 述 §2 滚动轴承类型选择 §3 滚动轴承组合设计 §4 滚动轴承的力分析、失效和设计准则 §5 滚动轴承寿命计算
机械设计 滚 动 轴 承
2
§1、概述
标准件、专门轴承厂生产，只需选型和组合设计。
我国2000余家企业生产轴承。
瑞典SKF 日本NSK 德国FAG
1）60000型:深沟球轴承
机械设计 滚 动 轴 承
10
2) 70000型:角接触球轴承
70000C：α=15° 70000AC：α=25° 70000B：α=40°
机械设计 滚 动 轴 承
11
3) 3Байду номын сангаас000型:圆锥滚子轴承
机械设计 滚 动 轴 承
12
4）N0000型: 圆柱滚子轴承:内外圈间可自由移动
6
三、滚动轴承的代号
代号：表示类型、结构、尺寸、公差等级、技术性能 等特征的产品代号。 （GB/T272—93）
有特殊要求时使用
表示轴承结构、材料、 公差等级、游隙等
前置代号
基本代号
后置代号
类型代号 尺寸系列代号 内径代号
数字或字母表示
不同类型的轴承
表示结构、内径相 同的轴承在外径和 宽度（高度）方面
机械设计 滚 动 轴 承
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3、轴刚度差、挠曲变形大、座孔不平行、不同轴、 多支点轴：调心轴承。
座孔不平行
不同轴
挠曲变形
机械设计 滚 动 轴 承
18
4、轴承装拆、调整方便：内、外圈可分离型(如3、QJ类)。
5、经济性：球轴承比滚子轴承便宜。精度↑——价↑↑；
轴 承 选 择 实 例
机械设计 滚 动 轴 承
2）径向游隙较小，运动精度高；
3）轴向宽度较小； 4）可同时承受径向、轴向载荷, 轴承组合较简单; 5）便于密封、易于维护； 6）成本低: 不需有色金属，标准件。
机械设计 滚 动 轴 承
5
缺点：
1）承受冲击载荷能力差；
2）振动、噪音较大；
3）径向尺寸较大；
4）有的场合无法使用；
机械设计 滚 动 轴 承
机械设计 滚 动 轴 承
13
5）50000型:推力球轴承 单向：单向Fa 双向：双向Fa
机械设计 滚 动 轴 承
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10000型：调心球 6) 调心功能
外圈滚道为
20000型：调心滚子 内球面
机械设计 滚 动 轴 承
15
公称接触角α：套圈与滚动体接触处的法线和垂直于轴
承轴心线间夹角。
α↑——承受轴向载荷能力↑
16
二、类型的选择
1、转速、载荷要求 球轴承为点接触、滚子轴承为线接触。 承载能力：球轴承＜滚子轴承 耐冲击：球轴承＜滚子轴承 极限转速：球轴承＞滚子轴承
∴载荷大、有冲击时选滚子轴承，转速高时选球轴承。
2、载荷性质 同时Fa、Fr：角接触球轴承或圆锥滚子轴承；
Fr大、Fa小：深沟球轴承； Fa大、 Fr 小：推力角接触轴承；
机械设计 滚 动 轴 承
28
轴承内、外圈的轴向固定
根据轴向载荷大小选用不同结构，如轴端挡圈、圆 螺母、套筒、弹性挡圈、端盖等。
轴肩高度低于内圈高度的3/4。
机械设计 滚 动 轴 承
机械设计 滚 动 轴 承
21
一、滚动轴承轴系的固定
在轴向载荷作用下，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）
6类
3类和7类
机械设计 滚 动 轴 承
22
用于 l 400mm
t℃不高
Δ 不大的轴。
每个轴承承受单方向的轴向力。
组合后，限制轴双向移动，承受双向轴向力FA。
机械设计
一、构造
内圈
滚动轴承
有时无
3
外圈 滚动体
外圈 滚动体 保持架
内圈 保持架
核心元件：滑动→滚动 球轴承：球—点接触
滚子轴承：圆柱、圆锥、 球面滚子、滚 针—线接触
使滚动体等距离分布， 防止滚动体间摩擦、磨损。
机械设计 滚 动 轴 承
4
二、特点：与滑动轴承比
优点：
1）起动力矩小，可在负载下起动；
按α的不同，轴承可分为： α= 0°~ 45°——向心轴承，主要径向载荷。
径向接触轴承：α=0°，如6、N类；
向
向心角接触轴承： 0 45 ，如3、7类；
心
推 α= 45°~90°——推力轴承，主要轴向载荷。
力
轴
轴向接触轴承： 90
承
推力角接触轴承：45 90
机械设计 滚 动 轴 承