第13章滚动轴承
第13章 滚动轴承 答案

第十三章 滚动轴承 作业题答案一、填空题1.滚动轴承预紧的目的在于增加 轴承的刚性,减少 轴承的振动2.滚动轴承的内圈与轴颈的配合采用 基孔 制,外圈与座孔的配合应采用 基轴 制。
3.30207(7207)轴承的类型名称是 圆锥滚子 轴承,内径是 35 mrn,它承受基本额定动载荷时的基本额定寿命是 106 转时的可靠度是 90% 。
这种类型轴承以承受 径向 向力为主。
4.代号6214的滚动轴承,类型是 深沟球轴承 ,内径是 70 mm。
5.滚动轴承的基本额定动负荷是指 使轴承的基本额定寿命恰好为106转时,轴承所能承受的负荷,某轴承在基本额定动负荷的作用下的基本额定寿命为 106 转 。
6.滚动轴承的选择主要取决于 轴承所承受的载荷大小、方向和性质,转速高低,调心性能要求,装拆方便及经济性要求 ,滚动轴承按其承受负荷的方向及公称接触角的不同,可分为主要可承受径向负荷的 向心轴承和主要承受轴向负荷的 推力 轴承。
7.滚动轴承轴系设计中,双支点单向固定的固定方式常用在 跨距较小 或 工作温度不高 情况下。
8.在动轴承轴系设计中,一端双向固定而另一端游动的固定方式常用在 跨距比较大 或 工作温度比较高 情况下。
9.安装于某轴单支点上的代号为7318 B/DF的一对滚动轴承,其类型名称为 角接触球轴承 ;内径尺寸d= 90 mm,公称接触角 = 40 ;直径系列为 中系列 ;精度等级为 0级 ;安装形式为 成面对面安装 。
10.安装于某轴单支点上的代号为32310 B/P4/DB的一对滚动轴承,其类型名称为 圆锥滚子轴承 ;内径尺寸d= 50 mm;公差等级符合标准规定的 4级 ;安装形式为 成背对背安装 。
11.在基本额定动载荷作用下,滚动轴承可以工作 106 转而不发生点蚀,其可靠度为 90% 。
12.滚动轴承的内、外圈常用材料为 轴承铬钢 ,保持架常用 低碳钢 材料。
13.与滚动轴承7118相配合的轴径尺寸是 90 mm。
第13章 滚动轴承

55
3. 轴承的调心性能 调心轴承:允许较大的轴承偏斜量。 滚子轴承:对轴承的偏斜量最敏感。 当轴的刚度和轴承座孔支承刚度较低,或有较大偏转 力矩作用时,应尽量采用调心轴承。
56
调心性能 轴承座孔不平行
普通轴承
调心轴承
调心性能 轴挠曲变形
普通轴承
调心轴承
4. 轴承的安装和拆卸 轴向安装拆卸:选用内外圈可分离的轴承,如N0000, NA0000,30000。 长轴安装拆卸:内圈采用1:12圆锥孔,安装在紧定衬套。
E
加强型
N207E
42
2)公差等级代号
代号
公差等级
省略
0级
/P6
6级
/P6x
6x级
/P5
5级
/P4
4级
/P2
2级
注:公差等级中0级最低,向右依次增高,2级最高。
43
3)径向游隙代号
代号 游隙组别 /C1 1组 /C2 2组 省略 0组 /C3 3组 /C4 4组 /C5 5组
注:游隙组别中1组最小,向右依次增大,5组最高;
点蚀破坏前的转数(106 r),或工作小时数,称为轴 承的基本额定寿命。
67
3. 基本额定动载荷 C 定义:当轴承的基本额定寿命恰好为106 r时,轴承 所能承受的载荷。 向心轴承:径向基本额定动载荷Cr ;
推力轴承:轴向基本额定动载荷Ca; 角接触球轴承或圆锥滚子轴承:使套圈间产生纯径 向位移的载荷的径向分量Cr。
10
座圈
轴圈 Fr β N
Fr
Fa
Fa
N a) 向心轴承 b) 推力轴承
α
c) 向心推力轴承
11
接触角α :滚动体与外圈接触处的法线与半径方向的夹角 ; 载荷角β :轴承实际所受径向载荷和轴向载荷的合力与半 径方向的夹角。
第十三章 滚动轴承

′
基本额定动载荷: 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,额定动载荷Cr指的是载荷的径向 分量;对推力轴承,额定动载荷Ca指的是中心轴向载荷。
角接触球轴承和圆锥滚子轴承——指引起套圈间产生 纯径向位移时载荷的径向分量(只有半圈滚动体受载)
三. 轴承的调心性能
内外圈相对偏转一定角度仍可正常运转
轴工作时弯曲变形较大或 轴的跨距较大、支承刚度差、 轴承座孔不同心、多支点时应 采用调心性能好的轴承。
2~3° 8~16'
2~4'
圆柱滚子轴承和滚针轴承对轴承的偏斜最为敏感,在轴的刚 度和轴承座孔的支承刚度较低时,应避免使用。
六. 对轴承尺寸的限制
宽度系列 一般选正常系列 代号 0
选择轴承类型
校核计算
§13-4 滚动轴承的工作情况
一. 滚动轴承工作时轴承元件上的载荷分布 由于游隙及各元件的弹性变形…….。 以向心轴承为例 承载区 非承载区 载荷 轴向力:由滚动体平均分担 径向载荷: 承载区 180
游隙 影响 受载滚动 弹性变形量 体的数目 受最大径向载荷的滚动体负载为:
圆柱滚子轴承(N类)
特点: 1、有较大的径向承载能力; 2、外圈(或内圈可分离, 不能承受轴向载荷); 3、有内圈无挡边,外圈无挡边 内圈单挡边等多种形式; 4、价格比2
圆柱滚子轴承(N)
N外圈无挡边 NU内圈无挡边
推力球轴承(5)
特点: 1、只能承受双向轴向载荷; 2、内径稍小的叫“紧圈”、 “轴圈”,内径稍大的叫 “松圈”、“座圈”; 3、高速时离心力大,钢球与保持架磨损,发 热严重,故极限转速很低; 4、价格比1.1 1.8
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。
第13、15章作业解答[1]
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第十三章 滚动轴承一、选择题13—1 各类滚动轴承中,除承受径向载荷外,还能承受不大的双向轴向载荷的是 A ,还能承受一定单向轴向载荷的是 B 、D 。
A 深沟球轴承B 角接触球轴承C 圆柱滚子轴承D 圆锥滚子轴承13—2 选择滚动轴承类型时为方便拆卸常用 B ,需有一定调心性能时选 D ,作为游动轴承时适宜选 A 、 C 。
A 深沟球轴承 B 圆锥滚子轴承 C 圆柱滚子轴承 D 调心球轴承13—3 转速n=2800r/min ,一端固定一端游动的蜗杆轴其固定端轴承应选用 C 。
A 推力球轴承 B 深沟球轴承 C 一对角接触球轴承 D 一对圆锥滚子轴承 13—4 D 适用多支点、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 调心球轴承 13—5 载荷一定的深沟球轴承,当工作转速由210r/min 变为630r/min 时,其寿命变化为 D 。
A L h 增大为3 L h (h ) B L r 下降为L r /3(r )C L r 增大为3 L r (r )D L h 下降为L h /3(h ) 13—6 若一滚动轴承的基本额定寿命为537000转,则该轴承所受的当量动载荷 B 基本额定动载荷。
A 大于B 小于C 等于D 大于等于 13—7 某滚动轴承按寿命公式计算得寿命L h =25100h ,其可靠度 B ;若要求工作寿命达30000h , 可靠度 C 。
A 为99% B 为90% C <90% D >90%13—8 直齿圆柱齿轮轴系由一对圆锥滚子轴承支承,轴承径向反力F r1>F r2,则作用在轴承上的轴向力 D 。
A F a1>F a 2B F a1<F a2C F a1=F a2 =0D F a1=F a2 ≠0 13—9 6210滚动轴承内圈与轴颈配合的正确标注为 C 。
A 6750k H φ B 750H φC 650k φD 7650H k φ 13—10 滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合 D 。
第十三章 滚动轴承

教学基本要求
1. 了解滚动轴承的组成,各组件的作用,及材料要求;
2. 掌握滚动轴承的基本类型,代号,及工作特点; 3. 了解滚动轴承的失效特点,机理以及预防或减轻失效影响的措 施; 4. 掌握滚动轴承选型设计的基本步骤与基本要点,以及受力分析 方法;
5. 理解滚动轴承当量载荷和其中各参数的含义,并能进行计算;
1. 定义:使轴承的基本额定寿命恰好是106 转时,轴承所能承 受的载荷,用字母C表示,单位:kN
2. 大小:不同类型C的含义不同;不同型号C的大小不同。
向心轴承:为径向基本额定动载荷,用Cr 表示
推力轴承:为轴向基本额定动载荷,用Ca 表示 向心推力轴承:使套圈产生纯径向位移的载荷径向 分量,用Cr 表示
表示角接触球轴承;轻系列;内径为55mm;接触角α=15°; 5级公差;0组游隙
13.3 滚动轴承类型的选择
一、考虑载荷特性
1. 载荷大小:大:滚子;小:球
2. 载荷方向:径向:圆柱滚子、滚针、深沟球; 轴向:推力 径向与不大的轴向:深沟球,α不大的角接触球 与圆锥滚子;
径向与较大的轴向:α较大的角接触球与圆锥滚
基本代号
直径系列代号:指 内径相同,外经与 宽度不同,例:
内径代号,其中:
00~d=10mm 01~d=12mm
02~d=15mm
03~d=17mm 04~96:d=5*代号(mm)
后 置 代 号
用字母和数字等表示轴承的结构、公差 及材料的特殊要求等,其中常用代号有:
内部结构代号: C:表示α=15° AC:表示α=25° B:表示α=40°
故: L h
10
深沟球
角接触球
圆锥滚子正装
第十三章 滚动轴承

不合格
进行承系能力验算 合格 END
可不进行承载能力验算
滚动轴承的类型选择
二、滚动轴承类型选择应考虑的问题 1.承受载荷情况
类型选择2
方向:向心轴承用于受径向力;推力轴承用于受轴向力;向心推力轴承 用于承受径向力和周向力联合作用。
大小:滚子轴承或尺寸系列较大的轴承能承受较大载荷;球轴承或尺寸 系列较小的轴承则反之。 2.尺寸的限制 当对轴承的径向尺寸有较的严格限制时,可选用滚针轴承。 3.转速的限制 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。 4.调心性要求 调心球轴承和调心滚子轴承均能满足一定的调心要求。
10 6 a1 C Ln a1 L10 ( ) 60 n P
可靠度不为90%时的额定寿命修正系数a1 (GB/T6391-1995)
可靠度/% Ln a1 90 L10 1.0 95 L5 0.62 96 L4 0.53
1
97 L3 0.44
98 L2 0.3
99 L1 0.21
a1也可按下式计算确定:
滚动轴承的工作情况
工作情况1 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)。
工作时,轴承各个元件上载荷及产生的应力是时 时变化的,而固定套圈受载最大处的工作状态最为恶 劣。 向心推力轴承在纯径向力Fr的作用下会产生派生 轴向力Fd。当约有半圈滚动体受载时,Fd计算如下:
大 游隙值:小
以/C1 、/C2、 /C3 、/C4 、/C5为代号,0组不标注。
滚动轴承的主要类型和代号
三、轴承代号示例
滚动轴承当量动载荷计算

ft
106 动载荷——选择轴承
三、滚动轴承的当量动载荷
当量动载荷:是由轴承实际所受载荷转换得到的与基本额定动 载荷 C 的确定条件及性质相同的假想载荷,用 P表示。
滚动轴承的寿命计算
当量动载荷
P f p ( XFr YFa )
式中:Fr 、Fa — 分别为轴承承受的径向载荷和轴向载荷;
X 、Y — 分别为轴承的径向与轴向动载荷系数 (查表13-5)
滚动轴承的寿命计算
向心推力轴承的轴向载荷Fa 计算方法:
1)求径向载荷;
2)求派生轴向力 (大小、方向、作用点);
滚动轴承的寿命计算
3)判断 Fae Fd 2与Fd1 大小,
“放放松”轴承的 Fa 等与自身的派生轴向力;
被“压紧”轴承的 Fa 等与除自身派生轴向力以外,其余各轴向力代数和
滚动轴承的寿命计算
一、基本概念 1)滚动轴承的寿命:是指轴承中的滚动体或套圈首次出现点蚀
之前,两套圈的相对总转数或在一定转速下的运转小时数。
轴承寿命的离散性是相当大的。 20
轴承的寿命/(106r)
2)基本额定寿命:指一批相同的轴承, 在相同的条件下运转,其可靠度为90%的 寿命,用 L10 。——标准寿命
3)基本额定动载荷: 指L10恰为 106 转
时,轴承所能承受的载荷,用 C 表示。
10
5
1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
未失效轴承数量/%
C 是单一性质的载荷。 C表征不同型号轴承的承载特性,可查手册。
二、滚动轴承寿命计算公式
滚动轴承的寿命计算
1、滚动轴承寿命计算解决问题: 1)轴承所受当量载荷P≠基本额定载荷C时的寿命; 2)已知P且要求轴承具有的预期寿命时,应选用具有多大基 本额定动载荷的轴承?
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2、前置代号(pre code)、后置代号(post code)
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,在基本代号左右添加的补充代号。
前置代号用字母表示,用以说明成套轴承部件的特点,一 般轴承无需作此说明,则前置代号可以省略。
第二节 滚动轴承的类型、代号及选择
一、滚动轴承的类型 接触角 滚动体和外圈接触处的法线nn与轴承的径向平面的夹角。
=0 向心(a轴) 承 径向力
0<≤45°
向心角(b接) 触轴承 径向力(主要) 轴向力
45°<<90°
推力角(c)接触轴承 径向力 轴向力 (主要)
=90° 推力(d)轴承 轴向力
按滚动体形状分为: 球 轴 承 ——承载能力低,极限转速高 滚子轴承——承载能力高,极限转速低 常用滚动轴承的类型,参见P309-P311表13-1 最常用的几种类型 ①圆锥滚子轴承(tapered roller bearing)——3 ②深沟球轴承(向心球轴承deep groove bearing)——6 ③角接触球轴承(angular contact bearing)——7
第十三章 滚动轴承 (Rolling-contact Bearings)
一、轴承的功用
1、支承轴及轴上零件,保持轴的旋转精度 2、减少转轴与支承之间的摩擦与磨损
二、轴承的类型
按工作时的摩擦性质分为 滑动轴承和滚动轴承
一. 教学目标
1.了解滚动轴承的构造和材料; 2.熟悉滚动轴承常用类型的结构特点及应用场合,掌 握类型选择的基本原则; 3.识别滚动轴承的类型代号,并熟记其中的部分内容; 4.掌握滚动轴承选择的方法,能进行寿命计算等; 5.重点掌握滚动轴承的装置设计方法。
L、R、NU、K、WS、GS
L-可分离轴承的可分离内圈或外圈,如LN207。
R-不带可分离内圈或外圈的轴承,如RNU207(NU 表示内圈无挡边的圆柱滚子轴承)。
K-滚子和保持架组件,如K81107。
WS-推力圆柱滚子轴承的轴圈,如WS81107。 GS-推力圆柱滚子轴承的座圈,如GS81107。
后置代号用字母和字母—数字的组合来表示,按不同的情 况可以紧接在基本代号之后或者用“-”、“/”符号隔开。
二. 重点和难点
重点:1.掌握滚动轴承类型选择的基本原则; 2.掌握滚动轴承的尺寸选择计算及组合结构计算。
难点:角接触轴承轴向力的计算。
第一节 概述
一、滚动轴承的结构
外圈
内圈
滚动体 保持架
(outer race) (inner race) (roller) (retainer)
核心元件为滚动体,其形状、大小及数量直接影响轴承 的承载能力。
17 代号数×5
当内径为≥500mm,22、28、32mm,1~9的整数,0.6~10的 非整数时,直接用内径毫米数表示内径,但需要用“/”与组 合代号之间分开。
如:230/500,62/22,618/2.5
尺寸系列代号(dimension number)用两位数字表示,前一位 数字表示轴承的宽(高)度系列,后一位数字表示轴承的 直径系列。
轴承内、外圈上都开有凹槽滚道,它起着降低接触应力 及限制滚动体轴向移动的作用。 保持架的作用是把滚动体均匀地相互隔开,避免相邻滚 动体之间的接触,防止滚动体脱落,改善轴承内部载荷 分配及引导滚动体运动。保持架有冲压式和实体式两种。
滚动轴承已经标准化,并由专门的轴承厂大 量生产。设计人员的任务主要是熟悉标准、 正确选用。在机械设计中,我们的主要工作 就是根据具体的工作条件正确的选用轴承的 类型和尺寸,并进行轴承安装、调整、润滑、 密封等轴承组合的结构设计。
二、滚动轴承的材料
滚动轴承的性能和可靠性在很大程度上取决于内、外圈及 滚动体的材料,它要求具有高的接触疲劳强度,良好的耐 磨及耐腐蚀性。 一般采用含铬的高碳钢(如GCr9、 Gcr15、GCr15SiMn等)经淬火制成,硬度HRC61以上。 其工作表面须经磨削和抛光。
冲压式保持架一般用低碳钢板冲压后铆接或焊接而成,它 与滚动体间有较大间隙;实体式保持架常用铜合金、铝合 金或工程塑料经切削加工而成,它具有良好的定心作用, 适用于高速轴承。
前置代号 (字母)
∣ 轴 承 分 部 件 代 号
基本代号(数字、字母) 后置代号(字母+数字)
五 四三 二一
∣ ∣∣
∣
类 宽直
内
型 度径
径
代 系系
代
号 列列
号
代代
号号
尺寸系列
∣ ∣ ∣ ∣∣∣∣∣ 内 密 保 特公游配其 部 封 持 殊差隙置他 结 与 架 轴等代代代 构 防 及 承级号号号 代 尘 材材代 号 代 料料号
号 代代
号号
1、基本代号(basic code)
内径代号(inner diameter number)是用两位数字表示轴承 的内径:内径d=10~480mm的轴承内径表示方法见下表。 (用基本代号右起第一、二两位位数字表示)
内径代号 00 01 02 03 04~96
轴承内径 (mm)
10
12
15
直径系列代号(diameter number)表示同一类型、相同内径 的轴承在外径和宽度上的变化系列,用基本代号右起第三位数 字表示(滚动体尺寸随之增大)。即按7、8、9、0、1、2、3、 4、5顺序外径尺寸增大,如图所示。
宽度系列代号(width number)是指径向轴承或向心推力轴 承的结构、内径和外径都相同,而宽度为一系列不同尺寸, 依8、0、1、2、3、4、5、6次序递增(推力轴承的高度依7、 9、1、2顺序递增)。当宽度系列为0系列时,多数轴承在 代号中可以不予标出(但对调心轴承和圆锥滚子轴承需要 标出)。用基本代号右起第四位数字表示.
类
类
型
型
代
代
号
号
0
1
类
类
型
型
代
代
号
号
2
2
类类型源自型代代号
号
3
4
类
类
型
型
代
代
号
号
5
6
类
类
型
型
代
代
号
号
7
N
类 型 代 号
NA
二、滚动轴承的代号(code of rolling-contact bearing)
滚动轴承的种类很多,而各类轴承又有不同结构、尺寸和公差等级等, 为了表征各类轴承的不同特点,便于组织生产、管理、选择和使用,国 家标准中规定了滚动轴承代号的表示方法,由数字和字母所组成。