滚动轴承的选择及校核计算
滚动轴承寿命校核
70000B(=40°) Fd=1.14Fr
2
Fa1 C0
1005.05 20000
0.0503
Fa 2 C0
605.05 20000
0.0303
由表2进行插值计算，得e1=0.422，e2=0.401。再计算
5、应用
例 设某支撑根据工作条件决定选用深沟球轴承。轴承径向载
荷Fr=5500N，轴向载荷Fa=2700N，轴承转速n=1250r/min,装轴
承处的轴颈直径可在50~60mm范围内选择，运转时有轻微冲击，
预期计算寿命Lh’=5000h。试选择其轴承型号。
解
1. 求比值
Fa Fr
2700 5500
产生派生轴向力的原因：承载区内每个滚动体的反力 都是沿滚动体与套圈接触点的法线方向传递的。
轴承安装不同时，产生的派生轴向力也不同。
工作情况2
派生力的方向总是由轴承宽度中点指向轴承载荷 中心。
S的方向：沿轴线由轴承外圈的宽边→窄边。
轴承所受总载荷的作用线与轴承轴心线的交点 ， 即 为轴承载荷中心（支反力的作用点）。
4、滚动轴承寿命的计算公式
4.1 轴承的载荷-寿命曲线
如右图所示曲线是在
大量试验研究基础上得出
的代号为6208轴承的载荷寿命曲线。其它型号的轴
承也有与上述曲线的函数
规律完全一样的载荷-寿命
曲线。
该曲线公式表示为：
轴承的载荷-寿命曲线
L10
(C P
)(106 转)
式中，L10的单位为106r。 P为当量动载荷（N）。
角接触球轴承及圆锥滚子轴承的派生轴向力的大小取 决于该轴承所受的径向载荷和轴承结构，按下表计算。
§13-4 滚动轴承的寿命计算
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。
滚动轴承设计
实体保持架：用铜合金、 实体保持架：用铜合金、铝合金或酚醛树脂等制 与滚动体间的间隙较小，允许轴承有较高转速。 成，与滚动体间的间隙较小，允许轴承有较高转速。
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
一．滚动轴承的结构特性
1．公称接触角 ．
α角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力。α角越 角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力。 角越 角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力 轴承承受轴向载荷的能力越大。 大，轴承承受轴向载荷的能力越大。
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
3、调心轴承（外圈滚道为球面 ） 、调心轴承（ （1）调心球轴承 ） 类型代号 ：1 承载方向： 承载方向：可同时承受径 向载荷及少量双向轴向载荷 极限转速： 极限转速：中 额定负荷比： 0.6～0.9 额定负荷比： ～ 角偏位能力： ° 角偏位能力：1.5°～3° ° 使用条件： 使用条件：刚性小及难以对中的轴 类型代号 ：2 （2）调心滚子轴承 承载方向： 承载方向：可同时承受径向载荷及少量双向轴向载荷 额定负荷比： 额定负荷比： 1.8～4 ～ 极限转速： 极限转速：低 角偏位能力： 角偏位能力： 1.5°～3° ° ° 使用条件： 使用条件：其他轴承不能胜任的重负荷
主要区别： 主要区别：承受轴向外载荷的能力
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
三、滚动轴承的性能和特点
◆ 按轴承的结构形式不同分类： 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。作为标准件的滚动轴承，在 在实际应用中，滚动轴承的结构形式有很多。作为标准件的滚动轴承， 标准件的滚动轴承 国家标准中分为13 13种 其中，最为常用的轴承大约有下列６ 国家标准中分为13种，其中，最为常用的轴承大约有下列６种:
深沟球轴承
螺旋输送机两端支撑滚动轴承选择计算
１ ２ ６・
山 东 化 工 Ｓ Ｈ Ａ Ｎ Ｄ ０ Ｎ Ｇ Ｃ ＨＥ ＭＩ Ｃ Ａ Ｌ Ｉ Ｎ Ｄ Ｕ ｓ Ｔ Ｒ Ｙ
２ ０ １ ７年 第 ４ ６卷
螺 旋 输 送 机 两 端 支 撑 滚 动 轴 承 选 择 计 算
张晓伟 ， 董敏敏 ， 倪春林 ， 刘菲 菲 ， 李 慧燕 ， 邵立承 ， 李得龙
第１ １ 期
张晓伟 ， 等： 螺旋输送机 两端 支撑 滚动轴承选择计算
・１ ２ ７・
由图 ２可知 ， 螺 旋叶片对物料 的推力 Ｆ 分解 为两个 分力 ：
Ｆ 、 Ｆ。 。
［ ｃ ］一轴 承 尺 寸 及 性 能 表 中 所 列径 向 基本 额 定 动 载 荷 （ Ｎ） ， ［ ｃ］ ＝ ９ ４ ２ ０ ０ ； ｆ ｈ 一寿命 因数 ， ｆ ｈ ＝ ４ ． ４ ５ ； ｆ ｎ 一速度 因数 ， ｆ ｎ ＝ ０ ． ９ ３ ３ ；
ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ， Ｔ ｈ ｅ ｎ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｙ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｎ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｄ ｅ １ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ￣ ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｙ ｏ ｒ ； ｈ ｅ ｌ ｉ ｃ ｌ ａ ｂ ｌ ａ ｄ ｅ； ｌ ｏ ａ ｄ ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｓ ； ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
（ １ ． 山东天力能源股份有限公 司 ， 山东 济南 ２ ５ ０ ０ １ ４ ； ２ ． 山东神华 山大能源环境有 限公 司 ， 山东 济南 ２ ５ ０ ０ １ ４ ）
摘要 ： 通过对螺旋输送机螺旋 叶片进行受力分析 ， 进而得 出滚动轴承承受 的轴 向载荷及径 向载荷 ， 进而验证选择轴承型号 的正确性 。 关键词 ： 螺旋输送机 ； 叶片 ； 载荷分析 ； 轴承选择 中图分类号 ： Ｔ Ｑ ｏ ５ １ ． ２ 文献标 识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ８—０ ２ １ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） １ １ —０ １ ２ ６—０ ２ ‘
机械设计方案课程设计方案,一减速器设计方案
课程设计说明书课程名称：一级V带直齿轮减速器设计题目：带式输送机传动装置的设计院系：材料科学与工程学院学生姓名：学号：专业班级：锻压08-1指导教师：吴雪峰《机械设计》课程设计设计题目：带式输送机传动装置的设计内装：1. 设计计算说明书一份2. 减速器装配图一张<A1）3. 轴零件图一张<A3）4. 齿轮零件图一张<A3）锻压系08-1班级设计者：指导老师：吴雪峰完成日期：成绩：_________________________________课程设计任务书带式输送机传动装置的设计摘要：齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高<一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广<可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广<齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高，转速可以从1r/min到20000r/min或更高），结构紧凑，维护方便等优点。
因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用。
本文设计的就是一种典型的一级圆柱直齿轮减速器的传动装置。
其中小齿轮材料为40Cr<调质），硬度约为240HBS，大齿轮材料为45钢<调质），硬度约为215HBS，齿轮精度等级为8级。
轴、轴承、键均选用钢质材料。
关键词：减速器、齿轮、轴、轴承、键、联轴器目录机械设计课程设计计算说明书1.一、课程设计任务书 (1)二、摘要和关键词 (2)2.一、传动方案拟定 (3)各部件选择、设计计算、校核二、电动机选择 (3)三、计算总传动比及分配各级的传动比 (4)四、运动参数及动力参数计算 (6)五、传动零件的设计计算 (7)六、轴的设计计算 (10)七、滚动轴承的选择及校核计算 (12)八、键联接的选择及校核计算 (13)九、箱体设计 (14)《机械设计》课程设计设计题目：带式输送机传动装置的设计内装：1. 设计计算说明书一份2. 减速器装配图一张<A）3. 轴零件图一张<A）4. 齿轮零件图一张<A）系班级设计者：指导老师：完成日期：成绩：_________________________________=180）×6.05/<0.96HN1=506MPAHN2=480MPA[ [。
机械设计基础课程设计作业ZDD-2
⑤因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=50mm
(1)绘制轴受力简图（如图a）
（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）
轴承支反力：
FAY=FBY=Fr/2=182.05N
FAZ=FBZ=Ft/2=500.2N
由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为
MC1=FAyL/2=182.05×50=9.1N·m
其主要性能：额定功率：3KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0。质量63kg。
三、计算总传动比及分配各级的伟动比
1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/85.99=11.16
2、分配各级传动比
（1）将中传动比分配到各级传动中，使满足i=i1*i2..in取齿轮i齿轮=6（单级减速器i=3~6合理）
输出轴的设计计算1、按扭来自初算轴径选用45#调质钢，硬度（217~255HBS）
根据课本P157页式（7-2），表（7-4）取c=115
d≥c(P3/n3)1/3=115(2.438/85.97)1/3=35.06mm
取d=35mm
2、轴的结构设计
（1）轴的零件定位，固定和装配
单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。
机械设计课程设计计算说明书
**(科学出版社出版的<机械设计基础课程设计>的作业ZDD-2)**
一、传动方案拟定.
二、电动机的选择
三、计算总传动比及分配各级的传动比
四、运动参数及动力参数计算
轴承的强度校核计算公式
轴承的强度校核计算公式
一、轴承用语：
1、轴承内圈：指轴承支撑轴线的内圈件；
2、轴承外圈：指用于支持轴承内圈的外圈件；
3、受力轴：指轴承承受外力的轴；
4、滚道：指轴承滚子在轴承内圈和外圈之间所形成的滚动轨道；
5、滚子：指轴承滚动元件；
6、衬套：指轴承内圈和外圈之间的填料：
二、轴承强度校核计算：
（1）轴承内圈和外圈在受力轴上受外力的最大拉伸应力σ1（N/mm2）：
σ1=（F1+F2）/（πD1）
其中，F1、F2为内圈和外圈所受力，D1为轴承内圈的直径；
（2）滚动轴承受力的滚子上的最大压应力σ2（N/mm2）：
σ2=（F1-F2）/（πR2）
其中，R2为轴承滚子的半径；
（3）轴承滚道的最大摩擦应力σ3（N/mm2）：
σ3=（F1-F2）/（π（D1+D2）/2）
其中，D2为轴承外圈的直径；
（4）衬套上的最大应力σ4（N/mm2）：
σ4=（F1+F2）/（π（D2-D1）/2）
（5）轴承受力的最大轴向应力σ5（N/mm2）：
σ5=（F1+F2）/ （πD2）
三、轴承强度校核：
1、轴承内圈和外圈的强度校核：应强度校核的内外圈应力σ1应≤轴承材料的抗拉强度σb；
2、滚子的强度校核：应强度校核的滚子应力σ2应≤轴承滚子材料的抗压强度σs；
3、滚道的强度校核：应强度校核的滚道应力σ3应≤轴承材料的抗摩擦强度σf；
4、衬套的强度校核：应强度校核的衬套应力σ4应≤衬套材料的抗压强度σc；
5、轴向应力的校核：应强度校核的轴向应力σ5应≤轴承材料的抗拉强度σb；
注：实际计算时，应考虑安全系数和轴承的容许变形等因素。
16 滚动轴承
§16-2 滚动轴承的代号
国家标准GB/T292-93中规定，轴承的代号用字母加数字表示 ，由基本代号、前臵代号和后臵代号三部分构成。
前臵代号 轴 承 的 分 部 件 代 号 五 基本代号 四 三 二 一 尺寸系 列代号 宽 直 度 径 系 系 列 列 代 代 号 号 内 部 结 构 代 号 密 封 与 防 尘 结 构 代 号 保 持 架 及 其 材 料 代 号 后臵代号 特 殊 轴 承 材 料 代 号 公 差 等 级 代 号 游 隙 代 号 多 轴 承 配 臵 代 号 其 它 代 号
③ 7206C/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。
§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。
滚动 体形 状
§16-1 滚动轴承的基本类型和特点
轴承 类型
3. 按工作时能否调心可分为调心轴承和非调心 轴承。 4.按安装轴承时其内、外圈可否分别安装，分 为可分离轴承和不可分离轴承。 5.按公差等级可分为0、6、5、4、2级滚动轴 承，其中2级精度最高，0级为普通级。另外 还只有用于圆锥滚子轴承的6x公差等级。
基本代 号1
代号 内径 d
00 10
01 12
02 15
03 17
04～96 代号×5
滚动轴承设计计算
（h）
通式
例6
6212轴承，承受径向力FR=5500N的平稳载荷，转速n=1250r/min，正常温度，试求寿命Lh 。
解： ∵纯径载 ∴P= FR=5500 N
C=47.8 KN
∵ 球轴承∴ ε= 3
查手册 ：
∵ 正常温度平稳载荷 ∴ fT=1； fP=1
例7：轴径 d=50 mm, 纯径向载荷FR=6000N,载荷平稳，常温下工作，转速 n=1250 r/min, 预期寿命L h= 5000h.试选择此轴承.
二、滚动轴承的应力分析
三、滚动轴承的失效形式和计算准则
一、滚动轴承的载荷分析
§2 滚动轴承的受力分析、失效和计算准则
1）向心轴承：
FR0max
在径向力Fr的作用下
深沟球 60000
圆柱 滚子 N0000
半圈滚动体受载
各滚动体受力不均 受的最大力为 FR0max
Fr
一、滚动轴承的载荷分析—
载荷平稳∴fP=1；常温 ∴fT=1； P=X FR +YFA =4×0.4+3.55×1.7=7.64kN
∴30204不适用
再选30304查手册C=33kN>C /=31.5KN,可以吗？ 不可以。∵此时e、x、Y、P值均发生了变化。
选轴承30304
查表：Cr =33 kN X=0.4 Y=2 e=0.3
二、轴承的寿命计算：
（r）
球轴承ε= 3
滚子轴承ε=10/ 3
且：载荷平稳;
常温 ＜1000C
可靠度90%;
对向心、向心推力轴承是纯径向力； 对推力轴承是纯轴向力。
C — 基本额定动载荷
P — 轴承所受动载荷
滚动轴承选择与寿命校核计算
§9-1 概述滚动轴承依靠其主要元件间的滚动接触来支承转动或摆动零件，其相对运动表面间的摩擦是滚动摩擦。
图9-1 滚动轴承的基本结构滚动轴承的基本结构如图9-1所示，它由下列零件组成：(1)带有滚道的内圈1和外圈2；(2)滚动体(球或滚子)3；(3)隔开并导引滚动体的保持架4。
有些轴承可以少用一个套圈(内圈或外圈)，或者内、外两个套圈都不用，滚动体直接沿滚道滚动。
内圈装在轴颈上，外圈装在轴承座中。
通常内圈随轴回转，外圈固定，但也有外圈回转而内圈不动，或是内、外圈同时回转的场合。
常用的滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子、非对称球面滚子等几种，如图9-2所示。
轴承内、外圈上的滚道，有限制滚动体侧向位移的作用。
图9-2 常用的滚动体与滑动轴承相比，滚动轴承的主要优点为：1、摩擦力矩和发热较小。
在通常的速度范围内，摩擦力矩很少随速度而改变。
起动转矩比滑动轴承要低得多(比后者小80～90%)；2、维护比较方便，润滑剂消耗较小；3、轴承单位宽度的承载能力较大；4、大大地减少有色金属的消耗。
滚动轴承的缺点是：径向外廓尺寸比滑动轴承大；接触应力高，承受冲击载荷能力较差，高速重负荷下寿命较低；小批生产特殊的滚动轴承时成本较高；减振能力比滑动轴承低。
§9-2 滚动轴承的主要类型及其代号一、滚动轴承的主要类型、性能与特点按滚动体的形状，滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承。
按接触角的大小和所能承受载荷的方向，轴承可分为：1、向心轴承：公称接触角：0°45°，向心轴承又可细分为：A、径向接触轴承：＝0°，只能承受径向载荷(如圆柱滚子轴承)，或主要用于承受径向载荷，但也能承受少量的轴向载荷(如深沟球轴承)；B、向心角接触轴承：0°<45°，能同时承受径向载荷和单向的轴向载荷(如角接触球轴承及圆锥滚子轴承)。
2、推力轴承：公称接触角：45°<90°，推力轴承又可细分为：A、轴向接触轴承：＝90°，只用于承受轴向载荷；B、推力角接触轴承：45°<<90°主要承受大的轴向载荷，也能承受不大的径向载荷。
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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=+=
N F F d a 2.134222== 又68.08.19732.134222==r a F F 所以可以得出0,1==Y X 轴承的当量动载荷N F P r 8.197322==
h P C n L h 445726)97.15.66(14306010)(6010363262=⨯⨯== 68.093.08
.19732.183211>==r a F F 所以有87.0,41.0==Y X 当量动载荷N YF XF P a r 2274111=+=
h P C n L h 291478)(601031
61==。