角接触和圆锥滚子轴承受力分析详解
角接触和圆锥滚子轴承受力分析详解
角接触球轴承和圆锥滚子轴承受力分析详解一、反装（背靠背安装）外圈窄边称为面，宽边称为背模型建立：以轴系为隔离体，轴承内圈与轴固定为刚体，外圈与轴承座（箱体）固定为刚体设轴承所受的实际轴向力分别为和，则轴向平衡条件为受力分析：如果恰好，则轴向力，。
这种情况很少出现，一般情况下，这时需要根据轴的窜动趋势进行计算。
轴的窜动趋势有“向左”和“向右”两种情况：1）如果，则轴有向左窜动的趋势，轴承1被压紧，轴承2被放松，此时轴承座必须附加一个力给轴承1，以保持轴向力平衡因此轴承1所受的实际轴向力为轴承2所受的实际轴向力为2）如果，则轴有向右窜动的趋势，轴承2被压紧，轴承1被放松，此时轴承座必须附加一个力给轴承2，以保持轴向力平衡因此轴承2所受的实际轴向力为轴承1所受的实际轴向力为结论：被放松轴承的轴向力等于自身的派生轴向力；被压紧轴承的轴向力等于除自身派生轴向力外的其他轴向力之和（注意方向）。
注意点：1）派生轴向力一定从外圈的宽边指向窄边，大小应根据公式计算；2）精确计算时，支点位置需查手册，一般计算取轴承宽度中点；3）计算和判断时必须注意轴向力的方向；4）这两类轴承通常需要成对使用。
二、正装（面对面安装）模型建立：以轴系为隔离体，轴承内圈与轴固定为刚体，外圈与轴承座（箱体）固定为刚体设轴承所受的实际轴向力分别为和，则轴向平衡条件为受力分析：1）如果，则轴有向左窜动的趋势，轴承1被压紧，轴承2被放松，此时轴承座必须附加一个力给轴承1，以保持轴向力平衡因此轴承1所受的轴向力为轴承2所受的轴向力为2）如果，则轴有向右窜动的趋势，轴承2被压紧，轴承1被放松，此时轴承座必须附加一个力给轴承2，以保持轴向力平衡因此轴承2所受的轴向力为轴承1所受的轴向力为总结：角接触球轴承或圆锥滚子轴承寿命计算的一般方法：1）计算两个轴承的径向力和；2）计算两个轴承的派生轴向力和；3）判断轴承的“压紧”和“放松”情况；4）计算轴向力和：“放松”轴承的轴向力等于自身的派生轴向力；“压紧”轴承的轴向力等于除自身的派生轴向力外的其余轴向力矢量和；5）计算两个轴承的当量动载荷；6）计算两个轴承的寿命(h)。
浙师大 滚动轴承实验报告
Fa 2 Fd 2
当时，同前理，被“放松”的轴承 1 只受其本身派生的轴向力 Fd1，即
（11）
Fa1 Fd 1
而被“压紧”的轴承 2 所受的总轴向力为
（12）
Fa 2 Fd 1 Fae
（13）
图 7 接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向的分析 综上可知， 计算角接触球轴承和圆锥滚子轴承所受轴向力的方法可以归结为： 先通过派生轴向力及外加轴向载荷的计算与分析，判定被.‘放松”或被“压紧” 的轴承； 然后确定被 “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派生的轴向力后其余各轴向力的代数和。 轴承反力的径向分力在轴心线上的作用点叫轴承的压力中心。图 7 a）b）两 种安装方式， 对应两种不同的压力中心的位置。但当两轴承支点间的距离不是很 小时，常以轴承宽度中点作为支点反力的作用位置，这样计算起来比较方似于滚动体的受载情况，可用图 6 示意地描述。 (三)滚动轴承组合设计计算 左、右滚动轴承可轴向移动，均装有轴向载荷传感器，可通过电脑或数显测试 并计算单个滚动轴承轴向载荷与总轴向载荷的关系； 进行滚动轴承组合设计计算。 1、滚动轴承的当量动载荷 滚动轴承的基本额定动载荷是在一定的运转条件下确定的，如载荷条件为： 向心轴承仅承受纯径向载荷 Fr，推力轴承仅承受纯轴向载荷 Fa。实际上，轴承 在许多应用场合，常常同时承受径向载荷 Fr 和轴向载荷 Fa。因此，在进行轴承 寿命计算时， 必须把实际载荷转换为确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的当 量动载荷，用 P 表示。这个当量动载荷，对于以承受径向载荷为主的轴承，称为 径向当量动载荷，用 Pr 表示；对于以承受轴向载荷为主的轴承，称为轴向当量 动载荷，用 Pa 表示。当量动载荷 P（Pr 或 Pa）的一般计算公式为
角接触轴承
角接触轴承角接触球轴承主要承受较大单向轴向负荷，接触角度越大，承受负荷能力越大。
保持架材料有钢板、黄铜或工程塑胶，成型方式有冲压或车削，视轴承形式或使用条件不同而选用。
其它尚有组合角接触球轴承、双列角接触球轴承及四点接触球轴承。
角接触球轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷。
能在较高的转速下工作。
接触角越大，轴向承载能力越高。
高精度和高速轴承通常取15度接触角。
在轴向力作用下，接触角会增大。
单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向负荷，在承受径向负荷时，将引起附加轴向力。
并且只能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。
若是成对双联安装，使一对轴承的外圈相对，即宽端面对宽端面，窄端面对窄端面。
这样即可避免引起附加轴向力，而且可在两个方向使轴或外壳限制在轴向游隙范围内。
角接触球轴承因其内外圈的滚道可在水平轴线上有相对位移，所以可以同时承受径向负荷和轴向负荷——联合负荷（单列角接触球轴承只能承受单方向轴向负荷，因此一般都常采用成对安装）。
保持架的材质有黄铜、合成树脂等，依轴承形式、使用条件而区分。
接触球轴承的钢珠与内外圈接触点的连线与径向成一角度。
接触角度一般分为15°、30°、40°，分别用字母C、A、B表示。
轴承受轴向载荷的能力由接触角决定，接触角大，则承受轴向载荷的能力高。
该种轴承能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。
l 单列：78XX、79XX、70XX、72XX、73XX、74XX2 微型：70X3 双列：52XX、53XX、32XX、33XX、LD57、LD584 四点接触：QJ2XX、QJ3XX。
【精选】滚动轴承的受力分析、载荷计算、失效和计算准则
1.滚动轴承的受力分析滚动轴承在工作中，在通过轴心线的轴向载荷（中心轴向载荷）Fa作用下，可认为各滚动体平均分担载荷，即各滚动体受力相等。
当轴承在纯径向载荷Fr作用下（图6），内圈沿Fr方向移动一距离δ0，上半圈滚动体不承载，下半圈各滚动体由于个接触点上的弹性变形量不同承受不同的载荷，处于Fr作用线最下位置的滚动体承载最大，其值近似为5Fr/Z（点接触轴承）或4.6Fr/Z（线接触轴承），Z为轴承滚动体总数，远离作用线的各滚动体承载逐渐减小。
对于内外圈相对转动的滚动轴承，滚动体的位置是不断变化的，因此，每个滚动体所受的径向载荷是变载荷。
2.滚动轴承的载荷计算（1）滚动轴承的径向载荷计算一般轴承径向载荷Fr作用中心O的位置为轴承宽度中点。
角接触轴承径向载荷作用中心O的位置应为各滚动体的载荷矢量与轴中心线的交点，如图7所示。
角接触球轴承、圆锥滚子轴承载荷中心与轴承外侧端面的距离a可由直接从手册查得。
接触角α及直径D，越大，载荷作用中心距轴承宽度中点越远。
为了简化计算，常假设载荷中心就在轴承宽度中点，但这对于跨距较小的轴，误差较大，不宜随便简化。
图8角接触轴承受径向载荷产生附加轴向力1)滚动轴承的轴向载荷计算当作用于轴系上的轴向工作合力为FA，则轴系中受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=FA，不受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=0。
但角接触轴承的轴向载荷不能这样计算。
角接触轴承受径向载荷Fr时，会产生附加轴向力FS。
图8所示轴承下半圈第i个球受径向力Fri。
由于轴承外圈接触点法线与轴承中心平面有接触角α，通过接触点法线对轴承内圈和轴的法向反力Fi将产生径向分力Fri；和轴向分力FSi。
各球的轴向分力之和即为轴承的附加轴向力FS。
按一半滚动体受力进行分析，有FS ≈ 1.25 Frtan α(1)计算各种角接触轴承附加轴向力的公式可查表5。
表中Fr为轴承的径向载荷；e为判断系数，查表6；Y 为圆锥滚子轴承的轴向动载荷系数，查表7。
角接触球轴承承载能力
角接触球轴承承载能力
角接触球轴承是一种常见的滚动轴承，其承载能力是指承受力的能力，也就是所能承受的负荷大小。
承载能力是角接触球轴承的一个关键性能参数，直接决定它的使用寿命和运行性能。
角接触球轴承的承载能力主要与其尺寸、材质、结构等有关。
一般情况下，轴承越大，承载能力越大。
例如，同一材料和结构的角接触球轴承，直径大的承载能力就比直径小的高。
材质也是影响承载能力的重要因素之一。
优质的材料不仅能够提高轴承的强度和硬度，还能提高其耐磨性和抗疲劳性能，从而增强轴承的承载能力。
角接触球轴承的结构设计也对其承载能力有重要影响。
合理的结构设计可以使轴承分担负荷的能力更均衡，同时也可以缩小轴承内部的载荷集中度，从而增强承载能力。
例如，在设计轴承的滚道时，通过精确的制造技术和优化的设计方式，可以提高轴承滚道的硬度和尺寸精度，从而增强轴承的承载能力。
此外，润滑方式和润滑剂的选择也对角接触球轴承的承载能力有
直接影响。
适当的润滑可以减少轴承的磨损和摩擦，从而延长轴承的
使用寿命和增强其承载能力。
总体而言，角接触球轴承的承载能力是综合多个因素影响的结果。
在选择角接触球轴承时，应根据具体应用要求，综合考虑轴承尺寸、
材料、结构、润滑方式等因素，保证其合理选择，以确保产品的质量
和可靠性。
角接触轴承轴向载荷的计算
角接触轴承轴向载荷的计算
2.角接触轴承内部轴向力Fs的计算
角接触球轴承
圆锥滚子轴承
70000C
70000AC
70000B
3类
Fs=eFr
Fs=0.68Fr
Fs=1.14Fr
Fs=Fr/（2Y）
e为判别值，初算时e≈0.4。Y为Fa/Fr＞e时的轴向系数。
角接触轴承轴向载荷的计算
二、角接触轴承轴向载荷的计算
角接触轴承轴向载荷的计算
思考练习
1.什么是角接触轴承的内部轴向力？ 2.如何判断角接触轴承哪一端为“压紧”端、哪一端为 “放松”端？ 3.如何计算角接触轴承的轴向载荷？
角接触轴承轴向载荷的计算
学习内容
一、角接触轴承内部轴向力及计算 二、角接触轴承轴向载荷的计算 三、角接触轴承轴向载荷计算的实例分析
角接触轴承轴向载荷的计算
一、角接触轴承内部轴向力及计算
1.角接触轴承的内部轴向力
受力分析：由于结构特点，角接触球轴承和圆
锥滚子轴承承受径向载荷Fr时，每个滚动体上的法 向力Fi均可分解成径向力Fri和轴向力Fsi，各滚动体 上所受轴向分力Fsi合成为轴承的内部轴向力Fs。
被“压紧”，则Fa1=FA+Fs2=3180N，Fa2=Fs2=2280N。
角接触轴承轴向载荷的计算
（3）求轴承的当量动载荷P1、P2
1）查X 、Y 查表e =1.14，Fa1/Fr1=3180/1000=3.18＞e，则X1=0.35、Y1=0.57 Fa2/Fr2 =2280/2000=1.14=e，则X2 =1、Y2 =0
角接触轴承轴向载荷的计算
三、角接触轴承轴向载荷计算的实例分析
实例1：安装有两个斜齿圆柱齿轮的转轴由一对代号为7210AC的轴承 支承。已知轴系所受轴向载荷为FA=3000。轴承所受径向载荷Fr1=8600N， Fr2=12500N。求两轴承的轴向载荷Fa1、Fa2。
角接触球轴承承载能力
角接触球轴承承载能力
角接触球轴承是一种常用于高速应用的轴承，其承载能力是其关键性能之一。
角接触球轴承的承载能力取决于多个因素，包括材料、几何形状、装配方式和润滑方式等。
在材料方面，轴承球和轴承环的材料需要具有足够的硬度和强度以承受高速和高载荷。
同时，这些材料还需要具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，以保证轴承的长寿命。
在几何形状方面，轴承球和轴承环的设计需要充分考虑承载能力。
角接触球轴承一般采用的是斜接触设计，可以在承受径向负荷的同时承受一定的轴向负荷。
轴承的接触角度也会影响其承载能力，一般来说，接触角度越小，承载能力越大。
在装配方式方面，轴承的装配要求十分严格，必须保证轴承在安装过程中不受损伤。
同时，正确的装配方式可以提高轴承的承载能力，避免因严重装配不当而导致的损坏。
在润滑方式方面，轴承的润滑状态直接影响其承载能力。
良好的润滑状态可以减小轴承的摩擦系数，降低摩擦损失，提高轴承的承载能力和稳定性。
综上所述，角接触球轴承的承载能力与材料、几何形状、装配方式和润滑方式等多个因素密切相关。
在实际应用中，需要根据具体情况综合考虑这些因素，选择合适的角接触球轴承，以满足高速应用的要求。
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角接触球轴承工作原理
角接触球轴承工作原理
角接触球轴承是一种常用的旋转轴承，其工作原理如下：
1. 结构：角接触球轴承由内、外圈和球组成。
内、外圈的轴线相交于一个共同点，称为接触点，球则围绕接触点进行滚动。
2. 接触角：角接触球轴承的球与内、外圈的接触线形成一个特定的接触角度。
这个接触角度使得轴承能够承受径向力、轴向力和力矩。
3. 承受力：当外力作用在角接触球轴承上时，轴承内的球会在内、外圈之间滚动，从而承受力的传递。
接触角的存在使得轴承在不同方向上都能承受较大的力。
4. 润滑：为了减少摩擦和磨损，角接触球轴承通常需要添加润滑油或润滑脂。
这样可以减少接触点处的摩擦力，提高轴承的工作效率和寿命。
5. 应用：角接触球轴承适用于高速旋转和大载荷的场景，如机床主轴、汽车传动系统和风力发电设备等。
其结构紧凑、承受能力强，广泛应用于工业领域中。
总结起来，角接触球轴承通过球在内、外圈之间滚动来承受力，并通过特定的接触角度使得轴承能够承受多个方向的力。
通过添加润滑油或脂，角接触球轴承可以减少摩擦和磨损，延长使用寿命。