(完整版)9滚动轴承设计解析

1、第二十章 滚动轴承设计3 3滚动轴承部件组合设计滚动轴承部件组合设计（包括轴承内外圈固定、间隙调（包括轴承内外圈固定、间隙调 整、轴承配合、轴承装拆、润滑与密封等）整、轴承配合、轴承装拆、润滑与密封等） 重点重点型号（尺寸）选择型号（尺寸）选择轴承寿命计算轴承寿命计算 重点重点类型选择类型选择本章的主要内容：本章的主要内容：2 2滚动轴滚动轴 承选择承选择难点：角接触轴承轴向载荷难点：角接触轴承轴向载荷fa的确定的确定1 1滚动轴承的类型滚动轴承的类型及代号及代号重点重点轴轴减减 速速 器器轴承轴承轴承的作用轴承的作用 支承轴和轴上零件支承轴和轴上零件轴承分类轴承分类滑动轴承滑动轴承 滑动摩擦

2、滑动摩擦滚动轴承滚动轴承 滚动摩擦，摩滚动摩擦，摩擦损失小。擦损失小。滑动轴承滑动轴承轴瓦轴瓦轴颈轴颈轴承座轴承座滚动滚动轴承轴承齿齿 轮轮轴轴齿齿 轮轮轴滚动轴承滚动轴承二、滚动轴承的组成二、滚动轴承的组成滚动体滚动体保持架保持架内圈内圈滚动体的滚动体的种类：种类：总成总成外圈外圈缺点缺点：抗冲击能力较差，高速时噪声大，工作寿命不及液：抗冲击能力较差，高速时噪声大，工作寿命不及液 体摩擦的滑动轴承，径向尺寸比滑动轴承大。体摩擦的滑动轴承，径向尺寸比滑动轴承大。二二. . 滚动轴承的特点滚动轴承的特点 摩擦系数小，启动力矩小，效率高；摩擦系数小，启动力矩小，效率高； 轴向尺寸（宽度）较小；轴向

3、尺寸（宽度）较小； 某些滚动轴承能同时承受径向和轴向载荷，因此某些滚动轴承能同时承受径向和轴向载荷，因此 可使机器结构简化、紧凑；可使机器结构简化、紧凑； 径向间隙小，还可预紧方法消除间隙，因此运转径向间隙小，还可预紧方法消除间隙，因此运转 精度高；精度高； 润滑简单，耗油量少，维护保养简便；润滑简单，耗油量少，维护保养简便； 标准件，易于互换等优点，所以获得广泛应用。标准件，易于互换等优点，所以获得广泛应用。优点：优点：一滚动轴承的尺寸及性能参数一滚动轴承的尺寸及性能参数20-1 20-1 滚动轴承的主要类型及代号滚动轴承的主要类型及代号 轴承内径轴承内径d轴承内圈孔轴承内圈孔径，它与轴颈直

4、径相同，是径，它与轴颈直径相同，是轴承公称直径；轴承公称直径； ddd d轴承宽度轴承宽度b 轴承两端轴承两端面之间的轴向距离。面之间的轴向距离。 一）滚动轴承的主要尺寸一）滚动轴承的主要尺寸轴承外径轴承外径d 轴承外圈轴承外圈外径，它与轴承座孔直径相外径，它与轴承座孔直径相同；同；b b三）滚动轴承的主要性能参数三）滚动轴承的主要性能参数 轴承的公称接触角轴承的公称接触角 滚动体与套滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向平面之间圈接触处的法线与轴承的径向平面之间的夹角。的夹角。反映轴承承受轴向载荷的能力，反映轴承承受轴向载荷的能力， 越大，越大，轴承承受轴向载荷的能力越强。轴承承受轴向载荷的能

5、力越强。轴承的极限转速轴承的极限转速nlim 轴承的工轴承的工 作转速作转速n 轴承内外圈轴线相对偏斜角轴承内外圈轴线相对偏斜角反映轴承自动调心的能力。反映轴承自动调心的能力。调心轴承简图调心轴承简图按轴承所能受的载荷方向或公称接触角的不同可分为以下几种按轴承所能受的载荷方向或公称接触角的不同可分为以下几种 二滚动轴承分类二滚动轴承分类轴承类型轴承类型公称接触角公称接触角向心轴承向心轴承( (主要承受主要承受径向负荷径向负荷f fr r) )推力轴承推力轴承( (主要承受主要承受轴向负荷轴向负荷f fa a) )径向接触径向接触向心角接触向心角接触推力角接触推力角接触轴向接触轴向接触= 0=

6、00 00 00 045450 045450 0 90 900 0= 90= 900 0图图例例三三 滚动轴承的主要类型和特点滚动轴承的主要类型和特点类型代号：类型代号：（1 100000000）承承载类型载类型主承径向负荷主承径向负荷fr也能承受少量的双向轴向负荷也能承受少量的双向轴向负荷fafrfafafrfafa1.1.调心球轴承调心球轴承承承载类型载类型主承径向负荷主承径向负荷fr ，也能承受少量的双向轴向负荷也能承受少量的双向轴向负荷fa特点特点具有调心性能具有调心性能=2=20 030 02.2.调心滚子轴承调心滚子轴承特点特点具有调心性能具有调心性能=0.5=0.50 02 20

7、 0 类型代号：类型代号：（2 200000000）承承载类型载类型能承受较大的径向负荷能承受较大的径向负荷fr 和单向的轴向负荷和单向的轴向负荷fa。frfa结构特点：结构特点：内外圈可分离内外圈可分离, ,公称接触角有公称接触角有 12120 0，26260,0,越大，承受轴向载越大，承受轴向载 荷的能力就越大。荷的能力就越大。3.3.推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承类型代号：类型代号：（2929000000）承承载类型载类型可可承承很大的很大的轴向负荷轴向负荷fa 和一定和一定径向负荷径向负荷fr特点特点具有调心性能，具有调心性能，=2=20 030 04.4.圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承使

8、用要求：使用要求：成对使用成对使用类型代号：类型代号：（3 30 0000000）fafrfr 正装（面对面安装）正装（面对面安装）圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承安装形式一：安装形式一：正装简图正装简图反装（背对背安装）反装（背对背安装）圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承安装形式二：安装形式二：反装简图反装简图5.5.推力球轴承推力球轴承000000单向单向推力球推力球轴承，轴承，只能受只能受单向单向fa类型代号：类型代号： （ 00000000）000000双双向向推力推力球轴承，球轴承，能受能受双双向向fa000000结构特点：结构特点：由由紧圈紧圈松圈松圈和和滚动体滚动体组成，组成，套圈与滚动体可分离。

9、套圈与滚动体可分离。承承载类型载类型只能受轴向负荷只能受轴向负荷f fafa000000松圈松圈紧圈紧圈滚动体滚动体松圈松圈松圈松圈紧圈紧圈fafa极限转速低极限转速低6.6.深沟深沟球轴承球轴承 承承载类型载类型能同时承受径向负能同时承受径向负 荷荷f fr r与单向轴向负荷与单向轴向负荷f fa afrfafafrfa承承载类型载类型主要承受径向负主要承受径向负荷荷f fr r，也可同时承受少量双向，也可同时承受少量双向轴向负荷轴向负荷f fa a类型代号：类型代号： （6 600000000）极限转速高极限转速高7.7.角接触球轴承角接触球轴承类型代号：类型代号： （7 70000000

10、0）结构特点：结构特点：公称接触角有公称接触角有15150 0，25250 0，40400 0 越大，承轴向载荷的能力就越大。越大，承轴向载荷的能力就越大。使用要求：使用要求：成对使用成对使用 深沟球轴承深沟球轴承正装（面对面安装）正装（面对面安装）角接触轴承安装形式一：角接触轴承安装形式一：正装简图正装简图反装（背对背安装）反装（背对背安装）角接触轴承安装形式二：角接触轴承安装形式二：反装简图反装简图8.8.圆柱滚圆柱滚子子轴承轴承fr（n n00000000）（nnnn00000000）承承载类型载类型只能承受径向负荷只能承受径向负荷fr， 不能承受轴向负荷。不能承受轴向负荷。结构特点：结

11、构特点：内外圈可分离内外圈可分离类型代号：类型代号：外圈无挡边外圈无挡边圆柱滚圆柱滚子子轴承轴承双列双列圆柱滚圆柱滚子子轴承轴承frn n00000000nnnn00000000nana000000009. 9. 滚针轴承滚针轴承类型代号：类型代号：（nana00000000）结构特点：结构特点：内外圈可分离，可以没有内外圈可分离，可以没有 保持架保持架fr承承载类型载类型只能承受径向负荷只能承受径向负荷fr， 不能承受轴向负荷。不能承受轴向负荷。一）轴承代号组成一）轴承代号组成由基本代号、前置代号构成。由基本代号、前置代号构成。三三. . 滚动轴承的代号滚动轴承的代号轴承代号轴承代号前置代号

12、前置代号 后置代号后置代号 结构形结构形状状、尺尺寸公差寸公差技术要技术要求求 成成套套分分轴轴承承部部件件基本代号基本代号 二二. . 基本代号基本代号 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承: :3 3推力球轴承推力球轴承 : :5 5深沟深沟球轴承球轴承 : :6 6角接触球轴承角接触球轴承: :7 7圆柱滚圆柱滚子子轴承轴承:n:n窄窄: : 0 0正常正常: : 1 1宽宽: : 2 2特低：特低：7 7低：低：9 9正常：正常：1 1（单向）（单向）正常：正常：2 2（双向）（双向）轻：轻：2中：中：3重：重：4特宽：特宽：3 3特宽：特宽：4 4特宽：特宽：5 5特宽：特宽：6 6d 20 m

13、md 500 mmd 500 mm以上轴承以上轴承代号：代号：/ /内径毫米内径毫米 表示表示特轻：特轻：0 0特轻：特轻：1 1调心球轴承调心球轴承 : :1 1调心滚子轴承调心滚子轴承: :2 2推力调心滚子推力调心滚子轴承轴承 : :2929滚针轴承滚针轴承 : :nana尺寸系列代号表示方法尺寸系列代号表示方法直径直径系列系列代号代号尺尺 寸寸 系系 列列 代代 号号向心轴承向心轴承宽度系列代号宽度系列代号推力轴承推力轴承高度系列代号高度系列代号0 0（窄）（窄）1 1（正常）（正常）2 2（宽）（宽）7 7（特低（特低）9 9（低）（低）1 1（正常）（正常）2 2（正常）（正常）2

14、（轻）（轻）3（中）（中）4（重）（重）0 02 21 12 22 22 20 03 31 13 32 23 30 04 41 14 42 24 47 729 921 122 227 73 39 93 31 13 32 23 37 749 941 142 24向心轴承向心轴承中直径系列中直径系列正常宽度系列正常宽度系列如：尺寸系列尺寸系列代号为：代号为：13双向推力轴承双向推力轴承轻直径系列轻直径系列正常高度系列正常高度系列如：尺寸系列尺寸系列代号为：代号为：222 221313d02031324dddbbbb表示表示同一公称内径同一公称内径d d的轴承，其的轴承，其外径外径d d和宽度和宽度

15、b b的变化情况的变化情况轴承尺寸系列的轴承尺寸系列的含义含义轻窄系列轻窄系列中窄系列中窄系列中宽系列中宽系列重宽系列重宽系列三）后置代号三）后置代号6 6（0 0）2 2 0606 3 3 3232 1515 e e 公差等级为公差等级为0 0级级加强型加强型轴承内径轴承内径d =75 mmd =75 mm尺寸系列尺寸系列32,32,为特宽轻系列为特宽轻系列圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承解答：解答：轴承内径轴承内径d=30mm d=30mm 尺寸系列（尺寸系列（0 0）2,2,为窄轻系列为窄轻系列深沟球轴承深沟球轴承公差等级公差等级为为0 0级级例例20-120-1 试说明轴承代号试说明轴承代号6

16、2066206、33215e33215e、7312c7312c及及52412/p652412/p6的的 含义。含义。7 7（0 0）3 3 1212 c c /p5/p55 5 1414 10 10 /p6/p6公差等级公差等级为为6 6级级轴承内径轴承内径d = 50 mmd = 50 mm尺寸系列尺寸系列14,14,为正常高度为正常高度、重系列重系列单向推力单向推力求轴承求轴承轴承内径轴承内径d=60mm d=60mm 尺寸系列（尺寸系列（0 0）3,3,为窄中系列为窄中系列角接触球轴承角接触球轴承公差等级公差等级为为5 5级级=15150 0四四. 滚动轴承类型的选择滚动轴承类型的选择承

17、受轻、中及较小波动载荷的场合承受轻、中及较小波动载荷的场合承承受受重重载载及较大波动的载荷的场合及较大波动的载荷的场合一）根据一）根据轴承所受轴承所受的载荷选的载荷选载荷的大载荷的大小、性质小、性质载荷的载荷的方向方向深沟轴承（深沟轴承（6 6类类）圆柱滚子轴承（圆柱滚子轴承（n n类类）及滚针轴承（）及滚针轴承（nana类类）纯径向负纯径向负荷可选用荷可选用纯轴向负荷纯轴向负荷可选用推力轴承（可选用推力轴承（5 5类类）同时受同时受径向负荷径向负荷和轴向负和轴向负荷时荷时径向负荷为主径向负荷为主可用深沟球轴承（可用深沟球轴承（6 6类类）径向负荷，轴径向负荷，轴向负荷都很大向负荷都很大角接触

18、球轴承（角接触球轴承（7 7类类）圆锥滚子轴承（圆锥滚子轴承（3 3类类）可用推力调心滚子轴承可用推力调心滚子轴承（2929类类）也可用圆柱滚子也可用圆柱滚子n n类类（或（或深沟球轴承深沟球轴承6 6类类）与推力）与推力轴承（轴承（5 5类类）联合使用。）联合使用。轴向负荷很大轴向负荷很大径向负荷较小径向负荷较小球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承转速较高、负荷较小或要求旋转精度较高时转速较高、负荷较小或要求旋转精度较高时转速较低、负荷较大或有冲击载荷时转速较低、负荷较大或有冲击载荷时二）轴承二）轴承 的转速的转速 当两轴承座孔同心度难以保证，或轴受载后挠曲变形较大时，应选用当两轴承座孔同心度难以保

19、证，或轴受载后挠曲变形较大时，应选用调心球轴承或调心滚子轴承。调心球轴承或调心滚子轴承。三）调心性能的要求三）调心性能的要求四）安装和拆卸方便四）安装和拆卸方便 一般，球轴承价格最低，滚子轴承比球轴承价格高。轴承精度愈高，则一般，球轴承价格最低，滚子轴承比球轴承价格高。轴承精度愈高，则价格愈高，选择轴承时，在满足工作要求的前提下，应使成本最低。价格愈高，选择轴承时，在满足工作要求的前提下，应使成本最低。 当轴承座不是剖分式而必须沿轴向安装和拆卸轴承时，应优先选用内当轴承座不是剖分式而必须沿轴向安装和拆卸轴承时，应优先选用内外圈可分离的轴承外圈可分离的轴承五）考虑经济性五）考虑经济性球轴承球轴承

20、滚子轴承滚子轴承 20-2 滚动轴承的主要失效形式及计算准则滚动轴承的主要失效形式及计算准则 一滚动轴承的受力及应力分析（以深沟球轴承为例）一滚动轴承的受力及应力分析（以深沟球轴承为例）fr 当深沟球轴承承受径向力当深沟球轴承承受径向力f fr r时，时，由于各接触点存在着弹性变形，使由于各接触点存在着弹性变形，使内圈沿内圈沿f fr r方向下移一距离方向下移一距离。 只有下半圈滚动体受载，上半圈只有下半圈滚动体受载，上半圈动体不受载。沿动体不受载。沿f fr r作用线上滚动体受作用线上滚动体受载最大（载最大（f fq q），而邻近的滚动体受载），而邻近的滚动体受载逐渐减小（逐渐减小（f fq

21、 q f fq1q1 f fq2q2) )f fq2q2f fq qf fq1q1f fq1q1f fq2q2 一）一）受力分析受力分析向心轴承载荷的分布向心轴承载荷的分布 二）轴承工作时元件上应力的变化二）轴承工作时元件上应力的变化滚动体滚动体当滚动体进入承载区后，当滚动体进入承载区后，所受负荷就由零逐渐增大到最大，然所受负荷就由零逐渐增大到最大，然后，再逐渐减小到直至零。因此，对后，再逐渐减小到直至零。因此，对滚动体某一点而言，它的应力是周期滚动体某一点而言，它的应力是周期性不稳定变化的。性不稳定变化的。 转动的内圈转动的内圈其上各点的受载情况其上各点的受载情况类似于滚动体。因此，旋转圈上

22、任一类似于滚动体。因此，旋转圈上任一点的应力是周期性不稳定变化的。点的应力是周期性不稳定变化的。 固定的外圈固定的外圈各点所受应力随位置各点所受应力随位置不同而大小不同，对位于不同而大小不同，对位于承载区内承载区内的的任一点任一点，当每个滚动体滚过一次便受，当每个滚动体滚过一次便受载一次，而所受负荷和应力的最大值载一次，而所受负荷和应力的最大值是不变的，承受稳定的脉动循环应力。是不变的，承受稳定的脉动循环应力。滚动轴承工作时，一般是内圈转动，滚动轴承工作时，一般是内圈转动，外圈固定。外圈固定。ht0ht0ht0通过承载通过承载区时间区时间通过非承通过非承载区时间载区时间通过承载通过承载区时间区

23、时间通过非承通过非承载区时间载区时间滚动体应力的变化滚动体应力的变化内圈应力的变化内圈应力的变化外圈应力的变化外圈应力的变化1 1疲劳点蚀疲劳点蚀滚动轴承工作时，由于它的内圈、外圈和滚动体上任意点的接触应力都滚动轴承工作时，由于它的内圈、外圈和滚动体上任意点的接触应力都是变化的，工作一定时间后，其接触表面就可能发生疲劳点蚀。点蚀发是变化的，工作一定时间后，其接触表面就可能发生疲劳点蚀。点蚀发生后，噪声和振动加剧，发热严重，致使轴承失效。一般在安装、润滑生后，噪声和振动加剧，发热严重，致使轴承失效。一般在安装、润滑和密封正常的情况下，和密封正常的情况下，疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式疲劳点蚀是

24、滚动轴承的主要失效形式。二二. . 滚动轴承的失效形式及计算准则滚动轴承的失效形式及计算准则一）一） 失效形式失效形式2 2塑性变形塑性变形转速很低或间歇往复摆动的轴承，一般不会发生疲劳点蚀，但在很大的静转速很低或间歇往复摆动的轴承，一般不会发生疲劳点蚀，但在很大的静载荷或冲击载荷作用下，会使套圈滚道和滚动体接触处的局部应力超过材载荷或冲击载荷作用下，会使套圈滚道和滚动体接触处的局部应力超过材料的屈服极限，以致表面出现塑性变形（凹坑），运转精度降低，并会出料的屈服极限，以致表面出现塑性变形（凹坑），运转精度降低，并会出现振动和噪声而不能正常工作现振动和噪声而不能正常工作 3 3磨损磨损在润滑不

25、良和密封不严的情况下，轴承工作时易发生磨损。转速愈高，在润滑不良和密封不严的情况下，轴承工作时易发生磨损。转速愈高，磨损愈严重。轴承磨损后会降低旋转精度，甚至失效。磨损愈严重。轴承磨损后会降低旋转精度，甚至失效。 对一般工作条件下的回转滚动轴承对一般工作条件下的回转滚动轴承经常发生点蚀，经常发生点蚀， 主要进行主要进行寿命计算寿命计算，必要时进行静强度校核；，必要时进行静强度校核；对于不转动、摆动或转速低（对于不转动、摆动或转速低（n n10 r/min10 r/min）的轴承）的轴承，要，要 求控制塑性变形，只需进行求控制塑性变形，只需进行静强度计算静强度计算；对于高速轴承对于高速轴承由于发

26、热而由于发热而常常常常造成的粘着磨损、烧伤造成的粘着磨损、烧伤，除进行寿命计算外，还需校验极限转速除进行寿命计算外，还需校验极限转速。二）计算准则二）计算准则 20-3 20-3 滚动轴承的寿命计算滚动轴承的寿命计算 是指轴承中任一滚动是指轴承中任一滚动体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀前体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀前所经历的总转数或一定转速下工作的所经历的总转数或一定转速下工作的小时数。小时数。一一. . 轴承寿命的几个概念轴承寿命的几个概念l /（ 106 r）05101550100破坏卛 指一批同指一批同型号的轴承，在相同的条件下运转，型号的轴承，在相同的条件下运转，90%90%的轴承不发

27、生疲劳点蚀时运转的的轴承不发生疲劳点蚀时运转的总转数定义为轴承的基本额定寿命，总转数定义为轴承的基本额定寿命，用用 l l1010 表示，单位为表示，单位为10106 6转（或用一转（或用一定转速下所能运转的总工作小时数定转速下所能运转的总工作小时数 l lh h表示，单位为小时）。表示，单位为小时）。 设计时，根据具体工作要求规定的轴承寿命，设计时，根据具体工作要求规定的轴承寿命，通常通常取机器的中修或大修期限作为轴承的预期寿命，用取机器的中修或大修期限作为轴承的预期寿命，用l lh h 表示。表示。10l l1010轴承的寿命轴承的寿命轴承的基本额定寿命轴承的基本额定寿命轴承的预期使用寿命

28、轴承的预期使用寿命二二. . 轴承寿命计算的基本公式轴承寿命计算的基本公式一一) ) 滚动轴承的疲劳曲线滚动轴承的疲劳曲线, ,即即: :载荷载荷寿命曲线（寿命曲线（p-lp-l曲线）曲线）p/nl l /(/(10106 6r)r)l1l2p1p21c滚动轴承的疲劳曲线滚动轴承的疲劳曲线曲线方程曲线方程: : p p l l1010= = c c 10106 6 = = 常数常数 疲劳曲线是疲劳曲线是表征轴承表征轴承载载荷荷 p p与基本额定寿命与基本额定寿命 l l之之间关系的载荷间关系的载荷寿命曲线寿命曲线（ p-lp-l曲线曲线 ）. .二二) )滚动轴承寿命计算的基本公式滚动轴承寿命

29、计算的基本公式由疲劳曲线方程可得由疲劳曲线方程可得寿命计算公式寿命计算公式: :c c基本额定动基本额定动载载荷荷标准规定为：标准规定为：基本额定寿基本额定寿命为命为10106 6转转, ,可靠度为可靠度为90%90%时时轴承能承受的载荷值轴承能承受的载荷值. .rpcl610以总转数以总转数( r )( r )为单位的寿命计算公式为单位的寿命计算公式: :rpcl610 h60106小时pcfnlth实际计算时，用小时数表示轴承寿命实际计算时，用小时数表示轴承寿命: :n _ 轴承的工作转速轴承的工作转速, , r/min;r/min;式中式中: : l lh h _ _ 按小时数计算的轴承

30、的基本额定寿命按小时数计算的轴承的基本额定寿命,h;,h;p _ 轴承的当量动轴承的当量动载载荷荷,n;,n;对向心轴承对向心轴承为基本为基本径向径向额定动额定动载载荷，以荷，以c cr r表示表示对推力轴承对推力轴承为基本为基本轴向轴向额定动额定动载载荷，以荷，以c ca a表示表示c _ 轴承的基本额轴承的基本额 定动定动载载荷荷,n,nc cr r（或（或c ca a）值根）值根据轴承型号查机据轴承型号查机械设计手册械设计手册f ft t _ 温度系数温度系数, ,是对轴承工作温度高于是对轴承工作温度高于120120时的基本额定动时的基本额定动载载荷荷 c c值进行修正的系数，值进行修正

31、的系数，f ft t可查表可查表14-1014-10。轴承工作温度轴承工作温度温度系数温度系数f ft t125150175300350200225250 12010.950.800.900.850.750.500.700.60寿命指数，寿命指数，预期计算寿命预期计算寿命l l1 1h h _通常取机器的中修或大修期限作为轴承的预期寿命。预通常取机器的中修或大修期限作为轴承的预期寿命。预期寿命一般约为期寿命一般约为5000500020000h20000h，间歇、短期工作时取小值，连续长期工作时，间歇、短期工作时取小值，连续长期工作时取大值，表取大值，表20-920-9的荐用值可供参考。的荐用值

32、可供参考。 cnlfpcht61060轴承轴承正常工作的条件正常工作的条件hthlpcfnl60106或或按按cccc从机械设计从机械设计手册中选择轴承型号手册中选择轴承型号三三. . 滚动轴承的当量动载荷滚动轴承的当量动载荷p p当量动载荷：当量动载荷：为了能与基本额定动载荷在相同条件下比较为了能与基本额定动载荷在相同条件下比较, ,使轴承使轴承 寿命与实际复合载荷作用下等寿命的寿命与实际复合载荷作用下等寿命的假想载荷假想载荷2.2. 对只能承受纯径向对只能承受纯径向载载荷荷f fr r的圆柱滚子轴承及滚针轴承，当量动的圆柱滚子轴承及滚针轴承，当量动载载荷为荷为一）当量动一）当量动载载荷计算

33、公式荷计算公式1.1.向心角接触轴承向心角接触轴承：在不变的径向和轴向：在不变的径向和轴向载载荷作用下，其径向当量动负荷为：荷作用下，其径向当量动负荷为：p =fp (xfr + yfa)式中式中: :f fr r轴承所承受的名义径向轴承所承受的名义径向载载荷；荷；f fa a轴承所承受的名义轴向轴承所承受的名义轴向载载荷；荷；xx径向动径向动载载荷系数，其值见表荷系数，其值见表20-1020-10；yy轴向动轴向动载载荷系数，其值见表荷系数，其值见表20-1020-10；p = fp frp = fp fa 3.3.对只能承受纯轴向对只能承受纯轴向载载荷荷a a的推力轴承，当量动的推力轴承，

34、当量动载载荷为荷为fp 动载荷系数，动载荷系数，考虑机械在工作中有冲击，振动等影响，使轴承寿考虑机械在工作中有冲击，振动等影响，使轴承寿 命降低命降低而而引入引入的对当量动载的对当量动载荷荷进行修正的进行修正的系数，系数，见表见表20-1120-11。 二）二） 径向动径向动载载荷系数荷系数x x和轴向动和轴向动载载荷系数荷系数y y的确定的确定其值见表其值见表20-1020-10；e 轴向轴向载载荷影响系数，其数值受接触角荷影响系数，其数值受接触角变化的影响变化的影响f fa a/c/coror-反映轴向负荷的相对大小，它通过接触角反映轴向负荷的相对大小，它通过接触角的的 变化而影响变化而影

35、响e e值。值。f fa a/f/fr r-轴向载荷与径向载荷的比值轴向载荷与径向载荷的比值1. 1. 表表20-1020-10中中各符号的含义各符号的含义x= 1y = 0当当f fa a/f/fr r e e时，表示轴向时，表示轴向载载荷对荷对轴承寿命的影响可以忽略不计轴承寿命的影响可以忽略不计深沟球轴承和深沟球轴承和=15=15角接角接触球轴承触球轴承的的e e值，值，x x和和y y根据根据f fa a / /c coror的值，查表的值，查表20-1020-10当当f fa a/f/fr r e e时，表示轴向时，表示轴向载载荷对荷对轴承的寿命影响较大，计算当量轴承的寿命影响较大，计

36、算当量动动载载荷荷p p 时必须考虑时必须考虑 f fa a 的影响的影响=25 =25 ，=40 =40 角接角接触球轴承触球轴承的的e e值，值，x x和和y y值，值，直接查表直接查表20-1020-10圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承的的e e值，值，x x和和y y值，根据轴承型号查手册值，根据轴承型号查手册2. x2. x和和y y值值确定方法确定方法表表20-10 当量动负荷的系数当量动负荷的系数x、y深沟球轴承深沟球轴承0.0250.040.070.130.250.500.220.240.270.310.370.442.01.81.61.41.21.000.561010101.611.

37、531.401.261.121.000.340.360.390.430.490.550.0250.040.070.130.250.50=150角接触角接触球轴承球轴承0.45圆锥滚子圆锥滚子根据型号根据型号查手册查手册根据型号根据型号查手册查手册=2500. 70.410.851100=4000.990.360.640.4四、角接触球轴承与圆锥滚子轴承轴向力四、角接触球轴承与圆锥滚子轴承轴向力f fa a的计算的计算frfs一）角接触球轴承与圆锥滚子轴承的结构特点：一）角接触球轴承与圆锥滚子轴承的结构特点： 角接触球轴承与圆锥滚子轴承在滚动体角接触球轴承与圆锥滚子轴承在滚动体滚道接触处存在着滚

38、道接触处存在着接触角接触角二）角接触球轴承与圆锥滚子轴承的承载特点：二）角接触球轴承与圆锥滚子轴承的承载特点： 当轴承当轴承只承径向载荷只承径向载荷f fr r时时，由于滚动体的，由于滚动体的载荷方向与轴承径向平面成一接触角载荷方向与轴承径向平面成一接触角，故会，故会派生出内部轴向力派生出内部轴向力f fs s ，计算轴承轴向力，计算轴承轴向力f fa a时，时，必须将其必须将其内部轴向力内部轴向力f fs s 考虑进去。考虑进去。三）角接触球轴承与圆锥滚子轴承内部轴向力三）角接触球轴承与圆锥滚子轴承内部轴向力f fs s的大小和方向的大小和方向角接触球轴承与圆锥滚子轴承内部轴向力角接触球轴承

39、与圆锥滚子轴承内部轴向力f fs s的大小的大小角角 接接 触触 球球 轴轴 承承轴承类型轴承类型= 25 = 25 = 15 = 15 = 40 = 40 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承f fs s0.5fr0.7fr1.1frfr / 2yf fs s的方向的方向: : f fs s总是沿着内圈和滚动体对外圈脱离的方向。总是沿着内圈和滚动体对外圈脱离的方向。即：指向外圈的窄边即：指向外圈的窄边四）角接触球轴承与圆锥滚子轴承轴向力四）角接触球轴承与圆锥滚子轴承轴向力f fa a的计算方法的计算方法承受径向负荷承受径向负荷f fr1r1、f fr r2 2时派生的时派生的内部轴向力内部轴向力f fs

40、 s1 1、f fs s2 2大小及方向大小及方向所有作用在轴上的所有作用在轴上的轴向外负荷轴向外负荷 fa两轴承的两轴承的安装形式安装形式同一轴上两轴承的轴同一轴上两轴承的轴向负荷向负荷f fa1a1和和f fa2a2取决于取决于以以圆锥滚子圆锥滚子轴承正装为轴承正装为例例faf fr1r1f fs s1 1f fr2r2f fs s2 212faf fr1r1f fr2r2f fs s1 1f fs s2 2轴承轴向力轴承轴向力f fa a的计算的计算12f fs s2 2f fs s1 1fa12f fs s2 2f fs s1 1fa12（1）fs1+ fa fs2f轴有向右移动的趋势

41、，使轴承轴有向右移动的趋势，使轴承2“2“压紧压紧”，轴承，轴承1“1“放松放松”。右右端盖通过外圈，给分离体一个附加轴向平衡力端盖通过外圈，给分离体一个附加轴向平衡力ff。fs1+ fa = fs2+ f分离体轴向受力的平衡条件为分离体轴向受力的平衡条件为: :fs1+ fa fs2fffffsasa212121sasaffffff =fs1+ fa - fs2轴承轴承1 1被被“放松放松”，其轴向力为：，其轴向力为：轴承轴承2 2被被“压紧压紧”, ,其轴向力为：其轴向力为：f fs s2 2f fs s1 1fa12（2）fs1+ fa e = 0.68，x = 0.41 ，y = 0.

42、87解（解（a a）图）图f fr1r1f fr2r2faf fs1s1fs2f fa2a2f fs1s1f fa a3520n3520n（压紧端）（压紧端）因为：因为：f fs1s1+f+fa a25202520100010003520n3520nf fs s2 2=1260 n=1260 n所以，所以，f fa1a1f fs1s12520n2520n（放松端）（放松端）fa1fr1 =2450n3600 = 0.68 = e ，x = 1 ，y = 0p1 = fp fr1 = 1.2 3600 = 4320 np2 = fp (x fr2 + y fa2) = 1.2 (0.411800

43、 + 0.873520) = 4476 n 3 3）求两轴承的当量动载荷）求两轴承的当量动载荷p p1 1，p p2 2解解2 2：计算（：计算（b b）方案轴向力）方案轴向力f fa1a1，f fa2a2f fs1s10.7f0.7fr1r1=0.7=0.73600=2520n3600=2520nf fs2s2=0.7f=0.7fr2r2=0.7=0.71800=1260n1800=1260nf fr1r1f fr2r2解（解（b b）图）图faf fs2s2fs11 1）求两轴承在径向载荷作用下产生的）求两轴承在径向载荷作用下产生的 内部轴向力内部轴向力2 2）求两轴承的轴向力）求两轴承的

44、轴向力f fa1 a1 f fa2a2f fa2a2=f=fs1s1f fa a25202520100010001520n 1520n （压紧端）（压紧端）所以，所以，f fa1a1f fs1s12520n2520n（放松端）（放松端）因为：因为：f fs2s2f fa a12601260100010002260n2260nfsfs1 12520n2520n3 3）求两轴承的当量动载荷）求两轴承的当量动载荷p p1 1，p p2 2p p2 2 = f = fp p (x f (x fr2r2 + y f + y fa2a2) = 1.2 ) = 1.2 (0.41 (0.411800 + 0

45、.871800 + 0.871520) 1520) = 2436 n= 2436 np p1 1 = f = fp p f fr1r1 = 1.2 = 1.2 3600 = 4320 n 3600 = 4320 nf fa2a2f fr2r2 = 1520 = 15201800 = 0.84 e 1800 = 0.84 e ，x = 0.41 x = 0.41 ，y = 0.87y = 0.87f fa1a1f fr1r1 =2520n =2520n3600 = 0.68 = e 3600 = 0.68 = e ，x = 1 x = 1 ，y = 0y = 0875nff1875nfffn15

46、63f1875n1000)n875(ff875nn1.6228002yffn1563n1.6250002yffs2a2as2a1s1as2r2s2r1s1n2800n)875028001 (1)(n5000n)18756 . 150004 . 0 (1)(1 0y 1 x37. 031. 028008756 . 1y 4 . 0 x37. 0375. 050001875222221111122221111arparpprarafyfxfpfyfxfpfeffeff取载荷平稳，h320449)28005150095. 0(7206010h46386)50005150095. 0(720601010/3 8-15 350 95. 0 )(60103/10623/10616hhtthllpfpcfnl，）表（其中结束内圈内圈装在轴颈上，随轴转动装在轴颈上，随轴转动外外 圈圈内内 圈圈滚动体滚动体保持架保持架球球圆柱滚子圆柱滚子滚滚 针针常用的滚动体形状常用的滚动体形状 球面滚子球面滚子圆锥滚子圆锥滚子一一. .滚动轴承的构造滚动轴承的构造外圈外圈装在轴承座孔内，一般不转动装在轴承座孔内，一般不转动滚动体滚动体滚动轴承的核心元件滚动轴承的核心元件保持架保持架将将滚动体均匀隔开，避免摩擦滚动体均匀隔开，避免摩擦由由四种元四种元件组成件组成一、滚动轴承的轴向固定一、滚动轴