滚动轴承典型例题解

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1．解释以下轴承含义并用简化画法绘制以下滚动轴承的结构简图，用图表示其所能承受载荷的方向：

（１）6106；（2）3206；（3）7306B/P6；（4）N1306/C2；（5）51306解：（1）深沟球轴承，直径系列：特轻，正常宽，内径d=25mm,公差0级，游隙0组；（２）短圆柱滚子轴承，直径系列：轻，正常宽，内径d=45mm,公差6级，游隙0组；（３）角接触球轴承，直径系列：轻，正常宽，接触角?质J；

（４）圆锥滚子轴承，直径系列：轻，正常宽，内径d=45mm,，公差5级，游隙0组。2．选择以下设备中滚动轴承的类型：

（１）电机转子轴轴承；（60000深沟球轴承）

（２）蜗杆轴轴承（n＝１４６０r／min）；（70000角接触球轴承）（３）火车轮轴；（N0000，短圆柱滚子轴承）（４）餐桌转盘轴。（50000，推力球轴承）3．3208轴承额定动载荷C

?15?，公差0级，游隙0组，协同性

?34000N。（１）当量动载荷P?6200N，工作转速

n?730r/min。试计算轴承寿命Lh；（２）若要求Lh?10000h，允许的当量动载荷Ｐ

106C?1063400010

Lh?()h?()3?6639.68h60nP60n6200多大？解：1.

2.当Lh

?10000小时，求P

106P??5482N60?730?100001034．一对７２１０AC轴承分别承受径向力Fr1?8000N，Fr2?5200N，轴上作用力FA

方向如图示。试求以下状况下各轴承的内部轴向力Fd1、Fd2（FS1、FS2）和轴向力Fa1、Fa2。（１）FA?2200（２）FA?900N；（３）FA?1904NN；

解：1.求内部轴向力Fd

Fd1?0.68Fr1?0.68?8000?5440N，

Fd2?0.68Fr2?0.68?5200?3536N

2．求轴承的轴向力

（1）当外载荷

FA?2200N，F?F?2200?3536?5736N?F?5440N

Ad2d1轴承有向左游动趋势，轴承1压紧，轴承2放松。轴承的轴向力为：

Fa1?Fd2?FA?3536?2200?5736NFa2?Fd2?3536N

（2）当F

A?900N

FA?Fd2?900?3536?4436N?Fd1?5440N1

轴承有向右游动趋势，轴承2压紧，轴承1放松。轴承的轴向力为：

Fa1?Fd1?5440A

Fa2?Fd1?FA?5440?900?4540N

（3）当F

?1904N，FA?Fd2?1904?3536?5440N?Fd1?5440N

Fa1?Fd1?5440N，Fa2?Fd2?3536N

5.试计算以下轴承（两端单向固定）的径向力Fr，轴向力

Fa，当量动载荷P。图示三种状况下，哪个轴承寿命低？

已知轴上的载荷FR?3000N，FA?500N，fP?1，ft?1，e?0.68。

轴承类型70000C70000AC70000BFd0.4Fr0.68FrFrFa/Fr?0.68P?Fr

Fa/Fr?0.68P?0.4Fr?0.87Fa（a）

（b）

（c）

解：1.求

Fr1，F

r2

：Fr1?1122?1000NFR??3000?2000N，Fr2?FR??300033332．求（a）图中的当量动载荷值（1）求轴承的轴向载荷

Fa1?FA?500N，Fa2?0

Fa1500??0.25?e，x1?1,y1?0Fr12000（2）计算当量动载荷P

Fa2?0x2?1,y2?0Fr2?P2（轴承1寿命低）P?Fr1?2000N，P2?Fr2?1000NP112．求（b）图中的当量动载荷值

Fr1?2000N，Fr2?1000N

2

a)b)

求轴承的内部轴向力

Fd2?0.68Fr2?0.68?1000?680NFd1?0.68Fr1?0.68?2000?1360N，求轴承的轴向力

FA?Fd2?500?680?1180N?Fd1?1360N轴承2是压紧端

Fa2?Fd1?FA?1360?500?860N，Fa1?Fd1?1360N

c)

求当量动载荷值P

查《机械零件设计手册》70000轴承：

FaF?0.68，P?Fr，a?0.68P?0.41Fr?0.87FaFrFrFa11360?Fr1?2000N1??0.68，PFr12000Fa2860??0.86?0.68Fr21000

P2?0.41?1000?0.87?860?1158N

P1?P2，轴承1危险

3．求（C图）中的P值

Fr1?2000NFr2?1000N

?680NFd1?0.68Fr1?0.68?2000?1360N，Fd2?0.68Fr2?0.68?1000（1）求轴承的轴向力

FA?Fd1?500?1360?1860N?Fd2?680N轴承2压紧。

Fa2?Fd1?FA?1360?500?1860N，Fa1?Fd1?1360N（2）求当量动载荷值P

Fa11360?Fd1?2000N1??0.68PFr12000Fa21860??1.86?0.68P2?0.41?1000?0.87?1860?2028NFr21000P2?P1，轴承2危险。

6.图示斜齿圆柱齿轮减速器低速轴转速

n?196r/min，

FT?1890N，

FR?700N，3

FA?360N。轴颈处直径d0?30mm，轴承预期寿命Lh?20000h，fP?1.2，斜齿轮分度圆直径d?188mm

试选择轴承型号。

（1）选用一对向心球轴承；（2）选用一对圆锥滚子轴承。解：1.求轴承的径向力

?Mi?0，

V面：

94FA?180FrV2?90FR?0，

FrV2?

90FR?94FA90?700?94?360??162N180180?yi?0，FrV1?FR?FrV2?700?162?538NH面：

FrH1?FrH2?合成：

Ft1890??945N2222Fr1?FrV1?FrH1?5382?9452?1087N

Fr2?FrV2?FrH2?162?945?958.78N2222

2．选用向心球轴承

初选轴承型号6206，其主要参数为：C（1）求轴承的轴向力对于深沟球轴承，轴向外载荷

r?19.5KN，C0r?11.5KN（查手册选取）

FA指向哪个轴承，哪个轴承便完全承受它：

Fa1?FA?360NFa2?0

（2）计算求当量动载荷值P根据

12.3Fa112.3?360查得：e?0.22??0.0385C0r115000Fa1360??0.337?e?0.22则：x1?0.56,y1?1.99Fr11087

P1?x1Fr1?y1Fa1?0.56?1087?1.99?360?1325N

（3）计算轴承寿命

106ftC?1061195003Lh?(?)?(?)?156802h?20000h60nfPP60?1961.21325满足寿命要求，但Lh3．选用圆锥滚子轴承

（1）初选30206型其主要参数为：C

??Lh?，6106轴承再算（略）。

r?43.2KN，C0r?50.5KN，e?0.37，y?1.6

4

（参数值取自周开勤《机械零件设计手册》第五版P117）当：

FaF?e，P?Fr，a?e，P?0.4Fr?1.6Fa；F?FFrFr2yrd（2）求内部轴向力

Fd1?F958.78Fr11087?299.6N??339.6N，Fd2?r2?2y2?1.62y2?1.6（3）求轴向力

FA?Fd2?360?299.6?659.6N?Fd1?339N

轴承1压紧,

Fa1?Fd2?FA?360?299.6?659.6N

Fa2?Fd2?299.6N

（4）求当量动载荷

Fa1659.6??0.606?e?0.37x1?0.4,y1?1.6Fr11089Fa2299.6??0.312?e?0.33x2?1,y2?0Fr2958.78

P?x1Fr1?y1Fa1?0.4?1087?1.6?659.6?1490.16N1P2?Fr2?958.78N

（5）计算寿命

106ftC?106143.2?10310

Lh?(?)?(?)3?3465932h??20000h60nfPP60n1.21490.16以上分析比较：选用选用圆锥滚子轴承寿命过于富足，经济性不够合理。选用6106型轴承较好。7.一减速器轴用一对3208轴承支承，已知轴承所受径向载荷Fr1轴上的轴向载荷FA（1）e注：3208轴承的有关参数为：

?2740N，Fr2?1160N，作用在

。求轴承的使用寿命h。?276N，轴的转速n?960r/min。

?0.38，C?34000N,

当Fa/Fr?e，x?1，y?0，当Fa/Fr?e，x?0.4，y?1.6。

第7题

（2）轴承的内部轴向力

FS?Fr/2y（y为不等于零的载荷系数）载荷系数fP?1，温度系数ft?1。

解：1求内部轴向力

2．求轴向力

Fd1?Fr12740??856N2y2?1.6Fd2?Fr21160??362.5N2y2?1.6FA?Fd1?276?856?1132N?Fd2?362.5N

Fa2?FA?Fd1?276?856?1132NFa1?Fd1?856N

3．当量动载荷

5

Fa1F?856?0.312?ex1?1,y1?0r12740Fa2F?11322740?0.975?ex2?0.4,y2?1.6r2P1?Fr1?2740NP2?x2Fr2?y2Fa2?0.4?1160?1.6?1132?2275N64．计算寿命

10C?1033400010Lh?(P)?(2740)3?79795h

60n160?9608．问题同题7。

解：1.求径向力

FFRr1?Fr2?2?2000N第8题

2．求内部轴向力

FFr1d1??20001.6?625NFd2?Fd1?625N2y2?3．求轴向力

Fa1?Fd1?625N，Fa2?Fd2?625N

4．计算当量动载荷

P1?Fr1?2000N,P2?Fr2?2000N5．计算寿命

L106C6?103400010h?60n(P)?60?960(2000)3?219315h9．问题同题8。比较哪个轴承寿命更长。解：1.求径向力

?Mi2?0，Fr1?4000l3l?1333N，?Fiy?0，Fr2?4000?1333?2667N

第9题

2．求内部轴向力

FFr1d1??13332?1.6?417NFF2667d2?r22y?2?1.6?833N2y3．求轴向力Fd2?Fd1轴承1为压紧端

4．计算当量动载荷

Fa1?833?0.642?e?0.38，x1?0.4,y1?1.6Fr11333Fa2?833?0.312?e?0.38，Fx2?1,y2?0r22667

6

P?0.4Fr1?1.6Fa1?0.4?1333?1.6?833?1865N1?P2轴承1寿命更长。P2?Fr2?2667NP110．一水泵轴用深沟球轴承支承。已知轴径d?35mm，转速n?2900r/min，轴承所受径向载荷

Fr?2300N。轴向载荷Fa?540N，要求使用寿命Lh?5000h，试选择轴承型号。

解：1。初选滚动轴承型号6207，其主要参数为：C0r2．确定

?15.2KN，Cr?25.5KN,

e值及x,y根据F?aC0r540?0.03515.2?103查得：e?0.22

当：

FaF?e，x?1,y?0a?e，x?0.56,y?1.99

FrFr3．算当量动载荷值

Fa540??0.23?e?0.22Fr2300P?xFr?yFa?0.56?2300?1.99?540?2360N

4．计算所需的基本额定动载荷值

C??P?60n?2360360?29005000?C?25500N

Lhr106106故初选轴承型号适合。

P，基本额定动载荷为C，当当量动载荷由P

增达到2P，其寿命有何变化？若当量动载荷不变，而转速由n增大到2n（不超过极限转速），寿命

11．某滚动球轴承的预期寿命为

当量

又有何变化？

解：1.当量动载荷为P时，2．当量动载荷为2P时，

?h，L10106P

Lh?()60nn106C?10613C3?h?L10()?()()60n2P60n2P由此可见

1?h?LhL10810h3．当转速由n增加到2n时，L??106C1?()??Lh2?60nP2★12．一对30206轴承的预期工作寿命是20000h，现经计算求得轴承Ⅰ、Ⅱ的基本额定寿命为28000h

和16800h。（1）求满足工作寿命时的可靠度为多少？（2）若因工作需要，要求轴承工作可靠度达到

98%，则此时两轴承的的工作寿命LRh应为多少？

解：1.求两轴承满足预期工作寿命（20000）时的可靠度（参考XX交通大学唐照民《机械设计》）

7

已知对应两轴承的基本额定寿命28000h、16800h的可靠度均为R=90。30206周成的离散指数?由此可求得两轴承满足预期寿命时的可靠度R、RⅡ为：Ⅰ?9

8

RⅠ?e?0.10536(200009/8)28000?93%

RⅡ?e?0.10536(200009/8)16800?88%

2．求两轴承在可靠