第12章习题及解答12.1 滚动轴承主要类型有哪几种？各有何特点？试画出它们的结构简图。

解: 请参阅教材表14.1。

12.2 说明下列型号轴承的类型、尺寸、系列、结构特点及精度等级：32210E ，52411/P5，61805，7312AC ，NU2204E 。

解 ：32210E------圆锥滚子轴承、宽轻系列、内径50、加强型；52411/P5----推力球轴承、宽重系列、内径55、游隙5级； 61805--------深沟球轴承、正常超轻、内径25；7312AC-----角接触球轴承、窄中系列、内径60、接触角25︒； NU2204E----无挡边圆柱滚子轴承、窄轻系列、内径20、加强型。

12.3 选择滚动轴承应考虑哪些因素？试举出1~2个实例说明之。

解 ：载荷性质、转速、价格等。

12.4 滚动轴承的主要失效形式是什么？应怎样采取相应的设计准则？解：疲劳点蚀、塑性变形；寿命、静载荷校核。

12.5 试按滚动轴承寿命计算公式分析：（1） 转速一定的7207C 轴承，其额定动载荷从C 增为2C 时，寿命是否增加一倍？解: 由公式ε⎪⎭⎫ ⎝⎛=F C n L h 60106 可知, 当额定动载荷从C 增为2C 时, 寿命增加应为()εC 2(2) 转速一定的7207C 轴承，其当量动载荷从P 增为2P 时，寿命是否由L h 下降为L h /2？解: 由公式ε⎪⎭⎫ ⎝⎛=F C n L h 60106 可知, 当其当量动载荷从P 增为2P 时, 寿命下降应为ε⎪⎭⎫ ⎝⎛21(3) 当量动载荷一定的7207C 轴承，当工作转速由n 增为2n 时，其寿命有何变化？解: 由公式ε⎪⎭⎫ ⎝⎛=F C n L h 60106可知, 当工作转速由n 增为2n 时，其寿命为原来的⎪⎭⎫ ⎝⎛21 12.6 选择下列正确答案。

滚动轴承的额定寿命是指一批相同的轴承，在相同的条件下运转，当其中 10% 的轴承发生疲劳点蚀时所达到的寿命。

（a ） 1%（b ） 5%（c ） 10%（d ） 50%12.7 一矿山机械的转轴，两端用6313深沟球轴承；每个轴承受径向载荷 R =5400 N ，轴的轴向载荷A =2650 N ，轴的转速n =1250 r/min ，运转中有轻微冲击，预期寿命L h =5000 h ，问是否适用？解: （1）由机械零件设计手册得6313深沟球轴承的C 0=56500 N , A/C 0= 2650/56500=0.0469,查表14.11 得 e=0.25（2） 而A/R= 2650/5400=0.49＞e, 查表14.11 得X=0.56,Y=1.85,故径向当量动载荷为P=0.56×5400+1.85×2650=7926.5(3) 由机械零件设计手册得6313深沟球轴承的C=72200, 因t <100︒C ，由表14.8查得f T =1，因载荷有轻微冲击，由表14.9查得f F =1.1，对球轴承取ε=3。

将以上有关数据代入下式ε⎪⎪⎭⎫⎝⎛=F f C f n L P T h 60106 75705.79261.1722001250601036=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=h L ＞5000,故该深沟球轴承适用。

12.8 根据工作条件，某机械传动装置中轴的两端各采用一深沟球轴承，轴颈直径d =35mm ，转速n =1460r/min ，每个轴承受径向负荷R =2500N ，常温下工作，负荷平稳，预期寿命L h =8000h ，试选择轴承的型号。

解: （1）初选轴承的型号为6307, 由机械零件设计手册得6307深沟球轴承的C 0r =17800 N, C r =25800(2) 由于轴承在常温下工作,由表14.8查得f T =1，载荷负荷平稳，由表14.9查得f F =1.0，对球轴承取ε=3。

将以上有关数据代入下式ε⎪⎪⎭⎫⎝⎛=F f C f n L P T h 60106 得125462500258001460601036=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=h L ＞L h =8000h故可选轴承的型号为6307。

12.9 一深沟球轴承 6304承受径向力 R =4 kN ，载荷平稳；转速n=960 r/min ，室温下工作，试求该轴承的额定寿命，并说明能达到或超过此寿命的概率。

若载荷改为R =2 kN 时，轴承的额定寿命是多少？解: （1）由于轴承在常温下工作,由表14.8查得f T =1，载荷负荷平稳，由表14.9查得f F =1.0，对球轴承取ε=3。

将以上有关数据代入下式ε⎪⎪⎭⎫⎝⎛=F f C f n L P T h 60106 得5.492400012200960601036=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=h L h能达到或超过此寿命的概率为10%。

若载荷改为R =2 kN 时，则轴承的额定寿命为6.3940200012200960601036=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=h L h12.10 图14.25所示为一对7209C 轴承，承受径向负荷R 1=8 k N ，R 2=5 k N ，试求当轴上作用的轴向负荷为F A =2 k N 时，轴承所受的轴向负荷A 1与A 2。

图 14.25图 14.26解: （1）计算轴承1、2的轴向力A A 、A B由表14.12可知70000C 型轴承的内部轴向力S A 、S B 为 S 1=0.5R 1=0.5×8 =4 k N S 2=0.5R 1=0.5×5 =2.5 k N 因为S 2＋F A =2.5+2=4.5 ＞ S 1=4所以轴承1被压紧,则二轴承所受的轴向负荷A 1与A 2为A 1 = S 2＋F A =4.5 kN A 2=S 2 =2.5 kN12.11 如图14.26中一对30307圆锥滚子轴承，已知轴承1和轴承2的径向载荷分别为R 1=584N ，R 2=1776N ，轴上作用的轴向载荷F A =146N 。

轴承载荷有中等冲击，工作温度不大于100︒C ，试求轴承1和轴承2的当量动载荷P 。

解: （1）计算轴承1、2的轴向力A A 、A B由机械零件设计手册得30307圆锥滚子轴承的C r =71200 N, C 0r =50200 N , Y = 1.9, e=0.31表14.12可知圆锥滚子轴承轴承的内部轴向力S A 、S B 为 S 1= R 1/2Y=584/（2×1.9）=153.6 N S 2= R 2/2Y=1776/（2×1.9）=467.4 N 因为S 2＋F A =467.4+146=613.4 ＞ S 1=153.6所以轴承1被压紧,则二轴承所受的轴向负荷A 1与A 2为A 1 = S 2＋F A =613.4 N A 2=S 2=467.4 N (2) 计算轴承1、2的当量动载荷31.026.017764.46731.005.15844.6132211<==>==R A R A查表18-11可得X 1=0.40、Y 1=1.9；X 2=1、Y 2=0。

故当量动载荷为N1776N 13994.6139.158440.021==⨯+⨯=P P12.12 一双向推力球轴承52310，受轴向负荷A =4800N ，轴的转速n =1450r/min ，负荷有中等冲击，试计算其额定寿命。

解：（1）查机械零件设计手册得52310的C r =74.5 kN （2）P =A =4800 N（3）取f T =1.0，f F =1.4，则轴承的额定寿命为1566148004.1745001450601036=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=h L h12.13 某机械的转轴，两端各用一个径向轴承支持。

已知轴颈d =40 mm ，转速n =1000 r/min ，每个轴承的径向载荷R =5880 N ，载荷平稳，工作温度t=125︒C ，预期寿命L h =5000 h ，试分别按深沟球轴承和圆柱滚子轴承选择型号。

并比较之。

解：（1）初选深沟球轴承和圆柱滚子轴承型号为6208(C r =22800, C 0r =15800)和N2208(C r =36500, C 0r =24000)(2) 由表14.8查得f T =0.95，载荷负荷平稳，由表14.9查得f F =1.0，对球轴承取ε=3, 对滚子轴承ε=10/3。

将以上有关数据代入下式ε⎪⎪⎭⎫⎝⎛=F f C f n L P T h 60106 对球轴承1.83358802280095.010*******6=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=h L h, 不满足要求,再选6408 (C r =50200, C 0r =37800),得8.889158805020095.010*******6=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=h L h对圆柱滚子轴承1564358803650095.010*******/106=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=h L h可看出圆柱滚子轴承比球轴承的承载能力大得多。

12.14 根据工作要求选用内径d =50 mm 的圆柱滚子轴承。

轴承的径向载荷R =39.2 k N ，轴的转速n =85 r/min ，运转条件正常，预期寿命L h =1250 h ，试选择轴承型号。

解：（1）初选圆柱滚子轴承型号为N410(C r =11500) （2）P =R =39200 N（3）取f T =1.0，f F =1.0, 代入下式, 得495039200115008560103/106=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=h L h所选轴承型号为N410合适。

12.15 一齿轮轴由一对 30206轴承支承，支点间的跨距为 200 mm ，齿轮位于两支点的中央。

已知齿轮模数m n =2.5 mm ，齿数z 1=17，螺旋角β=16.5︒，传递功率P =2.6 kW ，齿轮轴的转速n =384r/min 。

试求轴承的额定寿命。

解： (1) 计算齿轮的作用力4.646613846.21055.91055.966=⨯=⨯=n P T N·mm 5.2917326.448.129322211===d T F t N5.1107=Fr N2.864=Fa N (2) 计算轴向力R 2V =457.98 R 1V =649.5 R 1H = R 2H =1458.75 ()8.15962/1111==+V H R R R ()95.15282/1222==+VH R R R4992.38.1596211===Y s R8.4772.395.1528222===Y s R轴承采用面对面布置, 因S 2+ F A =477.8+864.2=1342> S 1, 故轴承1被压紧, 轴承2被放松。

则A 1=1342 N ，A 2=477.8 N(3)计算轴承的寿命查手册得30206的C r =41.2 kN, C 0r =29.5 kN, e=0.37, Y=1.6 37.084.08.1596134211>==R A37.031.096.15288.47722<==R AP 1=0.4R 1+1.6A 1 =0.4×1596.8+1.6×1342=2785.92 N 。