三．轴承组合调整
1．间隙（游隙）调整：端盖上垫片、圆螺母 2．轴系位置调整：套杯与外廓间垫片
四．提高轴承刚度和同心度
47
五．轴承的配合
内圈与轴颈：基孔制 如 k5，k6，m5，m6，n6 外圈与座孔：基轴制 如 J6，H7，G7
六．轴承的预紧
目的：提高旋转精度；提高支承刚度 减低振动、噪音
方法： 预紧装置
6
§13-2 滚动轴承的主要类型及代号
一．主要类型
1．按承载方向分 向心轴承：受径向载荷 (及少量轴向载荷) 推力轴承：受轴向载荷 向心推力轴承 ：同时受径向轴向载荷
7
向心轴承：主要承受径向载荷R 深沟球轴承（6） 圆柱滚子轴承（N）
向心推力轴承：R + A 角接触球轴承（7） 圆锥滚子轴承（3）
代代 号号
内 径 代 号
内 部 结 构
代
号
公游 差隙 等系 级列 代代 号号
12
1．内径尺寸代号
d
10 12
代号 00 01
2．直径系列代号
15 17 20 ～ 480 02 03 04 ～ 96 (d/5)
0、1、2、3、4
3．宽度系列代号 0表示正常，可省略， 但对调心滚子轴承、圆锥滚子轴承必须标出
（3） S 的大小计算公式 类型 30000 70000C 70000AC 70000B
S
注意
R/2Y eR
0.68R 1.14R
① Y 值为A/R > e 时的 Y 值 ② R1≠R2 → S1≠S2
38
（4）A 的求取（以面对面安装为例）
★分三种情况 Q
①当S1 S2 Fa时 A1 S1 S2 Fa A2 S2
向心球轴承σHmax= 4200MPa 滚动轴承 σHmax= 4000MPa 调心球轴承σHmax= 4600MPa
44
§13-5 轴承装置的设计
具体见轴系结构设计
一．轴承配置方法：三种
1．双支点单向固定（两端固定式） 深沟球轴承（6） 成对 C=0.2~0.4 角接触轴承 （3，7） 成对 应用 工作温度不高的短轴
★载荷角：轴承实际承受的径向载荷R 与 轴向载荷A的合力与半径方向的夹角。
N
N
R
A
R
A
20
21
●向心推力轴承
N i 分解 Pi :
pi水平 0
pi垂直 Ri' R (径向载荷 )
pi R (向量和 径向载荷 )
注意 :
Si : S
S i
Pi tg (内部轴向力 ) A
称为轴向基本额定动载荷，用符号Ca表示。 ●对角接触球轴承或圆锥滚子轴承，
指使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量
用符号Cr表示。
向心轴承 向心推力轴承
C=Cr
推力轴承 C=Ca
29
载荷—寿命曲线
30
（二）寿命计算公式
m rN
N
常数
L10CP
106转
P L10 C 1
寿命指数：
Lh
106 C 60nP
A2 = max (S2，S1+Fa) = max (200，700) = 700
Fa=500
⊙
S1=200
S2=200
注意： ① S 的方向 ② S 的大小 ③ P = fP (XR+YA)，P ≠ fP (XA+YR) ④取P1 P2中大者代入公式计算求Lh 42
二．不同可靠度尺寸的寿命计算
Ln = a1 L10
45
2．单支点双向固定（一端固定一端游动式）
深沟球轴承 （6） 固定端 角接触轴承 （3，7） 成对
组合轴承
游动端 深沟球轴承 （6） 短圆柱滚子轴承
应用：工作温度较高或长轴
3．两端游动支承
应用 人字齿轮传动
46
二．轴承的轴向紧固
内圈：轴肩、套筒、圆螺母及止动垫圈、轴用弹性挡圈 外圈：轴承端盖、孔用弹性挡圈、套筒（杯）、座孔凸台
（四）向心推力轴承的径向力R 和轴向力A 的计算 1．径向力R 的计算
R1 R2
R
2 V1Βιβλιοθήκη R2 H1R
2 V
2
R
2 H
2
2．轴向力的计算（重点）
（1）两种安装形式
正装(面对面) 反装(背靠背)
36
●两种安装形式 ★正装（面对面）
★反装（背靠背）
37
（2）S 的方向：滚动体所受载荷的轴向分力方向 ☆正装(面对面)： S 箭头互相指向 ☆反装(背靠背)： S 箭头互相背离
P0
A z
向心轴承，在载荷Fr 的作用下, 根据变形关系， 中间滚动体受力 最大，向两边逐渐减小。
假设下半圈滚动体受力：
球 : Fmax 5Fr / z 滚子：Fmax 4.6Fr / z
P0
5R z
点接触
P0
4.6R z
线接触
3．向心推力轴承
了解两个概念
19
★接触角：向心推力轴承滚动体与外圈接 触处的法线与半径方向的夹角。
33
（三）当量动载荷 P P 的求取： 分三种
1．仅受径向力R（6，N，NA，1） P = fP R 2．仅受轴向力A（5） P = fPA 3．同时受R 和A（6，3，7） P = fP(XR+YA)
★★fP载荷系数
式中
X——径向载荷系数 Y——轴向载荷系数 R、A——轴承上的载荷
34
问题 ① R、A如何求？② X、Y如何取？
P 当量动载荷
32
例 若计算得到C＝24000N，应如何选规格？ 若d=30mm，又如何？
类型 6206 6207 6208 6306 6307
C 15200 20100 25600 22100 26200
类型 6308 6404 6405 6406 6407
C
32000 24100 29200 37200 43500
h
球轴承 ＝ 3
滚子
＝ 10 / 3
C P 60nLh
ft 106
Lh
106 60n
ftC
P
考虑温度的影响温度系
数ft
31
式中 L10 基本额定寿命 Ln 预期寿命 C 基本额定动载荷 f t 温度系数 120 o C 时 , f t 1
寿命系数 3 球轴承 10 3 滚动轴承
①向心推力轴承必须同时受 R、A 作用 ，保持较多的滚动体
同时受载。
（α≠0 →β≠0 → S ≠ 0 → A ≠ 0）
② R一定时，A 越大 → 受载滚动体数越多→ S 越大
23
向心推力轴承的载荷情况：轴向载荷对载荷分布
的影响较大，可能半圈、多半圈或整圈受载。
为保证半圈滚动体受力，则 球轴承A/R1.22tg 滚子轴承A/R1.26tg
1. 点蚀 ：
寿命计算
2. 塑性变形 ：
静载荷计算
3．磨损 、烧伤： 密封、润滑、散热，限制极限转速
4．元件破裂 ：
正确安装
27
§13-4 滚动轴承的尺寸选择计算重点
一．寿命计算
（一）基本概念
1．轴承寿命——单个轴承 2．基本额定寿命——一批轴承
定义：一批相同的轴承，在相同运转条件下，其中10%的 轴承发生疲劳点蚀，而90%的轴承不发生点蚀前的总转数 ，或工作小时数。
二．基本结构：内圈、外圈、滚动体、保持架
内圈、外圈、滚动体：轴承铬钢GCr15，
硬度 60~65 HRC
保持架：低碳钢；铜、铝、工程塑料
3
4
保持架：避免滚动体直接接触，减少发热和磨损。
5
三．工作特点
优点：1．起动灵敏，效率高 2．轴向尺寸紧凑 3．旋转精度高 4．成批生产
缺点：1．振动噪音大 2．径向尺寸大 3．不能剖分
机 械 原理及设计 （Ⅱ）
第十三章 滚动轴承
2021年3月10日
1
第十三章 滚动轴承
§13-1 概 述
§13-2 滚动轴承的主要类型及代号
§13-3 滚动轴承的受载情况和失效形式 §13-4 滚动轴承的尺寸选择计算重点
§13-5 轴承装置的设计
2
§13-1 概 述
一．主要设计内容
类型选择 尺寸选择 组合结构设计
48
七．轴承的润滑与密封
1．润滑：dn 值、载荷 ①脂润滑：dn≤（4~16）×104mm 时 1/3~1/2 最多不大于2/3
②油润滑：dn值较大时
2．密封
目的：防止润滑剂泄漏 防止灰尘、杂质进入
Pi为作用于各个滚动体上 的径向分力 (方向各不相同）
S
为作用于各个滚动体上
i
的派生轴向力
Pi为向量和， Pi为代数和，
且有 Pi Pi (一个滚子受载时等号成 立）
22
分析
S Si Pitg Rtg
tg S A tg
RR
tg tg
●当一个滚动体受载时 tgα=tgβ 说明 ●当多个滚动体受载时 tgα＜tgβ
L10 Lh
106转106r 例 L10 1106 r
L10 2106 r
小时h
L10 1.5106 r28
3．基本额定动载荷
定义：当轴承的基本额定寿命恰好为106 转时 轴承所受载荷值 C (N)
●对于向心轴承，基本额定动载荷指纯径向载荷，
称为径向基本额定动载荷用符号Cr表示 ●对推力轴承，指纯轴向载荷，
（4）
1
2
3
5
6
7 （29） N
NA
15
三．类型选择
1．轴承载荷
• 大小：滚子＞球 • 方向：受纯轴向力A：推力轴承 (5)