1、 1 滚动轴承典型例题解滚动轴承典型例题解 1 解释下列轴承代号含义并用简化画法绘制下列滚动轴承的结构简图， 用图表示其所能承受载荷的方向： （） 6106； （2）3206； （3）7306 B/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； （） 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； （） 角接触球轴承，直径系列：轻，正常宽，接触角15，公差 0 级，游隙 0 组，配合性 质 J； （） 圆锥滚子轴承，直径系列：轻，正常宽，内径 d=4
2、5mm,，公差 5 级，游隙 0 组。 2 选择下列设备中滚动轴承的类型： （） 电机转子轴轴承； （60000 深沟球轴承） （） 蜗杆轴轴承（nrmin） ； （70000 角接触球轴承） （） 火车轮轴； （N0000，短圆柱滚子轴承） （） 餐桌转盘轴。 （50000，推力球轴承） 33208 轴承额定动载荷NC34000。 （）当量动载荷NP6200，工作转速 min/730rn 。试计算轴承寿命 h L； （）若要求hLh10000，允许的当量动载荷 多大？ 解：1. h n h P C n Lh68.6639) 6200 34000 ( 60 10 )( 60 10 3 10 6
3、6 2. 当 10000 h L 小时，求P NP5482 1000073060 10 3 10 6 4一对AC 轴承分别承受径向力NFr8000 1 ，NFr5200 2 ，轴上作用力 A F 方向如图示。试求下列情况下各轴承的内部轴向力 1d F、 2d F（ 1S F、 2S F）和轴向力 1a F、 2a F。 （）NFA2200； （）NFA900； （）NFA1904 解：解：1. 求内部轴向力求内部轴向力 d F NFF rd 5440800068. 068. 0 11 ， NFF rd 3536520068. 068. 0 22 2求轴承的轴向力求轴承的轴向力 （1）当外载荷
4、NFA2200， NFNFF ddA 5440573635362200 12 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： NFFF Ada 573622003536 21 NFF da 3536 22 （2）当 NFA900 NFNFF ddA 544044363536900 12 2 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： NFF da 5440 11 NFFF Ada 45409005440 12 （3）当 NFA1904 ， NFNFF ddA 5440544035361904 12 NFF da 5440 11 ， NFF da
5、3536 22 5.试计算以下轴承（两端单向固定）的径向力 r F，轴向力 a F，当量动载荷 P。图示三种情况下，哪个轴承寿命低？ 已知轴上的载荷NFR3000，NFA500，1 P f ， 1 t f，68. 0e。 轴承类轴承类型型 70000C 70000AC 70000B d F r F4 . 0 r F68. 0 r F 68. 0/ ra FF 68. 0/ ra FF r FP ar FFP87. 04 . 0 解：1.求 1r F， 2r F ： NFF Rr 20003000 3 2 3 2 1 ， NFF Rr 10003000 3 1 3 1 2 2求（求（a）图中的当
6、量动载荷值）图中的当量动载荷值 （1） 求轴承的轴向载荷求轴承的轴向载荷 NFF Aa 500 1 ， 0 2 a F （2） 计算当量动载荷计算当量动载荷 P e F F r a 25. 0 2000 500 1 1， 0, 1 11 yx 0 2 2 r a F F 0, 1 22 yx NFP r 2000 11 ， NFP r 1000 22 21 PP （轴承 1 寿命低） 2 求（求（b）图中的当量动载荷值）图中的当量动载荷值 NFr2000 1 ， NFr1000 2 （a） （b） （c） 3 a) 求轴承的内部轴向力求轴承的内部轴向力 NFF rd 1360200068. 0
7、68. 0 11 ， NFF rd 680100068. 068. 0 22 b) 求轴承的轴向力求轴承的轴向力 NFNFF ddA 13601180680500 12 轴承 2 是压紧端 NFFF Ada 8605001360 12 ， NFF da 1360 11 c) 求当量动载荷值求当量动载荷值 P 查机械零件设计手册70000 轴承 ： 68. 0 r a F F ， r FP ， 68. 0 r a F F ar FFP87. 041. 0 68. 0 2000 1360 1 1 r a F F ， NFP r 2000 11 21 PP ，轴承，轴承 1 危险危险 3 求（求（C
8、 图）中的图）中的 P 值值 NFr2000 1 NFr1000 2 NFF rd 1360200068. 068. 0 11 ， NFF rd 680100068. 068. 0 22 （1） 求轴承的轴向力求轴承的轴向力 NFNFF ddA 68018601360500 21 轴承 2 压紧。 NFFF Ada 18605001360 12 ，NFF da 1360 11 （2） 求当量动载荷值求当量动载荷值 P 68. 0 2000 1360 1 1 r a F F NFP d 2000 11 68. 086. 1 1000 1860 2 2 r a F F NP2028186087.
9、0100041. 0 2 12 PP ， 轴承 2 危险。 6. 图 示 斜 齿 圆 柱 齿 轮 减 速 器 低 速 轴 转 速min/196rn ，NFT1890，NFR700， NP115886087. 0100041. 0 2 68. 086. 0 1000 860 2 2 r a F F 4 NFA360。轴颈处直径mmd30 0 ，轴承预期寿命hLh20000，2 . 1 P f，斜齿轮分度圆 直径mmd188 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.求轴承的径向力求轴承的径向力 0Mi，V 面： 09018094 2 RrVA FFF
10、， 0yi ， H 面： 合成： 2选用向心球轴承选用向心球轴承 初选轴承型号 6206 ，其主要参数为： KNCr5 .19 ，KNC r 5 .11 0 （查手册选取） （1） 求轴承的轴向力 对于深沟球轴承，轴向外载荷 A F指向哪个轴承，哪个轴承便完全承受它： NFF Aa 360 1 0 2 a F （2） 计算求当量动载荷值 P 根据 0385. 0 115000 3603 .123 .12 0 1 r a C F 查得：22. 0e 22. 0337. 0 1087 360 1 1 e F F r a 则：99. 1,56. 0 11 yx NFyFxP ar 132536099
11、. 1108756. 0 11111 （3） 计算轴承寿命 hh P C f f n L P t h 20000156802) 1325 19500 2 . 1 1 ( 19660 10 )( 60 10 3 66 满足寿命要求，但 hh LL，经济性不合理，可改选 6106 轴承再算（略） 。 3 选用圆锥滚子轴承选用圆锥滚子轴承 （1）初选 30206 型 其主要参数为： KNCr2 .43 ， KNC r 5 .50 0 ，37. 0e， 6 . 1y N FF F AR rV 162 180 3609470090 180 9490 2 NFFF rVRrV 538162700 21 N
12、 F FF t rHrH 945 2 1890 2 21 NFFF rHrVr 1087945538 22 2 1 2 11 NFFF rHrVr 78.958945162 22 2 2 2 22 5 （参数值取自周开勤机械零件设计手册第五版 P117） 当： e F F r a ， r FP ， e F F r a ， ar FFP6 . 14 . 0 ； y F F r d 2 （2） 求内部轴向力 N y F F r d 6 .339 6 . 12 1087 2 1 1 ， N y F F r d 6 .299 6 . 12 78.958 2 2 2 （3）求轴向力 NFNFF ddA
13、3396 .6596 .299360 12 轴承 1 压紧, NFFF Ada 6 .6596 .299360 21 NFF da 6 .299 22 （4） 求当量动载荷 37. 0606. 0 1089 6 .659 1 1 e F F r a 6 . 1, 4 . 0 11 yx 33. 0312. 0 78.958 6 .299 2 2 e F F r a 0, 1 22 yx NFyFxP ar 16.14906 .6596 . 110874 . 0 11111 NFP r 78.958 22 （5） 计算寿命 hh nP C f f n L P t h 200003465932)
14、16.1490 102 .43 2 . 1 1 ( 60 10 )( 60 10 3 10 366 以上分析比较： 选用选用圆锥滚子轴承寿命过于富裕，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NFr2740 1 ，NFr1160 2 ，作用在 轴上的轴向载荷NFA276，轴的转速min/960rn 。 。求轴承的使用寿命 h。 注：注：3208 轴承的有关参数为：轴承的有关参数为： （1）38. 0e，NC34000, 当eFF ra /， 1x，0y， 当eFF ra /， 4 . 0x，6 . 1y。 （2） 轴承的内部轴
15、向力 yFF rS 2/（y为不等于零的载荷系数） 载荷系数1 P f，温度系数1 t f。 解：1 求内部轴向力 2求轴向力 NFNFF ddA 5 .3621132856276 21 NFFF dAa 1132856276 12 NFF da 856 11 3当量动载荷 N y F F r d 856 6 . 12 2740 2 1 1 N y F F r d 5 .362 6 . 12 1160 2 2 2 第 7 题 6 e F F r a 312. 0 2740 856 1 1 0, 1 11 yx e F F r a 975. 0 2740 1132 2 2 6 . 1, 4 .
16、0 22 yx NFP r 2740 11 NFyFxP ar 227511326 . 111604 . 0 22222 4计算寿命 h P C n Lh79795) 2740 34000 ( 96060 10 )( 60 10 3 10 3 1 6 8问题同题 7。 解：1. 求径向力 N F FF R rr 2000 2 21 2求内部轴向力 N y F F r d 625 6 . 12 2000 2 1 1 NFF dd 625 12 3求轴向力 NFF da 625 11 ， NFF da 625 22 4计算当量动载荷 NFP r 2000 11 , NFP r 2000 22 5
17、计算寿命 h P C n Lh219315) 2000 34000 ( 96060 10 )( 60 10 3 10 66 9问题同题 8。比较哪个轴承寿命更长。 解：解：1. 求径向力 02 Mi， N l l Fr1333 3 4000 1 ， 0 iy F ， NFr266713334000 2 2求内部轴向力 N y F F r d 417 6 . 12 1333 2 1 1 N y F F r d 833 6 . 12 2667 2 2 2 3 求轴向力 12dd FF 轴承 1 为压紧端 4 计算当量动载荷 38. 0642. 0 1333 833 1 1 e F F r a ，
18、6 . 1, 4 . 0 11 yx 38. 0312. 0 2667 833 2 2 e F F r a， 0, 1 22 yx 第9题 第 8 题 7 NFFP ar 18658336 . 113334 . 06 . 14 . 0 111 NFP r 2667 22 21 PP 轴承轴承 1 寿命更长。寿命更长。 10一水泵轴用深沟球轴承支承。已知轴径mmd35，转速2900nmin/r，轴承所受径向载荷 NFr2300。轴向载荷NFa540，要求使用寿命hLh5000，试选择轴承型号。 解：解：1。初选滚动轴承型号 6207 ，其主要参数为： KNC r 2 .15 0 ， KNCr5
19、.25 , 2确定e值及 yx, 根据 035. 0 102 .15 540 3 0 r a C F 查得：22. 0e 当： e F F r a ，0, 1yx e F F r a ， 99. 1,56. 0yx 3 算当量动载荷值 22. 023. 0 2300 540 e F F r a NyFxFP ar 236054099. 1230056. 0 4 计算所需的基本额定动载荷值 h L n PC 6 10 60 NCr255005000 10 290060 23603 6 故初选轴承型号合适。 11 某滚动球轴承的预期寿命为 h L10 ， 当量动载荷为P ， 基本额定动载荷为C ，
20、 当当量动载荷由P 增达到P2，其寿命有何变化？ 若当量动载荷不变，而转速由 n增大到n2（不超过极限转速） ，寿命 又有何变化？ 解： 1. 当量动载荷为P时， )( 60 10 6 n P n Lh 2当量动载荷为 2P时， 33 66 10 )() 2 1 ( 60 10 ) 2 ( 60 10 P C nP C n L h 由此可见由此可见 hh LL 8 1 10 3当转速由n增加到n2 时， hh L P C n L 2 1 )( 602 10 6 10 12一对 30206 轴承的预期工作寿命是 20000h，现经计算求得轴承、 的基本额定寿命为 28000 h 和 16800h
21、。 （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 Rh L 应为多少？ 解：解：1. 求两轴承满足预期工作寿命（20000）时 的可靠度（参考西安交通大学唐照民机械设计 ） 8 已知对应两轴承的基本额定寿命 28000 h、16800h 的可靠度均为 R=90。30206 周成的离散指数 8 9 由此可求得两轴承满足预期寿命时的可靠度 R、 R为： %93 8/9 ) 28000 20000 (10536. 0 eR %88 8/9 ) 16800 20000 (10536. 0 eR 2求两轴承在可靠度为 R=98 时的工
22、作寿命（参考濮良贵机械设计第七版 P318） 轴承： hLL hn 92402800033. 0 11 轴承： hLL hn 55441680033. 0 212 13 图示为蜗杆轴的装配示意图，其左支承为游动端，采用 6308 型深沟球轴承，右支承为 固定端，采用面对面安装的两个 7308AC 型角接触球轴承（近似认为反力作用在两轴承中 间） ，已知蜗杆轴转速 n=960r/min，左轴承所受的径向负荷 R1 = 800N，右轴承所 受的径向负荷 R2= 1500N，轴向负荷 FA=5000N（方向向右）,工作情况平稳。试计算轴承 2 的寿命。 解解: （1）轴承 2 按一个双列轴承处理 查
23、设计手册得：0.68e 2 5000 aA FFN 22 /5000/15003.3 a FRe X0.67,0.41XY （2）求当量动载荷 P2 （2） 轴承寿命 Lh 其中：=3，常温下工作（t125 取:1 t f 7308AC 型单列角接触球轴承的额定动载荷值 Cr=38500，对于同一 支点上并列的两个 7308AC 型轴承，其额定动载荷值： FA 1 2 222 () Pa PfXRYF1 (0.67 1500 1.41 5000) 8055N 6 10 () 60 h C L n P 0.7 rr CiC 0.7 2 r C1.625 3850062563N 6 10 () 60 r h C L nP 6 3 1062563 1 () 60 9608055 8135h
