第十三章 滚动轴承

习题答案

13-1 试说明下列各轴承的内径有多大？哪个轴承公差等级最高？哪个允许的极限转速最高？哪个承受径向载荷能力最高？哪个不能承受径向载荷？ N307/P4 6207 30207 51301

[解] N307/P4、6207、30207的内径均为35mm，51301的内径为5mm；N307/P4

的公差等级最高；6207承受径向载荷能力最高；N307/P4不能承受径向载荷。

13-5 根据工作条件，决定在轴的两端用α?25?的两个角接触球轴承，如图13-13b

所示正装。轴颈直径d?35mm，工作中有中等冲击，转速n?1800rmin，已知两轴承的径向载荷分别为Fr1?3390N，Fr2?3390N，外加轴向载荷

Fae?870N，作用方向指向轴承1，试确定其工作寿命。

[解] （1）求两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2

对于α?25?的角接触球轴承，按表13-7，轴承派生轴向力Fd?0.68Fr，

e?0.68

?Fd1?0.68Fr1?0.68?3390?2305.2N Fd2?0.68Fr2?0.68?1040?707.2N 两轴计算轴向力

Fa1?max?Fd1,Fae?Fd2??max?2305.2,870?707.2??2305.2N Fa2?max?Fd2,Fd1?Fae??max?707.2,2305??1435.2N .2?870 （2）求轴承当量动载荷P1和1P2

Fa12305.2??0.68?e Fr13390Fa21435.2??1.38?e Fr21040 由表13-5查得径向动载荷系数和轴向动载荷系数为 对轴承1 X1?1 Y1?0 对轴承2 X2?0.41 Y2?0.87

因轴承运转中有中等冲击载荷，按表13-6，取fp?1.5，则

P1?3390?0?2305.2??5085N 1?fp?X1Fr1?Y1Fa1??1.5??P.2??2512.536N 2?fp?X2Fr2?Y2Fa2??1.5??0.41?1040?0.87?1435 （3）确定轴承寿命

由于题目中没给出在轴承的具体代号，这里假设选用7207AC，查轴

承手册得基本额定载荷C?29000N，因为P1?P2，所以按轴承1的受力大小验算

106?C?106?29000?????.5h Lh??60?1800?5085??171760n?P???1?3313-6 若将图13-34a中的两轴承换为圆锥滚子轴承，代号为30207。其他条件同

例题13-2，试验算轴承的寿命。 [解] （1）求两轴承受到的径向载荷Fr1和Fr2

将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面（下图b）和水平面（下图a）

两个平面力系。其中：图c中的Fte为通过另加转矩而平移到指向轴线；图a中的Fae亦应通过另加弯矩而平移到作用于轴线上（上诉转化仔图中均未画出）。

FreFte(Fd2)2Fae1(Fd1)Fae200(a)320Fr2V(b)Fr1VFr2VFr1VFte(c)

由力分析可知： Fr1V?Fre?200?Fae?d314900?200?400?2?2?225.38N

200?320520 Fr2V?Fre?Fr1V?900?225.38?674.62N Fr1H?200200Fte??2200?846.15N

200?320520 Fr2H?Fte?Fr1H?2200?846.15?1353.85N Fr1?Fr1V2?Fr1H2?225.382?846.152?875.65N Fr2?Fr2V2?Fr2H2?674.622?1353.822?1512.62N （2）求两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2

查手册的30207的e?0.37，Y?1.6，C?54200N ?Fd1? Fd2Fr1875.65??273.64N 2Y2?1.6F1512.62?r2??472.69N 2Y2?1.6 两轴计算轴向力

Fa1?max?Fd1,Fae?Fd2??max?273.64,400?472.69??872.69N

Fa2?max?Fd2,Fd1?Fae??max?472.69,273.64?400??472.69N （3）求轴承当量动载荷P1和P2

Fa1872.69??0.9966?e Fr1875.65Fa2472.69??0.3125?e Fr21512.62 由表13-5查得径向动载荷系数和轴向动载荷系数为 对轴承1 X1?0.4 Y1?1.6 对轴承2 X2?1 Y2?0

因轴承运转中有中等冲击载荷，按表13-6，取fp?1.5，则

P.65?1.6?872.69??2619.846N 1?fp?X1Fr1?Y1Fa1??1.5??0.4?875P2?fp?X2Fr2?Y2Fa2??1.5??1?1512.62?0?472.69??2268.93N

（4）确定轴承寿命

因为P1?P2，所以按轴承1的受力大小验算

106?C?106?54200?????.342h?Lh' Lh????283802?60n?P60?5202619.846???1?33 故所选轴承满足寿命要求。

13-7 某轴的一端支点上原采用6308轴承，其工作可靠性为90%，现需将该支点

轴承在寿命不降低的条件下将工作可靠性提高到99%，试确定可能用来替换的轴承型号。

[解] 查手册得6308轴承的基本额定动载荷C?40800N。查表13-9，得可靠性为

90%时，a1?1，可靠性为99%时，a1?0.21。

106a1?C?106?1?40800? 可靠性为90%时 L10??????

60n?P?60n?P?33