滚动轴承的载荷分析

1.受径向载荷的滚动轴承载荷分布

（1）轴承承受的载荷

1）深沟球轴承。如图2-1所示，当轴承受纯径向载荷._r作用时，最多只有半圈滚动体受载荷，因而各接触点上滚动体受不同的载荷。处于._r作用线最下位置的滚动体受载最大（._max），而远离作用线的各滚动体，其受载逐渐减小。根据力的平衡条件可求出受载最大的滚动体的载荷为

式中，.是轴承滚动体的总数。

2）角接触球轴承和圆锥滚子轴承。以图2-1所示角接触球轴承受径向载荷为例进行分析。当轴承静止不转受._r作用时，轴承下半圈各滚动体沿接触线（滚动体与内、外圈接触点的连线）的反力的径向分量总和∑._.cos.应与径向载荷._r相平衡，而它们的轴向分量总和∑._.sin.则是轴承受._r作用后附加产生的轴向力，称为内部轴向力，用符号._S表示。内部轴向力._S可理论确定，为便于工程应用，按表2-28所列公式计算。此外，应注意正确确定._S的方向。由于角接触球轴承和圆锥滚子轴承受径向裁荷._r后会产生附加的内部轴向力._S，故常成对使用。

（2）各个元件载荷及应力变化 据滚动轴承载荷分布的分析可知（图2-1），由于滚动体所在位置不同，因而受载也不同，分别为.₁、.₂、…、._max。当滚动体进入承载区后，所受载荷就由零逐渐增大至._max，然后再逐渐减小至零。因此，滚动体所承受的载荷及应力是有规律地周期性不稳定变化的。

转动的套圈上各点的受载情况类似于滚动体的受载情况，取其上任意一点.（图2-1），开始进入承载区后与某一滚动体接触时，载荷由零变到某一值.₂，继而脱离接触，载荷变到零。随着转动，当该点下次与另一滚动体接触时，载荷就由零变到另一值.₁。由此可知，转动的内圈上同一点的载荷及应力也是周期性不稳定变化的（图2-2a）。

对于固定套圈，处在承载区内的各接触点所受载荷随位置的不同而不同，但对承载区内的任一固定点.（图2-1），每当一个滚动体滚过时便受载一次，且其载荷大小不变，可见固定外圈上同一点承受稳定的脉动循环载荷（图2-2b）。(www.xing528.com)

图2-1 滚动轴承上的径向载荷分布

因此滚动轴承各元件受载后所产生的应力都是脉动循环变化的接触应力。

图2-2 轴承元件上载荷及应力分布

2.受轴向载荷的轴承载荷分布

图2-3所示为推力球轴承（8000型）受稳定的中心轴向载荷._a。当轴承静止不转时，._a均布于各滚动体，各滚动体以及与之接触的轴圈和座圈受到均等的接触静载荷._a/.（.为滚动体的总数），产生静接触应力。但当轴承回转后，滚动体、轴圈和座圈承受脉动循环变化的接触载荷，产生脉动循环变化的接触应力。

滚动体在通过轴心线的轴向载荷（中心轴向载荷）._a作用下，可认为其所承受的载荷是相等的。