滚动轴承的校核计算及公式.docx

1、滚动轴承的校核计算及公式1 基本概念1轴承寿命：轴承中任一元件出现疲劳剥落扩展迹象前运转的总转数或一定转速下的工作小时数。批量生产的元件，由于材料的不均匀性，导致轴承的寿命有很大的离散性，最长和最短的寿命可达几十倍，必须采用统计的方法进行处理。2基本额定寿命：是指 90% 可靠度、常用材料和加工质量、常规运转条件下的寿命，以符号 L10 （r）或 L10h （h）表示。3基本额定动载荷（ C）：基本额定寿命为一百万转（106 ）时轴承所能承受的恒定载荷。即在基本额定动载荷作用下，轴承可以工作106 转而不发生点蚀失效，其可靠度为 90% 。基本额定动载荷大，轴承抗疲劳的承载能力相应较强。4基本

2、额定静载荷（径向 C0r ，轴向 C0a ）：是指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心处引起以下接触应力时所相当的假象径向载荷或中心轴向静载荷。在设计中常用到滚动轴承的三个基本参数：满足一定疲劳寿命要求的基本额定动载荷 Cr（径向）或 Ca （轴向），满足一定静强度要求的基本额定静强度C0r （径向）或 C0a （轴向）和控制轴承磨损的极限转速N0 。各种轴承性能指标值 C、C0 、N0 等可查有关手册。2 寿命校核计算公式图 17-6滚动轴承的寿命随载荷的增大而降低，寿命与载荷的关系曲线如图 17-6 ，其曲线方程为P L10=常数其中 P- 当量动载荷， N； L10-基本额定寿命，常以 10

3、 6r 为单位（当寿命为一百万转时， L10=1）； -寿命指数，球轴承 =3，滚子轴承 =10/3。由手册查得的基本额定动载荷 C 是以 L 10=1、可靠度为 90% 为依据的。由此可得当轴承的当量动载荷为 P 时以转速为单位的基本额定寿命 L10 为C1=P L10L10=(C/P) 10 6 r(17.6)若轴承工作转速为n r/min ，可求出以小时数为单位的基本额定寿命h （17.7 ）应取 L10Lh。 L h 为轴承的预期使用寿命。通常参照机器大修期限的预期使用寿命。若已知轴承的当量动载荷 P 和预期使用寿命 Lh，则可按下式求得相应的计算额定动载荷 C，它与所选用轴承型号的

4、C 值必须满足下式要求N （17.8 ）3 当量动载荷在实际工况中，滚动轴承常同时受径向和轴向联合载荷，为了计算轴承寿命时将基本额定动载荷与实际载荷在相同条件下比较，需将实际工作载荷转化为当量动载荷。在当量动载荷作用下，轴承的寿命与实际联合载荷下轴承的寿命相同。当量动载荷 P 的计算公式是P=XF r+YFa式中 Fr-径向载荷， N； Fa -轴向载荷， N；X，Y- 径向动载荷系数和轴向动载荷系数，由表 17-7 查取。表 17-74 角接触轴承的载荷计算对 3、7类轴承，由于本身结构的特点，当有径向力作用时会产生派生 S，在计算时应考虑。1 装配形式必须成对安装：正装（或称为 面对面 ）

5、-两支点距离较短；见图 17-7a 。 反装（或成为 背靠背 ）-两指点距离较长，适用于悬臂安装传动件的轴承，见图 17-7b 。图 17-72. 轴承作用力在轴上的作用点轴上支点是在滚动体与滚道接触点法线与轴线交点上，见图 17-8 。图中的 O，距外端面的距离为 a，此值可查手册。7 类轴承 O 点如图 17-8 所示。图 17-83.轴向力的计算分析角接触轴承所受的轴向载荷要同时考虑由径向力引起的附加轴向力和作用于轴上的其他工作轴向力，根据具体情况由力的平衡关系进行计算。图 17-9 中， FR 和 FA 分别为作用于轴上的径向和轴向载荷，两轴承的径向反力为 Fr1 及 Fr2，相应产生

6、的附加轴向力则为 Fs1 和 Fs2 。作用于轴上的各轴向力如图 17-10 。图 17-9图 17-10根据轴的平衡关系按下列两种情况分析轴承、所受的轴向力：-如果 FS1 +FAFs2（图 17-11 ），轴有向右移动的趋势，使轴承 压紧 ，轴的右端将通过轴承受一平衡反力 Fs2 ，由此可求出轴承的轴向力为Fa2=Fs2 +Fs2 =F s1 +FA因轴承只受附加轴向力，故Fa1=FS1-如果 FS1 +FAF s2（图 17-12 ），轴有向左移动的趋势，使轴承压紧 ，此时轴的左端将通过轴承受一平衡反力 Fs1 ，由此可求出两轴承上的轴向力分别为Fa1=Fs1 +FS1 =F s2 -F

7、AFa2=Fs2计算角接触轴承轴向力的方法可归纳如下： 1）判明轴上全部轴向力（包括外载荷和轴承的附加轴向力）合力的指向，确定 压紧 端轴承； 2）压紧 端轴承的轴向力等于除本身的附加轴向力外其他所有轴向力的代数和； 3）另一端轴承的轴向力等于它本身的附加轴向力。5 静载荷及极限转速计算公式1静载荷计算静载荷是指轴承套圈相对转速为零时作用在轴承上的载荷。为了限制滚动轴承在静载荷作用下产生过大的接触应力和永久变形，需进行静载荷计算。按额定静载荷选择轴承，其基本公式为C0C0=S0P0式中 C0 -基本额定静载荷， N；C0-计算额定静载荷， N； P0-当量静载荷， N；S0-安全系数。静止轴承、缓慢摆动或转速极低的轴承，安全系数可参考表17-9 选取。旋转轴承的安全系数 S0 可参考表 17-10 。若轴承转速较低，对运转精度和摩擦力矩要求不高时，允许有较大的接触应力，可取 S0 0.1C 时，接触应力将增大；轴承承受联合载荷时，受载滚动体将增加，这都会增大轴承接触表面间的摩擦，使润滑状态变坏。此