第十章滚动轴承寿命计算2课件

§10-4滚动轴承的相关计算重点与难点§10-4滚动轴承的相关计算重点与难点定义：轴承在一定转速下，其中任何零件出现疲劳扩展迹象之前的工作小时数称为：可靠度：一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分比.在到达额定寿命时，有90%的轴承没坏，只损坏了10%。轴承寿命

一、滚动轴承的寿命计算基本额定寿命：一批相同的轴承中90％的轴承不发生疲劳点蚀前的总转数（以106为单位）或小时数。基本额额定寿命用L10或L10h来表示。当一套轴承运转达到一百万（106）转时，轴承所能承受的载荷C。.基本额定动载荷

不同的轴承该值不一样，它表征了轴承的承载特性。是在大量试验的基础上，通过理论分析得到，需要时可从设计手册或轴承样本中查得。.向心轴承记为：Cr，可查表推力轴承记为：Ca向心推力轴承？定义：轴承在一定转速下，其中任何零件出现疲劳扩展迹象之前的工当量动载荷的计算滚动轴承的基本动载荷是在一定的实验条件下确定的。对于向心轴承是指轴承承受纯径向载荷；对于推力轴承是指承受中心轴向载荷。实际情况可能既受径向载荷又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与实验条件相同的载荷后，才能和基本额定动载荷进行比较。换算后的载荷是一种假定载荷，称为当量载荷。含义：当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重影响，经换算后的假想载荷。其效果与某一个基本额定动载荷相当。计算公式：P=XFr+Y

FaX----径向动载荷系数；Y----轴向动载荷系数。见下页

向心轴承：P=Fr推力轴承：P=Fa参数e反映了轴向载荷对轴承承载能力的影响，其值与轴承类型和FA/C0有关，C0是轴承的径向额定静载荷。当量动载荷的计算滚动轴承的基本动载荷是在一定的实验条件下确定表10-5向心轴承当量载荷系数X、Y的值轴承类型深沟球轴承0.1720.192.3FA

C0r

eFA/Fr>eFA/Fr

≤eXYXY0.3450.221.990.6890.261.711.030.281.551.380.300.561.4510………………0.1780.381.470.3570.401.400.7140.231.301.070.461.23α=15˚1.430.470.441.1910………………角接触球轴承α=25˚----0.680.410.8710α=40˚----1.140.350.5710圆锥滚子轴承(单列)----1.5tgα0.40.4ctgα10调心球轴承(双列)----1.5tgα0.650.65ctgα10(单列)表10-5向心轴承当量载荷系数X、Y的值轴承类型深沟寿命计算公式

通过试验得出如图所示6208轴承的载荷—寿命曲线。曲线上对应于Lh=106

的载荷为:29.5KN。载荷--寿命曲线的公式：寿命指数：---球轴承---滚子轴承用小时表示：310/3ε=0123451015L∞(106)29.5252015105PKN基本额定动载荷：P-当量动载荷

L’h--预期寿命寿命计算公式通过试验得出如图所示6208轴承的载荷—寿命曲当t>100℃

时，→C↓

引进温度系数ft

进行修正。表13-4温度系数轴承工作温度℃

温度系数ft10025020015012530010.950.900.700.800.60Ct=ftC修正后的计算公式：当t>100℃时，→C↓引进温度系数ft进表10-7载荷系数

载荷性质无冲击或轻微冲击中等冲击强烈冲击fP1.0~1.21.2~1.81.8~3.0最终计算公式：工作中冲击振动→C↓引进载荷系数fP

进行修正。表10-7载荷系数载荷性质无冲击或轻微冲----派生轴向力FNi=Fsi+FriFS=∑FSi=∑Fritgβ

第i个滚动体当角接触球轴承或圆锥滚子轴承承受径向载荷Fr时，由于存在接触角α

，第i个滚动体所受力为FNi。可分解为轴向和径向两个分力：所有滚动体轴向力之和：其中：FSi=Fritgβ

三、轴向载荷的计算βFaFaeFrαFNiFS将迫使内圈和轴径向右移动。可按下表来计算Fd

FS=1.14FrFS=0.68FrFS=eFrFS=Fr／(2Y)70000B(a=40º)70000AC(a=25º)70000C(a=15º)角接触球轴承圆锥滚子轴承假设作用在轴上的轴向外载荷为：Fae

F’riFsi----派生轴向力FNi=Fsi+FriFS=∑FSFRFRFr1Fr2FS1FS2Fr2Fr1FS1FS2派生轴向力的概念FRFRFr1Fr2FS1FS2Fr2Fr1FS1FS2派生9轴向力的计算FN1FN2外部轴向力外部径向力轴向力的计算FN1FN2外部外部101.若Fae+FS2>FS1压紧端：Fa1=Fae+FS2

放松端：Fa2=FS2

2.若Fae+FS2<FS1放松端：Fa1=FS1

压紧端：Fa2=FS1-FaeFae外圈窄边相对安装(正装)结论：

放松端轴承的轴向载荷

=内部轴向力压紧端轴承的轴向载荷

=其余轴向力的代数和本身除外轴承2(放松端)承受的轴向载荷：a1a2O1O212Fs2Fr2Fs1Fr1由于轴承1的右端已固定，轴不能向右移动，轴承1被压紧。由平衡条件得轴承1(压紧端)承受的轴向载荷：则轴承2被压紧。由平衡条件得：1.若Fae+FS2>FS1压紧端：Fa1=Faea2a1O1O212外圈宽边相对安装(反装)FaeFs2Fr2Fs1Fr1反装时选左边的轴承为1，右边的轴承为2。1.若

Fae+FS2>FS1

则有：压紧端：Fa1=Fae+FS2

放松端：Fa2=FS2

2.若Fae+FS2<FS1

,则有：放松端：Fa1=FS1

压紧端：Fa2=FS1-Fae结论与正装相同：放松端轴承的轴向载荷=内部轴向力压紧端轴承的轴向载荷=其余轴向力的代数和本身除外a2a1O1O212外圈宽边相对安装(反装)FaeFs2Fr如图所示，轴支承在一对7209AC角接触球轴承上，FR＝3000N，内部轴向力FS＝0.7Fr。求：1）两轴承各受多大径向力和轴向力。2）哪个轴承寿命低？为什么？1）2），，两轴承C、相同，L2>L1，左轴承寿命低。如图所示，轴支承在一对7209AC角接触球轴承上，FR＝3013五、滚动轴承的静承载能力对于在工作载荷下基本不旋转或缓慢旋转或缓慢摆动的轴承，其失效形式不是疲劳点蚀，而是因滚动接触面上的接触应力过大而产生的过大的塑性变形。在国家标准中，对每一种规格的滚动轴承规定了一个不应超过的载荷界限—基本额定静载荷，用C0表示。轴承上作用的径向载荷Fr与轴向载荷Fa应折合成一个当量静载荷P0

，即：P0=X0Fr+Y0Fa按轴承静承载能力选择轴承的公式为：式中：S0为静强度安全系数，可由设计手册查取。C0≥

S0P0五、滚动轴承的静承载能力对于在工作载荷下基本不旋旋转条件载荷条件S0

使用条件S0

滚动轴承的静强度安全系数S0普通载荷1~2

高精度旋转场合1.5~2.5冲击载荷2~3

振动冲击场合1.2~2.5普通载荷0.5

1.0~1.21~1.5

允许有变形量0.3~1.0连续旋转轴承不常旋转及作摆动运动的轴承冲击及不均匀载荷普通旋转精度场合旋转条件载荷条件S0六、滚动轴承尺寸选择的过程由力分析确定轴承所承受的Fr与Fa计算当量动载荷P=fP(XFr+YFa)明确轴承的工作转速n与预计寿命L10计算轴承应满足的基本额定动载荷由轴承样本（手册）查取合适的轴承六、滚动轴承尺寸选择的过程由力分析确定轴承所承受的Fr与F表10-8轴承预期寿命Lh的参考值使用场合不经常使用的仪器和设备500Lh/h

短时间或间断使