机械设计基础 课件 7.10滚动轴承的寿命计算

滚动轴承的寿命计算滚动轴承类型的选择滚动轴承的失效形式滚动轴承的疲劳寿命计算滚动轴承类型的选择1.载荷条件轴承承受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型主要依据。如载荷小而平稳时，可选球轴承；载荷大又有冲击时，宜选滚子轴承；

如轴承仅受径向载荷时，选径向接触球轴承或圆柱滚子轴承；只受轴向载荷时，宜选推力轴承；轴承同时受径向和轴向载荷时，选用角接触轴承。轴向载荷越大，应选择接触角越大的轴承，必要时也可选用径向轴承和推力轴承的组合结构。应该注意推力轴承不能承受径向载荷，圆柱滚子轴承不能承受轴向载荷。滚动轴承的寿命计算滚动轴承类型的选择2.轴承的转速若轴承的尺寸和精度相同，则球轴承的极限转速比滚子轴承高，所以当转速较高且旋转

精度要求较高时，应选用球轴承.

推力轴承的极限转速低。当工作转速较高，而轴向载荷不大时，可采用角接触球轴承或深沟球轴承。

对高速回转的轴承，为减小滚动体施加于外圈滚道的离心力，宜选用外径和滚动体直径较小的轴承。一般应保证轴承在低于极限转速条件下工作。若工作转速超过轴承的极限转速，可通过提高轴承的公差等级、适当加大其径向游隙等措施来满足要求。滚动轴承的寿命计算3.调心性能

轴承内、外圈轴线间的偏移角应控制在极限值之内，否则会增加轴承的附加载荷而降低其

寿命。对于刚度差或安装精度差的轴系，轴承内、外圈轴线间的偏位角较大，宜选用调心类轴承。如调心球轴承（1类）、调心滚子轴承（2类）等。4.允许的空间当轴向尺寸受到限制时，宜选用窄或特窄的轴承。当径向尺寸受到限制时，宜选用滚动体较小的轴承。如要求径向尺寸小而径向载荷又很大时，可选用滚针轴承。滚动轴承的寿命计算滚动轴承类型的选择5.装调性能

圆锥滚子轴承（3类）和圆柱滚子轴承（N类）的内外圈可分离，装拆比较方便。6.经济性

在满足使用要求的情况下应尽量选用价格低廉的轴承。一般情况下球轴承的价格低于滚子轴承。轴承的精度等级越高，其价格也越高。滚动轴承的寿命计算滚动轴承类型的选择

在同尺寸和同精度的轴承中深沟球轴承的价格最低。同型号、尺寸，不同公差等级的深沟球轴承的价格比约为P0∶P6∶P5∶P4∶P2≈1∶1.5∶2∶7∶10。如无特殊要求，应尽量选用普通级精度轴承，只有对旋转精度有较高要求时，才选用精度较高的轴承。除此之外，还可能有其他各种各样的要求，如轴承装置整体设计的要求等。因此设计时要全面分析比较，选出最合适的轴承。滚动轴承的寿命计算滚动轴承类型的选择滚动轴承的失效形式主要失效形式有：1）疲劳点蚀：是最常见的失效形式。

滚动体和套圈滚道承受循环接触应力。

点蚀使轴承产生振动和噪音而失效。2）塑性变形：对于转速很低或间歇摆动的轴承，会因过大的载荷或冲击载荷，使滚动体或内、外圈滚道产生塑性变形，形成不均匀的凹坑。点蚀滚动轴承的寿命计算3）磨粒磨损、粘着磨损（胶合）：多尘条件下工作的轴承，易产生磨粒磨损。润滑不良的高速轴承，易产生粘着磨损（胶合）。磨损胶合滚动轴承的寿命计算滚动轴承的失效形式轴承在不同工况下其主要失效形式不同：中速运转，主要失效形式是疲劳点蚀，按疲劳寿命进行校核计算。

高速运转，主要失效形式是过渡磨损和烧伤，除进行疲劳寿命进行校核计算外，还要校核其极限转速。低速运转或不转动，主要失效形式是过大的塑性变形，按静强度进行校核计算。

此外，轴承组合结构设计要合理，保证充分的润滑和可靠的密封，对提高轴承的寿命和保证正常工作是非常重要的。滚动轴承的寿命计算滚动轴承的失效形式滚动轴承的疲劳寿命计算1.轴承寿命：轴承中任一元件出现疲劳点蚀前,一个套圈相对另一套圈的转数或工作小时数。2.基本额定寿命Ｌ10：

按一组轴承中10％的轴承发生点蚀破坏，而90％的轴承不发生点蚀破坏前的转数（以百万转为单位）或工作小时数作为轴承的寿命，并把这个寿命叫做基本额定寿命，以L10或L10h计。寓意：⑴一批轴承中有90％的寿命将比其基本额定寿命长。

⑵一个轴承在基本额定寿命期内正常工作的概率为90％，失效率为10％。滚动轴承的寿命计算3.滚动轴承的基本额定动载荷

使轴承的基本额定寿命恰好为10６转时，轴承所能承受的载荷值，用C表示。C=｛Cr——径向载荷或分量Ca——轴向载荷4.滚动轴承寿命的计算公式：轴承寿命曲线：PC1234=25.6KNL10

×106(r)滚动轴承的寿命计算滚动轴承的疲劳寿命计算轴承寿命计算公式：（转）（h）或：式中：n——转速r／minε——寿命指数球轴承ε＝滚子轴承ε＝10/3

Ｐ——当量动载荷

(假定的载荷)→与实际载荷相当高温下轴承的C值将减少，

引入温度系数gt

：滚动轴承的寿命计算滚动轴承的疲劳寿命计算5.当量动载荷Ｐ

P＝fd（XFr

＋YFa

）

滚动轴承若同时承受径向和轴向的联合载荷作用，为了计算轴承寿命时在相同条件下比较，在进行寿命计算时，必须把实际载荷转换为与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的当量动载荷。用P表示只能承受纯径向载荷的轴承（N、NA类）P＝fdFr只能承受纯轴向载荷的轴承（5类）：P＝fdFaｆd－冲击载荷系数，查表Fr

、

Fa

－轴承的径向、轴向力（注意区别轴上载荷）

X、Y－径向、轴向动载荷系数查表①查判断系数e

→(Ｃ0r－轴承的额定静载荷）按Fa/C0r查

e滚动轴承的寿命计算滚动轴承的疲劳寿命计算②判Fa/Fr

与e的关系→定X、Y

－轴向力较小,可忽略不计,只计Fr

Ｐ＝fdFr

即：X=1,Y=0Fa/Fr

≤e－轴向力较大,要计

即：X≠1,Y≠0Fa/Fr

＞e设计轴承的基本方法：⑴由工作条件定轴承类型→×0000⑵由结构定轴承直径→×00××⑶初选型号→