任务4-2-2滚动轴承的寿命计算及选择

改变生活的机械设计技以载道，匠心筑梦课程导入大国工匠-邓建军4-2-2滚动轴承的寿命计算敬畏机械之精-重要支承件的设计-任务2模块四领悟机械之魂01强素养03讲重点

02引思考04攻难点05强技能06促提升

目录4-2-2滚动轴承的寿命计算任务4-2引思考讲重点攻难点强技能促提升

强素养早会负责人4-2-2滚动轴承的寿命计算任务4-2讲重点攻难点强技能促提升

引思考强素养4-2-2滚动轴承的寿命计算

课程导入任务分析4-2-2滚动轴承的寿命计算电动机V带传动一级齿轮减速器传动滚筒输送带带式输送机课程导入任务分析4-2-2滚动轴承的寿命计算

带式输送机的轴承是用来支承轴或轴上齿轮、联轴器等回转零件的部件，以保证轴的旋转精度，减少轴与支承面间的摩擦和磨损。选择合适的轴承型号，满足带式输送机的工作要求。作用支承轴或轴上回转零件的部件。课程导入4-2-2滚动轴承的寿命计算任务目标（1）了解各类型滚动轴承的特点及使用条件。（2）掌握滚动轴承的主要类型、性能与特点。（3）掌握滚动轴承代号的构成和基本代号的含义。（4）掌握滚动轴承寿命计算的理论和计算方法。（5）能合理地设计出轴承组合。（6）了解滑动轴承的类型、结构特点及轴瓦材料。任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升结合课前预习情况针对本次课的重点内容进行分析讲解。找出课后难点及时调整教学找出预习问题表扬优秀学员讲解重点问题巩固课前预习分析课后作业

分析课前预习讲解重点内容4-2-2滚动轴承的寿命计算任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升4-2-2滚动轴承的寿命计算一、滚动轴承的工作情况分析及计算

当轴承受纯径向载荷时，处于Fr作用线上的滚动体承载最大。轴承工作时，内、外圈滚道和滚动体所受的载荷近似看做脉动循环应力。

轴承的受载分析（一）滚动轴承的受载情况分析任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升4-2-2滚动轴承的寿命计算（二）滚动轴承的失效形式和计算准则1.失效形式疲劳点蚀轴承在脉动循环的接触应力作用下，滚动体和套圈滚道接触表面出现点蚀。

塑性变形轴承受过大的静载荷或冲击载荷的作用，套圈滚道出现凹坑或滚动体被压扁。磨损轴承润滑不良，密封不可靠及多尘，滚动体或套圈滚道易产生磨粒磨损,高速时轴承过热还将导致滚动体回火。任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升4-2-2滚动轴承的寿命计算任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升4-2-2滚动轴承的寿命计算

2.计算准则(1)对于一般转速（10r/min<n<nlim）的轴承失效形式为疲劳点蚀，以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算。(3)对于高速轴承失效形式除疲劳点蚀外还包括胶合磨损，进行寿命计算外还应校验其极限转速。(2)对于低速（n≤10r/min）重载或大冲击条件下工作的轴承失效形式为塑性变形，进行静强度计算。任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升4-2-2滚动轴承的寿命计算（三）滚动轴承的寿命计算1.基本额定寿命和基本额定动载荷

（2）基本额定寿命同一型号的一批滚动轴承,在同样的受力、转数等常规条件下运转，其中有10%的轴承发生疲劳点蚀破坏，90%的轴承未出现点蚀破坏时，一个轴承所转过的总转数或工作的小时数。用符号L10（106r）或Lh（h）表示。

（3）基本额定动载荷使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的最大载荷值，用字母C表示。

（1）轴承寿命轴承的滚动体或套圈首次出现点蚀之前，轴承两套圈相对运转的总转数或相应的工作小时数。任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升4-2-2滚动轴承的寿命计算深沟球轴承基本额定动载荷轴承代号基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定动载荷CrkN基本额定静载荷C0rkN极限转速r/mindDBdaDa脂润滑油润滑6206306216365619.511.59500130006207357217426525.515.28500110006306307219376527.015.29000120006307358021447133.219.28000100007206306216365623.015.09000130007306307219376526.519.885001200030206306216365343.250.56000750032206306220365251.863.86000750030306307219376246.848.063008000任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升4-2-2滚动轴承的寿命计算

轴承的基本额定动载荷Ｃ是在一定的运转条件下确定的，向心轴承仅承受纯径向载荷Ｆr，推力轴承仅承受纯轴向载荷Ｆa，当轴承受到径向载荷Ｆr和轴向载荷Ｆa的复合作用时，在进行轴承寿命计算时，应把作用在轴承上的实际载荷转换为与确定轴承C值的载荷条件相一致当量动载荷，用字母P表示。

P

的含义是轴承在当量动载荷作用下的寿命与在实际工作载荷下的寿命相当。

计算当量动载荷2.当量动载荷任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升4-2-2滚动轴承的寿命计算载荷性质载荷系数fp举例无冲击或轻微冲击1.0～1.2电机、汽轮机、通风机、水泵等中等冲击或中等惯性力1.2～1.8机床、车辆、动力机械、起重机、造纸机、选矿机、冶金机械、卷扬机械等强大冲击1.8～3.0碎石机、轧钢机、钻探机、振动筛等载荷系数fp

当Fa/Fr≤e时，表示轴向载荷Fa的影响较小，当Fa/Fr＞e时，必须计入轴向载荷Fa的作用。若轴承的e值较高，承受轴向载荷的能力较强，

Y值较小，在同样的轴向载荷作用下当量动载荷也较小。任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升4-2-2滚动轴承的寿命计算轴承类型相对轴向载荷判断系数Fa/Fr>eFa/Fr≤eFa/C0eXYXY深沟球轴承0.0140.0280.0560.0840.110.170.280.420.560.190.220.260.280.300.340.380.420.440.562.301.991.711.551.451.311.151.041.0010角接触球轴承α=15°0.0150.0290.0580.0870.120.170.290.440.580.380.400.430.460.470.500.550.560.560.441.471.401.301.231.191.121.021.001.0010α=25°——0.680.410.8710α=40°——1.140.350.5710径向载荷系数X和轴向载荷系数Y

任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升4-2-2滚动轴承的寿命计算3.滚动轴承的寿命计算公式

滚动轴承的基本额定寿命与承受的载荷有关,6207轴承基本额定寿命L10与载荷P的关系轴线,曲线的方程为常数任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升4-2-2滚动轴承的寿命计算轴承工作(℃)≤100125150200250300温度系数fT10.950.900.800.700.60fT常数（滚子轴承）；（球轴承）；其中：3103==ee≥≥温度系数任务4-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升4-2-2滚动轴承的寿命计算滚动轴承预期使用寿命的推荐用值

机器类型预期寿命/h不经常使用的仪器和设备，如闸门开闭装置等300～3000短期或间断使用的机械，中断使用不致引起严重后果，如手动机械等3000～8000间断使用的机械，中断使用后果严重，如发动机辅助设备、流水作业线自动传动装置、升降机、车间吊车、不经常使用的机床等8000～12000每日8h工作的机械（利用率不高），如一般的齿轮传动、某些固定电动机等12000～20000每日8h工作的机械（利用率较高），如金属切削机床、连续使用的起重机、木材加工机械等20000～3000024h连续工作的机械，如矿山升降机、泵、电动机等40000～6000024h连续工作的机械，中断使用后果严重，如纤维生产或造纸设备、发电站主电机、矿井水泵、船舶螺旋桨等100000～200000任务4-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点4-2-2滚动轴承的寿命计算动起来生讲师评会学各组代表任务4-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点4-2-2滚动轴承的寿命计算

二、角接触轴承的载荷计算

（1）角接触轴承的内部轴向力内部轴向力角接触轴承在受到径向载荷Fr作用时，产生使轴承内、外圈分离的附加的派生轴向力Fs。大小与轴承的类型、接触角的大小、径向载荷的大小有关。角接触轴承的内部轴向力方向由轴承外圈的宽边指向窄边。任务4-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点4-2-2滚动轴承的寿命计算角接触轴承的内部轴向力计算方法圆锥滚子轴承角接触球轴承70000C（α=15º）70000AC（α=25º）70000B（α=40º）任务4-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点4-2-2滚动轴承的寿命计算（2）角接触轴承轴向力Fa的计算安装方式正装为两外圈窄边相对安装。反装为两外圈宽边相对安装。

（a）正装（b）反装Fa1FrFa1Fr1Fr2Fa2FAFa2Fr1Fr2FAFr任务4-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点4-2-2滚动轴承的寿命计算滚动轴承尺寸的选择4轴向力Fa1及Fa2

作用在轴承外圈宽边的端面上，方向沿轴线由宽边指向窄边。轴向外载荷FA

是轴上除Fa之外的轴向力的合力。在轴线方向，轴系在FA、Fa1及Fa2作用下处于平衡状态。求解角接触轴承轴向力Fa的方法1）计算轴上的轴向外力（合力）FA的大小及两支点处轴承的内部轴向力FS1、FS2的大小。计算简图1122FAFa2Fa1Fs1Fs2FA轴向力分析任务4-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点4-2-2滚动轴承的寿命计算2）将轴向外力FA及与之同向的内部轴向力相加，取其之和与另一反向的内部轴向力比较大小。若FS1+FA≥FS2，外圈固定不动，轴与固结在一起的内圈有右移趋势，则轴承2被“压紧”轴承1被“放松”。若FS1+FA＜FS2，外圈固定不动，轴与固结在一起的内圈有左移趋势，则轴承1被“压紧”轴承2被“放松”。

3）“放松端”轴承的轴向力等于它本身的内部轴向力。

4）“压紧端”轴承的轴向力等于除本身内部轴向力外，其余各轴向力的代数和。任务4-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点4-2-2滚动轴承的寿命计算三、滚动轴承的静强度计算

对于缓慢摆动或低转速(n＜10r/min)的滚动轴承，其主要失效形式为塑性变形，应按静强度进行计算确定轴承尺寸。对在重载荷或冲击载荷作用下转速较高的轴承，除按寿命计算外，也要进行静强度验算。1.基本额定静载荷C0

轴承两套圈间相对转速为零，使受最大载荷滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力达到一定值时的静载荷。2.当量静载荷P0

承受最大载荷滚动体与滚道接触中心处，引起与实际载荷条件下相当的接触应力时的假想静载荷。任务4-2引思考强技能促提升

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强素养攻难点4-2-2滚动轴承的寿命计算计算公式3.静强度计算计算公式≥4-2-2滚动轴承的寿命计算动起来生讲师评会学各组代表任务4-2引思考促提升

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强素养攻难点强技能1.设计要求与数据如图所示一级齿轮减速器Ⅱ轴，拟用一对深沟球轴承支承，初选轴承型号为6210，Ⅱ轴转速n=83.99r/min，两轴承所受的径向载荷Fr1=Fr2=1434N，轴承在常温下连续单向运转，载荷平稳，两班制工作，每年工作300天，减速器设计寿命10年。4-2-2滚动轴承的寿命计算任务4-2引思考促提升

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