滚动轴承的寿命计算

1、第35讲,滚动轴承的寿命计算,二 轴承元件上的载荷及应力变化,一 轴承工作时元件上的载荷分布,175 滚动轴承尺寸的选择,固定圈：滚动体滚过便受力，大小 不变稳定的脉动循环载荷 图137 b, 当轴承承受径向力Fr时， 上半圈不受载下半圈受载 滚动体受力不均匀受力变化：小大小,承载区,滚动体 动圈,在承载区，载荷零逐渐增大到最大，再 逐渐减少到零 图137 a,135 滚动轴承尺寸选择,三 轴向载荷对轴承元件载荷分布的影响,一 滚动轴承的失效形式及基本额定寿命,(1)疲劳破坏(点蚀),(2)过大塑性变形,疲劳接触应力,极低、较大,静强度计算,(3)磨损、胶合、内外圈和保持架破损不正常,结论：

2、角接触轴承承受轴向载荷时受载滚动体数 目增多承载能力提高宜承受联合载荷,（一） 失效形式,寿命计算,（二） 轴承的寿命,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。,指一批相同的轴承,在相同运转条件下，有90的轴承没有发生疲劳点蚀前的转数或总工作小时数。,1.轴承寿命：,寓意：一批轴承中有90的寿命将比其基本额定寿命长 一个轴承在基本额定寿命期内正常工作的概率有 90，失效率为有10,2. 基本额定寿命10：,滚动轴承的预期寿命 表133,基本额定动载荷： 当轴承基本额定寿命为10转时， 轴承能承受的最大载荷，用C表示。,二. 滚动轴承的基本额定动载荷,C =,Cr

3、径向载荷或分量 Ca轴向载荷,三. 滚动轴承寿命的计算公式,轴承寿命曲线：,6208,失效率不同寿命不同,式中：n转速 rmin 寿命指数 球轴承 滚子轴承10/3 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ft 表134,（转）,（h ）,四. 当量动载荷,轴承寿命计算公式,PfP（X Fr YFa ）,PfP（X Fr YFa ）,X、Y径向、轴向载荷系数 查表(13-5),P 载荷系数，查表(13-6 ) Fr 、 Fa 轴承的径向、轴向力（注意区别轴上载荷）,查判断系数e ,深沟球轴承按f0Fa /C0r f0 =14.7 查 e 角接触球轴承按Fa /

4、C0 查 e,(轴承的额定静载荷）,判 Fa/Fr 与 e 的关系定X、Y,Fa/Fr e,轴向力较小,可忽略不计,只计 fP 即：X=1 , Y=0,轴向力较大,要计 即：X1, Y0,Fa/Fr e,只能承受纯径向载荷的轴承（N、NA类）PfP Fr,设计轴承的基本方法： 由工作条件定轴承类型0000 由结构定轴承直径 00 初选型号 查C、C0 验算寿命： 计算轴承载荷查e、X、Y 计算P计算Lh 分析轴承是否合格,只能承受纯轴向载荷的轴承（5类）： PfP Fa,例：已知齿轮轴采用一对6211轴承，已知轴承 载荷1=3500，Fa1=1606，R2=2500，Fa2= fP1.2，试求

5、P1、P2。,解：查得：C0=29200,查e ：,求X、Y:,求:,f0Fa1/C0 =14.71606/29200 = 0.8085,e1在0.260.28之间,插值得 e1 = 0.27,Fa1/R1 = 1606/3500 = 0.459e,X1=0.56 , Y1=1.7,Fa2=0 X2=1 , Y2=0,P1=fP(X1R1+Y1Fa1)=1.2(0.563500+1.71606) =5628,P2=fPR2=1.22500=3000,P1P2 轴承危险，计算1的寿命,五. 轴承的轴向载荷Fa,1.径向轴承 (6 、 1 、 2类),2.角接触轴承 (3、7类), 一端固定、一端

6、游动,Fa1= Fae , Fa2=0,Fae指向者受力,Fa 1=0 , Fa 2= Fae,(1)派生轴向力F d, ，在作用下Fd 内外圈分离 成对使用 Fd的大小查表(13-7), 两端固定,固定端受力,(2)安装型式（成对使用）,角接触轴承应成对使用以抵消派生轴向力和避 免轴产生轴向窜动,正安装（ X 型、面对面） 两轴承外圈的窄边相对d面对面 跨距减少,反安装（ O型、背对背） 两轴承外圈的宽边相对d背对背 跨距增大,说明：轴承支点（压力中心）偏移，但为方便计 算，仍取轴承宽度中点为支点,(3) 角接触轴承的轴向载荷Fa1、 Fa2,轴向载荷轴上外载荷Fae Fa？ 轴承的派生轴向

7、力Fd 分析： Fd1 +Fae与 Fd2比较,当Fd1 +Fae Fd2,当Fd1 +Fae Fd2 , Fa1 = Fa2 =,右边压紧S2, Fd1 +Fae Fd2 + S2,Fd1,Fd2 S2 Fd1 Fae, Fd1 +Fae S1 Fd2,左边压紧S1, Fa1 Fa2 ,Fd1 S1 Fd2 Fae,Fd2,当Fd1 +Fae Fd2,当Fd1 +Fae Fd2,右边压紧,左边压紧,计算轴向载荷的方法: 画安装简图标明轴承的派生轴向力Fd方向 计算Fd1 、 Fd2 根据Fd1、Fae 、 Fd2三者的关系判断压紧、放松端 压紧端=除本身的派生轴向力外其余轴向力之和 放松端=

8、本身的派生轴向力,右边压紧,左边压紧,判断压紧、放松端时要注意正、反装,例:一对反装7312AC轴承,R15000N,R28000N， Fae2000N，由1轴承指向2轴承，求Fa1、Fa2。,解： 画安装简图 Fd2 与 Fae同向,求Fd1，Fd2,求Fa1 ， Fa2, Fd2Fae544020007440N Fd13400N,Fa1 Fd2Fae7440N,Fa12Fd25440N,Fd10.68R10.6850003400N Fd20.68R20.6880005440N,轴承1被压紧 轴承2被放松,六. 轴承寿命计算步骤,求R1、R2,例:接上题,如果n960r/min,fP1.2, 求轴承寿命。,求Fa1、Fa2,求P1、P2,求Lh(C),解：查得7212AC轴承的C42800N，e0.68,Fa1R1744050001.488e,X10.41 ， Y10.87 P1fP(X1R1Y1A1) 1.2(0.4150000.877440) 10227.36N,Fa2R2544080000.68= e,P2fPR21.280009600N,X21,Y