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： 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： P C 1 2 3 4 =25.6 L10 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 /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, Y0Fa/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=1.7Fa2=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) Fae 12 1 2 Fae Fd 2.角接触轴承 (3、7类) 一端固定、一端游动 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 Fd1 Fd2 Fd1 Fd2 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？ 轴承的派生轴向力Fd 分析： Fd1 +Fae与 Fd2比较 Fae Fd1 Fd2 S2 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 S1 Fae Fd1 Fd2 Fae Fd1 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=本身的派生轴向力 Fd2 Fd1 Fae21 R2R1 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 Fd1 Fd2 Fae12 R1R2 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,Y20 P1P2 轴承危险 Fa17440N Fa25440N R15000N, R28000N 七 滚动轴承的静载荷 当量静载荷： P0=X0Fr+Y0Fa 按轴承静载能力选择轴承 C0 S0P0 S0 查表138 作业布置 P406 17-12、17-13、17-15