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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： 角
2、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 =
3、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
4、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=160
5、6，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)
6、 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
7、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
8、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 Fa12Fd2
9、5440N 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
