第十章滚动轴承寿命计算2课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,10-4,滚动轴承的相关计算,重点与难点,10-4 滚动轴承的相关计算重点与难点,定义：,轴承在一定转速下，其中任何零件出现疲劳扩展迹象之前的工作小时数称为：,可靠度：,一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分比,.,在到达额定寿命时，有,90,%,的轴承,没坏，只损坏了,10,%,。,轴承寿命,一、,滚动轴承的,寿命计算,基本额定寿命 ：,一批相同的轴承中,90,的轴承不发生疲劳点蚀前的总转数,（以,10,6,为单位）或小时数,。,基本额额定寿命,用,L10,或,L10h,来表示。,当一套轴承运转达到一百万（,10,6,）,转时，轴承所能承受的载荷,C,。,.,基本额定动载荷,不同的轴承该值不一样，它表征了轴承的承载特性。是在,大量试验的基础上，通过理论分析得到,，需要时可从,设计手册或轴承样本中查得,。,.,向心轴承记为：,C,r,，,可查表,推力轴承记为：,C,a,向心推力轴承？,定义：轴承在一定转速下，其中任何零件出现疲劳扩展迹象之前的工,当量动载荷的计算,滚动轴承的基本动载荷是在一定的实验条件下确定的。对于向心轴承是指轴承承受纯径向载荷；对于推力轴承是指承受中心轴向载荷。实际情况可能既受径向载荷又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与实验条件相同的载荷后，才能和基本额定动载荷进行比较。换算后的载荷是一种假定载荷，称为当量载荷。,含义：,当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷,双重影响,，经换算后的,假想载荷,。其效果与某一个基本额定动载荷相当。,计算公式：,P=,X,F,r,+,Y,F,a,X-,径向动载荷系数；,Y-,轴向动载荷系数。,见下页,向心轴承：,P=F,r,推力轴承：,P=F,a,参数,e,反映了轴向载荷对轴承承载能力的影响，其值与轴承类型和,F,A,/C,0,有关，,C,0,是轴承的径向额定静载荷。,当量动载荷的计算滚动轴承的基本动载荷是在一定的实验条件下确定,表,10-5,向心轴承当量载荷系数,X,、,Y,的值,轴承类型,深沟球轴承,0.172 0.19 2.3,F,A,C,0r,e,F,A,/ F,r,e,F,A,/ F,r,e,X,Y,X,Y,0.345 0.22 1.99,0.689 0.26 1.71,1.03 0.28 1.55,1.38 0.30 0.56 1.45 1 0, ,0.178 0.38 1.47,0.357 0.40 1.40,0.714 0.23 1.30,1.07 0.46 1.23,=,15 1.43 0.47 0.44 1.19 1 0, ,角接触球轴承,= 25, - 0.68 0.41 0.87 1 0,= 4,0 - 1.14 0.35 0.57 1 0,圆锥滚子轴承,(,单列,) - 1.5tg,0.4 0.4ctg,1 0,调心球轴承,(,双列,) - 1.5tg,0.65 0.65ctg,1 0,(,单列,),表10-5 向心轴承当量载荷系数X、Y的值轴承类型 深沟,寿命计算公式,通过试验得出如图所示,6208,轴承的载荷,寿命曲线。,曲线上对应于,L,h,=,10,6,的载荷为,:,29.5KN,。,载荷,-,寿命曲线的公式：,寿命指数：,-,球轴承,-,滚子轴承,用小时表示：,3,10/3,=,0 1 2 3 4 5 10 15 L,(10,6,),29.5,25,20,15,10,5,P KN,基本额定动载荷：,P,-,当量动载荷,L,h,-,预期寿命,寿命计算公式 通过试验得出如图所示6208轴承的载荷寿命曲,当,t100,时， ,C,引进温度系数,f,t,进行修正。,表,13-4,温度系数,轴承工作 温度,温度系数,f,t,100,250,200,150,125,300,1,0.95,0.90,0.70,0.80,0.60,C,t,=,f,t,C,修正后的计算公式：,当 t100 时， C 引进温度系数 ft 进,表,10-7,载荷系数,载荷性质 无冲击或轻微冲击 中等冲击 强烈冲击,f,P,1.01.2,1.21.8,1.83.0,最终计算公式：,工作中冲击振动 ,C,引进载荷系数,f,P,进行修正。,表10-7 载荷系数 载荷性质 无冲击或轻微冲,-,派生轴向力,F,Ni,= F,si,+,F,r,i,F,S,=,F,S,i,=,F,r,i,tg,第,i,个滚动体,当角接触球轴承或圆锥滚子轴承承受径向载荷,F,r,时，由于存在接触角,，第,i,个滚动体所受力为,F,Ni,。可分解为轴向和径向两个分力：,所有滚动体轴向力之和：,其中：,F,Si,=,F,r,i,tg,三、轴向载荷的计算,F,a,F,ae,F,r,F,Ni,F,S,将迫使内圈和轴径向右移动。可按下表来计算,F,d,F,S,=1.14,F,r,F,S,=0.68,F,r,F,S,=,eF,r,F,S,=,F,r,(2Y),70000B(,a,=40,),70000AC(,a,=25,),70000C(,a,=15,),角接触球轴承,圆锥滚子轴承,假设作用在轴上的轴向外载荷为：,F,ae,F,ri,F,si,-派生轴向力FNi = Fsi +FriFS =FS,F,R,F,R,F,r1,F,r2,F,S1,F,S2,F,r2,F,r1,F,S1,F,S2,派生轴向力的概念,FRFRFr1Fr2FS1FS2Fr2Fr1FS1FS2派生,9,轴向力的计算,F,N1,F,N2,外部,轴向力,外部,径向力,轴向力的计算FN1FN2外部外部,10,1.,若,F,ae,+,F,S2,F,S1,压紧端：,F,a1,=,F,ae,+,F,S2,放松端：,F,a2,=,F,S2,2.,若,F,ae,+,F,S2,FS1压紧端：Fa1 = Fae,a,2,a,1,O,1,O,2,1,2,外圈宽边相对安装,(,反装,),F,ae,F,s2,F,r2,F,s1,F,r1,反装时选左边的轴承为,1,，右边的轴承为,2,。,1.,若,F,ae,+,F,S2,F,S1,则有：,压紧端：,F,a1,=,F,ae,+,F,S2,放松端：,F,a2,=,F,S2,2.,若,F,ae,+,F,S2,L,1,，左轴承寿命低。,如图所示，轴支承在一对7209AC角接触球轴承上，FR30,13,五、滚动轴承的静承载能力,对于,在工作载荷下基本不旋转或缓慢旋转或缓慢摆动的轴承,，其失效形式,不是疲劳点蚀,，而是因滚动接触面上的接触应力过大而产生的过大的塑性变形。,在国家标准中，对每一种规格的滚动轴承规定了一个不应超过的载荷界限,基本额定静载荷，用,C,0,表示,。,轴承上作用的径向载荷,F,r,与轴向载荷,F,a,应折合成一个当量静载荷,P,0,，即：,P,0,=,X,0,F,r,+,Y,0,F,a,按轴承静承载能力选择轴承的公式为：,式中：,S,0,为静强度安全系数，可由设计手册查取。,C,0,S,0,P,0,五、滚动轴承的静承载能力 对于在工作载荷下基本不旋,旋转条件 载荷条件,S,0,使用条件,S,0,滚动轴承的静强度安全系数,S,0,普通载荷,12,高精度旋转场合,1.52.5,冲击载荷,23,振动冲击场合,1.22.5,普通载荷,0.5,1.01.2,11.5,允许有变形量,0.31.0,连续旋转轴承,不常旋转及作摆动运动的轴承,冲击及不均匀载荷,普通旋转精度场合,旋转条件 载荷条件 S0,六、滚动轴承尺寸选择的过程,由力分析确定轴承所承受的,F,r,与,F,a,计算当量动载荷,P,=,f,P,(,XF,r,+,YF,a,),明确轴承的工作转速,n,与预计寿命,L,10,计算轴承应满足的基本额定动载荷,由轴承样本（手册）查取合适的轴承,六、滚动轴承尺寸选择的过程 由力分析确定轴承所承受的Fr与F,表,10-8,轴承预期寿命,L,h,的参考值,使 用 场 合,不经常使用的仪器和设备,500,L,h,/h,短时间或间断使用，中断时不致引起严重后果,40008000,间断使用，中断时会引起严重后果,800012000,每天,8h,工作的机械,1200020000,每天,24h,连续工作的机械,4000060000,表10-8 轴承预期寿命Lh的参考值 使 用 场,