滚动轴承的寿命计算

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,*,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,L,10,6208,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f,t,表134,（转）,（h ）,四. 当量动载荷,轴承寿命计算公式,Pf,P,（X,Fr,Y,Fa,）,Pf,P,（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f,0,Fa /C,0r,f,0,=14.7 查,e,角接触球轴承按Fa /C,0,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 ,f,P,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）Pf,P,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、C,0,验算寿命：,计算轴承载荷查e、X、Y 计算P计算L,h,分析轴承是否合格,只能承受纯轴向载荷的轴承（5类）： Pf,P,Fa,例：已知齿轮轴采用一对6211轴承，已知轴承,载荷,1,=3500，Fa,1,=1606，R,2,=2500，Fa,2,=,f,P,1.2，试求P,1,、P,2,。,解：,查得：C,0,=29200,查e,：,求X、Y,:,求,:,f,0,Fa,1,/C,0,=14.71606/29200 = 0.8085,e,1,在0.260.28之间,插值得 e,1,= 0.27,Fa,1,/R,1,= 1606/3500 = 0.459e,X,1,=0.56 , Y,1,=1.7,Fa,2,=0 X,2,=1 , Y,2,=0,P,1,=f,P,(X,1,R,1,+Y,1,Fa,1,)=1.2(0.563500+1.71606),=5628,P,2,=f,P,R,2,=1.22500=3000,P,1,P,2,轴承危险，计算1的寿命,五. 轴承的轴向载荷,F,a,1.径向轴承 (6 、 1 、 2类),F,ae,1,2,1,2,F,ae,F,d,2.,角接触轴承,(3、7类), 一端固定、一端游动,F,a1,= F,ae, F,a2,=0,F,ae,指向者受力,Fa,1,=0 , Fa,2,= F,ae,(1),派生轴向力F,d, ，在作用下F,d,内外圈分离 成对使用,F,d,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,F,d1,F,d2,F,d1,F,d2,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F,a1,、 F,a2,轴向载荷轴上外载荷Fae ,F,a,？,轴承的派生轴向力F,d,分析：,F,d1,+Fae与 F,d2,比较,Fae,F,d1,F,d2,S,2,当,F,d1,+Fae ,F,d2,当,F,d1,+Fae ,F,d2,F,a1,=,F,a2,=,右边压紧S,2,F,d1,+Fae ,F,d2,+ S,2,F,d1,F,d2, S,2,F,d1, Fae,F,d1,+Fae S,1,F,d2,左边压紧S,1,F,a1,F,a2,F,d1,S,1,F,d2, Fae,F,d2,S,1,Fae,F,d1,F,d2,Fae,F,d1,F,d2,当,F,d1,+Fae ,F,d2,当,F,d1,+Fae ,F,d2,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F,d,方向, 计算F,d1,、,F,d2, 根据F,d1、,Fae 、,F,d2,三者的关系判断压紧、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,F,d2,F,d1,Fae,2,1,R,2,R,1,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,R,1,5000N,R,2,8000N，,Fae2000N，由1轴承指向2轴承，求F,a1,、F,a2,。,解：,画安装简图 F,d2,与 Fae同向,求F,d1,，F,d2,求F,a1,， F,a2, F,d2,Fae544020007440N F,d1,3400N,F,a1,F,d2,Fae7440N,F,a12,F,d2,5440N,F,d1,0.68R,1,0.6850003400N,F,d2,0.68R,2,0.6880005440N,F,d1,F,d2,Fae,1,2,R,1,R,2,轴承,1被压紧,轴承,2被放松,六. 轴承寿命计算步骤,求R,1,、R,2,例:接上题,如果n960r/min,f,P,1.2, 求轴承寿命。,求Fa,1,、Fa,2,求P,1,、P,2,求L,h,(C),解：查得7212AC轴承的C42800N，e0.68,Fa,1,R,1,744050001.488e,X,1,0.41 ， Y,1,0.87,P,1,f,P,(X,1,R,1,Y,1,A,1,),1.2(0.4150000.877440) 10227.36N,Fa,2,R,2,544080000.68= e,P,2,f,P,R,2,1.280009600N,X,2,1,Y,2,0,P,1,P,2,轴承危险,Fa,1,7440N,Fa,2,5440N,R,1,5000N,R,2,8000N,七 滚动轴承的静载荷,当量静载荷：,P,0,=X,0,F,r,+Y,0,F,a,按轴承静载能力选择轴承,C,0,S,0,P,0,S,0,查表138,作业布置,P406 17-12、17-13、17-15,