專升本機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算

1、1滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算一、幾個(gè)術(shù)語(yǔ) 軸承壽命(Bearing life) 軸承中任一元件在出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前所運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)，或在一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù) 壽命的離散性 基本額定壽命(Basic life rating，L10 或 L10h) 一批相同的軸承，在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，其中 90% 的軸承在勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或在一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù) 意 義 對(duì)于一批軸承：對(duì)于一批軸承：90% 的軸承能達(dá)到或超過(guò)由理論計(jì)算得到基本額定壽命L10，而10% 的軸承在達(dá)到之前已發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕 對(duì)于一個(gè)軸承：對(duì)于一個(gè)軸承：該軸承達(dá)到或超過(guò)額定壽命的可靠性為90% 修正額定壽命修正額定壽命 基本額定動(dòng)載荷(B

2、asic load rating，C)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：基本額定壽命為106轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的最大載荷 如：如：6218軸承，查得C=73.8kN軸承施加73.8kN 的力時(shí)，軸承可工作106轉(zhuǎn)而不發(fā)生點(diǎn)蝕，可靠度為90% 重要參數(shù)；它表示軸承抵抗疲勞點(diǎn)蝕能力的大小，由手冊(cè)查取向心軸承：Cr 角接觸軸承：Cr； 推力軸承：Ca滾動(dòng)軸承的基本動(dòng)載荷是在一定的實(shí)驗(yàn)條件下確定的。對(duì)于向心軸承是指軸承承受純徑向載荷；對(duì)于推力軸承是指承受中心軸向載荷。實(shí)際情況可能既受徑向載荷又有軸向載荷，則必須將實(shí)際載荷換算成與實(shí)驗(yàn)條件相同的載荷后，才能和基本額定動(dòng)載荷進(jìn)行比較。換算后的載荷是一種假定載荷，稱為當(dāng)量載荷。含義

3、：當(dāng)量動(dòng)載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷雙重影響，經(jīng)換算后的假想載荷。其效果與某一個(gè)基本額定動(dòng)載荷相當(dāng)。計(jì)算公式P =X Fr+Y FaX 徑向動(dòng)載荷系數(shù)； Y Y 軸向動(dòng)載荷系數(shù) 邱邱 P374P374 向心軸承P=Fr推力軸承P=Fa理由：理由：基本額定動(dòng)載荷是單向載荷單向載荷（徑向或軸向）試驗(yàn)條件下得出的。實(shí)際情況可能受到雙重載荷作用。很顯然，單向載荷與雙向載荷作用下，軸承的壽命是不一樣的。 當(dāng)量動(dòng)載荷 PP =fd (X Fr+Y Fa)fd 沖擊載荷系數(shù) 邱P375計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P P 的步驟（假設(shè)已知Fa、Fr）：二、壽命計(jì)算 載荷越大，壽命越短，載荷與壽命之間存在確定的關(guān)系 回

4、顧基本額定動(dòng)載荷C的定義： 當(dāng)PC時(shí)，L10 = ？曲線方程為曲線方程為常數(shù)10LPPL10PL10110CLP)10()(610rPCL參數(shù)的意義: -壽命指數(shù); 球軸承=3;滾子軸承=10/3 若軸承工作時(shí)轉(zhuǎn)速為n r/min,則有:)()(16670)(6010610小時(shí)pcnpcnLh 若軸承的預(yù)期使用壽命(service life)記為L(zhǎng)h, 須使L10h Lh; 預(yù)期壽命由機(jī)器的大修年限決定: 邱邱P376 若已知軸承所受的P和預(yù)期壽命Lh, 可據(jù)此選用軸承的C:(N) 16670hLnPCC8基本額定壽命 L10或L10h)()(16670)(6010610小時(shí)pcnpcnLh(

5、N) 16670hLnPCC基本額定動(dòng)載荷 C當(dāng)量動(dòng)載荷 PP =fd (X Fr+Y Fa)10()(610rPCL上一節(jié)的內(nèi)容:三、角接觸軸承軸向力Fa的計(jì)算 (解釋Fa) Fa的確定對(duì)角接觸軸承是比較困難的:外加軸向力 + 內(nèi)部軸向力FS FA、FR作用在軸上的軸向力、徑向力。 Fa、Fr 作用在軸承上的軸向力、徑向力 一一) 載荷作用中心點(diǎn)載荷作用中心點(diǎn)O1、O2 O點(diǎn)位置應(yīng)為各滾動(dòng)體的載荷向量與軸中心線的交點(diǎn) tgDBaBW22B軸承寬度DBW 滾動(dòng)體中心圓直徑 DBW = (D+d)/2 實(shí)際上：a 由軸承手冊(cè)中查取二二) 角接觸軸承的安裝方式角接觸軸承的安裝方式 成對(duì)、反向安裝：

6、二個(gè)軸承的附加軸向力可以抵消一部分 正裝（面對(duì)面安裝）反裝（背靠背安裝）正裝（面對(duì)面安裝）反裝（背靠背安裝）三三) 角接觸軸承的軸向載荷角接觸軸承的軸向載荷Fa的計(jì)算的計(jì)算 軸上作用著徑向工作載荷FR，軸向工作載荷FA，軸二端用角接觸軸承支承，面對(duì)面安裝，求兩端軸承上的軸向力 Fa1、Fa2 解：1）畫(huà)出水平方向的受力簡(jiǎn)圖， 標(biāo)出Fs1、Fs2Fs1Fs2 2）同方向的力相加，并比較大小 若FS1 Fs2 + FA , 則軸向右移動(dòng)，軸承2被“壓緊”，產(chǎn)生補(bǔ)充反力Fs2FS1 = Fs2 + Fs2 + FAFa2 = Fs2 + Fs2 = Fs1 - FAFa1 = Fs1 + Fs1 =

7、 Fs1左側(cè)軸承被“放松”，故 Fs1 = 0三三) 角接觸軸承的軸向載荷角接觸軸承的軸向載荷Fa的計(jì)算的計(jì)算 軸上作用著徑向工作載荷FR，軸向工作載荷FA，軸二端用角接觸軸承支承，面對(duì)面安裝，求兩端軸承上的軸向力 Fa1、Fa2 解：1）畫(huà)出水平方向的受力簡(jiǎn)圖， 標(biāo)出Fs1、Fs2Fs1Fs2 2）同方向的力相加，并比較大小 若FS1 Fs2 + FA , 則軸向左移動(dòng)，軸承1被“壓緊”，產(chǎn)生補(bǔ)充反力Fs1FS1 + Fs1 = Fs2 + FAFa1 = Fs1 + Fs1 = Fs2 + FAFa2 = Fs2 + Fs2 = Fs2右側(cè)軸承被“放松”，故 Fs2 = 0三三) 角接觸軸

8、承的軸向載荷角接觸軸承的軸向載荷Fa的計(jì)算的計(jì)算 軸上作用著徑向工作載荷FR，軸向工作載荷FA，軸二端用角接觸軸承支承，面對(duì)面安裝，求兩端軸承上的軸向力 Fa1、Fa2 解：1）畫(huà)出水平方向的受力簡(jiǎn)圖， 標(biāo)出Fs1、Fs2Fs1Fs2 2）同方向的力相加，并比較大小 若FS1 = Fs2 + FAFa1 = Fs1 + Fs1 = Fs2 + FAFa2 = Fs2 + Fs2 = Fs2三三) 角接觸軸承的軸向載荷角接觸軸承的軸向載荷Fa的計(jì)算的計(jì)算 角接觸軸承的軸向載荷Fa的計(jì)算步驟小結(jié) 畫(huà)出軸承的布置簡(jiǎn)圖，并在圖上標(biāo)出FA，F(xiàn)s1和Fs2； 將同方向的力相加，并比較彼此大小:分析軸向哪一邊微動(dòng)，哪一個(gè)軸承間隙消失(壓緊)，哪一個(gè)軸承的間隙存在(放松)； 被放松的軸承的軸向力等于它本身的附加軸向力。被壓緊的軸承的軸向力等于除本身內(nèi)部附加軸向力以外的其余所有力的代數(shù)和應(yīng)用上述原則關(guān)鍵要分清： 軸承的布置形式