滚动轴承的工作
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当已知基本额定寿命为106r（即L10=1）时，对应的
载荷值即为轴承的基本额定动载荷C, 此时
P L10 C 1 =常数
因此滚动轴承的寿命计算公式为：
L10
(C ) P
机械设计基础
Machine Design Foundation
滚动轴承的工作能力计算
工程计算中为使用方便, 用给定转速n(r/min)下的 工作小时数Lh来表示轴承的基本额定寿命, 则有：
Lh
L10 60n
106
C
60n P
16670 C n P
如果载荷P和转速n已知，轴承的预期计算寿命[Lh ] 也已确定，则可得到所需轴承应具有的基本额定动载荷
计算公式为：
1
Cc
P ft
60 nLh
10 6
机械设计基础
Machine Design Foundation
滚动轴承的工作能力计算
向右的附加平衡力Fs1/2，则沿轴线方向的力平衡条件为：
Fs1 FX Fs1/2 FS 2
由此可求得轴承1，2的轴向力为：
Fa1 Fs1/2 Fs1 Fs2 FX
F a2 Fs2
返回
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滚动轴承的工作能力计算
1.1 滚动轴承的失效形式及设计准则
1.滚动轴承的失效形式 根据工作情况，主要有疲劳点蚀、塑性变形、磨粒
磨损和胶合等。
滚动轴承内部的载荷变化
机械设计基础
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滚动轴承的工作能力计算
下面以面对面安装的圆锥滚子轴承为例介绍轴承轴
向载荷的计算方法，如图，为作用于轴上的轴向外载，
Fr1和Fr2和Fs1和 Fs2分别为轴承1，2所受的径向载荷和
内部轴向力。根据轴的力平衡关系，按下面两种情况进
行分析。 (1)若 Fs1 Fx Fs2 轴有向右移动的趋势，使轴承2被压紧， 轴承1放松，轴承2处将经轴承端盖、外圈给轴一个向左的
为了使派生力相互抵消，角接触轴承常成对使用， 安装方式一般有两种。如图所示，（a）为正安装，两轴 承外圈窄边相对，轴的实际支点偏向两支点内侧，这种 安装结构简单，拆卸方便；（b）为反安装，两轴承外圈 窄边相背，轴的实际支点偏向两支点外侧，简化计算可 近似认为支点在轴承宽度的中点处。
（a）
（b）
机械设计基础
4. 角接触向心轴承轴向载荷的计算 角接触向心轴承其结构特点，当其承受径向载Fr时，
外圈对滚动体产生的法向反力FQi将分解为FRi和FSi， FRi和F相平衡，而FSi是由于径向载荷在轴承内部产生的， 称为轴向派生力，如图所示。
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滚动轴承的工作能力计算
滚动轴承的工作能力计算
点蚀
轴承元件受到脉动循环的接触应力。这种周期性变 化的应力，促使疲劳裂纹的产生，并逐渐扩展到表面， 从而形成疲劳点蚀，使轴承旋转精度下降，产生噪声、 冲击和振动。
机械设计基础
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滚动轴承的工作能力计算
塑性变 当滚动轴承转速很低形或只作间歇摆动时，一般不会产 生疲劳点蚀。但若承受很大的静载荷或冲击载荷时，轴 承各元件接触处的局部应力可能超过材料的屈服极限， 从而产生永久变形。过大的永久变形会使轴承在运转中 产生剧烈的振动和噪音，致使滚动轴承不能正常工作。
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滚动轴承的工作能力计算
磨粒磨损和胶合 由于使用维护和保养不当或密封、润滑不良等因素， 也能导致轴承早期磨损、胶合、内外圈和保持架破损等 不正常失效。
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滚动轴承的工作能力计算
2. 滚动轴承的设计准则 选择轴承时，要针对主要失效形式进行必要的计算，
并采取适当措施，以保证轴承的正常工作。一般工作条件 的回转滚动轴承，最主要的失效形式是疲劳点蚀破坏，应 进行接触疲劳寿命计算和静强度计算；对低速轴承 （n≤10r/min）或摆动轴承，要求控制其塑性变形，只需 进行静强度计算；对高速轴承，主要是由于发热而引起的 黏着磨损、烧伤失效，除需要进行寿命计算外，还应验算 极限转速。以磨损、胶合为主要失效形式的轴承，由于影 响因素复杂，目前还没有相应的计算方法，只能采用适当 的预防措施，通过正确的润滑和密封，正确的操作与维护 来解决。
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滚动轴承的工作能力计算
(3) 滚动轴承的基本额定动载荷：所谓轴承的基本额定 动载荷，就是使轴承的基本额定寿命恰好为106转时， 轴承所能承受的载荷值，用字母C表示。
对于向心轴承，指的是纯径向载荷，并称为径向基 本额定动载荷（Cr表示）；
P f p XFr YFa
X、 Y—动径向载荷系数和动轴向载荷系数，见表15-12。
f p ——载荷系数，见表15-11；
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滚动轴承的工作能力计算
3.基本额定寿命计
算 大量试验得出某一轴承所承受的载荷与寿命的关系
曲线方程为：
P L10 =常数
附加平衡力 ，Fs则2/2 沿轴线方向的力平衡条件为：
由此可求得Fs1轴承Fx2的F轴s2向力F '为s2/：2
Fa2 Fs2 Fs2/2 Fs1 FX
因轴承1只受内部轴向力，故：Fa1 Fs1
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滚动轴承的工作能力计算
(2)若 Fs1 Fx Fs2 ，轴有向左移动的趋势，使轴承1被压 紧，轴承2放松，轴承1处将经轴承端盖、外圈给轴一个
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滚动轴承的工作能力计算
1.2 滚动轴承的寿命计算
1.基本额定寿命和基本额定动载荷
(1)滚动轴承的寿命：滚动轴承从开始工作，到轴承中任 一个套圈或滚动体上出现疲劳点蚀以前的总转数（以106 为单位），或在一定转速下的总工作小时数称为滚动轴承 的寿命。 (2) 滚动轴承的基本额定寿命：国家标准规定：按一批相 同的轴承中，在一定的工作条件下，10%的轴承发生点蚀 破坏，而90%的轴承在发生点蚀破坏前所能达到的总转数 （以106为单位）或工作小时数作为轴承的基本额定寿命， 以L10表示。
对于推力轴承，指的是纯轴向载荷，并称为轴向基 本额定动载荷（Ca表示）；
对于角接触球轴承或圆锥滚子轴承，指的是套圈间 产生纯径向位移的载荷的径向分量。
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2.当量动载荷
在实际应用的情况下，一般滚动轴承受径向载荷Fr和轴 向载荷 Fa 同时作用。因此，在进行轴承寿命计算时，必 须把实际载荷转换为与确定基本额定动载荷的载荷条件相 一致的当量动载荷，用字母P表示。与实际载荷的关系为：
载荷值即为轴承的基本额定动载荷C, 此时
P L10 C 1 =常数
因此滚动轴承的寿命计算公式为：
L10
(C ) P
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滚动轴承的工作能力计算
工程计算中为使用方便, 用给定转速n(r/min)下的 工作小时数Lh来表示轴承的基本额定寿命, 则有：
Lh
L10 60n
106
C
60n P
16670 C n P
如果载荷P和转速n已知，轴承的预期计算寿命[Lh ] 也已确定，则可得到所需轴承应具有的基本额定动载荷
计算公式为：
1
Cc
P ft
60 nLh
10 6
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滚动轴承的工作能力计算
向右的附加平衡力Fs1/2，则沿轴线方向的力平衡条件为：
Fs1 FX Fs1/2 FS 2
由此可求得轴承1，2的轴向力为：
Fa1 Fs1/2 Fs1 Fs2 FX
F a2 Fs2
返回
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滚动轴承的工作能力计算
1.1 滚动轴承的失效形式及设计准则
1.滚动轴承的失效形式 根据工作情况，主要有疲劳点蚀、塑性变形、磨粒
磨损和胶合等。
滚动轴承内部的载荷变化
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滚动轴承的工作能力计算
下面以面对面安装的圆锥滚子轴承为例介绍轴承轴
向载荷的计算方法，如图，为作用于轴上的轴向外载，
Fr1和Fr2和Fs1和 Fs2分别为轴承1，2所受的径向载荷和
内部轴向力。根据轴的力平衡关系，按下面两种情况进
行分析。 (1)若 Fs1 Fx Fs2 轴有向右移动的趋势，使轴承2被压紧， 轴承1放松，轴承2处将经轴承端盖、外圈给轴一个向左的
为了使派生力相互抵消，角接触轴承常成对使用， 安装方式一般有两种。如图所示，（a）为正安装，两轴 承外圈窄边相对，轴的实际支点偏向两支点内侧，这种 安装结构简单，拆卸方便；（b）为反安装，两轴承外圈 窄边相背，轴的实际支点偏向两支点外侧，简化计算可 近似认为支点在轴承宽度的中点处。
（a）
（b）
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4. 角接触向心轴承轴向载荷的计算 角接触向心轴承其结构特点，当其承受径向载Fr时，
外圈对滚动体产生的法向反力FQi将分解为FRi和FSi， FRi和F相平衡，而FSi是由于径向载荷在轴承内部产生的， 称为轴向派生力，如图所示。
机械设计基础
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滚动轴承的工作能力计算
滚动轴承的工作能力计算
点蚀
轴承元件受到脉动循环的接触应力。这种周期性变 化的应力，促使疲劳裂纹的产生，并逐渐扩展到表面， 从而形成疲劳点蚀，使轴承旋转精度下降，产生噪声、 冲击和振动。
机械设计基础
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滚动轴承的工作能力计算
塑性变 当滚动轴承转速很低形或只作间歇摆动时，一般不会产 生疲劳点蚀。但若承受很大的静载荷或冲击载荷时，轴 承各元件接触处的局部应力可能超过材料的屈服极限， 从而产生永久变形。过大的永久变形会使轴承在运转中 产生剧烈的振动和噪音，致使滚动轴承不能正常工作。
机械设计基础
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滚动轴承的工作能力计算
磨粒磨损和胶合 由于使用维护和保养不当或密封、润滑不良等因素， 也能导致轴承早期磨损、胶合、内外圈和保持架破损等 不正常失效。
机械设计基础
Machine Design Foundation
滚动轴承的工作能力计算
2. 滚动轴承的设计准则 选择轴承时，要针对主要失效形式进行必要的计算，
并采取适当措施，以保证轴承的正常工作。一般工作条件 的回转滚动轴承，最主要的失效形式是疲劳点蚀破坏，应 进行接触疲劳寿命计算和静强度计算；对低速轴承 （n≤10r/min）或摆动轴承，要求控制其塑性变形，只需 进行静强度计算；对高速轴承，主要是由于发热而引起的 黏着磨损、烧伤失效，除需要进行寿命计算外，还应验算 极限转速。以磨损、胶合为主要失效形式的轴承，由于影 响因素复杂，目前还没有相应的计算方法，只能采用适当 的预防措施，通过正确的润滑和密封，正确的操作与维护 来解决。
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滚动轴承的工作能力计算
(3) 滚动轴承的基本额定动载荷：所谓轴承的基本额定 动载荷，就是使轴承的基本额定寿命恰好为106转时， 轴承所能承受的载荷值，用字母C表示。
对于向心轴承，指的是纯径向载荷，并称为径向基 本额定动载荷（Cr表示）；
P f p XFr YFa
X、 Y—动径向载荷系数和动轴向载荷系数，见表15-12。
f p ——载荷系数，见表15-11；
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滚动轴承的工作能力计算
3.基本额定寿命计
算 大量试验得出某一轴承所承受的载荷与寿命的关系
曲线方程为：
P L10 =常数
附加平衡力 ，Fs则2/2 沿轴线方向的力平衡条件为：
由此可求得Fs1轴承Fx2的F轴s2向力F '为s2/：2
Fa2 Fs2 Fs2/2 Fs1 FX
因轴承1只受内部轴向力，故：Fa1 Fs1
机械设计基础
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滚动轴承的工作能力计算
(2)若 Fs1 Fx Fs2 ，轴有向左移动的趋势，使轴承1被压 紧，轴承2放松，轴承1处将经轴承端盖、外圈给轴一个
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滚动轴承的工作能力计算
1.2 滚动轴承的寿命计算
1.基本额定寿命和基本额定动载荷
(1)滚动轴承的寿命：滚动轴承从开始工作，到轴承中任 一个套圈或滚动体上出现疲劳点蚀以前的总转数（以106 为单位），或在一定转速下的总工作小时数称为滚动轴承 的寿命。 (2) 滚动轴承的基本额定寿命：国家标准规定：按一批相 同的轴承中，在一定的工作条件下，10%的轴承发生点蚀 破坏，而90%的轴承在发生点蚀破坏前所能达到的总转数 （以106为单位）或工作小时数作为轴承的基本额定寿命， 以L10表示。
对于推力轴承，指的是纯轴向载荷，并称为轴向基 本额定动载荷（Ca表示）；
对于角接触球轴承或圆锥滚子轴承，指的是套圈间 产生纯径向位移的载荷的径向分量。
机械设计基础
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滚动轴承的工作能力计算
2.当量动载荷
在实际应用的情况下，一般滚动轴承受径向载荷Fr和轴 向载荷 Fa 同时作用。因此，在进行轴承寿命计算时，必 须把实际载荷转换为与确定基本额定动载荷的载荷条件相 一致的当量动载荷，用字母P表示。与实际载荷的关系为：