滚动轴承寿命计算

70000C(a=15º) 70000AC(a =25º) 70000B(a =40º)
FS=Fr／(2Y)
FS=eFr
FS=0.68Fr
FS=1.14Fr
派生轴向力的概念
FR
Fr1
FS1
FS2
Fr2
FS1 Fr1
FR Fr2 FS2
轴向力的计算
FN2
外部 轴向力
外部 径向力
FN1
1.若 Fae+ FS2 >FS1
表13-4 温度系数
轴承工作 温度℃
100
125
150 200
250
300
温度系数 ft
1
0.95 0.90 0.80 0.70
0.60
修正后的计算公式：
L ftC P
106 r
Lh
106
60n
ftC P
h
C
P
ft
60nL'h 106
N
工作中冲击振动 → C ↓ 引进载荷系数 fP 进行修正。 表10-7 载荷系数
α= 25˚ α= 40˚
圆锥滚子轴承(单列)
调心球轴承(双列)
0.178 0.357 0.714 1.07 1.43 ……
-------
----
----
0.38 0.40 0.23 0.46 0.47 ……
0.68 1.14
1.5tgα 1.5tgα
1.47
1.40 1.30 1.23 0.44 1.19 ……
载荷性质 无冲击或轻微冲击 中等冲击 强烈冲击
fP
1.0~1.2
1.2~1.8
1.8~3.0
最终计算公式：
Lh
6100n6
ffPtCP
h
或C ： fP ftP6 1n 0 6 0Lh1/
N
三、轴向载荷的计算
当角接触球轴承或圆锥滚子轴承承
受径向载荷Fr时，由于存在接触角α ， 第i个滚动体所受力为FNi。可分解为 轴向和径向两个分力：
基本额定动载荷
当一套轴承运转达到一百万（106）转时，轴承所能承受的载荷C。.
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：Cr，可查表 推力轴承记为：Ca 向心推力轴承？
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。
由于轴承1的右端已固定，轴不能向右移动，轴承1被压紧。由平衡条件得 轴承1(压紧端)承受的轴向载荷：
压紧端：Fa1 = Fae+ FS2
轴承2(放松端)承受的轴向载荷：
放松端：Fa2 = FS2
Fae
2.若 Fae+FS2 < FS1
则轴承2被压紧。由平衡条件得：
放松端： Fa1 = FS1
2
1
O2 Fs2 Fs1 O1
放松端：Fa2 = FS2
1
Fae
O1
2 O2 Fs2
2.若
Fae+FS2
<
FS1
,则有：
Fs1
a1 Fr1
a2 Fr2
放松端： Fa1 = FS1
外圈宽边相对安装(反装)
压紧端： Fa2 = FS1 - Fae
结论与正装相同：
放松端轴承的轴向载荷 = 内部轴向力
压紧端轴承的轴向载荷 = 其余轴向力的代数和本身除外
如1当8）7图t>两1所00轴℃示1承时，，各轴→受0支C多↓承大在径一向对力7和209轴A向C角力接。触球轴承上，FR＝3000N，内部轴向力FSFr。求： 2X）----哪径向个动轴载荷承系寿数；命低？为什么？
10 15 L∞ (106)
载荷--寿命曲线的公式：LC 106 r P-当量动载荷 P
寿命指数：ε= 3 ---球轴承 10/3 ---滚子轴承
用小时表示：
Lh
106
C
60n P
h
基本额定动载荷：CP
60nL'h 106
N L’h--预期寿命
当 t>100℃ 时， → C ↓ 引进温度系数 ft 进行修正。 Ct= ft C
0.41 0.35 0.4 0.65
0.87 0.57 0.4ctgα 0.65ctgα
FA / Fr ≤ e
X
Y
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
寿命计算公式
P KN
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 Lh=106 的载
荷为: 。
29.5 25 20 15 10 5
012345
FNi = Fsi +Fri 其中： FSi = Fri tgβ
所有滚动体轴向力之和：
第i个滚动体
Fr Fsi Fa
FNiβF’ri
α
Fae
假设作用在轴上的 轴向外载荷为：Fae
FS =∑FSi = ∑Fri tgβ ----派生轴向力
FS将迫使内圈和轴径向右移动。可按下表来计算Fd
圆锥滚子轴承
角接触球轴承
第十章滚动轴承寿 命计算
§10-4 滚动轴承的相关计算
重点与难点
一、滚动轴承的寿命计算 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：轴承寿命
可靠度：一组相同轴承能达轴承中90％的轴承不发生疲劳点蚀 前的总转数（以106为单位）或小时数。基本额额定寿命用 L10 或L10h 来表示。 在到达额定寿命时，有90%的轴承没坏，只损坏了10%。
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 Fr+Y Fa
X----径向动载荷系数； Y----轴向动载荷系数。见下页
向心轴承： P=Fr 推力轴承： P=Fa
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 FA/C0有关，C0是轴承的径向额定静载荷。
表10-5 向心轴承当量载荷系数X、Y的值
轴承类型
FA C0r
e
FA / Fr >e
X
Y
深沟球轴承
0.172 0.345 0.689
1.03
1.38 ……
0.19 0.22 0.26
0.28
0.30 ……
2.3 1.99 1.71
1.55
0.56 1.45 ……
角 接 触 球 轴 承
(单列)
α= 15˚
a2 Fr2 Fr1 a1
外圈窄边相对安装 (正装)
压紧端： Fa2 = FS1 - Fae
结论：
放松端轴承的轴向载荷 = 内部轴向力
压紧端轴承的轴向载荷 = 其余轴向力的代数和本身除外
反装时选左边的轴承为1，右 边的轴承为2。
1. 若 Fae+ FS2 >FS1 则有：
压紧端：Fa1 = Fae+ FS2