专升本机械设计基础滚动轴承寿命计算..
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Fa的确定对角接触轴承是比较困难的:外加轴向力 + 内部轴向力FS FA、FR——作用在轴上的轴向力、径向力。 Fa、Fr ——作用在轴承上的轴向力、径向力 一) 载荷作用中心点O1、O2 O点位置应为各滚动体的载荷向量与 轴中心线的交点
B D BW a tg 2 2
B——轴承宽度 DBW ——滚动体中心圆直径 DBW = (D+d)/2
曲线方程为
P L10 常数
P L10 C 1
P P
L10 L10
C 6 L10 ( ) (10 r ) P
参数的意义: ε --寿命指数; 球轴承ε =3;滚子轴承ε =10/3
若轴承工作时转速为n r/min,则有:
L10 h
106 c 16670 c ( ) ( ) (小时) 60 n p n p
理由：基本额定动载荷是单向载荷（径向或轴向）试验条件下得出的。实际
情况可能受到双重载荷作用。很显然，单向载荷与双向载荷作用下，轴承的
寿命是不一样的。
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
推力轴承—— P=Fa
F’s1 FS1 + F’s1 = Fs2 + FA Fa1 = Fs1 + F’s1 = Fs2 + FA Fa2 = Fs2 + F’s2 = Fs2
右侧轴承被“放松”，故 F’s2 = 0
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
轴上作用着径向工作载荷FR，轴向工作载荷FA，轴二端用角接触轴承 支承，面对面安装，求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2
P =fd (X Fr+Y Fa)
C 6 L10 ( ) (10 r ) P
L10 h 106 c 16670 c ( ) ( ) (小时) 60 n p n p
n L h C C P 16670
(N)
8
三、角接触轴承轴向力Fa的计算 (解释Fa)
滚动轴承的动载荷和寿命计算
1
一、几个术语
轴承寿命(Bearing life)
轴承中任一元件在出现疲劳点蚀前所运转的总转数，或在 一定转速下的工作小时数 寿命的离散性
基本额定寿命(Basic life rating，L10 或 L10h)
一批相同的轴承，在相同的运转条件下，其中 90% 的轴承 在劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数
重要参数；它表示轴承抵抗疲劳点蚀能力的大小，由手册查取
如：6218轴承，查得C=73.8kN
轴承施加73.8kN 的力时，轴承可工作106转而不发生点蚀，可靠度为90% 向心轴承：Cr 角接触轴承：Cr； 推力轴承：Ca
当量动载荷 P
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。
2）同方向的力相加，并比较大小
若FS1 > Fs2 + FA , 则轴向右移动，轴承2被“压紧”，产生补充反力
F’s2 FS1 = Fs2 + F’s2 + FA Fa2 = Fs2 + F’s2 = Fs1 - FA Fa1 = Fs1 + F’s1 = Fs1
左侧轴承被“放松”，故 F’s1 = 0
X ——径向动载荷系数； Y ——轴向动载荷系数 邱 P374
向心轴承—— P=Fr
P =fd (X Fr+Y Fa)
fd 冲击载荷系数
邱P375
计算当量动载荷 P 的步骤（假设已知Fa、Fr）：
二、寿命计算
载荷越大，寿命越短，载荷与寿命之间存在确定的关系 回顾基本额定动载荷C的定义： 当P<>C时，L10 = ？
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
轴上作用着径向工作载荷FR，轴向工作载荷FA，轴二端用角接触轴承 支承，面对面安装，求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2 解：1）画出水平方向的受力简图， 标出Fs1、Fs2 Fs1 Fs2
2）同方向的力相加，并比较大小
若FS1 < Fs2 + FA , 则轴向左移动，轴承1被“压紧”，产生补充反力
若轴承的预期使用寿命(service life)记为Lh’, 须使L10h> Lh’; 预期寿命 由机器的大修年限决定: 邱P376 若已知轴承所受的P和预期寿命Lh’, 可据此选用轴承的C:
n L h C C P 16670
(N)
上一节的内容:
基本额定寿命 L10或L10h 基本额定动载荷 C 当量动载荷 P
意 义
• 对于一批轴承：90% 的轴承能达到或超过由理论计算得到基本额定寿命
L10，而10% 的轴承在达到之前已发生疲劳点蚀
• 对于一个轴承：该轴承达到或超过额定寿命的可靠性为90%
修正额定寿命
基本额定动载荷(Basic load rating，C)
标准规定：基本额定寿命为106转时，轴承所能承受的最大载荷
画出轴承的布置简图，并在图上标出FA，Fs1和Fs2；
将同方向的力相加，并比较彼此大小:分析轴向哪一边微动，
哪一个轴承间隙消失(压紧)，哪一个轴承的间隙存在(放松)；
解：1）画出水平方向的受力简图，
标出Fs1、Fs2 Fs1 Fs2
2）同方向的力相加，并比较大小
若FS1 = Fs2 + FA
Fa1 = Fs1 + F’s1 = Fs2 + FA
Fa2 = Fs2 + F’s2 = Fs2
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
角接触轴承的轴向载荷Fa的计算步骤小结
实际上：a 由轴承手册中查取
二) 角接触轴承的安装方式
成对、反向安装：二个轴承的附加轴向力可以抵消一部分 正装（面对面安装）
反装（背靠背安装）
ห้องสมุดไป่ตู้ 正装（面对面安装）
反装（背靠背安装）
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
轴上作用着径向工作载荷FR，轴向工作载荷FA，轴二端用角接触轴承 支承，面对面安装，求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2 解：1）画出水平方向的受力简图， 标出Fs1、Fs2 Fs1 Fs2
B D BW a tg 2 2
B——轴承宽度 DBW ——滚动体中心圆直径 DBW = (D+d)/2
曲线方程为
P L10 常数
P L10 C 1
P P
L10 L10
C 6 L10 ( ) (10 r ) P
参数的意义: ε --寿命指数; 球轴承ε =3;滚子轴承ε =10/3
若轴承工作时转速为n r/min,则有:
L10 h
106 c 16670 c ( ) ( ) (小时) 60 n p n p
理由：基本额定动载荷是单向载荷（径向或轴向）试验条件下得出的。实际
情况可能受到双重载荷作用。很显然，单向载荷与双向载荷作用下，轴承的
寿命是不一样的。
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
推力轴承—— P=Fa
F’s1 FS1 + F’s1 = Fs2 + FA Fa1 = Fs1 + F’s1 = Fs2 + FA Fa2 = Fs2 + F’s2 = Fs2
右侧轴承被“放松”，故 F’s2 = 0
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
轴上作用着径向工作载荷FR，轴向工作载荷FA，轴二端用角接触轴承 支承，面对面安装，求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2
P =fd (X Fr+Y Fa)
C 6 L10 ( ) (10 r ) P
L10 h 106 c 16670 c ( ) ( ) (小时) 60 n p n p
n L h C C P 16670
(N)
8
三、角接触轴承轴向力Fa的计算 (解释Fa)
滚动轴承的动载荷和寿命计算
1
一、几个术语
轴承寿命(Bearing life)
轴承中任一元件在出现疲劳点蚀前所运转的总转数，或在 一定转速下的工作小时数 寿命的离散性
基本额定寿命(Basic life rating，L10 或 L10h)
一批相同的轴承，在相同的运转条件下，其中 90% 的轴承 在劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数
重要参数；它表示轴承抵抗疲劳点蚀能力的大小，由手册查取
如：6218轴承，查得C=73.8kN
轴承施加73.8kN 的力时，轴承可工作106转而不发生点蚀，可靠度为90% 向心轴承：Cr 角接触轴承：Cr； 推力轴承：Ca
当量动载荷 P
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。
2）同方向的力相加，并比较大小
若FS1 > Fs2 + FA , 则轴向右移动，轴承2被“压紧”，产生补充反力
F’s2 FS1 = Fs2 + F’s2 + FA Fa2 = Fs2 + F’s2 = Fs1 - FA Fa1 = Fs1 + F’s1 = Fs1
左侧轴承被“放松”，故 F’s1 = 0
X ——径向动载荷系数； Y ——轴向动载荷系数 邱 P374
向心轴承—— P=Fr
P =fd (X Fr+Y Fa)
fd 冲击载荷系数
邱P375
计算当量动载荷 P 的步骤（假设已知Fa、Fr）：
二、寿命计算
载荷越大，寿命越短，载荷与寿命之间存在确定的关系 回顾基本额定动载荷C的定义： 当P<>C时，L10 = ？
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
轴上作用着径向工作载荷FR，轴向工作载荷FA，轴二端用角接触轴承 支承，面对面安装，求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2 解：1）画出水平方向的受力简图， 标出Fs1、Fs2 Fs1 Fs2
2）同方向的力相加，并比较大小
若FS1 < Fs2 + FA , 则轴向左移动，轴承1被“压紧”，产生补充反力
若轴承的预期使用寿命(service life)记为Lh’, 须使L10h> Lh’; 预期寿命 由机器的大修年限决定: 邱P376 若已知轴承所受的P和预期寿命Lh’, 可据此选用轴承的C:
n L h C C P 16670
(N)
上一节的内容:
基本额定寿命 L10或L10h 基本额定动载荷 C 当量动载荷 P
意 义
• 对于一批轴承：90% 的轴承能达到或超过由理论计算得到基本额定寿命
L10，而10% 的轴承在达到之前已发生疲劳点蚀
• 对于一个轴承：该轴承达到或超过额定寿命的可靠性为90%
修正额定寿命
基本额定动载荷(Basic load rating，C)
标准规定：基本额定寿命为106转时，轴承所能承受的最大载荷
画出轴承的布置简图，并在图上标出FA，Fs1和Fs2；
将同方向的力相加，并比较彼此大小:分析轴向哪一边微动，
哪一个轴承间隙消失(压紧)，哪一个轴承的间隙存在(放松)；
解：1）画出水平方向的受力简图，
标出Fs1、Fs2 Fs1 Fs2
2）同方向的力相加，并比较大小
若FS1 = Fs2 + FA
Fa1 = Fs1 + F’s1 = Fs2 + FA
Fa2 = Fs2 + F’s2 = Fs2
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
角接触轴承的轴向载荷Fa的计算步骤小结
实际上：a 由轴承手册中查取
二) 角接触轴承的安装方式
成对、反向安装：二个轴承的附加轴向力可以抵消一部分 正装（面对面安装）
反装（背靠背安装）
ห้องสมุดไป่ตู้ 正装（面对面安装）
反装（背靠背安装）
三) 角接触轴承的轴向载荷Fa的计算
轴上作用着径向工作载荷FR，轴向工作载荷FA，轴二端用角接触轴承 支承，面对面安装，求两端轴承上的轴向力 Fa1、Fa2 解：1）画出水平方向的受力简图， 标出Fs1、Fs2 Fs1 Fs2