滚动轴承的可靠性设计
滚动轴承选用及设计规范
滚动轴承选用及设计规范滚动轴承是一种常用的机械元件，广泛用于许多设备和机械系统中。
为了确保滚动轴承的性能和使用寿命，选用和设计规范是非常重要的。
以下是关于滚动轴承选用和设计规范的一些重要考虑因素：1.轴承类型选择：根据不同的应用需求，可以选择不同类型的滚动轴承，包括球轴承、滚子轴承、圆柱滚子轴承、锥形滚子轴承等。
根据负载、转速、空间限制等因素来确定最优的轴承类型。
2.负载和转速：根据负载和转速的要求，选择合适的轴承。
轴承的额定负荷要大于实际负荷，同时转速也要在轴承的额定转速范围内。
3.尺寸和容差：根据轴承所安装的空间限制，选择适当的轴承尺寸。
同时要考虑轴承的公差要求，确保轴承和其他零部件的配合精度。
4.密封和润滑：根据工作环境和要求，选择适当的密封结构，以防止灰尘、污染物和水分进入轴承内部。
同时，正确选择和使用合适的润滑剂也是确保滚动轴承正常运行的关键。
5.轴承寿命：根据设备的使用寿命要求，选择具有足够寿命的轴承。
轴承的寿命主要受到负载、转速和工作温度等因素的影响，因此需要对这些参数进行准确的计算和分析。
6.轴承安装和调整：在安装滚动轴承时，应确保轴承与其所安装的座圈或轴承座之间的配合精度；并在必要时进行轴承的调整，以保证轴承在工作过程中正常运行。
7.轴承维护和保养：根据轴承的使用条件和工作环境，制定合理的维护和保养计划，及时进行轴承的润滑、清洁和检查，以延长轴承的使用寿命。
综上所述，滚动轴承的选用和设计规范是确保轴承性能和使用寿命的重要因素。
通过正确选择轴承类型、合适的负载、转速、尺寸、容差、密封和润滑等，以及正确的安装、调整、维护和保养，可以提高滚动轴承的可靠性和寿命，确保设备的正常运行。
同时，也可以减少故障率和维修成本，提高设备的效率和生产效益。
可靠性理论、案例及应用
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案例
长征系列火箭的可靠性（三）
对无法采取冗余 措施的系统，如液体 火箭发动机进行了以 提高可靠性为目的的 改进设计，箭体结构 提高了剩余强度系数， 特别是针对历史上火 箭飞行试验中出现的 问题和薄弱环节，重 点解决了防多余物、 防虚焊、防断压线、 防松动、防漏电、防 电磁干扰、防过负荷、 防不相容、防漏液漏 气、防局部环境放大、 防装配应力、防应力 集中等问题。
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一、 可靠性概念（二）
可靠性的重要性
对可靠性的重视度，与地区的经济发达程度成正比。例如，英国电讯（BT）关于可靠性管理/指 标要求有产品寿命、MTBF报告、可靠性框图、失效树分析（FTA）、可靠性测试计划和测试报告等； 泰国只有MTBF和MTTF的要求；而厄瓜多尔则未提到，只是提出环境适应性和安全性的要求。 产品的可靠性很重要，它不仅影响生产公司的前途，而且影响到使用者的安全（前苏联的“联盟 11号”宇宙飞船返回时，因压力阀门提前打开而造成三名宇航员全部死亡）。可靠性好的产品，不但 可以减少公司的维修费用，而且可以很快就打出品牌，大幅度提升公司形象，增加公司收入。 随着市场经济的发展，竞争日趋激烈，人们不仅要求产品物美价廉，而且十分重视产品的可靠性 和安全性。日本的汽车、家用电器等产品能够占领美国以及国际市场。主要的原因就是日本的产品可 靠性胜过我国一筹。美国的康明斯、卡勃彼特柴油机，大修期为12000小时，而我国柴油机不过1000 小时，有的甚至几十小时、几百小时就出现故障。我国生产的电梯，平均使用寿命（指两次大修期的 间隔时期）为3年左右，而国外的电梯平均寿命在10年以上，是我们的3倍；故障率，国外平均为0.05 次，而我国为1次以上，高出20倍，这样的产品怎么有竞争力呢！因此要想在竞争中立于不败之地， 就要狠抓产品质量，特别是产品可靠性，没有可靠性就没有质量，企业就无法在激烈的竞争中生存和 发展。因此，可靠性问题必须引起政府和企业的高度重视，抓好可靠性工作，不仅是关系到企业生存 和发展的大问题，也是关系到国家经济兴衰的大问题。
滚动轴承的设计和选择
滚动轴承的设计和选择滚动轴承是工业生产中常见的机械零件。
它属于支承类轴承，由外环、内环、滚子和保持架等几部分组成。
轴承的作用是支撑和定位旋转的轴，承受轴向和径向力以及翻转和倾斜力。
滚动轴承的使用广泛，主要应用于轴的支承和旋转导向，在许多机械设备中都有应用。
设计滚动轴承时，需要考虑多个因素。
滚动轴承的选用与设计密切相关，需要满足不同的使用条件，例如轴的转速、负荷、耐磨性、可靠性和润滑情况。
以下是滚动轴承的设计和选择所需考虑的几个因素：1. 轴承类型常见的轴承类型包括深沟球轴承、圆锥滚子轴承、调心球轴承、调心滚子轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承等。
每种轴承类型具有不同的特点和适用范围，应根据实际需要进行选择。
2. 轴承精度等级轴承精度等级决定了轴承在旋转时的稳定性、噪声和寿命等特性。
标准的轴承精度等级由高到低依次为P0、P6、P5、P4、P2。
在实际应用中，一般选择P5或P4等级的轴承。
3. 轴承负荷轴承负荷分为径向负荷、轴向负荷和复合负荷。
在设计和选择轴承时，需要考虑到轴承的额定静载荷和额定动载荷，并根据工作负荷确定实际的轴承尺寸。
4. 轴承尺寸和材料轴承的尺寸和材料的选择要根据受力情况和轴承使用环境来确定。
轴承的尺寸通常由外径、内径和厚度等参数来定义，轴承材料应具有高的强度、硬度和耐磨性，在选择时应考虑经济性和可靠性。
5. 轴承的润滑方式轴承的润滑方式有干摩擦润滑和润滑油润滑两种。
干摩擦润滑是指轴承在不需要油脂或润滑油的情况下能够正常工作，并且还能够减小生产成本。
润滑油润滑则需要使用润滑油来润滑，以减少轴承的磨损和延长使用寿命。
除以上因素外，滚动轴承的设计和选择时还需要考虑噪音、震动和可靠性等因素。
实际应用中，为了保证轴承的长期可靠性，其工作寿命需要预计和估算。
同时应根据实际工况选取合适的轴承类型和材料，并为轴承提供充足的润滑和保养。
总的来说，滚动轴承的设计和选择需要考虑众多因素，只有在加以综合考虑的前提下才能满足实际需要。
应力强度干涉模型下的滚动轴承可靠性评估与设计方法
3、制造工艺控制
3、制造工艺控制
精确的制造工艺是保证滚动轴承可靠性的关键因素之一。制造过程中需要控 制好各个环节的质量，如材料加工、热处理、磨削加工、装配等。此外，还需要 采用先进的检测设备和方法对成品进行检测，以确保其符合设计要求。
4、使用和维护
4、使用和维护
正确使用和维护滚动轴承可以延长其使用寿命和可靠性。例如，在安装时应 该避免敲击和压力不均等现象；在使用过程中应该定期检查轴承的润滑情况、温 度、声音等；在维修时应该更换所有磨损件并重新调整预紧力等。
三、滚动轴承设计方法
1、材料选择
1、材料选择
选择高强度、耐磨性好、耐腐蚀性强的材料可以提高滚动轴承的可靠性。例 如，高碳铬轴承钢（GCr15）是一种常用的滚动轴承材料，其具有较高的强度和 耐磨性，能够满足大多数应用场景的需求。
2、结构设计
2、结构设计
合理的结构设计可以降低应力水平，提高滚动轴承的可靠性。例如，采用优 化滚珠直径和滚道直径的比值可以降低接触应力；采用优化轴承的预紧力可以降 低摩擦力矩和温升；采用非接触式密封可以防止杂质和水分进入轴承内部。
一、应力强度干涉模型概述
一、应力强度干涉模型概述
应力强度干涉模型是一种评估结构可靠性的方法，它考虑了应力和强度之间 的相互作用。在应力强度干涉模型中，结构的可靠性被定义为强度大于应力的概 率。该模型可以用于评估滚动轴承的可靠性，其中应力包括各种机械应力、热应 力、腐蚀应力等，而强度则代表了轴承材料的物理和化学性能。
四、总结
四、总结
本次演示介绍了基于应力强度干涉模型的滚动轴承可靠性评估与设计方法。 通过分析应力和强度的确定方法以及它们之间的关系，可以对滚动轴承的可靠性 进行评估。从材料选择、结构设计、制造工艺控制和使用维护等方面介绍了提高 滚动轴承可靠性的设计方法。在实际应用中，需要综合考虑各种因素来提高滚动 轴承的可靠性和使用寿命。
滚动轴承的疲劳可靠性
滚动轴承的疲劳可靠性化工过程机械邓坤军612080706048摘要：以可靠性理论为出发点,研究了滚动轴承在不同可靠度要求时的设计计算方法,找出了轴承寿命与可靠度间的关系及基本额定动载荷与可靠度间的关系。
对从事可靠性设计的工程技术人员有一定的参考价值。
1 引言：滚动轴承是一种应用相当广泛的标准零件,在它的选用设计中,通常要进行抗疲劳点蚀的寿命计算。
目前使用的计算方法规定,在等于基本额定动载荷C 的当量动载荷作用下,滚动轴承可以工作10 车,而其中90 %不发生疲劳点蚀失效,这就意味着其可靠度为0.9。
随着科学技术的迅速发展,对轴承组件的可靠性要求越来越高,如美国探险者1号宇宙飞船上仪器的滚动轴承要求可靠度为0.999999999。
为了用样本中的基本额定动载荷C 进行不同可靠度的轴承选用设计。
在工业生产中轴承作为经常使用的零件应用十分广泛, 由于轴承工特点作的,经常更换维护。
一般的轴承主要起支撑转动轴的作用,有的轴承也在支撑转轴的同时也承受很高的载荷。
正确地评价一个滚动轴承的有效、安全的工作寿命对安全生产,提高设备生产效率,延长设备使用寿命, 使生产顺利高质量进行是十分重要的技术问题。
我国现行的国家标准规定的滚动轴承寿命计算方法[1]，是先计算出可靠性为90% 的额定寿命, 再对不同可靠度下的寿命用可靠性系数a进1行修正, 其中a的导出是以寿命服从二参数Weibull 分布为基础的。
这种方法在1通常情况下可以取得较好的效果, 多年来一直在工程实践中应用。
但是, 早在1962年, T. Tallian 分析了2520 套轴承的寿命试验数据后指出对存活概率在0. 4~ 0. 93之间时[2], 寿命分布与二参数Weibull 分布吻合较好, 超出此范围, 则有较大偏离。
此外, 近年来,国外的一些轴承研究机构( 如瑞典的SKF工程研究中心)在轴承疲劳寿命试验中,观察到了超长寿命现象，亦即轴承在理想条件下进行耐久试验，其寿命远远高于上述方法计算出的寿命。
滚动轴承精度设计
5、滚动轴承的选择：
结构型式的选择：属于《机械零件》的范 畴。主要对轴进行受力分析，确定轴承的 类型（向心、推力、向心推力）、轴承的 基本尺寸（内径、外径、轴承宽度）。 轴承配合的精度计算：轴承是根据工况选 用；与轴承相配合的轴颈、轴承座则需进 行精度设计：包括配合性质的确定、形位 公差的确定、表面粗糙度的确定等。这部 分内容由互换性解决。
轴承配合公差带
２．轴颈、轴承座配合公差等级的选择：
与滚动轴承相配合的孔、轴的公差等 级与轴承的公差等级密切相关。一般 与 /P6、/P0 轴承配合的轴，其公差等 级 多 为 IT5~IT7， 箱 体 孔 多 为 IT6~IT8等。
３．配合性质的选择：
轴承配合性质的选择即是确定与轴承 相配合的轴颈和轴承座的基本偏差代 号。 选择轴承配合性质的依据是：轴承内 外圈所受的负载类型、轴承所受负载 的大小、轴承的工作条件、与轴承相 配合的孔和轴的材料和装卸要求等。
课题三 典型结合和传动的 精度设计
滚动轴承的精度设计
一、概述
１．轴承的作用及分类：
作用：轴承是一种传动支承部件，它既可以 用于支承旋转的轴，又可以减少轴与支承部 件之间的摩擦力，广泛地用于机械传动中。 分类：
滑动轴承（铜轴瓦）： 滚动轴承 ：
按滚动体结构：球轴承、滚子轴承、滚针轴承 按承受载荷形式：向心轴承、推力轴承、向心推力轴 承
D
/P0 d
/P6
/P5
/P4
/P2
轴承内径dmp的公差带
３．滚动轴承的基本尺寸及公差要求（1）：
基本尺寸：滚动轴承的基本尺寸是指滚动轴承 的内径d、外径D和轴承宽度B。 轴承的配合尺寸：由于轴承内、外圈均为薄壁 结构，制造和存放时易变形，但在装配后能够 得到矫正。为了便于制造，允许有一定的变形。 为保证轴承与结合件的配合性质，所限制的仅 是内、外圈在其单一平面内的平均直径，即轴 承的配合尺寸。
轴承设计寿命计算公式
一、滚动轴承承载能力的一般说明滚动轴承的承载能力与轴承类型和尺寸有关。
相同外形尺寸下，滚子轴承的承载能力约为球轴承的1.5～3倍。
向心类轴承主要用于承受径向载荷，推力类轴承主要用于承受轴向载荷。
角接触轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用，其轴向承载能力的大小随接触角α的增大而增大。
二、滚动轴承的寿命计算轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式：或式中：──基本额定寿命（106转）；──基本额定寿命（小时h）；C──基本额定动载荷，由轴承类型、尺寸查表获得；P──当量动载荷（N），根据所受径向力、轴向力合成计算；──温度系数，由表1查得；n──轴承工作转速（r/min）；──寿命指数（球轴承，滚子轴承）。
三、温度系数f t当滚动轴承工作温度高于120℃时，需引入温度系数（表1）表1 温度系数四、当量动载荷当滚动轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，当量载荷的基本计算公式为式中：P——当量动载荷，N；——径向载荷，N；——轴向载荷，N；X——径向动载荷系数；Y——轴向动载荷系数；——负荷系数五、载荷系数f p当轴承承受有冲击载荷时，当量动载荷计算时，引入载荷系数（表2）表2 冲击载荷系数f p六、动载荷系数X、Y表3 深沟球轴承的系数X、Y表4 角接触球轴承的系数X、Y表5 其它向心轴承的系数X、Y表6 推力轴承的系数X、Y七、成对轴承所受轴向力计算公式：角接触球轴承：圆锥滚子轴承：式中e为判断系数，可由表4查出；Y应取表5中的数值。
●正排列：若则若则●反排列：若则若则八、成对轴承当量动载荷根据基本公式：式中：P——当量动载荷，N；——径向载荷，N；——轴向载荷，N；X——径向动载荷系数；Y——轴向动载荷系数；——负荷系数。
九、修正额定寿命计算对于要求不同的可靠度、特殊的轴承性能以及运转条件不属于正常情况下的轴承寿命计算时，可采用修正额定寿命计算公式：式中：──特殊的轴承性能、运转条件以及不同可靠度要求下的修正额定寿命（106转）；a1──可靠度的寿命修正系数；a2──特殊的轴承性能寿命修正系数；a3──运转条件的寿命修正系数。
机械工程中的滚动轴承设计与优化
机械工程中的滚动轴承设计与优化引言机械工程中的滚动轴承设计与优化是一个重要的课题，它直接影响机械设备的使用寿命和性能。
滚动轴承作为一种常见的机械零件，广泛应用于工业生产和日常生活中的许多设备。
本文将探讨滚动轴承的设计原理、参数选择以及优化方法，旨在为机械工程师提供有用的参考。
一、滚动轴承的基本原理滚动轴承是一种能够承受轴向和径向载荷的机械零件。
它由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
滚动轴承的基本原理是通过滚动体在内外圈之间滚动来减小摩擦力和耐受载荷。
这种减小摩擦力的设计使得轴承能够在高速和高负荷下工作，并提高机械设备的效率和寿命。
二、参数选择在滚动轴承的设计过程中，参数选择是非常关键的。
以下是一些常见的参数：1. 轴承类型：滚动轴承有多种类型，包括球轴承、圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承等。
根据具体应用场景和要求，选择合适的轴承类型非常重要。
2. 内外圈直径：内外圈直径的选择直接影响到滚动轴承的承载能力和使用寿命。
一般来说，大直径的轴承能够承受更大的负荷，但也会增加轴承的摩擦力。
3. 滚动体数量和尺寸：滚动体的数量和尺寸对轴承的承载能力和刚度有重要影响。
合理选择滚动体的数量和尺寸可以提高轴承的寿命和性能。
4. 保持架材料：保持架是用于固定滚动体的组件。
选择合适的保持架材料可以提高轴承的寿命和耐磨性能。
三、滚动轴承设计的优化方法滚动轴承的设计优化是为了提高其性能和寿命。
以下是一些常见的优化方法：1. 材料选择：滚动轴承的材料选择对其性能有重要影响。
一般来说，高强度、高硬度和耐磨性好的材料是滚动轴承的理想选择。
2. 表面润滑：良好的表面润滑可以减小滚动轴承的摩擦力和磨损。
使用高质量的润滑油或润滑脂，并定期更换和维护，可以延长轴承的使用寿命。
3. 载荷分布：合理分布和控制载荷对轴承的寿命和性能有重要影响。
通过设计和优化机械结构，合理分配载荷，可以减小轴承的疲劳和磨损。
4. 减小振动和噪音：振动和噪音是滚动轴承设计中需要考虑的关键问题。
滚动轴承的优化设计及寿命研究
滚动轴承的优化设计及寿命研究滚动轴承是机械行业中最常见的零件之一，具有广泛的应用范围，无论是在工业生产还是日常生活中都扮演着重要的角色。
为了提高轴承的性能和寿命，人们一直在探索滚动轴承的优化设计和寿命研究。
本文将介绍关于滚动轴承优化设计和寿命研究的一些最新进展。
一、滚动轴承优化设计为了提高滚动轴承的性能，人们对轴承的优化设计进行了广泛的研究。
主要包括以下几方面：1.优化轴承结构可以考虑采用多排珠子及三排比列分别为1：0.8：1.2的珠子的结构，以增加轴承承载能力。
在滚动轴承的外径构造上，使用可调角直径系列，可以使轴承以较低的摩擦系数正常运作。
2.选择优质的材料滚动轴承中，钢球和轴承钢使用的材料应为高硬度、高韧性钢材。
对于高速运转的轴承，需要使用高品质的钢材。
同时，轴承使用温度升高时，锻造钢的强度降低，可以选择使用制造工艺更为先进的淬硬钢。
3.优化接触角滚动轴承中，接触角是一个非常重要的参数。
通过优化接触角，可以大幅度提高轴承的可靠性和承载能力。
一般采用小接触角时，轴承环的刚度较高，粘滞阻力较小；大接触角时轴承环的刚度较小，粘滞阻力较大。
因此，滚动轴承在设计过程中需要根据其所要承受的载荷和转速等因素，进行优化设计。
二、滚动轴承寿命研究滚动轴承的寿命是指轴承在特定条件下的使用寿命。
滚动轴承的寿命研究对于提高轴承的可靠性和寿命十分重要，已经成为轴承研究的热门话题。
人们研究轴承寿命的主要方法有以下几种：1.轨迹学方法轨迹学方法也叫微颗粒法，是研究轴承寿命的一种重要方法。
其基本思想是将轴承球与滚道的摩擦行为看作微观粒子之间的运动。
通过计算机技术，可以在一些重要部位对轨迹进行分析，从而求出轴承的寿命。
2.基于可靠性的方法在滚动轴承研究领域，可靠性方法已经成为分析轴承寿命的主要方法之一。
可靠性方法的基本思想是用概率统计学的方法，对可靠性进行定量分析，从而得出轴承的寿命和可靠性指标。
3.试验方法试验方法是研究滚动轴承寿命的常用方法之一。
车辆滚动轴承设计方案
车辆滚动轴承设计方案1. 背景车辆滚动轴承是一种用于减少车辆部件之间摩擦和提高运转效率的重要装置。
在设计车辆滚动轴承时，需要考虑到滑动摩擦、疲劳寿命、承受载荷等相关因素。
因此，设计出符合要求的车辆滚动轴承是确保车辆运行安全的重要一环。
2. 设计要求在设计车辆滚动轴承时，需要满足以下要求：1.承受车辆静态负荷和动态荷载，并且稳定运行；2.抵御高速旋转时产生的力矩；3.缩小内、外滚筒之间的内隙，减小摩擦力；4.提高轴承寿命，缩短维修周期。
根据车辆滚动轴承的设计要求，我们可以选择合适的滚动轴承型号，并做出相应的参数调整，以满足要求。
3. 设计方案在满足以上设计要求的基础上，我们选择了加强型圆锥滚子轴承为设计方案。
具体设计方案如下：3.1 加强型圆锥滚子轴承的具体参数参数数值内径100mm外径180mm宽度46mm3.2 材料选择由于车辆滚动轴承需要承受大的载荷，我们在材料选择上应该选择具有高强度和高刚度的材料。
因此，我们选择了优质合金钢GCr15。
3.3 内隙设计在加强型圆锥滚子轴承的内、外滚筒之间会存在一定的内隙，因此我们应该采取合适的内隙设计，以减小摩擦力。
具体的内隙参数应在滚动轴承的滚动和静态状态下进行计算，并保证在满载运行状态下能够满足内隙要求。
3.4 寿命设计在设计加强型圆锥滚子轴承的寿命时，应考虑到使用环境、转速、加载等因素，选择合适的寿命设计方法。
例如，要根据轴承在不同使用环境下的振动等级、哪些轴承承受了较大的载荷等确定使用轴承的寿命。
4. 结论经过对车辆滚动轴承的设计要求分析和加强型圆锥滚子轴承的详细设计方案设计，我们得出的设计方案可达到满足要求的效果。
但在实际应用中，还应进行系统的性能测试和实际运行情况的收集，以确保滚动轴承的性能和安全性。
可靠度计算在滚动轴承设计中的应用
摘要:随着现代科学技术的发展，产品的结构日益复杂，性能参数越来越高，工作环境更加严酷，往往由于一个关键零件的失效，会造成灾难性的后果。
在机械零件设计之初，对产品应当有详细的可靠度技术要求，通过它把可靠度和维修性要求具体化，并且说明操作、维修和环境对可靠度的约束条件。
可靠度要求通常由用户提出，如果用户不能提出明确的要求，那么可靠度工程师(或设计师)应当能够自己确定产品的可靠度目标。
根据技术要求，在设计阶段要弄清楚潜在的可靠度缺陷及产生的原因，并尽可能在设计阶段对原设计进行修改。
修改得越早，总费用就越低。
关键词:滚动轴承设计可靠度应用1零件可靠度计算的含义和内容产品可靠度分配是将规定的产品可靠度指标合理地分配给部件和零件的方法。
这是一个由整体到局部的分解过程。
可靠度分配的目的是建立每个零部件的可靠度指标。
这些零件的可靠度指标与其性能、复杂程度、重要程度、体积、质量、费用和时间进度表等有关。
这些都是对可靠度指标的约束条件。
可靠度预计包含了“预计”和“估计”两方面的含义。
前者意为设计开始时根据以往的经验和数据(现场、实验室、市场的数据)计算产品的可靠度。
后者是在完成设计后、研制出样机后以及修改设计后根据各种试验所获得的数据和信息运行的计算。
这样的“估计”进行不止一次，直到正式投产后，在使用中证实产品达到可靠度目标值。
2滚动轴承的失效率模型的建立轴承是机械传动系统中最重要的零件，特别是因为它们是少数只设计成有限寿命的零件之一。
轴承也是第一个采用可靠度指标的零件，有用的可靠度模型是针对确定的失效模式，考虑到使用环境的影响，磨损以及其他潜在的退化（降级）原因，能够预计所有零件的可靠度的。
已经开发的可靠度模型基于失效率为常数的假设和已经识别的失效模式和原因。
假设失效率为常数，机械系统的总的失效率为零件失效率的相加，进一步计算出系统的平均寿命和成功概率。
利用普通失效数据来计算机械设备的可靠度，比较快而简便，但结果是不够精确的。
滚动轴承的疲劳可靠性
滚动轴承的疲劳可靠性化工过程机械邓坤军612080706048摘要：以可靠性理论为出发点,研究了滚动轴承在不同可靠度要求时的设计计算方法,找出了轴承寿命与可靠度间的关系及基本额定动载荷与可靠度间的关系。
对从事可靠性设计的工程技术人员有一定的参考价值。
1 引言：滚动轴承是一种应用相当广泛的标准零件,在它的选用设计中,通常要进行抗疲劳点蚀的寿命计算。
目前使用的计算方法规定,在等于基本额定动载荷C 的当量动载荷作用下,滚动轴承可以工作10 车,而其中90 %不发生疲劳点蚀失效,这就意味着其可靠度为0.9。
随着科学技术的迅速发展,对轴承组件的可靠性要求越来越高,如美国探险者1号宇宙飞船上仪器的滚动轴承要求可靠度为0.999999999。
为了用样本中的基本额定动载荷C 进行不同可靠度的轴承选用设计。
在工业生产中轴承作为经常使用的零件应用十分广泛, 由于轴承工特点作的,经常更换维护。
一般的轴承主要起支撑转动轴的作用,有的轴承也在支撑转轴的同时也承受很高的载荷。
正确地评价一个滚动轴承的有效、安全的工作寿命对安全生产,提高设备生产效率,延长设备使用寿命, 使生产顺利高质量进行是十分重要的技术问题。
我国现行的国家标准规定的滚动轴承寿命计算方法[1]，是先计算出可靠性为90% 的额定寿命, 再对不同可靠度下的寿命用可靠性系数a进1行修正, 其中a的导出是以寿命服从二参数Weibull 分布为基础的。
这种方法在1通常情况下可以取得较好的效果, 多年来一直在工程实践中应用。
但是, 早在1962年, T. Tallian 分析了2520 套轴承的寿命试验数据后指出对存活概率在0. 4~ 0. 93之间时[2], 寿命分布与二参数Weibull 分布吻合较好, 超出此范围, 则有较大偏离。
此外, 近年来,国外的一些轴承研究机构( 如瑞典的SKF工程研究中心)在轴承疲劳寿命试验中,观察到了超长寿命现象，亦即轴承在理想条件下进行耐久试验，其寿命远远高于上述方法计算出的寿命。
滚动轴承寿命与可靠性试验的评定方法
２ １ 年第 ２ ０１ 期
・ ９・ ２
滚 动轴承 寿命 与可 靠性试验 的评定方法
国家轴承质量监 督检 验 中心
轴承行业对轴 承寿命 与可靠性试 验评定 方法 的研 究 已有 很 长时 间 ，９５年 洛 阳轴 承 研 １８ 究所首次制定 了滚动轴承 寿命 试验评定 方法 Ｚ３ ８《 Ｑ ７— ５ 滚动轴 承 寿命 可靠 性考 核试 验方
布概率纸上 ， 配置直线 Ａ 。 ｂ 由直线 Ａ求 出 ６ｔＬｏ Ｌ ｔ ｅ ） 、、ｌ，ｓ－ 等值。 ， ｔ ｏ， ． Ｒ
寿命与可靠性试验及 评定》 准 ， 标 该标 准 的实 施无疑是对滚 动轴承寿命 可靠性质量 的一次
促进 ， 必 将对 提 高 我 国滚 动轴 承 的 寿命 可 靠 势 性水 平 起 到积极 的作用 。
１ 合格 评 定
验等 ， 出试 验数据 ， 得 根据 图估 计法在 Ｗｅ ｕ ｉｌ ｂ１
直线 可 唯一确 定 。 ３ 一般 的图估计 ）
一
例 １某厂生产 的深沟球轴承 Ｌ。＝１０ ， ： 。 ０ ｈ Ｎ＝ 套 ， ８ 试验结束 ， 得到 ８ 个失效数据 ， 分别是
８ ｈ １ ０ 、 ５ ｈ １ ０ ２ ０ 、 ４ ｈ ３ ０ ３ ０ ０ 、 ｈ １ ５ 、 ７ ｈ ２ ｈ ２ ０ ０ ｈ ８ ｈ １
１
轴 承技术
２ １ 年 第 ２期 ０１
（ｎ ｌｌ １Ｌ， ｎ ｎ
Ｘ ＝ｌ Ｌ ｎ Ｌ＝ｅ ｘ
）
验风险比一般完全试验和定 时 （ 截尾试验 数） 大 。试 验 中 ， 一 分 组 中 出现 一 个 失 效 样 品 即 每 停止 试 验 ， 后 用 各 组 的 最 短 寿 命 数 据 在 然 Ｗｅ ｕ 分布概率纸上 描点， ｉｌ ｂ１ 配置直线 ， 由该 再 直线求得该批样品的分布直线。
常规滚动轴承的设计与优化研究
常规滚动轴承的设计与优化研究引言在工业生产中，滚动轴承被广泛应用于各种设备中，如机械制造、汽车工业、航空航天等领域。
常规滚动轴承的设计与优化研究对于提高设备的可靠性和性能至关重要。
本文将探讨常规滚动轴承的设计原理、关键参数和优化方法，以期为相关领域的研究和实践提供参考。
一、常规滚动轴承的设计原理1.1 滚动轴承的基本结构常规滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
内圈和外圈分别与轴和壳体配合，滚动体则在内圈和外圈之间滚动。
这种设计可以有效减小摩擦和磨损，提高轴承的转动效率和承载能力。
1.2 滚动轴承的工作原理滚动轴承通过滚动摩擦的方式传递力量和承受负荷。
当轴承受到水平或垂直方向的载荷时，滚动体在内外圈之间滚动，将力量传递到轴和壳体上，从而实现设备的正常运转。
设计合理的滚动轴承能够减小摩擦损失和能量损耗，提高设备的效率和使用寿命。
二、常规滚动轴承的关键参数2.1 轴承负荷能力轴承负荷能力是指轴承在承受载荷时的最大极限，也是设计中需要考虑的重要参数。
根据实际工作条件和所需承载能力，选择合适的轴承负荷能力，可以保证设备的安全运行和稳定性。
2.2 轴承转速轴承转速是指轴承在工作中的旋转速度。
过高的转速会引发摩擦热量过大、润滑不良等问题，而过低的转速则可能导致设备转动不灵活、失效等现象。
因此，在设计中需要合理选择轴承转速，以确保设备的正常运转和寿命。
2.3 轴承摩擦和耐磨性摩擦和耐磨性是轴承设计中需要重点考虑的问题。
减小轴承的摩擦力和磨损，可以降低能量损耗、延长轴承寿命、提高设备效率。
通过选择优质润滑剂、优化轴承材料和表面处理等方法，可以不断改善轴承的摩擦和耐磨性能。
三、常规滚动轴承的优化方法3.1 轴承材料的选择与优化轴承材料的选择直接影响到轴承的使用寿命和性能。
常见的轴承材料有钢、陶瓷等，每种材料均有其独特的特性。
通过科学合理地选择轴承材料，并对其进行优化和改进，可以提高轴承的强度、硬度和抗疲劳性能。
滚动轴承动态可靠度预测探讨
滚动轴承动态可靠度预测探讨滚动轴承是机械设备的重要部件，用于传递动力和支撑负荷，对设备运行的稳定性和可靠性起着重要作用。
与其他配件不同，滚动轴承的可靠性的不仅决定于它的制造工艺，更主要的取决于它的使用环境，比如动态载荷、温度和润滑，等等。
因此，研究滚动轴承动态可靠度预测，对于正确判断和估算设备运行时间，减少维修和更换费用，对设备的保养和改造有着重要的意义。
从理论上来讲，以滚动轴承的润滑性能和接触性能为基础，可以按照计算机九步法进行动可靠度分析，从而预测滚动轴承的抗疲劳寿命。
然而，在实际应用中，动态可靠度预测还存在很多问题，主要有以下几个方面：一是数值模拟中计算机模型不精确。
由于滚动轴承配合有许多不可避免的不精确因素，只有严格控制每一个制造过程，将不精确因素补偿到设计计算式中，才能保证模拟的精度。
二是综合可靠性评定的参数和模型尚未完善。
目前，大多数研究仍然建立在国际标准《滚动轴承寿命计算指标》（ISO281）为基础上，来构建可靠性模型，但是，这些模型仍然缺乏实用性，不能完全满足商业设备的实际应用要求。
三是复合可靠性分析的理论仍在发展过程中。
从复合可靠性的角度来看，并不仅仅是滚动轴承可靠性的考量，其他设备配件的可靠性也将成为影响设备可靠性的重要因素之一。
这就要求我们建立更复杂的模型，如机械可靠性分析、复合可靠性分析以及其他综合可靠性分析。
针对这些问题，我们应加强计算机模型的精确性，改进公式计算方法、建立综合可靠性评定模型，并建立复合可靠性分析理论，以提高滚动轴承动态可靠度预测的精确性。
首先，应加强计算机模型的准确性，采用有限元分析、贝叶斯网络等方法构建数字模型，结合不同形式的试验数据，精确地描述滚动轴承的特性和动态变化，更好地模拟应用环境，并将不精确因素补偿到模拟计算中。
其次，应建立综合可靠性评定模型，依据机械可靠性分析、复合可靠性分析和系统可靠性分析等多种方法，研究设备系统中故障发生规律，建立适合滚动轴承应用场合的可靠性评定模型，以此来预测滚动轴承动态可靠度寿命。
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Ｑ二 三 Ｚ 鱼 轴承
Байду номын сангаас
２ ０ １ ３ 年１ ２ 期
ＣＮ４１— １１ ４８ ／ＴＨ Ｂｅ ａ ｉｎ ｒ ｇ ２ ０１ ３， Ｎｏ． １ ２
１— ５
． ． Ｉ 产 品设 计与 应 用
滚 动 轴 承 的 可 靠性 设 计
杨 晓蔚
（ 洛 阳轴承研 究所有 限公 司， 河南 洛阳 ４ ７ １ ０ ３ ９ ）
荷极 限 为 判 据 。
关键 词 ： 滚 动轴 承 ； 可靠性设计 ； 疲劳寿命
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｈ １ ３ ３ ． ３ ３ ； Ｔ Ｈ １ ２ ２ 文 献标 志 码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ０— ３ ７ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２— ０ ０ ０ １— ０ ５
ｌ ｏ ａ ｄ ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｏ ｆ １ ５ ０ ０ Ｍ Ｐａ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｂｅ ａ ｉｎ ｒ ｇ； ｒ ｅ ｌ ｉ ａｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ； ｆ ａ ｔ ｉ ｕｅ ｇ ｌ ｉ ｆ ｅ
境设 计 、 人机 工程设 计 、 健 壮 性设 计 、 概 率设 计 、 权 衡设 计 、 模 拟 设 计 等 。常 用 的定 量 可 靠 性 设 计 的 主 要特 征 是 将 常 规 设 计 中所 涉 及 到 的设 计 参 数 （ 如 载荷 、 应力 、 强度、 寿命 、 尺寸 等 ） 看成 是符 合某
ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｆ ｅ ｉ ｓ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｗｏ—ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ Ｗｅ ｉ ｂ ｕ ｌ ｌ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
种 分 布规律 的 随机 变 量 ， 然 后 根 据 产 品 的 可 靠 度 指 标要 求 ， 用 概率 方 法 设 计 出 产 品及 零 件 的 主 要 参 数 和尺寸 。
般有 可靠 度 、 失 效 率 和平 均 无 故 障 时 间等 。其 中 最 常用 的可 靠 度 具 有 以下 特 征 ： 可 靠 度 是 时 间 的 函数 ， 随着 时 间 的 延 长 ， 可靠 度 呈 下 降 趋 势 ； 可 靠
２ 滚动 轴 承 可 靠性 设 计 的特 点
滚 动轴 承 属 于 机 械 中 的关 键 或 重 要 零 部 件 ， 在 可靠 性应 用 技 术 领 域 一 直 处 于重 要 位 置 ， 是 机 械 可靠 性设 计 的典型 产 品 ， 其主 要特 点为 ： （ １ ） 滚 动轴 承 可 靠性 设 计 主要 关 注 于 结 构 可
ｌ ｉ ｆ ｅ ｉ ｓ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ—ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ Ｗｅ ｉ ｂ ｕ ｌ ｌ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｉ ｒ ｔ ｅ ｒ ｉ ｏ ｎ ｏｒ ｆ ｉ ｎ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｌ ｉ ｆ ｅ ｉ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ
度 用来 表示 一 大批 产 品 的 统 计 特 性 ， 而 不 是 单 独 或 少数 产 品的 可靠性 ； 对 于单 独 产 品 的可 靠 性 ， 可
以用 概率表 示 。
机 械可 靠性 一般 可 分 为结 构 可 靠 性 和机 构 可
靠 性 。结构 可靠 性 主要 考 虑 机械 结 构 强 度 以及 由
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉｂ ｒ ｕｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｕｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕｅ ｌ ｉ ｆ ｅ ｏ ｆ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｂ ｅ ａ ｉｎ ｒ ｇ ｓ ｄｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｄｏ ｐｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｐ ｒ ｏ ｂ ａ ｂｉ ｌ —
于载 荷影 响 而 引 起 的疲 劳 、 磨损 、 断裂等失效 ； 机 构 可 靠性则 主 要考 虑机 构 在 动作 过 程 中 由于运 动
Ｒｅ ｌ ｉ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｒｏ ｌ ｌ ｉ ｎｇ Ｂｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ
Ｙａ ｎ ｇ Ｘｉ ａ ｏ— — ｗｅ ｉ
（ Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ Ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ７ １ ０ ３ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
摘要 ： 滚动轴承疲劳 寿命 的分 布规 律特性 ， 决 定 了其 应该 采用 概率设 计 暨可靠性 设计 。额 定寿命 基 于 ２参数
Ｗｅ ｉ ｂ ｕ ｌ １ 分布计算 ， 高可靠度 寿命 基于 ３ 参 数 Ｗｅ ｉ ｂ ｕ ｌ １ 分布确定 ， 无 限寿命基于接触 应力为 １ ５ ０ ０ ＭＰ ａ的疲劳载
１ 机械 可靠性设计 的基 本概 念
可靠性定义为 ： 产 品在规 定条件下和规定 时
间 内完 成规 定功 能 的能 力 。可 靠 性 的度 量 指 标 一
同和构成 的差 异 ， 机 械 可 靠 性 设 计 常用 方 法有 预 防故 障设 计 、 简化设 计 、 降额设 计 、 余 度 设计 、 耐环