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

工作温度/℃<12

f

1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.60

t

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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

载荷性质f p举例

无冲击或轻微冲击 1.0～1.2 电机、汽轮机、通风机、水泵等

中等冲击 1.2～1.8 车辆、机床、起重机、内燃机等

强大冲击 1.8～3.0 破碎机、轧钢机、振动筛等

六、动载荷系数X、Y

表3 深沟球轴承的系数X、Y

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3 /

9

表4 角接触球轴承的系数X 、Y

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表5 其它向心轴承的系数X、Y

表6 推力轴承的系数X、Y

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6 /

9

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

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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。

（1）可靠性寿命修正系数a1

当轴承的可靠性不为90%时，应加入可靠性寿命修正系数（表7）

表7 可靠性寿命修正系数a1

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可靠度（%）9

a

1

1 0.6

2 0.5

3 0.4

4 0.33 0.21

（2）运转条件的寿命修正系数a3

●正常运转条件下，可取a3＝1；

●润滑条件十分理想时，可取a3＞1；

●润滑条件不好时，可取a3＜1。

（3）特殊的轴承性能寿命修正系数a2

●采用夹杂物含量非常低或经过特别分析处理的钢材，可取；

●采用特殊的材料、工艺或设计，而润滑却不良时，a2通常不能大于1的值；

●若采用特殊的热处理造成材料硬度降低而导致轴承寿命下降，应选取相应减小的a2值。

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