1、滾動(dòng)軸承工作能力設(shè)計(jì),1 滾動(dòng)軸承的力分析、失效和計(jì)算準(zhǔn)則 2 滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算 3 靜載荷計(jì)算 4 極限轉(zhuǎn)速 5 成對(duì)安裝角接觸軸承的計(jì)算特點(diǎn),1 滾動(dòng)軸承的力分析、失效和計(jì)算準(zhǔn)則,一. 向心軸承中作用力的分布,由于內(nèi)部游隙，最多只有半圈滾動(dòng)體受載，且受載大小不同。,線接觸軸承：,0Fr作用線下滾動(dòng)體變形量。,由于： i 0, F2F1F0,1. 載荷分布,內(nèi)圈或滾動(dòng)體上某一點(diǎn)H的變化規(guī)律。,外圈上某一點(diǎn)H的變化規(guī)律。,均為脈動(dòng)循環(huán)。,2. 應(yīng)力變化規(guī)律,二. 角接觸軸承中的附加軸向力Fs,由于“公稱接觸角”存在：,Fr作用,滾動(dòng)體法向反力Fi,（附加軸向力）,各種角接觸軸承附加軸

2、向力：,e 判斷系數(shù) P374 表18.7 Y 軸向動(dòng)載系數(shù) P374 表18.7, Fs存在 30000型、70000型軸承成對(duì)使用，使Fs與Fs方向相反，使軸受力合理。,Fs方向：由軸承外圈的寬邊指向窄邊，通過內(nèi)圈作用于軸上,附加軸向力Fs是由于角接觸軸承承受徑向力Fr引起的。,即“接觸線箭頭”方向。,3類：,6類：,=,簡化畫法,三. 滾動(dòng)軸承的失效,2. 塑性變形：靜載荷、沖擊作用下,3. 磨損：磨粒磨損、粘著磨損；,1. 疲勞點(diǎn)蝕：回轉(zhuǎn)軸承上，各元件受脈動(dòng)接觸應(yīng)力。,4. 其它：電腐蝕、銹蝕、元件破裂等；,四. 滾動(dòng)軸承計(jì)算準(zhǔn)則,1. 一般條件下的回轉(zhuǎn)滾動(dòng)軸承：,接觸疲勞壽命計(jì)算,、

3、靜強(qiáng)度計(jì)算。,三個(gè)基本性能參數(shù)：,C0r、C0a 基本額定靜載荷：靜強(qiáng)度,N0 極限轉(zhuǎn)速：控制磨損,2 滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算,一. 基本額定動(dòng)載荷和基本額定壽命,1、軸承壽命：軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或 一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù)。,同型號(hào)軸承：離散性大、壽命相差數(shù)十倍。,一批軸承：服從一定的概率分布規(guī)律。, 采用基本額定壽命。,2. 基本額定壽命：一批相同軸承在同樣工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中 10%的軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)(L10)， 或一定工作轉(zhuǎn)速下工作的小時(shí)數(shù)(L10h)。,L10的物理意義：,2）對(duì)一個(gè)具體軸承而言：該軸承能達(dá)到或超過該壽命的概率 為90%。,3）當(dāng)

4、可靠度不為90%時(shí)，對(duì)L10進(jìn)行修正：,3. 基本額定動(dòng)載荷C：,L10=106 r時(shí)，軸承所能承受的最大恒定載荷。,即：在C作用下，軸承工作106r而不點(diǎn)蝕失效的R=90%,Cr：徑向基本額定動(dòng)載荷,對(duì)角接觸軸承（3、7）：Cr載荷的徑向分量,Ca：軸向基本額定動(dòng)載荷：5類 Ca純軸向載荷,1）C由試驗(yàn)得出，查手冊(cè)；,2）C 軸承抗疲勞承載能力；同類不同型號(hào)軸承， C不同。,3）設(shè)計(jì)時(shí)需滿足：一定工況下的軸承所需的CC,說明：,材質(zhì)、工作溫度、零件硬度變化：對(duì)C修正,二. 當(dāng)量動(dòng)載荷,實(shí)際工作時(shí)，軸承可能同時(shí)受Fa、Fr,將Fr、Fa轉(zhuǎn)化為與C性質(zhì)相同的載荷當(dāng)量動(dòng)載荷P,X徑向動(dòng)載系數(shù)，F(xiàn)r

5、對(duì)壽命影響效應(yīng)的大??；,Y軸向動(dòng)載系數(shù)， Fa對(duì)壽命影響效應(yīng)的大??；, 將Fr、Fa折合為Cr或Ca,為了與C在相同條件下比較,式中：,向心軸承：P=Fr；推力軸承：P=Fa,由表18.7知，X、Y 受e軸向載荷“判斷系數(shù)”影響,考慮機(jī)器沖擊振動(dòng)，P的公式為：,fd沖擊載荷系數(shù)（表18.8）,三. 基本額定壽命,時(shí)，,PL曲線,球軸承： = 3,滾子軸承： = 10/3,工程中常用小時(shí)數(shù)表示壽命：,n軸承轉(zhuǎn)速r/min,注意：L10h與n有關(guān)，L10與n無關(guān)。,設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)：,查手冊(cè)，選型號(hào)，使,例18.1：P376,軸承預(yù)期使用壽命,復(fù) 習(xí),1 滾動(dòng)軸承的力分析、失效和計(jì)算準(zhǔn)則 2 滾動(dòng)軸承的

6、動(dòng)載荷和壽命計(jì)算 3 靜載荷計(jì)算 4 極限轉(zhuǎn)速 5 成對(duì)安裝角接觸軸承的計(jì)算特點(diǎn),四. 角接觸軸承的載荷計(jì)算,1. 作用于軸上的外載荷,軸上有外載荷：FR和FA,Fr作用點(diǎn)為“載荷作用中心”：位置用a表示。,a ：載荷作用中心至軸承外側(cè)端面距離（查手冊(cè)）,由前知：Fr1、Fr2,2. 軸向載荷計(jì)算,右端軸承 “壓緊” 左端軸承 “放松”,左端“壓緊” 右端“放松”,正安裝：合力指向端為“壓緊端”,反安裝： 合力指向端為“放松端”,1）根據(jù)軸承安裝方式和 FA 、 Fs1、Fs2合力指向，判定“壓緊端”和“放松端”；,2）放松端：Fa等于本身Fs；,3）壓緊端：Fa等于除本身Fs外，其它軸向力的代數(shù)和。,角接觸滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算小結(jié)：,1. 求支反力（力平衡、力矩平衡）Fr1、Fr2；,3. 根據(jù)軸承安裝方式及合力的指向判定“壓緊”、“放松”端， 求出Fa1、Fa2；,4. 根據(jù),？：是 X、Y 查表；否 X =1、Y =0,？：是 X、Y 查表；否 X=1、Y =0,，,取,5. 校核式：,設(shè)計(jì)選擇式：,深溝球軸承：