滾動(dòng)軸承的受力分析、載荷計(jì)算、失效和計(jì)算準(zhǔn)則

1、v1.0可編輯可修改1. 滾動(dòng)軸承的受力分析滾動(dòng)軸承在工作中，在通過軸心線的軸向載荷（中心軸向載荷）Fa 作用下，可認(rèn)為各滾動(dòng)體平均分擔(dān)載荷，即各滾動(dòng)體受力相等。當(dāng)軸承在純徑向載荷Fr 作用下（圖 6），內(nèi)圈沿 Fr 方向移動(dòng)一距離 0，上半圈滾動(dòng)體不承載， 下半圈各滾動(dòng)體由于個(gè)接觸點(diǎn)上的彈性變形量不同承受不同的載荷， 處于 Fr 作用線最下位置的滾動(dòng)體承載最大，其值近似為 5Fr/Z （點(diǎn)接觸軸承）或 Z（線接觸軸承）， Z 為軸承滾動(dòng)體總數(shù)，遠(yuǎn)離作用線的各滾動(dòng)體承載逐漸減小。對于內(nèi)外圈相對轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)體的位置是不斷變化的，因此，每個(gè)滾動(dòng)體所受的徑向載荷是變載荷。圖 6 滾動(dòng)軸承徑向

2、載荷的分析圖7 角接觸軸承的載荷作用中心2. 滾動(dòng)軸承的載荷計(jì)算1v1.0可編輯可修改（ 1）滾動(dòng)軸承的徑向載荷計(jì)算一般軸承徑向載荷Fr 作用中心 O的位置為軸承寬度中點(diǎn)。角接觸軸承徑向載荷作用中心O的位置應(yīng)為各滾動(dòng)體的載荷矢量與軸中心線的交點(diǎn)，如圖7 所示。角接觸球軸承、圓錐滾子軸承載荷中心與軸承外側(cè)端面的距離a 可由直接從手冊查得。接觸角及直徑 D，越大，載荷作用中心距軸承寬度中點(diǎn)越遠(yuǎn)。為了簡化計(jì)算，常假設(shè)載荷中心就在軸承寬度中點(diǎn)，但這對于跨距較小的軸，誤差較大，不宜隨便簡化。圖 8 角接觸軸承受徑向載荷產(chǎn)生附加軸向力1) 滾動(dòng)軸承的軸向載荷計(jì)算2v1.0可編輯可修改當(dāng)作用于軸系上的軸向工

3、作合力為 FA，則軸系中受 FA 作用的軸承的軸向載荷 Fa=FA，不受 FA作用的軸承的軸向載荷 Fa=0。但角接觸軸承的軸向載荷不能這樣計(jì)算。角接觸軸承受徑向載荷Fr 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生附加軸向力FS。圖 8 所示軸承下半圈第i 個(gè)球受徑向力 Fri 。由于軸承外圈接觸點(diǎn)法線與軸承中心平面有接觸角，通過接觸點(diǎn)法線對軸承內(nèi)圈和軸的法向反力Fi 將產(chǎn)生徑向分力 Fri ；和軸向分力 FSi 。各球的軸向分力之和即為軸承的附加軸向力FS。按一半滾動(dòng)體受力進(jìn)行分析，有FS Frtan(1)計(jì)算各種角接觸軸承附加軸向力的公式可查表 5。表中 Fr 為軸承的徑向載荷； e 為判斷系數(shù)，查表 6； Y 為圓錐滾

4、子軸承的軸向動(dòng)載荷系數(shù)，查表 7。表 -5 角接觸軸承附加軸向力公式軸承類型角接觸球軸承圓錐滾子軸承70000C(70000AC( =25°) 70000B(30000=15°)=40° )FSeFrFr /(2Y)角接觸軸承附加軸向力的方向是由軸承外圈的寬邊指向窄邊，通過內(nèi)圈作用于軸上。角接觸軸承一般應(yīng)成對使用。3v1.0可編輯可修改圖 9 角接觸軸承所受的軸向載荷計(jì)算角接觸軸承所受的軸向載荷Fa1 、Fa2 時(shí)，要同時(shí)考慮附加軸向力FSl 、FS2和作用于軸上的其他工作軸向力 FA。如圖 9，若 FSl FA FS2，由于軸承的右端已固定，軸不能向右移動(dòng)，根據(jù)

5、軸系軸向力的平衡關(guān)系，則 Fa2= FSl FA；同理，若 FS2 FSl FA，則 Fa2 = FS2 。因此，軸承所受的軸向力必然是下列兩值中較大者Fa2 = FS2 （2)Fa2= FSl FA(-3)用同樣方法分析，可得軸承所受的軸向力是下列兩值中較大者Fa1= FSl(4)Fa1 = FS2 FA(5)當(dāng)軸上軸向力 FA與圖示方向相反時(shí)， FA 應(yīng)取負(fù)值。3. 滾動(dòng)軸承的失效和計(jì)算準(zhǔn)則4v1.0可編輯可修改滾動(dòng)軸承的主要失效形式有：（1）滾道和滾動(dòng)體表的疲勞點(diǎn)蝕滾動(dòng)軸承工作時(shí)內(nèi)、 外套圈間有相對運(yùn)動(dòng)， 滾動(dòng)體既自轉(zhuǎn)又圍繞軸承中心公轉(zhuǎn)，滾動(dòng)體和套圈分別受到不同的脈動(dòng)接觸應(yīng)力。工作若干時(shí)間后，各元件接觸表面上都可能發(fā)生接觸疲勞點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕會(huì)使軸承工作時(shí)振動(dòng)、噪聲和發(fā)熱急劇增大。（ 2）軸承的塑性變形過大的靜載荷或沖擊， 會(huì)使?jié)L動(dòng)體或套圖滾道上將出現(xiàn)不均勻的塑性變形。 這時(shí)，軸承的摩擦力矩、振動(dòng)、噪聲都將增加，運(yùn)轉(zhuǎn)精度也降低。（3）軸承磨粒磨損在多塵和滾道內(nèi)有污垢的條件下工作， 可造成滾動(dòng)體與套圈產(chǎn)生磨粒磨損。 從而使運(yùn)轉(zhuǎn)精度也降低，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。決定軸承尺寸時(shí)