第十八章滾動(dòng)軸承

第十八章滾動(dòng)軸承第一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§1、概述設(shè)計(jì)要解決三個(gè)問題：1、正確合理地選擇軸承類型和尺寸。一、基本結(jié)構(gòu)典型的滾動(dòng)軸承構(gòu)造如圖18.1所示。

2、你選的類型和尺寸在你那條件下是否適用。所以要進(jìn)行計(jì)算。3、你選的軸承能否與你設(shè)計(jì)的其它結(jié)構(gòu)組合起來用。第二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五典型的滾動(dòng)軸承構(gòu)造：(Innerring)(Outerring)(Roller)(Separator)第三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五圖18.2滾動(dòng)體種類球滾針圓柱滾子圓錐滾子球面滾子圖18.3無保持架時(shí)相鄰滾動(dòng)體的摩擦第四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五二、

材料目前內(nèi)、外圈及滾動(dòng)體都用GCr15（即滾鉻15，G表示專用的滾動(dòng)軸承鋼），而且還要淬火，淬火后，硬度不低于HRC61∽65，淬硬后工作表面要求磨削拋光。三、特點(diǎn)1、摩擦系數(shù)f小，f=0.005∽0.008，比一般滑動(dòng)軸承小得多，而且不隨軸承轉(zhuǎn)速而變。用滾動(dòng)軸承的機(jī)器起動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)力矩小，功耗小，所以效率高。§1、概述保持架多用低碳鋼板沖壓后鉚接或焊接而成，也有用銅合金或塑料的。

第五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五另外，安裝不能剖分；徑向尺寸較大，并且滾動(dòng)軸承在高速重載下壽命較低，振動(dòng)噪音大。2、軸向尺寸比滑動(dòng)軸承小。3、徑向間隙或叫徑向游隙小?！?、概述4、大多數(shù)滾動(dòng)軸承能同時(shí)承受徑向和軸向負(fù)載，所以簡(jiǎn)化了軸承組合的結(jié)構(gòu)。成批生產(chǎn)，所以成本低。

5、不需要用有色金屬，而且標(biāo)準(zhǔn)化程度高。缺點(diǎn)：過載能力差，抗沖擊能力差，不如滑動(dòng)軸承；第六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§2、滾動(dòng)軸承的主要類型

一、

分類：公稱接觸角——是滾動(dòng)軸承中套圈與滾動(dòng)體接觸處的法線和垂直于軸承軸心線的平面之間的夾角。用表示。P364圖18.4所示。

深溝球軸承角接觸球軸承推力調(diào)心滾子軸承推力球軸承向心軸承推力軸承圖18.4滾動(dòng)軸承的公稱接觸角第七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五根據(jù)承受載荷的方向和公稱接觸角的不同，軸承分為向心軸承和推力軸承兩大類:

向心軸承深溝球軸承角接觸球軸承推力調(diào)心滾子軸承推力球軸承向心軸承推力軸承圖18.4滾動(dòng)軸承的公稱接觸角推力軸承第八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五深溝球軸承角接觸球軸承推力調(diào)心滾子軸承推力球軸承向心軸承推力軸承圖18.4滾動(dòng)軸承的公稱接觸角

———其公稱接觸角從00到450，主要承受徑向負(fù)荷。公稱接觸角＝0°的叫徑向接觸軸承。這種軸承有，例如深溝球軸承、圓柱滾子軸承等。向心軸承第九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五深溝球軸承角接觸球軸承推力調(diào)心滾子軸承推力球軸承向心軸承推力軸承圖18.4滾動(dòng)軸承的公稱接觸角

公稱接觸角為00<≤45°的叫向心角接觸軸承。這種軸承有，例如角接觸球軸承、圓錐滾子軸承等。

第十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五深溝球軸承角接觸球軸承推力調(diào)心滾子軸承推力球軸承向心軸承推力軸承圖18.4滾動(dòng)軸承的公稱接觸角

——其公稱接觸角大于45°到90°，主要承受軸向負(fù)荷。公稱接觸角＝90°的，叫軸向接觸軸承。例如推力球軸承等。公稱接觸角為450<<900的，叫推力角接觸軸承。例如，推力調(diào)心滾子軸承。

推力軸承第十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五用細(xì)長(zhǎng)滾子（滾子直徑≤5mm，長(zhǎng)度與直徑比為3～10）作滾動(dòng)體的向心軸承稱滾針軸承，其基本結(jié)構(gòu)形式見P265圖18.5。

§2、滾動(dòng)軸承的主要類型

P360∽364表18.1第十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五

0第十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五

1

2

1第十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五

2

3第十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五45第十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五65第十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五7

8第十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五NU第十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五QJ第二十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五二、

主要類型及其特點(diǎn)1、“6”2、“N”§2、滾動(dòng)軸承的主要類型

3、“5”

圓柱滾子軸承，類型代號(hào)是：N

P363表18.1-

N(cylindricalrollerbearing)P362表18.1-5(ballthrustbearing)

推力球軸承

深溝球軸承(radialballbearing)

，是軸承中應(yīng)用最廣泛的。它的基本型號(hào)為：

60000P362表18.1-6深溝球軸承的類型代號(hào)是:6

第二十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五表18.1各類軸承主要掌握:1、3、5、6、7、N§2、滾動(dòng)軸承的主要類型

4、“7”P363表18.1-7(angular-contactballbearing)角接觸球軸承。

P361表18.1-35、“3”

（taperedrollerbearing)圓錐滾子軸承。

P361表18.1-16、“1”（self-aligningballbearing)調(diào)心球軸承。

第二十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§3、滾動(dòng)軸承類型選擇

一、工作條件和要求

二、選擇意見

若軸承尺寸相同，滾子軸承比球軸承承載能力大1.5～3倍，所以沖擊大，載荷大時(shí)用滾子軸承，但當(dāng)內(nèi)徑≤20mm時(shí)，它們兩的承載能力差不多，所以考慮球軸承。P≤0.01C輕載P≈0.1C正常負(fù)荷P≈0.01C中載P>0.1C重載第二十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§3、滾動(dòng)軸承類型選擇

若徑向負(fù)載很大很大，又要求徑向尺寸很小，并且，，則可用滾針軸承(needlebearing)。第二十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§4、滾動(dòng)軸承的代號(hào)

后段——又叫后置代號(hào)，它是補(bǔ)充代號(hào)，各代號(hào)意義可查標(biāo)準(zhǔn)。多數(shù)情況下沒有這一段。后置代號(hào)共有8組，其順序及含義分別為：代號(hào)分為三段：

前段中段后段密封、防塵與外部形狀保持架及其材料軸承材料公差等級(jí)游隙配置其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)12345678

第二十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五——內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)。用字母表示。如：C、AC和B分別代表公稱接觸角a=150、250和400。代號(hào)示例：7210B7210AC——游隙代號(hào)。有/C1、/C2、-、/C3、C4、/C5等6個(gè)代號(hào)，分別符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的游隙1、2、0、3、4、5組（游隙量自小而大），0組不注。代號(hào)示例如代號(hào)示例如：6203、6203/P6。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的精度等級(jí)有：0、6、6x、5、4、2，其中2級(jí)精度最高。分別用公差等級(jí)代號(hào)：/P0、/P6、/P6x、/P5、/P4、/P2表示。0級(jí)精度可省略不寫。其它精度等級(jí)都要標(biāo)出相應(yīng)代號(hào)。第二十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五公差等級(jí)代號(hào)和游隙代號(hào)同時(shí)表示時(shí)可以簡(jiǎn)化，如6210/P63表示軸承公差等級(jí)P6級(jí)、徑向游隙3組。新標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)舊標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)2級(jí)<——————>B級(jí)4級(jí)<——————>C級(jí)5級(jí)<——————>D級(jí)6級(jí)<——————>E級(jí)0級(jí)<——————>G級(jí)代號(hào)示例如62106210/C4。第二十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五前段：又叫前置代號(hào)，它也是補(bǔ)充代號(hào)，各代號(hào)意義可查標(biāo)準(zhǔn)。多數(shù)情況下沒有這一段。代號(hào)分為三段：前段中段后段

§4、滾動(dòng)軸承的代號(hào)

中段：是基本代號(hào)。第二十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)4321基本代號(hào)包括三部分內(nèi)容：

——尺寸系列代號(hào)。由兩位數(shù)字組成。前一位數(shù)字代表寬度系列（向心軸承）或高度系列（推力軸承），后一位數(shù)字代表直徑系列。滾動(dòng)軸承的具體尺寸系列代號(hào)見P367表18.2，示意圖見P367圖18.10。

§4、滾動(dòng)軸承的代號(hào)

第二十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五

尺寸系列表示內(nèi)徑相同的軸承可具有不同的外徑，內(nèi)徑相同，不同外徑，承載能力不同。而同樣外徑又有不同寬度（或高度），由此用以滿足各種不同要求的承載能力。

第三十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五第三十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五——內(nèi)徑代號(hào)。表示軸承內(nèi)徑的大小。d內(nèi)徑=15×5=75mm§4、滾動(dòng)軸承的代號(hào)

當(dāng)軸承內(nèi)徑在20～480mm范圍內(nèi)時(shí),內(nèi)徑代號(hào)×5=d內(nèi)徑

例，內(nèi)徑代號(hào)為15，則：

第三十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五第三十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5、滾動(dòng)軸承的受力分析、失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則一、向心軸承中作用力分布

a、受中心軸向載荷Fa

所以每個(gè)滾動(dòng)體受力均為：z為滾動(dòng)體的個(gè)數(shù)。

b、受徑向載荷Fr設(shè)F0、F1、

…

、

Fi、

…、

Fn是各球所受的力，是各球間顯然大于，所以F0>F1>

F2、

…。所以

F0處這個(gè)滾動(dòng)體受力最大。的中心角，若內(nèi)圈下沉，則各球徑向變形為第三十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五（點(diǎn)接觸軸承）

（線接觸軸承）

無論是穩(wěn)定的還是非穩(wěn)定的脈動(dòng)應(yīng)力都是變應(yīng)力，所以是疲勞破壞。

§5、滾動(dòng)軸承的受力分析、失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則第三十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五二

、角接觸軸承中作用力分布

（1）、徑向載荷及其分布

圖18.12及圖18.13§5、滾動(dòng)軸承的受力分析、失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則第三十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§5、滾動(dòng)軸承的受力分析、失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則（2）

、軸向載荷的分布

OF0Fr0Fr0Fr1CFrFrFr2Fr1Fr2FS0F0F1F2F1F2Fr第三十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五大家切記：§5、滾動(dòng)軸承的受力分析、失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則（2）

、軸向載荷的分布

附加軸向力

Y是Fa/Fr>e時(shí)的軸向系數(shù)附加軸向力之方向：由軸承寬度中點(diǎn)指向壓力中心。角接觸軸承在無軸向力而只有徑向力作用下也要受附加軸向力。第三十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五三、滾動(dòng)軸承失效形式及其計(jì)算準(zhǔn)則

（一）、失效形式滾動(dòng)軸承的主要失效形式是：

1、疲勞點(diǎn)蝕

2、塑性變形

在一定的靜載荷或沖擊載荷作用下，滾動(dòng)體或套圈滾道上將出現(xiàn)不均勻的塑性變形凹坑。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、磨損

(二）計(jì)算準(zhǔn)則

§5、滾動(dòng)軸承的受力分析、失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則第三十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五2、對(duì)于擺動(dòng)或轉(zhuǎn)速較低的軸承。塑性變形是主要失效形式。所以要求控制其塑性變形，只進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算?！?、滾動(dòng)軸承的受力分析、失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則(二）計(jì)算準(zhǔn)則

1、回轉(zhuǎn)——點(diǎn)蝕對(duì)回轉(zhuǎn)的滾動(dòng)軸承點(diǎn)蝕是主要失效形式，所以主要進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算，為了防止過載，還要作靜強(qiáng)度校核。3、高V軸承。除要進(jìn)行壽命計(jì)算外，還要進(jìn)行極限轉(zhuǎn)速校核。第四十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

一、軸承壽命

如果平均壽命為L(zhǎng)平均的話。那么有的工人作的軸承的壽命是L平均的4倍，有的工人作的軸承的壽命是L平均的0.1～0.2倍，相差20～40倍，這就叫壽命的離散性。在一定條件下，運(yùn)轉(zhuǎn)軸承中任意一個(gè)元件出現(xiàn)疲勞剝落擴(kuò)展跡象前運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)，或轉(zhuǎn)速一定的條件下它的工作小時(shí)數(shù)稱為軸承壽命。（這里指的是軸承兩個(gè)套圈之間的相對(duì)轉(zhuǎn)數(shù)或相對(duì)轉(zhuǎn)速）。第四十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五規(guī)定：L＝某個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)，如106r

（轉(zhuǎn)）時(shí)

n＝10％（n表示失效率）

R＝90％失效率100101L（106）§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

第四十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五二、基本額定壽命(BasicRatingLife)

§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

不同可靠度、特殊軸承性能和運(yùn)轉(zhuǎn)條件時(shí)其壽命可對(duì)基本額定壽命進(jìn)行修正，稱為修正額定壽命。

軸承的基本額定壽命是指90％可靠度，常用材料和加工質(zhì)量，常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的壽命?；绢~定壽命時(shí)失效概率為10％，所以這個(gè)壽命用L10表示，用小時(shí)數(shù)來表示基本額定壽命時(shí)，則用符號(hào)L10h來表示。(BasicDynamicLoadRating)三、基本額定動(dòng)載荷C第四十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

所謂軸承的基本額定動(dòng)載荷就是指軸承的基本額定壽命是一百萬轉(zhuǎn)時(shí)，加在這批軸承上的恒定載荷值。意思就是說在基本額定動(dòng)載荷作用下，這批軸承可以工作106r，而有90％的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕失效。對(duì)一個(gè)軸承來說，就是在C作用下，它可以工作106r，而不發(fā)生點(diǎn)蝕失效，其可靠度為90％。(BasicDynamicLoadRating)三、基本額定動(dòng)載荷C第四十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

對(duì)于推力軸承來說，是指中心軸向載荷，稱軸向基本額定動(dòng)載荷，用Ca表示。

對(duì)角接觸軸承來說，則是指載荷的徑向分量，也稱徑向基本額定動(dòng)載荷，用Cr表示。對(duì)向心軸承（角接觸軸承除外）來說，C是指徑向載荷，稱徑向基本額定動(dòng)載荷，用Cr表示。各類軸承的基本額定動(dòng)載荷C可由表18.5中的有關(guān)公式計(jì)算。第四十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五表中：Cr——是徑向基本額定動(dòng)載荷。Ca——軸向基本額定動(dòng)載荷§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

各類滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷C值可查有關(guān)資料。第四十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五一般軸承零件表面硬度為61HRC∽65HRC，所能承受的工作溫度可達(dá)1200C，若表面硬度降至58HRC以下或在溫度大于1200C的情況使用，則基本額定動(dòng)載荷C要按下式修正：

式中CT——經(jīng)過溫度修正的基本額定動(dòng)載荷，N；gT——溫度系數(shù)，參考P373表18.6取值；gH——硬度系數(shù)，gH=（HRC/58）3.6

CH

——經(jīng)過材料硬度修正的基本額定動(dòng)載荷，N；CH=gHCCT=gTC

········表18.6溫度系數(shù)gTgT工作溫度,0C,0第四十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五四、當(dāng)量動(dòng)載荷(EquivalentDynamicLoad)

引入當(dāng)量動(dòng)載荷的目的：滾動(dòng)軸承可能同時(shí)承受徑向和軸向載荷，為了計(jì)算軸承壽命時(shí)與基本額定動(dòng)載荷在相同條件下比較，要把實(shí)際工作載荷轉(zhuǎn)化為當(dāng)量動(dòng)載荷。也就是說要按當(dāng)量動(dòng)載荷進(jìn)行壽命計(jì)算。這個(gè)當(dāng)量動(dòng)載荷是一個(gè)假想載荷。在它的作用下，軸承的壽命與實(shí)際載荷作用下軸承的壽命相同。

§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

第四十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算公式為：

P=XFr+YFaFa：軸承受的總的軸向負(fù)荷，不是齒輪的軸向力(thrustload)Fr：軸承受的總的徑向負(fù)荷，不是齒輪的徑向力(radialload)X：徑向動(dòng)載荷系數(shù)(aradialdynamicloadfactor)Y：軸向動(dòng)載荷系數(shù)(athrustdynamicloadfactor)對(duì)于向心軸承和角接觸軸承，P是一個(gè)假定的徑向載荷；對(duì)于推力軸承P是一個(gè)假定的軸向載荷；第四十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五軸承類型單列軸承雙列軸承

Fa/C0r

eFa/Fr≤eFa/Fr＞eFa/Fr≤eFa/Fr＞e

XYXYXYXY0.0140.192.302.30.0280.221.991.990.0560.261.711.710.0840.281.551.550.110.30100.561.45100.561.450.170.341.311.31

0.0150.381.471.652.390.0290.41.401.572.280.0580.431.301.462.210.0870.461.231.3820.120.47100.441.1911.340.721.93

–0.68100.410.8710.920.671.41–1.14100.350.5710.550.570.93①表18.7滾動(dòng)軸承當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算的X、Y值深溝球軸承(7)(6)角接觸球軸承軸承類型第五十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五軸承類型單列軸承雙列軸承

Fa/C0r

eFa/Fr≤eFa/Fr＞eFa/Fr≤eFa/Fr＞e

XYXYXYXY圓錐滾子軸承–1.5tan100.40.4cot10.45cot0.670.67cot(3)調(diào)心球軸承–1.5tan–

–

–

–

10.42cot0.650.65cot①e——叫判斷系數(shù)，用來說明在什么情況下徑向負(fù)荷或軸向負(fù)荷對(duì)壽命起主要作用。表18.7滾動(dòng)軸承當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算的X、Y值（續(xù)表）軸承類型圓錐滾子軸承（3）調(diào)心球軸承第五十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五對(duì)于6、3、7類軸承：P＝XFr+YFa由于機(jī)器工作時(shí)的沖擊與振動(dòng)使軸承實(shí)際所受的載荷比計(jì)算值大，即軸承實(shí)際所受的載荷比名義載荷大，所以引入沖擊載荷系數(shù)fd(servicefactor)，因此，真正的當(dāng)量動(dòng)載荷為：§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

對(duì)5、8類：P=Fa

對(duì)N、滾針軸承：P=FrP=fd（XFr+YFa）沖擊載荷系數(shù)fd可由下表（表18.8）選取。第五十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五所以，對(duì)于6、7、3:P=fd（XFr+YFa）

對(duì)滾針軸承、N：P=fdFr

對(duì)5、8：P＝fdFa載荷性質(zhì)機(jī)器舉例

fd平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)、水泵、通風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)

1.0~1.2或輕微沖擊

中等沖擊車輛、機(jī)床、起重機(jī)、1.2~1.8冶金設(shè)備、內(nèi)燃機(jī)強(qiáng)大沖擊破碎機(jī)、軋鋼機(jī)、振動(dòng)篩、1.8~3.0工程機(jī)械、石油鉆機(jī)表18.8沖擊載荷系數(shù)fd第五十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五常數(shù)五、壽命計(jì)算

那么這條曲線的方程就是：

=常數(shù)

叫壽命指數(shù)（lifeindex)：（forrollerbearings)滾子軸承：

球軸承：

（forballbearings)第五十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

從此公式可作4項(xiàng)工作：①可求應(yīng)取，為軸承的預(yù)期使用壽命。通常參照機(jī)器大修期限決定軸承的預(yù)期使用壽命。各種軸承的預(yù)期使用壽命推薦值見表18.9

（p376）第五十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

C計(jì)≤C表②第五十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五六、角接觸軸承載荷計(jì)算1、載荷作用中心（又叫壓力中心)③求軸承轉(zhuǎn)速n④求P角接觸球軸承載荷中心與軸承外側(cè)端面的距離a可由下式計(jì)算，也可直接從手冊(cè)上查得。aaB/2OBBCBCBODpw式中，Dpw——滾動(dòng)體中心圓直徑，Dpw=(D+d)/2；d、D——軸承內(nèi)徑、外徑；B——軸承寬度。第五十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五aaB/2OBBCDpw§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

2、實(shí)際軸向載荷Fa之確定FS始終是使內(nèi)、外圈分離的方向。FSFSOO第五十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

FS1FS2FA○○○○FS1FS2（1）利用力的疊加原理：FA與附加軸向力相疊加；（2）在軸向力的作用下應(yīng)該平衡。FRFr1Fr2FS1FAFS2O1O2○○a2Fr2○○ⅠⅡa1Fr1FA求這兩個(gè)軸承上的實(shí)際軸向力，要利用下面原理：第五十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五∴FaⅠ=FS1

若：1、FS1+FA＞FS2則軸有向右移動(dòng)趨勢(shì)，所以Ⅰ放松，而使Ⅱ壓緊∴Ⅱ受的壓緊力應(yīng)為FS1+FA－FS2∵軸承不會(huì)動(dòng)，∴受一個(gè)平衡反力F'S2F'S2

=FS1+FA－FS2∴軸承Ⅱ受的軸向力為：FaⅡ=FS2+F'S2

∴FS1+FA=FS2＜＞=FS1+FAFS1FS2O1O2○○a2Fr2○○ⅠⅡa1Fr1FA∴FS2+F'S2=FS2+(FS1+FA－FS2)

或者說壓緊邊軸承的軸向力等于除本身的附加軸向力外，其他所有軸向力的代數(shù)和。第六十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五

FS2－(FS1+FA)若2：FS1+FA＜FS2放松這個(gè)軸承：

為了平衡，軸承再給出一個(gè)平衡反力F'S1∴FaⅠ

=FS1+F'S1

F'S1=FS2－(FS1+FA)=FS2－FA

FaⅡ=FS2

則軸有向左移動(dòng)之趨勢(shì)，使軸承Ⅰ壓緊，軸承Ⅱ放松，此時(shí)軸承Ⅰ受壓緊力為：FS1FS2O1O2○○a2Fr2○○ⅠⅡa1Fr1FA∴FS1+FA=FS2＜＞第六十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五若3、軸上全部軸向力的代數(shù)和為零，即FA+FS1－FS2=0則各軸承的軸向力即為自己的附加軸向力。

若2、FS1+FA＜FS2則軸有向左移動(dòng)之趨勢(shì)，使軸承Ⅰ壓緊，軸承Ⅱ放松

FaⅠ=FS2－FA

FaⅡ=FS2

若1、FS1+FA＞FS2則軸有向右移動(dòng)趨勢(shì)，所以Ⅰ放松，而使Ⅱ壓緊

FaⅠ=FS1FaⅡ

=FS1+FA

FaⅠ=FS1

FaⅡ=FS2

∴FS1+FA=FS2＜＞FS1FS2O1O2○○a2Fr2○○ⅠⅡa1Fr1FA第六十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五（3）放松那個(gè)軸承始終只受自己的附加軸向力，而壓緊那個(gè)軸承的軸向力等于除本身的附加軸向力外，其他所有軸向力的代數(shù)和。

歸納起來，計(jì)算7、3類軸承軸向力有三步：（1）根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)判明，軸上全部軸向力，包括外載荷和各軸承附加軸向力的指向；（2）分析該全部軸向力的合力的指向，判明哪個(gè)軸承放松，哪個(gè)軸承被壓緊；∴FS1+FA=FS2＜＞FS1FS2O1O2○○a2Fr2○○ⅠⅡa1Fr1FA第六十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五（100－n）%R高則壽命下降

六、修正額定壽命（AdjustedRatingLife)a1

叫可靠性壽命修正系數(shù)?！?滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

在不同R時(shí)的壽命叫修正額定壽命，它的計(jì)算怎么進(jìn)行？可按下式進(jìn)行：

第六十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五R高則壽命下降

怎么來的呢？第六十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五從圖可看出：在一定載荷下工作的滾動(dòng)軸承可靠度越高，壽命越短。通過大量實(shí)驗(yàn)研究證明：滾動(dòng)軸承的可靠度R與壽命Ln的關(guān)系符合韋布爾曲線分布，見左圖。橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)其基本關(guān)系式為：系數(shù)α：當(dāng)R=0.9時(shí)，Ln=L10（基本額定壽命）將它們代入（1）式得：

式中，β—離散指數(shù)，表示試驗(yàn)軸承的離散程度）球軸承——β=10/9；滾子軸承——9/8

（1）可靠度為R時(shí)的修正額定壽命Ln/(106r)第六十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

系數(shù)α：當(dāng)R=0.9時(shí)，Ln=L10（基本額定壽命）將它們代入（1）式得：

（1）則：第六十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

則：由此式兩邊取對(duì)數(shù)可推得：（18.14）

第六十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§6滾動(dòng)軸承的動(dòng)載荷和壽命計(jì)算

（18.14）

R＞0.9時(shí)由標(biāo)準(zhǔn)（或?qū)嶒?yàn)求出），R=100%時(shí)，此時(shí)軸承壽命稱為最小壽命，可取為：第六十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五

Lmin=0.05L10

通過專門的軸承設(shè)計(jì)、采用特殊種類與質(zhì)量的材料或特殊的制造工藝可使軸承具有特殊性能。就壽命而言，可在計(jì)算中引入壽命修正系數(shù)a2，并稱a2為特殊軸承性能壽命修正系數(shù)。軸承運(yùn)轉(zhuǎn)條件對(duì)壽命的影響通過系數(shù)a3加以考慮，并稱a3為運(yùn)轉(zhuǎn)條件壽命修正系數(shù)。合適的a2、a3推薦值由有關(guān)軸承制造廠提供?！拚~定壽命第七十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五§7、滾動(dòng)軸承的靜載荷計(jì)算

靜載荷——是指軸承套圈相對(duì)轉(zhuǎn)速為零時(shí)作用在軸承上的載荷。為了限制滾動(dòng)軸承在靜載荷下產(chǎn)生過大的接觸應(yīng)力和永久變形，需進(jìn)行靜載荷計(jì)算。

一、基本額定靜載荷C0

基本額定靜載荷C0(徑向C0r，軸向C0a)——是指軸承中受載最大的那個(gè)滾動(dòng)體與滾道接觸中心處引起某個(gè)接觸應(yīng)力時(shí)所相當(dāng)?shù)募傧霃较蜢o載荷或中心軸向靜載荷，這個(gè)接觸應(yīng)力對(duì)于調(diào)心球軸承——4600MPa，所有其他球軸承——4200MPa，所有滾子軸承——4000MPa。

第七十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期五基本額定靜載荷的計(jì)算公式列于下表：

軸承類型

計(jì)算公式

深溝球軸承，角接觸球軸承，調(diào)心球軸承

推力球軸承

圓錐滾子