动载荷计算.docx

第章滚动轴承
概述
内圈
外圈
滚动体
保持架

构造
特点
摩擦力矩小且稳定，易启动。
轴向宽度小，结构紧凑。
能同时承受轴向力和径向力。
易润滑。
混合
摩擦
流体摩擦
n/p
滑动摩擦特性曲线
摩擦系数
边界
摩擦
可消除径向间隙。
批量生产成本低。
对轴的材料和热处理要求低。

承受冲击载荷能力差。
寿命短。
振动、噪声大。
径向尺寸大。
不能剖分。

滚动轴承的主要类型及代号

滚动轴承的类型
按轴承构成分
按轴承受力分
按接触情况分

滚动轴承的代号
后置代号
表示轴承结构公差精度等

前置代号
表示轴承分部件
基本代号五四三二一

直径系列的对比
6410
6310
6210
6110
d
类型代号

尺寸系列代号内径系列代号宽度系列代号直径系列代号
直径系列代号
代号0001020304~99内径101215175代号

滚动轴承的类型选择
选择轴承类型时考虑的因素：
轴承的载荷
载荷大小、方向是决定轴承类型的重要依据
轴承的转速
安装方便性
轴承的调心性能
滚动轴承的工作情况
轴承元件上的载荷分布
.推力轴承
设轴承受到轴向力S，则每个滚动体受力：
S
Fi
Fi=S/Z

向心轴承
P0
轴承受力后内圈下移
R
力分布

承载区
非承载区
滚动体及转动套圈应力变化情况
时间
接触应力
2)轴承元件上应力

固定套圈应力变化情况
时间
接触应力

3.失效形式：疲劳点蚀
4.设计计算准则：保证一定的接触疲劳强度
向心推力轴承的派生轴向力（附加轴向力）
1.派生轴向力的产生
RNiSiSA
Pi

R
Ni
Si
A

2.轴向力对接触情况的影响
R
R
R
P0
P0
A/R=tan
A/R=1.25tan
A/R>1.7tan

3.派生轴向力的计算
圆锥滚子轴承角接触球轴承7000C(=150)7000AC(=250)7000B(=400)S=R/(2Y)S=eRS=0.68RS=1.14R注：1)Y对应A/R>e的Y
2)e由轴承样本查取
63-1/2

63-2/2
滚动轴承的尺寸选择
滚动轴承的失效形式及基本额定寿命
失效形式
滚动体或内外圈滚道上的疲劳点蚀。
单个轴承滚动轴承的寿命：
未失效轴承数量%
轴承的寿命（106转）
100705030100
12
10
8
6
4
2

套圈或滚动体发生疲劳扩展之前，一套圈相对于另一套圈的转数。
滚动轴承的基本额定寿命
滚动轴承的寿命分布
基本额定寿命
一定条件下，一组轴承中10%的轴承发生疲劳点蚀失效，而90%的轴承不发生疲劳点蚀失效前的内外圈相对转数（106）或工作时数

滚动轴承的基本额定动载荷

载荷
额定寿命
C
106
载荷和额定寿命的关系
基本额定动载荷
轴承的基本额定寿命恰好为106转时，
轴承所能承受的载荷值C。
额定动载荷的修正
轴承工作温度与试验温度不同时应修正
额定动载荷。
Ct=ftC

滚动轴承寿命的计算公式
寿命计算公式
用转数表示的寿命公式：

球轴承滚子轴承33.333
用小时表示的寿命公式：

设计式：

滚动轴承的当量动载荷
当轴承既受径向力R又受轴向力A时，须将R、A与转换为与确定基本额定动载荷的载荷条件一致（纯径向力或轴向力）的等效力，即当量动载荷。
P=fp(XR+YA)
X、Y为径向、轴向载荷系数。由轴承样本查取。fp为载荷系数。
Fr
R1
R2
L1
L2
径向推力轴承的径向载荷R与轴向载荷A的计算
径向力的计算

R1i
F1i
R2i
正装
S1i
Fr
S1
1
R1
S2i
R2
Fa
F2i

轴向力的计算
正装：（面对面）
S2
当S1>Fa+S2时，
轴承1放松、2压紧
A1=S1A2=S1-Fa
b)当S1<Fa+S2时，
轴承2放松、1压紧
A2=S2A1=S2+Fa
2)反装（背对背）
反装
1
S1
R1
Fa
Fr
2
S2
R2
S2
a)当S2<Fa+S1时，
轴承1放松、2压紧
A1=S1A2=S1+Fa
b)当S2>Fa+S1时，
轴承2放松、1压紧
A2=S2A1=S2+Fa
滚动轴承轴向力计算方法：
(a)先计算Fa、S1、S2，判断压紧端和放松端
(b)放松端轴向力等于自身派生轴向力，压紧端轴向力
等于除自身派生轴向力外的其它轴向力的代数和。
3)正、反安装的简化画法
a)正装

b)反装

滚动轴承的静载荷
基本额定静载荷
A
使受载最大的滚动体与轨道接触中心处的接触应力达到一定值时的载荷作为静强度的界限，称为基本额定静载荷，用C0、C0a表示。
静强度的计算
当量静载荷
轴承受径向力R与轴向力A，则当量静载荷
P0=X0