机械设计基础 12章滚动轴承.docx

第十一章滚动轴承
重要基本概念
1．滚动体和内、外圈所受的载荷和应力
在滚动轴承正常工作时，滚动体和内外圈滚道均受变载荷和变应力。其中，滚动体和转动套圈承受周期性非稳定脉动循环的变载荷（变接触应力），固定套圈则承受稳定的脉动循环的变载荷（接触应力）。
2．滚动轴承的失效形式
滚动轴承的主要失效形式（又称正常失效形式）是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。当轴承转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动，且静载荷很大时，其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。
3．滚动轴承的设计准则
对于正常转动工作的轴承，进行针对疲劳点蚀的寿命计算。对于转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动的轴承，进行静强度计算。
4．滚动轴承的基本额定寿命
基本额定寿命：一批相同的轴承在相同的条件下运转，当其中10%的轴承发生疲劳点蚀破坏（90%的轴承没有发生点蚀）时，轴承转过的总转数L10（单位为106转），或在一定转速下工作的小时数L10h（单位为小时）。
5．滚动轴承的基本额定动载荷C
是指轴承寿命L10恰好为1（106转）时，轴承所能承受的载荷。表示轴承的承载能力。
对于向心轴承：C是纯径向载荷；对于推力轴承：C是纯轴向载荷；
在使用中要注意C的3条含义：90%可靠度、基本额定寿命106转、C的方向。
精选例题与解析
例11-1一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为7210AC的滚动轴承支承。已知两轮上的轴向力分别为Fa1=3000N，Fa2=5000N，方向如图。轴承所受径向力R1=8000N，R2=12000N。冲击载荷系数fd=1，其它参数见附表。求两轴承的当量动载荷P1、P2。
SA/R≤eA/R＞ee0.68RXYXY0.68100.410.87
例11-1图1

例11-1图2
解：
1．求内部派生轴向力S1、S2的大小方向
S1=0.68R1=0.68×8000=5440N
S2=0.68R2=0.68×12000=8160N，方向如图所示。
2．求外部轴向合力FA
FA=Fa2－Fa1=5000－3000=2000N，
方向与Fa2的方向相同，如图所示。
3．求轴承所受的轴向力A1、A2
∵S2+FA=8160+2000=10160N，S2+FA＞S1=5440N，轴承1被压紧。
∴A1=S2+FA=10160N，A2=S2=8160N
4．轴承的当量动载荷P1、P2
据：A1/R1=10160/8000=1.27＞e=0.68，得：X1=0.41，Y1=0.87
P1=fd（X1R1+Y1A1）=0.41×8000+0.87×10160=12119N
据：A2/R2=8160/12000=0.68=e，得：X2=1，Y2=0
P2=fd（X2R2+Y2A2）=8000N

例11-3某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，其基本额定动载荷C=97.8kN。轴承受径向力R1=6000N，R2=16500N。轴的转速n=500r/min，轴上有轴向力FA=3000N，方向如图。轴承的其它参数见附表。冲击载荷系数fd=1。求轴承的基本额定寿命。
SA/R≤eA/R＞eeXYXY0.40100.41.5
例11-3图1
解：

例11-3图2
1．求内部派生轴向力S1、S2的大小方向
N
N
方向如图所示。
2．求轴承所受的轴向力A1、A2
公式归纳法：N
N，
3．轴承的当量动载荷P1、P2
据：A1/R1=2500/6000=0.417＞e=0.40，得：X1=0.4，Y1=1.5
P1=fd（X1R1+Y1A1）=0.4×6000+1.5×2500=6150N
据：A2/R2=5500/16500=0.33＜e，得：X2=1，Y2=0
P2=fd（X2R2+Y2A2）=R2=16500N
P2＞P1，用P2计算轴承寿命。
4．计算轴承寿命
12562h

例11-4图1
例11-4一传动装置的锥齿轮轴用一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承，布置如图。已知轴的转速为1200r/min，两轴承所受的径向载荷R1=8500N，R2=3400N。fd=1，常温下工作。轴承的预期寿命为15000小时。试求：
1．允许作用在轴上的最大轴向力FA
2．滚动轴承所受的轴向载荷A1、A2
解：
由轴承手册查得30212C轴承：C=97800N，e=0.4，X=0.4，Y=1.5

例11-4图2
N
N
∵S1＞S2，∴S1+FA＞S2，轴承2被压紧。
A1=S1=2833N，A2=S1+FA，
∵＞e=0.4
∴X2=0.4，Y1=1.5
即：P2=fd（X2R2+Y2A2）=0.4×3400+1.5×A2
根据：≥1500，
P≤12031N
由：P2=0.4×3400+1.5×A2≤12031
解得：A2≤7114N
再据：A2