轴承寿命计算
一、某减速器输入轴由一对6206型深沟球轴承支承,轴的转速n =960 r/min ,轴上齿轮受力情况如下:切向力3000t F =N ,径向力1200r F =N , 轴向力650a F =N ,在进行结构设计时设定轴向力由右端轴承2承受, 齿轮分度圆直径d =40 mm 。齿轮中点至两支点距离为 50 mm ,载荷平稳,常温工作。(已知:C = 19.5kN ;e = 0.26;F a / F r ≤ e 时,X = 1,Y = 0;F a / F r >e 时,X = 0.56 ,Y = 1.71;计算中取f d = 1.1,f t = 1.0)试确定:(1) 该轴承内径为多少。(2) 若要求轴承寿命不低于9000小时,试校核是否满足使用要求? 解:1该深沟球轴承内径为6×5=30mm 。(1分) 2. 两轴承所受径向载荷(4分) 1) 轴垂直面支点反力.由力矩平衡条件
F rV1=(F r ×50-F a ×20)/100=470N F rV2=(F r ×50+F a ×20)/100= 730N (1分) 2) 轴水平面支点反力.由力矩平衡条件 F rH1= F rH2 =F t /2=1500N (1分) 3)两轴承所受径向载荷 11572r F ==N (1分) 21668r F ==N (1分) 2.计算当量动载荷(4分) (1)轴承所受轴向载荷为0。 1 1 00.26a r F e F =<=故X = 1,Y = 0 111572r P F ==N (2分) (2)轴承所受轴向载荷为F a2= 650N 22650 0.390.261668 a r F e F ==>= 故X = 0.56,Y =1.71 N =?+?=+=6.204565071.1166856.0222A R YF XF P (2分) 3. 寿命计算(3分) P 2>P 1,按P 2进行寿命计算 3 1021666716667 1.019500()()11299960 1.12045.6 T h d f C L n f P ε?= ==?小时>9000小时(2分) 寿命高于9000h,故满足寿命要求.(1分)
滚动轴承复习题综述
滚动轴承复习题 简答题 1.问:滚动轴承由哪几个基本部分组成? 答:由内圈、外圈、滚动体和保持架等四部分组成。滚动体是滚动轴承中的核心元件,它使相对运动表面间的滑动摩擦变为滚动摩擦。 2.问:常用的滚动体有哪些? 答:滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子、非对称球面滚子等几种。 3.问:保持架的主要作用是什么? 答:保持架的主要作用是均匀地隔开滚动体,使滚动体等距离分布并减少滚动体间的摩擦和磨损。如果没有保持架,则相邻滚动体转动时将会由于接触处产生较大的相对滑动速度而引起磨损。 4.问:按轴承所承受的外载荷不同,滚动轴承可以分为哪几种? 答:可以概况地分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类。 5.问:常用滚动轴承的类型有哪些? 答:调心球轴承、调心滚子轴承、推力调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、大锥角圆锥滚子轴承、推力球轴承、双向推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、外圈无挡边的圆柱滚子轴承、内圈无挡边的圆柱滚子轴承、内圈有单挡边的圆柱滚子轴承、滚针轴承、带顶丝外球面球轴承等。6.问:选择滚动轴承类型时应考虑的主要因素有哪些? 答:1)轴承的载荷:轴承所受载荷的大小、方向和性质,是选择轴承类型的主要依据。2)轴承的转速:在一般转速下,转速的高低对类型的选择不发生什么影响,只有在转速较高时,才会有比较显著的影响。3)轴承的调心性能;4)轴承的安装和拆卸。 7.问:什么是轴承的寿命?
答:单个轴承,其中一个套圈或滚动体材料首次出现疲劳扩展之前,一套圈相对于另一套圈的转数称为轴承的寿命。由于制造精度、材料的均质程度等的差异,即使是同样的材料、同样尺寸以及同一批生产出来的轴承,在完全相同的条件下工作,它们的寿命也会极不相同。 8.问:滚动轴承的失效形式主要有哪几种? 答:主要有:点蚀、塑性变形、磨粒磨损、粘着磨损、锈蚀、轴承烧伤等。 9.问:什么是轴承的基本额定寿命? 答:按一组轴承中10%的轴承发生点蚀破坏,而90%的轴承不发生点蚀破坏前的的转数(以百万转为单位)或工作小时数作为轴承的寿命,并把这个寿命叫做基本额定寿命,以L10表示。 10.问:什么是轴承的基本额定动载荷? 答:使轴承的基本额定寿命恰好为一百万转时,轴承所能承受的载荷值,称为轴承的基本额定动载荷,用C表示。对向心轴承,指的是纯径向载荷,用Cr表示;对推力轴承,指的是纯轴向载荷,用Ca表示。 11.问:什么是轴承的当量动载荷? 答:滚动轴承若同时承受径向和轴向联合载荷,为了计算轴承寿命时在相同条件下比较,在进行寿命计算时,必须把实际载荷转换为与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的当量动载荷,用P表示。 12.问:滚动轴承为什么要进行静载荷计算? 答:静载荷是指轴承套圈相对转速为零或相对转速极度低时,作用在轴承上的载荷。为了限制滚动轴承在静载荷下产生过大的接触应力和永久变形,需进行静载荷计算。 13.问:滚动轴承寿命计算式中,为什么球轴承的ε值低于滚子轴承的ε值? 答:因为滚子轴承理论上为线接触,而球轴承为点接触,前者承载能力较高,故ε值较大,轴承寿命较高。
滚动轴承地寿命计算
滚动轴承的寿命计算 一、基本额定寿命和基本额定动载荷 1、基本额定寿命L10 轴承寿命:单个滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数称轴承寿命。由于材料、加工精度、热处理与装配质量不可能相同,同一批轴承在同样的工作条件下,各个轴承的寿命有很大的离散性,所以,用数理统计的办法来处理。 基本额定寿命L10——同一批轴承在相同工作条件下工作,其中90%的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数(以106为单位)或一定转速下的工作时数。(失效概率10%)。 2、基本额定动载荷C 轴承的基本额定寿命L10=1(106转)时,轴承所能承受的载荷称基本额定动载荷C。在基本额定动载荷作用下,轴承可以转106转而不发生点蚀失效的可靠度为90%。 基本额定动载荷C (1)向心轴承的C是纯径向载荷; (2)推力轴承的C是纯轴向载荷; (3)角接触球轴承和圆锥滚子轴承的C是指引起套圈间产生相对径向位移时载荷的径向分量。 二、滚动轴承的当量动载荷P 定义:将实际载荷转换为作用效果相当并与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的假想载荷,该假想载荷称为当量动载荷P,在当量动载荷P作用下的轴承寿命与实际联合载荷作用下的轴承寿命相同。 1.对只能承受径向载荷R的轴承(N、滚针轴承)P=F r 2.对只能承受轴向载荷A的轴承(推力球(5)和推力滚子(8))P= F a 3.同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承P=X F r+Y F a X——径向载荷系数,Y——轴向载荷系数,X、Y——见下表。 径向动载荷系数X和轴向动载荷系数
表12-3 考虑冲击、振动等动载荷的影响,使轴承寿命降低,引入载荷系数fp—见下表。载荷系数fp 表12-4
机械设计滚动轴承计算题
如图所示的轴系,已知轴承型号为30312,其基本额定动载荷C r=170000N,e=0.35;F r1=11900N,F r2=1020N,F ae=1000N,方向如图所示;轴的转速n=980r/min;轴承径向载荷系数和轴向载荷系数为:当F a/ F r≤e时,X=1,Y=0;当F a/ F r>e 时,X=0.4,Y=1.7;派生轴向力F d=F r/(2Y),Y为F a/F r>e时的Y值。载荷系数f p=1.2,温度系数f t=1。试求轴承的寿命。 F r1F r2 F ae 12
解:(1)画派生轴向力方向 F r1 F r2 1 2 F ae F d1 F d2 (2)计算派生轴向力F d F d1=F r1/(2Y )=11900/(2×1.7)=3500N F d2=F r2/(2Y )=1020/(2×1.7)=300N (3)计算轴向力F a F ae + F d1=1000+3500=4500N>300N=F d2 轴承2被“压紧”,轴承1被“放松” F a1=3500N ,F a2=F ae + F d1=4500N (4)计算载荷系数 F a1/ F r1=3500/11900=0.294<0.35= e ,所以取X 1=1,Y 1=0 F a2/ F r2=4500/1020=4.412>0.35=e ,所以取X 2=0.4,Y 2=1.7 (5)计算当量动载荷P P 1=f p (X 1F r1+Y 1F a1)=1.2×(1×11900+0×4444.4)=14280N P 2=f p (X 2F r2+Y 2F a2)=1.2×(0.4×1020+1.7×4500)=9669.6N P =max{P 1,P 2}=14280N (6)计算轴承寿命L h 65518h 1428017000019806010601066h ≈?? ? ?????=??? ??= ε εP C f n L t 2、某轴两端各用一个30208轴承支承,受力情况如图。F r1=1200N ,F r2=400N ,F A =400N ,载荷系数f P =1.2,已知轴承基本额定动负荷C r =34KN ,内部轴向力F S =F r /2Y 。试分别求出两个轴承的当量动载荷。(14分)
滚动轴承习题28289
第16章滚动轴承 一、选择题 [1]在基本额定动载荷C作用下,滚动轴承的基本额定寿命为106转时,其可靠度为()。 A、10% B、80% C、90% D、99% [2]型号为6310的滚动轴承,其类型名称为() A、深沟球轴承 B、调心球轴承 C、滚针轴承 D、圆锥滚子轴承 [3]一般来说,()更能承受冲击。 A、滚子轴承 B、球轴承 [4]在轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时,当量动载荷指的是轴承所受的()。 A、与径向载荷和轴向载荷等效的假想载荷 B、径向载荷和轴向载荷的代数和 C、径向载荷 D、轴向载荷 [5]某轴承的基本额定动载荷下工作了106转时,其失效概率为()。 A、90% B、10% C、50% D、60% [6]滚动轴承的公差等级代号中,()级代号可省略不写。 A、2 B、0 C、6 D、5 [7]内部轴向力能使得内、外圈产生()。 A、分离的趋势 B、接合更紧的趋势 C、转动的趋势 [8]从经济观点考虑,只要能满足使用要求,应尽量选用()轴承。 A、球 B、圆柱 C、圆锥滚子 D、角接触 [9]只能承受轴向载荷而不能承受径向载荷的滚动轴承是()。 A、深沟球轴承 B、推力球轴承 C、圆锥滚子轴承 D、圆柱滚子轴承 [10]一般转速的滚动轴承,其主要失效形式是疲劳点蚀,因此应进行轴承的()。 A、寿命计算 B、静强度计算 C、硬度计算 D、应力计算 [11]当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷,要求便于安装时,宜选用()。 A、深沟球轴承 B、圆锥滚子轴承 C、角接触球轴承 [12]滚动轴承62312中轴承的内径为() A、12㎜ B、60㎜ C、23㎜ [13]代号为()的轴承,能很好的承受径向载荷和轴向载荷的综合作用。 A、30210 B、6210 C、N1010 D、22210 [14]下列滚动轴承密封装置()是属于接触式密封。 A、毡圈密封 B、缝隙密封 [15]轴承在基本额定动载荷作用下,运转106转时,发生疲劳点蚀的概率为()。 A、10% B、50% C、70% D、90% [16]滚动轴承的额定寿命是指()。 A、在额定动载荷作用下,轴承所能达到的寿命 B、在标准试验载荷作用下,轴承所能达到的寿命 C、在一批同型号、同尺寸的轴承进行寿命试验中,95%的轴承所能达到的寿命 D、在一批同型号、同尺寸的轴承进行寿命试验中,破坏率达到10%时所对应的寿命 [17]滚动轴承代号由前置代号、基本代号和后置代号组成,其中基本代号表示()。
滚动轴承计算题(30题)
滚动轴承30题(当量动载荷、寿命计算等) 1.有一轴由一对角接触球轴承支承,如图所示。已知:齿轮的分度圆直径d =200mm ,作用在齿轮上的载荷为T F =1890N, =700N, =360N.轴承的部轴向力S 与径向载荷的关系式为:S=0.4T F 。求两轴承所承受的轴向载荷。 题1图 解:受力分析如图示。 2V 题1答图 1150100 300 700150360100470300 r A v N F F R ?+?= ?+?== 21700470230v r v N R F R =-=-= 2111 189094522 H H r N R R F == =?= 1R = 2R = 1 10.4S R = 220.4S R = 1 S 、2S 方向如图示 1 2400360782A N S S F +=+=> 所以轴承2被“压紧”,轴承1“放松”。
1 21 1422,782A N N S S A A F ===+= 2.如图所示,某轴用一对30307圆锥滚子轴承,轴承上所受的径向负荷R 1=2500N ,R 2=5000N ,作用在轴上的向外负荷F a1=400N,F a2=2400N 。轴在常温下工作,载荷平稳f P =1。试计算轴承当量动负载大小,并判断哪个轴承寿命短些?(注:30307轴承的Y=1.6,e=0.37,S=R/(2Y);当A/R>e 时,X=0.4,Y=1.6;当A/R<=e 时,X=1,Y=0) 题2图 解:受力分析如图示。 题2答图 1 1250078122 1.6N Y R S = = =? 225000 156322 1.6 N Y R S ===? 2 1 1 278124004002781a a N S S F F +-=+-=> 所以轴承2被“压紧”,轴承1“放松”。 1 1211 1781,2781a a N N S S A A F F ===+-= 11 781 0.312500 e A R = =< 22 2781 0.565000 e A R = =< 所以 1 1 1 1 1 ()2500P N f P X R Y A = += 2 2 2 2 2 ()6450P N f P X R Y A = += 因为1P < 2P 所以轴承2寿命短些
滚动轴承的寿命计算
滚动轴承的寿命计算 四.滚动轴承的受载和失效 1.滚动轴承的受载特点 (a)转动圈各点及滚动体的径向载荷及应力分布 (b)固定圈各点的径向载荷及应力分布深沟球轴承的经向载荷分布通用轴承各滚动元件的载荷及应力分布 ⑴对于转动圈及滚动体经过承载区的各点时接触载荷及应力是变化的;而在每一接触点上的接触载荷及应力呈脉动循环的特征;在非承载区不受载; ⑵对于固定圈各点的受载及应力是不等的,而在每一承载点处承载时的接触载荷及应力均呈现同一的脉动循环的特征,只是幅度的值不同; 其中最下端处受载最大其值是,对于深沟球轴承(6类):F0=(4.37/Z)Fr。 2.滚动轴承的失效形式 ⑴对于正常运转的轴承(10 r/min<n<n lim)——内外圈及滚动体的疲劳点蚀; ⑵对于静止不转或转速低(n≤10 r/min)或间歇摆动的轴承——内外圈及滚动体的塑性变形;
⑶内外圈及滚动体的不可避免的摩擦磨损; 3.滚动轴承的设计准则 ⑴对于正常运转的轴承——为防止疲劳点蚀,以疲劳强度计算为依据,进行寿命计算; ⑵对于低速轴承,或承受连续载荷或承受间断载荷而不旋转的轴承,要求控制塑性变形,——进行静强度计算; ⑶对于高速运转轴承——除进行寿命计算,还要验算轴承的极限转速。 五.滚动轴承的设计计算 ㈠类型的选择 滚动轴承是标准件,在机械设计中,要求能正确地选用滚动轴承。首先选择轴承的类型;然后再根据工作条件、使用要求及轴承特性进行相应的计算,并从有关国标中选取合适的型号。 选择轴承的类型时,应考虑以下因素: 1.轴承的载荷 轴承所受载荷的大小、方向和性质,是选择轴承类型的主要依据。 (1)当载荷较小时,宜选用球轴承;当载荷较大时,宜选用滚子轴承; (2)当只承受径向载荷,选用径向接触轴承(深沟球轴承、圆柱滚子轴承);当只承受轴向载荷,选用轴向接触轴承; (3)当轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时,可根据它们的相对值考虑: ①当轴向载荷比径向载荷小得多时,可选用深沟球轴承; ②当轴向载荷比径向载荷较小时,根据转速(见2.轴承的转速)可选用接触角较小的向心角接触轴承(向心角接触球轴承或圆锥滚子轴承); ③当轴向载荷比径向载荷大,可选用接触角较大的推力角接触轴承或选用轴向接触轴承与径向接触轴承组合使用。 (4)当有冲击载荷时,宜选择滚子轴承。 2.轴承的转速 在轴承手册中,极限转速是滚动轴承在一定载荷与润滑条件下允许的最高转速,轴承的工作转速应小于极限转速。 高速时(>1000r/min),应优先选用球轴承。 3.轴承的调心性能
滚动轴承计算习题
欢迎阅读 滚动轴承25题(当量动载荷、寿命计算等) 1.有一轴由一对角接触球轴承支承,如图所示。已知:齿轮的分度圆直径d =200mm ,作用在齿轮上的载荷为T F =1890N, =700N, =360N.轴承的内部轴向力S 与径向载荷的关系式为:S=0.4T F 。求两轴承所承受的轴向载荷。 题1图 1 S 2,作时,所以3.1附 C r =59250N,e=0.35,X=0.4, Y=1.7,S=Fr/(2Y) 题3图 解:受力分析如图示。 题3答图 (1)1 15200 152922 1.7 r N Y F S = = =? 1 S 、2 S 方向如图示
所以轴承2被“压紧”,轴承1“放松”。 所以 1 1 1 1 1 () 1.252006240P N f P X R Y A = +=?= (2)6 ()6010t t h C n P f L ?= 4. 某轴两端各有一个30307轴承支撑,受力情况如图所示。已知:r F =2500N, a F =1000N,载荷系数p F =1.1,试求: 所以轴承2被“压紧”,轴承1“放松”。 1A =1S =447N ,2A =1S +a F =1447N 1A /1R = 447 1700=0.263e 所以:1P =1111()p f X R Y A +=1870N 2P =2222()p f X R Y A +=3376N
(2)因为2P >1P 所以轴承2寿命短。 5.如图所示:减速器一根轴用两个型号30310圆锥滚子轴承支承,作用于轴承的径向载荷 1R =8000N ,2R =2000N ;齿轮上的轴向力1a F =2000N ,2a F =1000N ;工作速度n =350r/min 。减速器 在常温下工作,有中等冲击,试计算轴承的寿命h L 。 (已知条件:t f =1,d f =1.5,n f =2,'C =122000N ,e =0.35,X =0.4,Y =1.7,2R S Y = ) 题5图 1S 2S 1S 1S 1A 2A 1A 2A h (60t n P = 612 101122000()603509750 ??? =216585h 6.如图所示:一对7306AC 型角接触球轴承。已知: 1R F =3000N ,2R F =1000N ,a F =500N ,n =1200r/min,载荷平稳,常温下工作,球轴承的寿命。 提示:7036AC 轴承:
轴承寿命计算
轴承寿命计算 1、已知条件 根据“一、花键的强度校核”中花键简图和风扇机械参数知: 轴承内径d=50 转速n=2100 径向载荷F r=G风扇+ G轴套=50N 轴向载荷F a=352.6N 要求寿命L h=20000h 2、计算参考依据 《机械设计手册》单行本轴承成大先主编 ISBN 978- 7-122-07140-8 3、选轴承、计算 根据已知条件查《机械设计手册》p7-277 表7-2-66 选择6010轴承单列i=1 C r=22.0kN=22000N C or=16.2kN=16200 N Z=13 D w=9 极限转速=7000n/mim 查《机械设计手册》p7-274 表7-2-65 相对轴向载荷=F a/iZ D w2 即352.6/1×13×92=0.334 继续查表7-2-65 e=0.22 F a/F r=352.6/50≈7>e 继续查表7-2-65 X=0.56 Y=1.99 根据p7-274 径向当量动载荷和静载荷P r=XF r+Y F a P o r=0.6F r+0.5F a 则:P r=0.56×50+1.90×352.6=698.0N P o r=0.6×50+0.5×352.6=206.3N 根据p7-232 公式(7-2-1)C=f h f m f d P/f n f T<C r公式(7-2-6)C o=S o P o<C or 查表7-2-23 f h=3.42 查p7-232 f m=1.5查表7-2-24 f n=0.251 查表7-2-25 f d=1.5 查表7-2-26 f T=1.0 P= P r P o= P o r查表7-2-31 S o=1 则:C=3.42×1.5×1.5×698.0/0.251×1=21399 N<C r=22000N C o=1×206.3=206.3N<C or=16200 N ∴选择6010轴承能满足寿命20000h的要求。 1
滚动轴承计算题题
滚动轴承计算题题 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
滚动轴承30题(当量动载荷、寿命计算等) 1.有一轴由一对角接触球轴承支承,如图所示。已知:齿轮的分度圆直径 d =200mm ,作用在齿轮上的载荷为T F =1890N, =700N, =360N.轴承的内部轴向力S 与径向载荷的关系式为:S=T F 。求两轴承所承受的轴向载荷。 题1图 解:受力分析如图示。 题1答图 1 S 、2 S 方向如图示 所以轴承2被“压紧”,轴承1“放松”。 2.如图所示,某轴用一对30307圆锥滚子轴承,轴承上所受的径向负荷R 1=2500N ,R 2=5000N ,作用在轴上的向外负荷F a1=400N,F a2=2400N 。轴在常温下工作,载荷平稳f P =1。试计算轴承当量动负载大小,并判断哪个轴承寿命短些( 注:30307轴承的Y=,e=,S=R/(2Y);当A/R>e 时,X=,Y=;当A/R<=e 时,X=1,Y=0) 题2图 解:受力分析如图示。 题2答图 所以轴承2被“压紧”,轴承1“放松”。 所以11 1 1 1 ()2500P N f P X R Y A = += 因为1P < 2P 所以轴承2寿命短些 3.某齿轮轴由一对30212/P6X 轴承支承,其径向载荷分别为1r F =5200N,2r F =3800N ,方向如图所示。取载荷系数f p =。试计算: 两轴承的当量动负荷P 1、P 2: 1)当该对轴承的预期寿命L h =18000h 时,齿轮轴所允许的最大工作转速N max =? 2)
机械设计滚动轴承习题与参考答案1
一、选择题 从下列各小题给出的A、B、C、D答案中任选一个: 1 若转轴在载荷作用下弯曲较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度,宜选用类型代号为的轴承。 A. 1或2 B. 3或7 C. N或NU D. 6或NA 2 一根轴只用来传递转矩,因轴较长采用三个支点固定在水泥基础上,各支点轴承应选用。 A. 深沟球轴承 B. 调心球轴承 C. 圆柱滚子轴承 D. 调心滚子轴承 3 滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合。 A. 均为基轴制 B. 前者基轴制,后者基孔制 C. 均为基孔制 D. 前者基孔制,后者基轴制 4 为保证轴承内圈与轴肩端面接触良好,轴承的圆角半径r与轴肩处圆角半径r1应满足的关系。 A. r=r1 B. r>r l C. r<r1 D. r≤r l 5 不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷。 A. 圆锥滚子轴承 B. 角接触球轴承 C. 深沟球轴承 D. 圆柱滚子轴承 6 只能承受轴向载荷。 A. 圆锥滚子轴承 B. 推力球轴承 C. 滚针轴承 D. 调心球轴承 7 通常应成对使用。 A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 推力球轴承 D. 圆柱滚子轴承 8 跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用。 A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 调心滚子轴承 D. 圆柱滚子轴承 9 不是滚动轴承预紧的目的。 A. 增大支承刚度 B. 提高旋转精度 C. 减小振动噪声 D. 降低摩擦阻力 10 滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中的轴承能达到的寿命。 A. 99% B. 90% C. 95% D. 50% 11 适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承。 A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 角接触球轴承 D. 调心轴承 12 角接触轴承承受轴向载荷的能力,随接触角 的增大而。
轴承设计寿命计算公式(教学备用)
资料公式c 1 一、滚动轴承承载能力的一般说明 滚动轴承的承载能力与轴承类型和尺寸有关。相同外形尺寸下,滚子轴承的承载能力约为球轴承的 1.5~3倍。向心类轴承主要用于承受径向载荷,推力类轴承主要用于承受轴向载荷。角接触轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用,其轴向承载能力的大小随接触角α的增大而增大。 二、滚动轴承的寿命计算 轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式: 或 式中: ──基本额定寿命(106转); ──基本额定寿命(小时h );C ──基本额定动载荷,由轴承类型、尺寸查表获得;P ─ ─当量动载荷(N ),根据所受径向力、轴向力合成计算; ──温度系数,由表1查得;n ──轴承工作转速(r/min ); ──寿 命指数(球轴承 ,滚子轴承 )。 三、温度系数f t 当滚动轴承工作温度高于120℃时,需引入温度系数(表1) 表1 温度系数 工作温度/℃ <120 125 150 175 200 225 250 300 f t 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.60
四、当量动载荷 当滚动轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时,当量载荷的基本计算公式为 式中:P——当量动载荷,N;——径向载荷,N;——轴向载荷,N;X——径向动载荷系数;Y——轴向动载荷系数;——负荷系数 五、载荷系数f p 当轴承承受有冲击载荷时,当量动载荷计算时,引入载荷系数(表2) 表2 冲击载荷系数f p 载荷性质f p举例 无冲击或轻微冲击 1.0~1.2 电机、汽轮机、通风机、水泵等 中等冲击 1.2~1.8 车辆、机床、起重机、内燃机等 强大冲击 1.8~3.0 破碎机、轧钢机、振动筛等 六、动载荷系数X、Y 表3 深沟球轴承的系数X、Y 资料公式c 2
轴承寿命计算
滚动轴承寿命计算辅导 一、基本概念: ㈠、滚动轴承主要失效形式及设计准则: 1、疲劳点蚀失效:是指滚动轴承的滚动体或内外圈上出现的点蚀 斑点。 设计准则:防止产生疲劳点蚀失效需进行寿命计算。 L h≧〔L h〕 2、塑性变形失效:是指内外圈或滚动体产生过量的塑性变形。 设计准则:防止产生塑性变形失效需进行静负荷计算。 P O≦〔P O〕 3、磨损失效:是指内外圈或滚动体的过量磨损。 设计准则:防止产生磨损失效需限制转速。 nmax≦nlim ㈡、滚动轴承寿命计算中的基本概念: 1、滚动轴承寿命: 是指滚动轴承内外圈或滚动体在发生第一个疲劳点蚀前总转动次数或总工作时间。 注:滚动轴承寿命是相当离散的,即同一批生产出的同类滚动轴承,其寿命相差很大。 2、可靠度R: 由于滚动轴承寿命的离散性,需对生产的滚动轴承的进行抽样试验,以检验滚动轴承的合格率。
设抽样试验件数为N T,在特定的载荷下进行加载试验。经过一个特定的时间(转次L或时间L H)后,其中有Nf件发生点蚀。滚动轴承的可靠度R: R=× 注:滚动轴承的可靠度与试验中所加的载荷和试验时间有关。 国标规定: ①、滚动轴承试验载荷C: 对向心类和角接触类滚动轴承的试验载荷是纯径向载荷。 C=Cr(Fr) 对仅能承受轴向载荷的推力轴承的试验载荷是纯轴向载荷。 C=Ca(Fa) ②、试验时间:L=106转次。 ③、在试验载荷为C,试验时间为L=106转次时,滚动轴承的 可靠度R≧90%时,滚动轴承合格。 3、基本额定寿命L或Lh: 滚动轴承的额定寿命是指滚动轴承在可靠度R=90%,试验载荷为C时的寿命,即是试验时间106转次。L=106转次。 4、基本额定动载荷C: 滚动轴承的额定动负荷C是指在可靠度R=90%,试验时间为106转次时轴承所能承受的最大载荷,既是滚动轴承的试验载荷。 注:各类滚动轴承的额定动负荷C可查机械设计手册确定。
滚动轴承的寿命计算
滚动轴承的寿命计算
滚动轴承的寿命计算 1 基本额定寿命和基本额定动载荷 轴承中任一元件出现疲劳点蚀前的总转数或一定转速下工作的小时数称为轴承寿命。大量实验证明,在一批轴承中结构尺寸、材料及热处理、加工方法、使用条件完全相同的轴承寿命是相当离散的(图1是一组20套轴承寿命实验的结果),最长寿命是最短寿命的数十倍。对一具体轴承很难确切预知其寿命,但对一批轴承用数理统计方法可以求出其寿命概率分布规律。轴承的寿命不能以一批中最长或最短的寿命做基准,标准中规定对于一般使用的机器,以90%的轴承不发生破坏的寿命作为基准。 (1)基本额定寿命 一批相同的轴承中90%的轴承在疲劳点蚀前能够达到或 超过的总转数r L (610转为单位)或在一定转速下工作的小时数()h h L 。 图1 轴承寿命试验结果 可靠度要求超过90%,或改变轴承材料性能和运转条件时,可以对基本额定寿命进行修正。 (2)基本额定动载荷 滚动轴承标准中规定,基本额定寿命为一百万转时, 轴承所能承受的载荷称为基本额定动载荷,用字母C 表示,即在基本额定动载荷作用下,轴承可以工作一百万转而不发生点蚀失效的概率为90%。基本额定动载荷是衡量轴承抵抗点蚀能力的一个表征值,其值越大,轴承抗疲劳点蚀能力越强。基本额定动载荷又有径向基本额定动载荷(r C )和轴向基本额定动载荷
(a C )之分。径向基本动载荷对向心轴承(角接触轴承除外)是指径向载荷,对角接触轴承指轴承套圈间产生相对径向位移的载荷的径向分量。对推力轴承指中心轴向载荷。 轴承的基本额定动载荷的大小与轴承的类型、结构、尺寸大小及材料等有关,可以从手册或轴承产品样本中直接查出数值。 2 当量动载荷 轴承的基本额定动载荷C (r C 和a C )是在一定条件下确定的。对同时承受径向载荷和轴向载荷作用的轴承进行寿命计算时,需要把实际载荷折算为与基本额定动载荷条件相一致的一种假想载荷,此假想载荷称为当量动载荷,用字母P 表示。 当量动载荷P 的计算方法如下: 同时承受径向载荷r F 和轴向载荷a F 的轴承 ()P r a P f XF YF =+ (1) 受纯径向载荷r F 的轴承(如N 、NA 类轴承) P r P f F = (2) 受纯轴向载荷a F 的轴承(如5类、8类轴承) P a P f F = (3) 式中:X ——径向动载荷系数,查表1; Y ——轴向动载荷系数,查表1; P f 冲击载荷系数,见表2。 载荷系数P f 是考虑了机械工作时轴承上的载荷由于机器的惯性、零件的误差、轴或轴承座变形而产生的附加力和冲击力,考虑这些影响因素,对理论当量动载荷加以修正。 表中e 是判断系数。0/a r F C 为相对轴向载荷,它反映轴向载荷的相对大小,其中0r C 是轴承的径向基本额定载荷。表中未列出0/a r F C 的中间值,可按线性插值法求出相对应的e 、Y 值。