§13—4 滚动轴承的工作情况

1. §13—4 滚动轴承的工作情况 ⑴ 当轴承承受径向力Fr时， 上半圈不受载下半圈受载 ⑵ 滚动体受力不均匀→受力变化：小→大→小 一 轴承工作时元件上的载荷分布 二 轴承元件上的载荷及应力变化 承载区 固定圈：滚动体滚过便受力，大小 不变→稳定的脉动循环载荷 图13—7 b 滚动体 动圈 ｝在承载区，载荷零逐渐增大到最大，再 逐渐减少到零 图13—7 a

2. §13—5 滚动轴承尺寸选择 结论： 角接触轴承承受轴向载荷时→受载滚动体数 目增多→承载能力提高→宜承受联合载荷 三 轴向载荷对轴承元件载荷分布的影响 一 滚动轴承的失效形式及基本额定寿命 （一） 失效形式 (1)疲劳破坏(点蚀) ←疲劳接触应力→ 寿命计算 (2)过大塑性变形 ←ｎ极低、Ｆ较大 →静强度计算 (3)磨损、胶合、内外圈和保持架破损→不正常

3. （二） 轴承的寿命 1.轴承寿命： 轴承中任一元件出现疲劳点蚀前,一 个套圈相对另一套圈的转数或工作小时数。 2. 基本额定寿命Ｌ10： 指一批相同的轴承,在相同运转条件下，有90％的轴承没有发生疲劳点蚀前的转数或总工作小时数。 • 寓意：⑴一批轴承中有90％的寿命将比其基本额定寿命长 • ⑵一个轴承在基本额定寿命期内正常工作的概率有 • 90％，失效率为有10％

4. P C =25.6 L10 2 1 3 4 滚动轴承的预期寿命 表13—3 失效率不同寿命不同 二. 滚动轴承的基本额定动载荷 基本额定动载荷： 当轴承基本额定寿命为10６转时， 轴承能承受的最大载荷，用C表示。 Cr——径向载荷或分量 Ca——轴向载荷 C =｛ 三. 滚动轴承寿命的计算公式 6208 轴承寿命曲线：

5. 轴承寿命计算公式 四. 当量动载荷Ｐ （转） 式中：n——转速 r／min ε——寿命指数 球轴承 ε＝３ 滚子轴承ε＝10/3 Ｐ——当量动载荷 假定的载荷→与实际载荷相当 高温下轴承的C值将减少，引入温度系数ft表13—4 （h ） P＝fP（X Fr ＋YFa）

6. ｆP －载荷系数，查表(13-6 ) Fr 、Fa －轴承的径向、轴向力（注意区别轴上载荷） X、Y－径向、轴向载荷系数 查表(13-5) P＝fP（X Fr ＋YFa ） (Ｃ０－轴承的额定静载荷） ①查判断系数e→ ┌深沟球轴承—按f0Fa /C0r f0 =14.7 查e └角接触球轴承—按Fa /C0 查e ②判 Fa/Fr 与 e 的关系→定X、Y －轴向力较小,可忽略不计,只计Ｒ → Ｐ＝fPＲ 即：X=1 , Y=0 Fa/Fr ≤e Fa/Fr ＞e －轴向力较大,要计即：X≠1, Y≠0

7. 只能承受纯轴向载荷的轴承（5类）： P＝fP Fa 只能承受纯径向载荷的轴承（N、NA类）P＝fP Fr 设计轴承的基本方法： ⑴由工作条件定轴承类型→×0000 ⑵由结构定轴承直径→ ×00×× ⑶初选型号 → ××× ×× →查C、C0 ⑷验算寿命： 计算轴承载荷→查e、X、Y →计算P→计算Lh →分析轴承是否合格

8. 例１：已知齿轮轴采用一对6211轴承，已知轴承例１：已知齿轮轴采用一对6211轴承，已知轴承 载荷Ｒ1=3500Ｎ，Fa1=1606Ｎ，R2=2500Ｎ，Fa2=０ fP＝1.2，试求P1、P2。 解：查得：C0=29200Ｎ ①查e： f0Fa1/C0 =14.7×1606/29200 = 0.8085 →e1在0.26~0.28之间,插值得 e1 = 0.27 ②求X、Y: Fa1/R1 = 1606/3500 = 0.459＞e X1=0.56 , Y1=1.7 ∵Fa2=0 X2=1 , Y2=0 ③求Ｐ: P1=fP(X1R1+Y1Fa1)=1.2(0.56×3500+1.7×1606) =5628Ｎ ∵P1＞P2 ∴１轴承危险，计算1的寿命 P2=fPR2=1.2×2500=3000Ｎ

9. Fae 1 2 Fae 1 2 Fd 五. 轴承的轴向载荷Fa Fae指向者受力 ┌ 两端固定→ Fa1= Fae , Fa2=0 1.径向轴承－ (6 、 1 、 2类) →固定端受力 └ 一端固定、一端游动 Fa 1=0 , Fa 2= Fae 2.角接触轴承(3、7类) (1)派生轴向力F d ∵ ＞０，∴在Ｒ作用下→Fd →内外圈分离→ ∴成对使用 Fd的大小→查表(13-7)

10. Fd1 Fd2 Fd1 Fd2 (2)安装型式（成对使用） 角接触轴承应成对使用→以抵消派生轴向力和避 免轴产生轴向窜动 ①正安装（ X 型、面对面）→ 两轴承外圈的窄边相对→Ｆd面对面 跨距减少 ②反安装（ O型、背对背）→ 两轴承外圈的宽边相对→Ｆd背对背 跨距增大 说明：轴承支点（压力中心）偏移，但为方便计 算，仍取轴承宽度中点为支点

12. S2 Fae Fd1 Fd2 S1 Fae Fd1 Fd2 (3) 角接触轴承的轴向载荷Fa1、 Fa2 轴向载荷┌轴上外载荷Fae → Fa＝？ └轴承的派生轴向力Fd 分析： Fd1 +Fae与 Fd2比较 ⑴当Fd1 +Fae ＞ Fd2 →右边压紧→S2 Fd1 ┌ Fa1 = └ Fa2 = → Fd1 +Fae ＝ Fd2 + S2 Fd2＋ S2＝ Fd1＋ Fae ⑵当Fd1 +Fae ＜ Fd2 → 左边压紧→S1 → Fd1 +Fae ＋S1＝ Fd2 Fd1＋S1＝ Fd2－ Fae ∴┌ Fa1＝ └ Fa2＝ Fd2

13. 2 1 Fae Fd1 Fd2 R2 R1 Fae Fd1 Fd2 计算轴向载荷的方法: ① 画安装简图→标明轴承的派生轴向力Fd方向 ② 计算Fd1、Fd2 ③ 根据Fd1、Fae 、 Fd2三者的关系判断压紧、放松端 压紧端=除本身的派生轴向力外其余轴向力之和 放松端=本身的派生轴向力 判断压紧、放松端时要注意正、反装 ⑴当Fd1 +Fae ＞ Fd2 右边压紧 左边压紧 左边压紧 右边压紧 ⑵当Fd1 +Fae ＜ Fd2

14. 例２:一对反装7312AC轴承,R1＝5000N,R2＝8000N， Fae＝2000N，由1轴承指向2轴承，求Fa1、Fa2。 1 Fae 2 Fd2 Fd1 R1 R2 解： ①画安装简图→ Fd2 与 Fae同向 求Fd1，Fd2 Fd1＝0.68R1＝0.68×5000＝3400N Fd2＝0.68R2＝0.68×8000＝5440N ②求Fa1 ， Fa2 ∵ Fd2＋Fae＝5440＋2000＝7440N＞ Fd1＝3400N 轴承1被压紧 轴承2被放松 Fa1 ＝Fd2＋Fae＝7440N Fa12＝Fd2＝5440N

15. 六. 轴承寿命计算步骤 →求Fa1、Fa2→ 求P1、P2→ 求Lh(C′) 例３:接上题,如果n＝960r/min,fP＝1.2, 求轴承寿命。 解：查得7212AC轴承的C＝42800N，e＝0.68 求R1、R2 R1＝5000N, R2＝8000N Fa1／R1＝7440／5000＝1.488＞e Fa1＝7440N X1＝0.41 ， Y1＝0.87 P1＝fP(X1R1＋Y1A1) ＝1.2(0.41×5000＋0.87×7440) ＝10227.36N Fa2＝5440N Fa2／R2＝5440／8000＝0.68= e X2＝1,Y2＝0 P2＝fPR2＝1.2×8000＝9600N ∵P1＞P2 ∴Ⅱ轴承危险

16. 七 滚动轴承的静载荷 当量静载荷： P0=X0Fr+Y0Fa 按轴承静载能力选择轴承 C0 ≥S0P0 S0 查表13—8