滚动轴承的寿命计算
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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。
Lh≧〔Lh〕
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。
PO≦〔PO〕
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NT，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LH）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。
5、滚动轴承的寿命计算： 滚动轴承寿命计算是解决当实际滚动轴承上承受的载荷不等于额
定动负荷时，滚动轴承的寿命是多少？即：
滚动轴承上载荷P=C时，轴承寿命是L=106转次。
当滚动轴承上实际动负荷P≠C时，轴承寿命L或Lh=?。
注：滚动轴承寿命计算是防止轴承产生疲劳点蚀失效所进行的计
算：
实际L≧〔L〕或Lh≧〔Lh〕
式中〔L〕、〔Lh〕是滚动轴承预期寿命，可查教材或手册
确定。
滚动轴承寿命曲线：
寿命曲线 二、滚动轴承寿命计算：
㈠、计算公式：
Lh=(ε
或：
Lh=(ε
式中： ①、ε是轴承的寿命指数，对于球轴承ε=3，对于滚子轴承
ε=10/3。
②、n是轴承转速：n越高，轴承寿命越低，当P一定时，n
增加一倍，轴承寿命减少一倍；当转速n一定时，P增加一
倍，轴承寿命减少（1/2）ε倍。
③、C是基本额定动载荷，可查手册确定。
④、P当量动负荷：即将轴承上实际载荷（Fr和Fa）转化为
与基本额定动负荷C方向相同后的载荷。
当量动载荷P的计算：
P=XFr+YFa
式中：X、Y分别是径向载荷和轴向载荷折算系数；
Fr和Fa是轴承所承受的径向和轴向载荷。 ㈡、轴承寿命计算步骤： 1、轴承上径向载荷Fr和轴向Fa载荷计算:
⑴、径向载荷Fr计算：
计算方法：应用求梁的支反力方法利用力平衡方程式求解
径向力。
例：求下列各图中轴承A、轴承B的径向力FAr和FBr:
A图
B图
C图
求解方法：
∑mA=0,可求得FBr，∑mB=0,可求得FAr。 注：在列力矩平衡方程式时应注意FA对支反点力矩的计算。 2、轴承轴向力FAa和FB a的计算：
⑴、向心类（α=0°）轴承：
轴向力FA由它指向的轴承承受，如下图：
FAa=FA FB a=0
⑵、角接触轴承（0°≦α≦90°）
①、先计算轴承派生内部轴向力和 和计算见教材表14-8。
FAa和FB a的计算： Fa=比较取大值。
FAa=
FB a=
“±”确定：当另一轴承内部轴向力方向与FA方向相同
时取“+”，相反时取“-”。
例：教材例14-1。 FAa==FA2==1400
FB a==FA1==2280
3、当量动载荷P计算：
P=XFr+YFa
⑴、X、Y系数确定：
查表14-7 确定 e值。
比较各轴承的与e值，查表14-7确定X、Y值。
计算PA、PB的值： PA= XAFAr+YAFAa
PB= XBFBr+YBFBa
比较PA和PB，其中大的P轴承寿命低。
4、轴承寿命计算：
将（PA、PB）大值带入轴承寿命计算公式中计算轴上轴承
寿命。
典型例题：
图示某悬臂布置的齿轮轴，两端轴承为6208，已知Fn=2000N,
α=45°。试求：
⑴、两轴承的径向力FAr、FBr和轴向力FAa、FBa。
⑵、哪个轴承寿命低？为什么？
⑶、试计算轴承寿命。
（F′=0.7Fr，e=0.7）
主要解题步骤：
①、 FR=Fn*sin(α),FA=Fn*cos(α):
②、计算径向力FAr、FBr：
∑mA=0 FBr*2L+FR*L=0 求得FBr = FR /2
∑mB=0 FAr*2L-FR*3L=0 求得FAr = FR 3/2 ③、计算轴承内部轴向力： =0.7* FAr=0.7&* FR 3/2 =0.7* FBr=0.7* FR /2
注意内部轴向力方向判别：
④、计算轴向力FAa、FBa：
FAa 比较取大值
FBa 比较取大值
⑤、计算轴承当量动载荷PA、PB： 比较：
与e 与e查表14-7确定X、Y值。
计算PA、PB的值： PA= XAFAr+YAFAa
PB= XBFBr+YBFBa
比较PA和PB，其中大的P轴承寿命低。
⑥、轴承寿命计算：
将（PA、PB）大值带入轴承寿命计算公式中计算轴上轴承
寿命：
Lh=(ε
6208为球轴承，ε=3。
