滚动轴承当量动载荷计算

例题讲解：图示某轴用两个7308AC 型滚动轴承支撑。

已知轴的工作转速为min /r 2000=n ，两轴承所受的径向力分别为N 20001=r F ，N 15002=r F ；轴上的外部轴向力为N 4001=ae F ，N 3602=ae F ；轴承的派生轴向力计算公式为r s F F 68.0=。

轴承的有关性能数据为：基本额定动载荷为kN 5.38=r C ；判断系数68.0=e ；当e F F r a ≤/时，X =1.0，Y =0；e F F r a >/时，X =0.41，Y =0.87。

温度系数0.1=t f ，载荷系数2.1=p f 。

试求滚动轴承的基本额定寿命1h L 和2h L （13分）。

1. 解答（共13分）：（1）轴承的内部轴向力计算)N (136068.011==r d F F ，)N (102068.022==r d F F （1分） （2）轴的轴向力分析)N (14204001020)N (172036013601221=+=+>=+=+ae d ae d F F F F轴向左移动。

（2分） （3）轴承的轴向力计算因轴承为反安装，轴向左移动，故轴承“1”放松：)N (136011==d a F F （2分）轴承“2”压紧：)N (132040036013601212=-+=-+=ae ae d a F F F F （2分）（4）动载荷系数确定e F F r a ===68.02000136011，因此，0.11=X ，01=Y （1分） e F F r a >==88.01500132022，因此，41.02=X ，87.02=Y （1分） （5）当量动载荷计算)N (240020002.1)(11111=⨯=+=a r p F Y F X f P （1分）)N (2116)132087.0150041.0(2.1)(22222=⨯+⨯⨯=+=a r p F Y F X f P （1分）d F 1ae F2ae F（6）基本额定寿命计算)h (7.34400240010005.3820006010601036161≈⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=εP C f n L r t h （1分） )h (25.50194211610005.3820006010601036262≈⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=εP C f n L r t h （1分）习题布置：图示某轴用两个7308AC 型滚动轴承支撑。

如需估计轴承的预期寿命，您可以使用基本额定寿命，L10，或SKF 额定寿命，L10m。

如果您对与润滑和污染相关的工况有经验并且知道您所处的工作条件不会对轴承的寿命产生剧烈的影响，请使用基本额定寿命计算法；不然，SKF 推荐使用SKF 额定寿命。

轴承寿命定义轴承寿命的定义是，在内圈或外圈滚动体或滚道首次出现金属疲劳（剥落）迹象之前，轴承以一定速度运行所能够达到的旋转次数或（工作小时数）。

在相同的工况下，对外表看起来相同的轴承进行试验，结果在周期数以及导致金属疲劳所需时间上产生了巨大差异。

因此，基于滚动接触疲劳（RCF）估计的轴承寿命不够精确，因此需要使用统计方法来确定轴承尺寸。

基本额定寿命，L10是基于某一足够大数量表面上完全相同的轴承在相同的工况下运行，其中90% 能够达到或超过的疲劳寿命。

如需用此处给出的定义确定相关的轴承尺寸，请根据之前可用的尺寸标注经验，将计算出的额定寿命与轴承应用的预期服务寿命进行对比。

否则，请使用表 1和表 2中列出的有关不同轴承应用约定寿命的指南。

鉴于轴承疲劳寿命的统计分布，只要特定轴承失效概率的确定与相似条件下运行的一组轴承相关，单个轴承可观察到的失效时间就可根据其额定寿命进行评估。

在各种应用中，对轴承失效进行的众多调查已确认，基于90% 可靠性的设计准则和采用动态安全系数，可以设计出可避免典型疲劳失效的、坚固耐用的轴承解决方案。

基本额定寿命如果您只考虑载荷和速度，您可以使用基本额定寿命，L10。

轴承的基本额定寿命按ISO 281 标准表示为进行计算如果速度保持不变，最好用工作小时计算寿命值，可通过以下公式获得当SKF 额定寿命由于现代轴承的质量提高不少，在某些应用中，轴承的实际工作寿命可能明显偏离其计算得出的基本额定寿命。

在特定应用中，轴承的工作寿命不仅取决于载荷和轴承尺寸，还受诸多因素影响，包括润滑、污染程度、安装情况和其他环境条件。

ISO 281 使用寿命修正系数来弥补基本额定寿命的不足。

滚动轴承习题课
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例题1
选轴承型号
1.一水泵选用深沟球轴承，已知轴颈d=35mm，转速 n=2900r/min，轴承所受的径向力Fr=2300(N)，轴向力 Fa=540(N)，要求使用寿命L10h=5000h，试选择轴承型 号。 解：1)先求出当量动载荷P
因为轴承型号未选出前暂不知道额定静载荷Cor。 故用试算法。 根据P300表9-7暂取Fa/Cor =0.028 e=0.22 因 Fa/Fr=540/2300=0.235＞e x=0.56 y=1.99
轴承例题2 7206C 滚 动 轴 承 组 合 结 构 形 式 如 图 示 ， 已 知 ： FA=600N Fr1=1970N Fr2=1030N fd=1.1 n=1000r/min试 分析轴承Ⅰ、Ⅱ所受的轴向力Fa及当量动载荷P，并说 明哪个轴承是危险轴承。
解：采用一对 7206C 轴承反装 Cr=23000(N)，Cor=15000(N)。 根据P304表9-12 7000型轴承FS=eFr
例题1 P300表9-8 fd =1.1
P=fd(XFr+YFa)=1.1×(0.56×2300+1.99×540)=2599(N) 2) 求所需的基本额定动载荷
nLh10 2900×5000 3 ′ = p⋅ ε C = 2599× = 24809 ( N ) 16670 16670
'
3) 选轴承型号 6307轴承 6207轴承
Fa2 1447 = = 0.0965 C0r 15000
轴承Ⅱ
e = 0.46 +
0.47 − 0.46 ×( 0.0965 − 0.087 ) = 0.463 0.12 − 0.087
Fa2 1447 = =1.405 > e = 0.463 Fr 2 1030

四 向心角接触轴承轴向力的计算
1 派生轴向力
R S0
P0 N0
1 派生轴向力
向心角接触轴承的派生轴向力
圆锥滚子轴 承
角接触球轴承
C型
AC型
B型
（α=15°) （α=25°) （α=40°)
S=R/(2Y)
S=eR S=0.68R S=1.14R
2 轴向力A的计算
R1
R2
2 轴向力A的计算
假设Fa+S1>S2,
滑动轴承的特点、应用及分类
在以下场合，则主要使用滑动轴承： １．工作转速很高，如汽轮发电机。 ２．要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。 ３．承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。 ４．特重型的载荷，如水轮发电机。 ５．根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。
６．径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。
S1
R1 1被放松
A1=S1
S2
ΔS
ΔS
R2
2被压紧
A2=S2+ΔS =S1+Fa
2 轴向力A的计算
假设Fa+S1<S2,
ΔS
S1
R1 1被压紧 A1=S1+ΔS =S2-Fa
S2 R2 2被放松
A2=S2
结论：——实际轴向力A的计算方法
1）分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷，判定被 “压紧”和“放松”的轴承。
1.基本概念
⑴轴承寿命
⑵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L10（以106r 为单位）或一定转速下的工作时数 Lh ⑶基本额定动载荷C
L10=1时，轴承所能承受的载荷 由试验得到

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 300f 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表4 角接触球轴承的系数X、Y表5 其它向心轴承的系数X、Y 表6 推力轴承的系数X、Y七、成对轴承所受轴向力计算公式：角接触球轴承：圆锥滚子轴承：式中e为判断系数，可由表4查出；Y应取表5中的数值。

●正排列：若则若则●反排列：若则若则八、成对轴承当量动载荷根据基本公式：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。

1. 图4所示一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为Fr1=2000N ，Fr2=4000N,轴上作用的轴向外载荷KA=1000N ，轴承内部派生轴向力S 的计算式为S=0.7Fr ，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比Fa/Fr>e 时，X=0.41，Y=0.87；Fa/Fr ≤e 时，X=1，Y=0，e=0.68；载荷系数fp=1.0.试计算： （1）两个轴承的轴向载荷Fa1、Fa2; （2）两个轴承的当量动载荷P1、P21. 解 （1）S1=0.7Fr1=0.7×2000=1400N S2=0.7Fr2=0.7×4000=2800N S1、S2方向如第29题答案图。

S1+KA=1400+1000=2400N<S2 ∴轴承1“压紧”，Fa1=S2-KA=1800N………………（3分） 轴承2“放松”，Fa2=S2=2800N………………（3分）（2） e F F r a >==9.020********∴N F Y F X f P a r p 2386)180087.0200041.0(0.1)(11111=⨯+⨯⨯=+=…（3分）e F F r a >==7.04000280022∴N F Y F X f P a r p 4076)280087.0400041.0(0.1)(22222=⨯+⨯⨯=+=2.下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为1R F =2000N ，2R F = 4000N ，轴上作用的轴向外加载荷X F =1000N,轴承内部附加轴向力S F 的计算为S F =0.7R F ，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比ARF F ＞e 时，X= 0.41，Y= 0.87，当ARF F ≤e ，X=1，Y= 0，e = 0.68，载荷系数fp = 1.0，试计算：（1）两个轴承的轴向载荷FA1、FA2； （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。

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1S 、2S 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11111()2500PN 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 =?附30212/P6X 轴承的有关参数如下： C r =59250N,e=,X=, Y=,S=Fr/(2Y)题3图解：受力分析如图示。

题3答图（1）115200152922 1.7r N YFS ===⨯ 1S 、2S 方向如图示所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。

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=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1150100300700150360100470300rA vNFF R⨯+⨯=⨯+⨯== 21700470230vrvN R FR=-=-=2111189094522HH rN R R F ===⨯=1R =2R =110.4S R = 220.4S R =1S、2S 方向如图示12400360782A N SS F +=+=>所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。

1211422,782A N N SS 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11250078122 1.6N YRS ===⨯ 225000156322 1.6N Y R S ===⨯211278124004002781a a N S S F F+-=+-=>所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。

112111781,2781a a N N SS A A F F ===+-=117810.312500e AR==< 2227810.565000e A R==< 所以11111()2500PN f PX R Y A =+=22222()6450PN f PX 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。

滚动轴承的选择计算16. 3 滚动轴承的选择计算16.3.0滚动轴承类型的选择1.轴承的载荷大小:滚子轴承优于球轴承方向:径向R(6、1、N)轴向A(5)R+ A(7、3、6)轴承的载荷方向2.轴承的转速极限转速n:滚动轴承允许的最高工作转速称为lim 极限转速。

对高转速的轴承:1).优先选用球轴承(润滑的阻力)2).轻系列轴承优于中、重系列(离心力) 3).实体保持架优于冲压保持架(易形成油膜减小摩擦)4).提高公差等级、改善润滑条件等推力轴承的主要承载能力表现在轴向，离心力过大时无法通过径向反力平衡，将引起较大的反力，发热大，极限转速较低3. 轴承的调心性能表16-24. 轴承的安装与拆卸5. 经济性:球比滚子便宜，精度适宜比较球轴承和滚子轴承有:16.3.1滚动轴承的工作情况分析1.运动关系:内外圈相对回转;滚动体既自转又公转。

2.轴承中载荷的分布: ,推力轴承 F=F/z 0 a,向心轴承，在载荷F 的作用下,根据变形关系，轴承r下部中间滚动体受力最大，向两边逐渐减小。

也就是说～最多只有半圈滚动体受载～且各滚动体的受载大小也不同。

应力循环特性:内、外圈～滚动体的受力可以认为是脉动循环。

16.3.2 滚动轴承的失效形式及设计准则设计失效形式准则点蚀(一般轴承) 寿命计算静载永久变形荷计算密封;磨损、烧伤润滑、散热限制胶合极限转速元件破裂，重新正确安装。

对可分离的高精度轴承不能互换安装.在正确使用下，滚动轴承的最主要的失效形式是点蚀，点蚀可能发生在滚动体和任意座圈上，由于滚动轴承的接触应力较大，通常不按永久寿命设计，设计滚动轴承的寿命是滚动轴承设计的重要内容.由于滚动轴承工作中的接触应力较大，在接触应力作用下元件表面可能发生塑性变形，过大的塑性变形会影响轴承的工作平稳性和旋转精度，除过大的工作应力会造成塑性变形以外，拆卸和装配中的不正确操作也会引起塑性变形;在润滑不良的情况下，会造成轴承磨损，在使用滚动轴承中应保证充足的润滑，在设计中应为正确的润滑提供条件，应为添加润滑剂和保持润滑剂的合理量设置必要的装置，如加油孔，油面显示装置等。

FS1 = F1 / 2Y = 5600/(2×1.44) =1944.4N FS1 =1944.4N r FS2 = F 2 / 2Y = 3000/(2×1.44) =1041.7N FS2 =1041.7N r
滚动承例题分析
4.确定系数X1、X2、 Y1、Y2 5.计算当量动载荷 P1、P2
Lh = 24936h
该轴承合适
7. 验算轴承是否合 适
Lh = 24936h f 20000h
滚动轴承例题分析
例题1
有一6211型滚动轴承,所受径向载荷 F = 6000N , 轴向载荷 F = 3000N , r a 轴承转速n=1000r/min,有轻微冲击,常温下工作,试求其寿命。 解: 查手册得6211型轴承的基本额定动载荷Cr=43.2kN，基本额定静载荷
C0r=29.2kN。 1. 计算Fa/C0r并确定e 值。 F 3000 a = = 0.1027 根据0.1027查表14.12，得e=0.3（注意用插值 Cor 29200 法） 2. 计算当量动载荷P F 3000 a = = 0.5 f e 查表14.12得 X=0.56，Y=1.45， F 6000 r 于是 P = XF +YFa = (0.56×6000+1.45×3000)N = 7710N r 3. 计算轴承寿命Lh 查表14.12、14.10得fp=1.1、ft=1，6211为深球轴承，寿命指数ε=3
查表14.12和14.10得fp=1.5，ft=1，而圆 锥滚子轴承的ε=10/3，则
10/ 3 16667 ftC 16667 84800 Lh = = n f pP 1440 1.5×5600
P = 5600N 1 P = 5079.9N 2

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 f1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.60t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、振动筛等表3 深沟球轴承的系数X、Y表4 角接触球轴承的系数X、Y表5 其它向心轴承的系数X、Y表6 推力轴承的系数X、Y七、成对轴承所受轴向力计算公式：角接触球轴承：圆锥滚子轴承：式中e为判断系数，可由表4查出；Y应取表5中的数值。

●正排列：若则???若?则●反排列：若则若??? ?则八、成对轴承当量动载荷根据基本公式：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。

滚动轴承计算题题HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】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TF=1890N, =700N, =360N.轴承的内部轴向力S与径向载荷的关系式为：S=0.4TF。

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1S、2S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R1=2500N，R2=5000N，作用在轴上的向外负荷Fa1=400N,Fa2=2400N。

轴在常温下工作，载荷平稳fP=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答图所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。

所以11111()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 =1.2。

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）附30212/P6X 轴承的有关参数如下：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）115200152922 1.7r N Y F S ===⨯ 1S 、2S 方向如图示 所以轴承2被“压紧”，轴承1“放松”。

（2）计算所需基本额定动载荷 表16-8，室温下工作，ft=1； 表16-9，有轻微冲击，fp=1.2
Cr '
f
pP ft
(
60n 106
Lh
)1/
1.2
7790 1
(
601250 106
5000)1/
3
67.4KN
因所需的Cr’<Cr=72.2KN,故所选轴承适用。
16-6 根据工作条件，决定在某传动轴上安装一对角接触球轴承，反装排列，如 图16-6图所示。已知两个轴承所受径向力分别为Fr1=1470N, Fr2=2650N，外加 轴向力FA=1000N,轴颈d=40mm,转速n=5000r/min,常温下运转，有中等冲击，预
期寿命Lh=2000h,时试选择轴承型号。
当量动载荷
P1 X1Fr1 Y1Fa1 0.411470 0.87 2802 3040N
P2 X 2Fr2 Y2Fa2 1 2650 01802 2650N
（4）计算所需的基本额定动载荷
查表16-8，常温下工作，ft=1;查教材表16-9，有中等冲击， 取fp=1.5；ε=3；并取轴承1的当量动载荷为计算依据。
期寿命Lh=2000h,时试选择轴承型号。
F1' 0.68Fr1 0.681470 1000N F2 ' 0.68Fr2 0.68 2650 1802N
，方向向左 ，方向向右
因为FA F2 ' 1000 1802 2802 N F1' 1000 N
轴承1被压紧 Fa1 FA F2 ' 10001802 2802N
第十六章 滚动轴承
16-4 一矿上机械的转轴，两端用6313深沟球轴承支承，每个轴承 承受的径向载荷Fr=5400N，轴的轴向载荷Fa=2650N，有轻微冲击， 轴的转速n=1250r/min，预期寿命Lh=5000h，问是否适用。

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。

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 r2．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 a3．同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承P=X F r+Y F aX——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12－4三、滚动轴承的寿命计算公式图12－9 载荷与寿命的关系曲线载荷与寿命的关系曲线方程为：=常数(12-3)3 球轴承ε——寿命指数10/3——滚子轴承根据定义：P=C，轴承所能承受的载荷为基本额定功载荷时，∴∴（106r） (12-2)按小时计的轴承寿命：（h）（12-3）考虑当工作t>120℃时，因金属组织硬度和润滑条件等的变化，轴承的基本额定动载荷C有所下降，∴引入温度系数f t——下表——对C修正表 12－5（106r）(12-4)（h）(12-5)当P、n已知，预期寿命为L h′，则要求选取的轴承的额定动载荷C为N ——选轴承型号和尺寸！（12-6）不同的机械上要求的轴承寿命推荐使用期见下表。

第16章滚动轴承16-1 说明下列型号轴承的类型、尺寸系列、结构特点、公差等级及其适用场合。

6005，N209／P6，7207C，30209／P5。

解：由手册查得6005深沟球轴承，窄宽度，特轻系列，内径尺寸25 mm，公差等级为0级。

主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷；可用于高速传动。

N209/P6圆柱滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径尺寸45 mm，公差等级为6级。

只能承受径向载荷，适用于支承刚度大而轴承孔又能保证严格对中的场合，其径向尺寸轻紧凑。

α=︒,钢板冲7207C角接触球轴承，窄宽度，轻系列，内径尺寸35 mm，接触角15压保持架，公差等级为0级。

既可承受径向载荷，又可承受轴向载荷，适用于高速无冲击, 一般成对使用，对称布置。

30209/P5圆锥滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径尺寸45 mm，公差等级为5级。

能同时承受径向载荷和轴向载荷。

适用于刚性大和轴承孔能严格对中之处，成对使用，对称布置。

16-2 一深沟球轴承6304承受的径向力Fr＝4 kN，载荷平稳，转速n＝960 r／min，室温下工作，试求该轴承的基本额定寿命，并说明能达到或超过此寿命的概率。

若载荷改为Fr＝2 kN，轴承的基本额定寿命是多少？解：滚动轴承的基本额定寿命计算公式：其中，对于深沟球轴承6304，查手册得其径向基本额定动载荷为15900C N =，查表16-8得温度系数，查表16-9得载荷系数，对于球轴承。

（1）当量动载荷时，得：根据基本额定寿命的定义可知，在此载荷上，能达到或者超过此寿命的概率为90%。

（2）当量动载荷时，得：。

16-3 根据工作条件，某机械传动装置中轴的两端各采用一个深沟球轴承支承，轴颈d ＝35 mm ，转速n ＝2000 r ／min ，每个轴承承受径向载荷Fr ＝2000 N ，常温下工作，载荷平稳，预期寿命Lh ＝8000 h ，试选择轴承。

解：查教材表16-8得温度系数，查教材表16-9得载荷系数，对于球轴承。