机械设计基础--第12章滚动轴承1概要.ppt

§12-3 滚动轴承的选择计算 一、滚动体的受力分析 受纯径向载荷Fr时，上半圈滚动体不受力； 下半圈各滚动体受力大小方向均不同。 可以导出： Fr 径向载荷的分布 Fmax δ 受纯轴向载荷时，各滚动体受力相同； 二、失效形式 疲劳破坏 永久变形 早期磨损 胶合 内外圈和保持架破裂 维护保养不当而造成。 20 5 10 15 50 100 0 R(%) 轴承的寿命曲线 L/(1×10-6 r) 对一组同一型号的轴承，由于材料、热处理和工艺等很多随机因素的影响，即使在相同条件下运转，寿命也不一样，有的甚至相差几十倍。因此，对一个具体的轴承，很难预知其确切的寿命。实验表明：寿命与可靠性有关。如图 三、轴承寿命 定义：轴承在一定转速下，其中任何零件出现疲劳扩展迹象之前的工作小时数称为： 可靠度：一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分比。 基本额定寿命：一组同一型号轴承，在同一运转条件下，其可靠度R为90%时，能达到或超过的寿命L(Lh)。 在到达额定寿命时，有90%的轴承没坏，只损坏了10%。 对于单个轴承而言，其损坏的可能性只有90% 单位为百万转106 r，或小时. 换句话说 基本额定动载荷：当一套轴承运转达到一百万转时，轴 承所能承受的载荷C。. 向心轴承记为：Cr，可查表 推力轴承记为：Ca 寿命为1百万转时. 可靠度为90%， 寿命为5百万转时. 可靠度只有50%， 轴承寿命 大量试验得如下关系： 寿命指数： ---球轴承 ---滚子轴承 用小时表示： F---当量动载荷 当 t100℃ 时，→ C↓； 引进温度系数 ft 进行修正。 3 10/3 ε= 一恒定径向(或轴向)载荷，在该载荷作用下，滚动轴承具有与实际载荷作用下的寿命。 表12-4 温度系数 轴承工作 温度℃ 温度系数 ft 100 250 200 150 125 300 1 0.95 0.90 0.70 0.80 0.60 表12-5 载荷系数 载荷性质 无冲击或轻微冲击 中等冲击 强烈冲击 fP 1.0~1.2 1.2~1.8 1.8~3.0 修正结果： 工作中冲击振动 → C↓； 引进载荷系数 fP 进行修正。 表12-6 轴承预期寿命Lh的参考值 使 用 场 合 不经常使用的仪器和设备 500 Lh /h 短时间或间断使用，中断时不致引起严重后果 4000~8000 间断使用，中断时会引起严重后果 8000~12000 每天8h工作的机械 12000~20000 每天24h连续工作的机械 40000~60000 四、当量动载荷的计算 滚动轴承的基本动载荷是在一定的实验条件下确定的。对于向心轴承是指轴承承受纯径向载荷；对于推力轴承是指承受中心轴向载荷。实际情况可能既受径向载荷又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与实验条件相同的载荷后，才能和基本额定动载荷进行比较。换算后的载荷是一种假定载荷，称为当量载荷。 含义：当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重影响，经换算后的假想载荷。其效果与某一个基本额定动载荷相当。 计算公式： P=X Fr+Y Fa X——径向动载荷系数； Y——轴向动载荷系数。 向心轴承只受径向力： P=Fr ；推力轴承只受轴向力： P=Fa 表12-12 向心轴承当量载荷系数X、Y的值 轴承类型 深沟球轴承 0.172 0.19 2.3 12.3Fa C0r e Fa / Fr e Fa / Fr ≤ e X Y X Y 0.345 0.22 1.99 0.689 0.26 1.71 1.03 0.28 1.55 1.38 0.30 0.56 1.45 1