滚动轴承的校核计算及公式

1 基本概念

1．轴承寿命：轴承中任一元件出现疲劳剥落扩展迹象前运转的总转数或一定转速下的工作小时数。

批量生产的元件，由于材料的不均匀性，导致轴承的寿命有很大的离散性，最长和最短的寿命可达几十倍，必须采用统计的方法进行处理。

2．基本额定寿命：是指90%可靠度、常用材料和加工质量、常规运转条件下的寿命，以符号L10（r）或L10h（h）表示。

3．基本额定动载荷（C）：基本额定寿命为一百万转（106）时轴承所能承受的恒定载荷。即在基本额定动载荷作用下，轴承可以工作106 转而不发生点蚀失效，其可靠度为90%。基本额定动载荷大，轴承抗疲劳的承载能力相应较强。

4．基本额定静载荷（径向C0r，轴向C0a）：是指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心处引起以下接触应力时所相当的假象径向载荷或中心轴向静载荷。

在设计中常用到滚动轴承的三个基本参数：满足一定疲劳寿命要求的基本额定动载荷Cr（径向）或Ca（轴向），满足一定静强度要求的基本额定静强度C0r（径向）或C0a（轴向）和控制轴承磨损的极限转速N0。各种轴承性能指标值C、C0、N0等可查有关手册。

2 寿命校核计算公式

图17-6

滚动轴承的寿命随载荷的增大而降低，寿命与载荷的关系曲线如图17-6，其曲线方程为

PεL10=常数

其中 P-当量动载荷，N；L10-基本额定寿命，常以106r为单位（当寿命为一百万转时，L10=1）；ε-寿命指数，球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3。

由手册查得的基本额定动载荷C是以L10=1、可靠度为90%为依据的。由此可得当轴承的当量动载荷为P时以转速为单位的基本额定寿命L10为

Cε×1=Pε×L10

L10=(C/P)ε 106r (17.6)

若轴承工作转速为n r/min，可求出以小时数为单位的基本额定寿命

h （17.7）

应取L10≥Lh'。 Lh '为轴承的预期使用寿命。通常参照机器大修期限的预期使用寿命。

若已知轴承的当量动载荷P和预期使用寿命Lh'，则可按下式求得相应的计算额定动载荷C'，它与所选用轴承型号的C值必须满足下式要求

N （17.8）

3 当量动载荷

在实际工况中，滚动轴承常同时受径向和轴向联合载荷，为了计算轴承寿命时将基本额定动载荷与实际载荷在相同条件下比较，需将实际工作载荷转化为当量动载荷。在当量动载荷作用下，轴承的寿命与实际联合载荷下轴承的寿命相同。当量动载荷P的计算公式是

P=XFr+YFa

式中Fr-径向载荷，N；Fa-轴向载荷，N；X，Y-径向动载荷系数和轴向动载荷系数，由表17-7查取。

表17-7

4角接触轴承的载荷计算

对\、\类轴承，由于本身结构的特点，当有径向力作用时会产生派生S，在计算时应考虑。

1． 装配形式必须成对安装：正装（或称为\面对面\）-两支点距离较短；见图17-7a。 反装（或成为\背靠背\）-两指点距离较长，适用于悬臂安装传动件的轴承，见图17-7b。