《机械设计》课程授课教案（讲稿）12.3、12.4、12.5滚动轴承的载荷分布、失效形式和计算准则、滚动轴承的寿命计算、滚动轴承静强度的计算

第_20讲次课程名称：《机械设计》第十二章滚动轴承12-3滚动轴承的载荷分布、失效形式和计算准则授课题目12-4滚动轴承的载荷分布、失效形式和滚动轴承的寿命计算12-5滚动轴承的静强度计算【目的要求】熟练掌握滚动轴承的寿命计算方法；[重点】向心角接触滚动轴承的寿命计算；【难点】轴向力的确定方法：内容第十二章滚动轴承12-3滚动轴承的载荷分布、失效形式和计算准则、载荷分布滚动轴承工作时，在F作用下通常只有半圈滚动体受载。滚动体所受最大载荷为5F.FR球轴承：maxN滚动体个数4.6F（滚子轴承：Fmax =Z■工作时，轴承中各个元件所受载荷及应力是变化的。二、滚动轴承的失效形式和计算准则点蚀主要失效形式有：1）疲劳点蚀：是最常见的失效形式。■滚动体和套圈滚道承受循环接触应力。■点蚀使轴承产生振动和噪音而失效

课程名称：《机械设计》 第 20 讲次 授课题目 第十二章 滚动轴承 12-3 滚动轴承的载荷分布、失效形式和计算准则 12-4 滚动轴承的载荷分布、失效形式和滚动轴承的寿命计算 12-5 滚动轴承的静强度计算 【目的要求】 熟练掌握滚动轴承的寿命计算方法； 【重 点】 向心角接触滚动轴承的寿命计算； 【难 点】 轴向力的确定方法； 内 容 第十二章 滚动轴承 12-3 滚动轴承的载荷分布、失效形式和计算准则 一、载荷分布

2）塑性变形：■对于转速很低或间歇摆动的轴承，会因过大的载荷或冲击载荷，使滚动体或内、外圈滚道产生塑性变形，形成不均匀的凹坑。3）磨粒磨损、粘着磨损（胶合）：■多尘条件下工作的抽承，易产生磨粒磨损。■润滑不良的高速轴承，易产生粘着磨损（胶合）。计算准则：1.转速较高的轴承，主要失效形式为“点蚀”，需进行寿命计算2.转速很低或摆动的轴承，主要失效形式为塑性变形，需计算静强度。3．高转速轴承，主要失效形式为粘着磨损，需校核极限转速

12-4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：滚动轴承的寿命：是指轴承的滚动体或套圈首次出现点蚀之前，轴承的转数或相应的运转小时数。滚动轴承疲劳寿命的离散性是相当大的。2.基本额定寿命：指一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中恰有90%的轴承尚未产生点蚀时的寿命，用L。或L.表示。其可靠度为90%。3.基本额定动载荷：基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷值，用字母C表示。·径向接触轴承的C是径向载荷，用C表示。·向心角接触轴承的C是所受载荷的径向分量，也用C表示。·轴向接触轴承的C是中心轴向载荷，用C表示。二、滚动轴承的寿命计算10(134)Lh1o=60n式中：F-当量动载荷；n一轴承的转速（r/min）；8-寿命指数，球轴承：=3；滚子轴承：8=10/3。■常以设备的中修期或大修期作为轴承的设计寿命。■各类机器中轴承的预期寿命参见表13-9三、当量动载荷当量动载荷：是由轴承实际所受载荷转换得到的与基本额定动载荷C的确定条件及性质相同的假想载荷，用F表示。当量动载荷F, = f,(XFr +YFA)式中：FR、FA一分别为轴承承受的径向载荷和轴向载荷；X、Y一分别为轴承的径向载荷系数与轴向载荷系数（查表13-10）Jp一载荷性质系数，用于计入冲击、振动对载荷的影响。（查表13-11）四、向心角接触轴承的轴向载荷计算1.载荷计算中心滚动体的载荷方向线与轴线的交点0即为F-EF抽承的载荷计算中心（支反力的作用点）。距离α可查轴承手册。2.内部轴向力在径向力F作用下，各受载动体的轴间分力FrF_之和，即为轴承的内部轴向力F

12-4 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．滚动轴承的寿命：是指轴承的滚动体或套圈首次出现点蚀之前，轴承的转数或相 应的运转小时数。 滚动轴承疲劳寿命的离散性是相当大的。 2.基本额定寿命：指一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中恰有 90％的轴承 尚未产生点蚀时的寿命，用 L10 或 Lh10 表示。 其可靠度为 90％。 3.基本额定动载荷：基本额定寿命恰好为 106 转时，轴承所能承受的载荷值，用字母 C 表示。 二、滚动轴承的寿命计算 • 径向接触轴承的 C 是径向载荷，用 Cr表示。 • 向心角接触轴承的 C 是所受载荷的径向分量，也用 Cr 表示。 • 轴向接触轴承的 C 是中心轴向载荷，用 Ca表示

12-5滚动轴承的静强度计算对于转速很低或缓慢摆动的轴承，为防止塑性变形失效，需计算轴承的静强度。基本额定静载荷C一使轴承中受载最大滚动体的接触应力达到下列规定值的载荷（球轴承：4200MPa；调心轴承：4600MPa；滚子轴承：4000MPa）。■径向接触抽承的C.是径向裁荷。■向心角接触轴承的C。是所受载荷的径向分量。■轴向接触轴承的Co是中心轴向裁荷。当量静载荷FoFpo=XoFR+YoFA式中：Xg、Yo一为静径向载荷系数和静轴向载荷系数，查表13-14。注：如计算的FPo<FR，取FPo=FR。静强度条件为：FpoCS.式中：S一静强度安全系数，查表13-15。【本讲作业]习题12-2、12-3

12-5 滚动轴承的静强度计算 [本讲作业] 习题 12-2、12-3