《机械设计基础》课程教学资源（PPT课件）第十一章 轴承 11.3寿命计算

机械设计基础CFoundationof Machine Design武汉理工大学滚动轴承的寿命计算主讲：罗齐汉武汉理工大学物流工程学院机械设计与制造系

滚动轴承的寿命计算 主讲：罗齐汉 武汉理工大学 物流工程学院 机械设计与制造系 机械设计基础 Foundation of Machine Design

G一、主要失效形式1、疲劳点蚀（一般转速）2、塑性变形（低速、不回转、摆动)3、磨损、胶合点蚀二、设计准则磨损扩展性疲劳点蚀一寿命计算点蚀胶合塑性变形一静强度计算断裂

一、主要失效形式 1、疲劳点蚀（一般转速） 2、塑性变形（低速、不回转、 摆动） 3、磨损、胶合 二、设计准则 疲劳点蚀→寿命计算 塑性变形→静强度计算 点蚀 磨损 胶合 断裂 扩展性 点蚀

三、基本额定寿命轴承的寿命：轴承套圈或滚动体的材料首次出现疲劳扩展迹象之前，一个套圈相对另一个套圈的总转数，或在某一转速下的工作小时数。基本额定寿命：一组同一型号轴承在同一条件下运转，90%的轴承套圈或滚动体的材料不发生疲劳扩展迹象之前说转过的总圈数，用L10表示（单位为百万转，即106r）或Lh（单位为小时）。滚动轴承的可靠度：在同一条件下运转的一组同型号轴承能达到或超过某一规定寿命的百分率。单个轴承能达到或超过基本额定寿命的概率为90%

三、基本额定寿命 轴承的寿命：轴承套圈或滚动体的材料首次出 现疲劳扩展迹象之前，一个套圈相对另一个套圈的 总转数，或在某一转速下的工作小时数。 基本额定寿命：一组同一型号轴承在同一条件 下运转，90%的轴承套圈或滚动体的材料不发生疲劳 扩展迹象之前说转过的总圈数，用Ｌ10表示（单位为 百万转，即106r）或Lh（单位为小时）。 滚动轴承的可靠度：在同一条件下运转的一组 同型号轴承能达到或超过某一规定寿命的百分率。 单个轴承能达到或超过基本额定寿命的概率为90%

四、寿命计算公式轴承寿命与载荷有关，由载荷IP/N寿命曲线（P-L曲线），试验表明：2PLio=常数P'L常数7式中：ε——寿命指数，球轴承ε=3,限滚子轴承8=10/3将轴承的基本额定寿命为一百万转时，轴承所能承受的载荷，称之为OILLL./(xlor)基本额定动载荷，用C表示。滚动轴承的基本额定寿命L10（106r）与基本额定动载荷C（N）、当量动载荷P（N)间的关系为：PLo =Ce1

四、寿命计算公式 轴承寿命与载荷有关，由载荷— 寿命曲线（P-L曲线），试验表明： 式中：ε——寿命指数，球轴承ε=3， 滚子轴承ε=10/3 将轴承的基本额定寿命为一百万 转时，轴承所能承受的载荷，称之为 基本额定动载荷，用Ｃ表示。 P L10  = 常数 滚动轴承的基本额定寿命Ｌ10(106 r)与基本额定动载荷 Ｃ(N)、当量动载荷Ｐ(N)间的关系为: 10 = 1   P L C

四、寿命计算公式滚动轴承寿命计算公式：()=L10实际计算时，用小时表示轴承寿命比较方便，如用代表轴的转速（r/min），则上式可写为：L. -0% 0 (5) - 69(5)式中：ε——寿命指数(球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3)C-一基本额定动载荷，P一一当量动载荷基本额定动载荷分两类：对主要承受径向载荷的向心轴承（6、3、7类），为径向基本额定动载荷Cr；对主要承受轴向载荷的推力轴承（5、N类），为轴向基本额定动载荷C。°

四、寿命计算公式          =      = = P C P n C n n L Lh 16670 60 10 60 6 10 滚动轴承寿命计算公式： 式中：ε——寿命指数(球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3) Ｃ——基本额定动载荷,P——当量动载荷        = P C L10 基本额定动载荷分两类：对主要承受径向载荷的向心轴 承（6、3、7类），为径向基本额定动载荷Ｃr；对主要承受轴 向载荷的推力轴承（5、N类），为轴向基本额定动载荷Ｃa。 实际计算时，用小时表示轴承寿命比较方便，如用n代 表轴的转速(r/min)，则上式可写为:

五、滚动轴承当量动载荷滚动轴承的基本额定动载荷是在一定的试验条件下确定的对向心轴承是指承受纯径向载荷：对推力轴承是指承受中心轴向载荷。如果作用在轴上的实际载荷是既有径向载荷又有轴向载荷，则必须将实际载荷转换成与试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的载荷，故称为当量动载荷。对于只承受径向载荷的向心轴承（如6、N类）：P= fpFR对于只承受轴向载荷的推力轴承（如5类）：P= fpFA式中：FR—径向载荷(N)FA——轴向载荷(N)fp一载荷系数

五、滚动轴承当量动载荷 滚动轴承的基本额定动载荷是在一定的试验条件下确定的。 对向心轴承是指承受纯径向载荷；对推力轴承是指承受中心 轴向载荷。如果作用在轴上的实际载荷是既有径向载荷又有 轴向载荷，则必须将实际载荷转换成与试验条件相同的载荷 后，才能和基本额定动载荷进行比较。换算后的载荷是一种 假定的载荷，故称为当量动载荷。 对于只承受径向载荷的向心轴承（如6、N类）： P= fP FR 对于只承受轴向载荷的推力轴承（如5类）： P= fP FA 式中： FR——径向载荷(N) FA——轴向载荷(N) fP——载荷系数

五、滚动轴承当量动载荷对于既有径向载荷又有轴向载荷的轴承（如3、7类）当量动载荷的计算公式为：P= fp(XFr+YFA)式中：FR径向载荷(N)FA一轴向载荷(N)fp载荷系数X-径向动载荷系数Y-轴向动载荷系数一当F/Fr>e时，表明轴向力的影响较大，可由表11-9查出X和Y的数值；当Fa/Fr≤e时，表明轴向力的影响可以忽略不计(这时表中Y=0, X=1)。一判断系数e

五、滚动轴承当量动载荷 对于既有径向载荷又有轴向载荷的轴承（如3、7类）当 量动载荷的计算公式为: P= fP (XFR+YFA) 式中： FR——径向载荷(N) FA——轴向载荷(N) fP——载荷系数 X——径向动载荷系数 Y——轴向动载荷系数 当FA/ FR＞e时，表明轴向力的影响较大，可由表11-9查出 X和Y的数值； 当FA/ FR≤e时，表明轴向力的影响可以忽略不计(这时表中 Y=0，X=1)。 e —— 判断系数