滚动轴承的受力分析、载荷计算、失效和计算准则.doc

1、滚动轴承得受力分析滚动轴承在工作中，在通过轴心线得轴向载荷（中心轴向载荷） Fa 作用下，可认为各滚动体平均分担载荷，即各滚动体受力相等当轴承在纯径向载荷 Fr 作用下（图 6），内圈沿 Fr 方向移动一距离δ 0，上半圈滚动体不承载， 下半圈各滚动体由于个接触点上得弹性变形量不同承受不同得载荷， 处于 Fr 作用线最下位置得滚动体承载最大，其值近似为 5Fr/Z （点接触轴承）或 4、6Fr/Z （线接触轴承）， Z 为轴承滚动体总数，远离作用线得各滚动体承载逐渐减小对于内外圈相对转动得滚动轴承，滚动体得位置就是不断变化得，因此，每个滚动体所受得径向载荷就是变载荷图 6 滚动轴承径向载荷得分析图 7 角接触轴承得载荷作用中心2、滚动轴承得载荷计算（ 1）滚动轴承得径向载荷计算一般轴承径向载荷 Fr 作用中心 O得位置为轴承宽度中点角接触轴承径向载荷作用中心 O得位置应为各滚动体得载荷矢量与轴中心线得交点，如图 7 所示角接触球轴承、圆锥滚子轴承载荷中心与轴承外侧端面得距离 a 可由直接从手册查得接触角α及直径 D，越大，载荷作用中心距轴承宽度中点越远为了简化计算，常假设载荷中心就在轴承宽度中点，但这对于跨距较小得轴，误差较大，不宜随便简化。

图 8 角接触轴承受径向载荷产生附加轴向力1) 滚动轴承得轴向载荷计算当作用于轴系上得轴向工作合力为 FA，则轴系中受 FA 作用得轴承得轴向载荷 Fa=FA，不受 FA作用得轴承得轴向载荷 Fa=0但角接触轴承得轴向载荷不能这样计算角接触轴承受径向载荷 Fr 时，会产生附加轴向力 FS图 8 所示轴承下半圈第 i 个球受径向力 Fri 由于轴承外圈接触点法线与轴承中心平面有接触角α ，通过接触点法线对轴承内圈与轴得法向反力 Fi 将产生径向分力 Fri ；与轴向分力 FSi 各球得轴向分力之与即为轴承得附加轴向力 FS按一半滚动体受力进行分析，有FS ≈ 1 、25 Frtan α (1)计算各种角接触轴承附加轴向力得公式可查表 5表中 Fr 为轴承得径向载荷； e 为判断系数，查表 6； Y 为圆锥滚子轴承得轴向动载荷系数，查表 7表 -5 角接触轴承附加轴向力公式轴承类型 角接触球轴承 圆锥滚子轴承70000C(α70000AC(α =25°) 70000B(α30000=15°)=40° )FSeFr0、68Fr1、14FrFr /(2Y)角接触轴承附加轴向力得方向就是由轴承外圈得宽边指向窄边，通过内圈作用于轴上。

角接触轴承一般应成对使用图 9 角接触轴承所受得轴向载荷计算角接触轴承所受得轴向载荷 Fa1 、Fa2 时，要同时考虑附加轴向力 FSl 、FS2与作用于轴上得其她工作轴向力 FA如图 9，若 FSl ＋ FA＞ FS2，由于轴承Ⅱ得右端已固定，轴不能向右移动，根据轴系轴向力得平衡关系，则 Fa2= FSl ＋ FA；同理，若 FS2＞ FSl ＋ FA，则 Fa2 = FS2 因此，轴承Ⅱ所受得轴向力必然就是下列两值中较大者Fa2 = FS2 （2)Fa2= FSl ＋ FA(-3)用同样方法分析，可得轴承Ⅰ所受得轴向力就是下列两值中较大者Fa1= FSl(4)Fa1 = FS2 －FA(5)当轴上轴向力 FA与图示方向相反时， FA 应取负值3、滚动轴承得失效与计算准则滚动轴承得主要失效形式有：（1）滚道与滚动体表得疲劳点蚀滚动轴承工作时内、 外套圈间有相对运动， 滚动体既自转又围绕轴承中心公转，滚动体与套圈分别受到不同得脉动接触应力工作若干时间后，各元件接触表面上都可能发生接触疲劳点蚀点蚀会使轴承工作时振动、噪声与发热急剧增大 2）轴承得塑性变形过大得静载荷或冲击， 会使滚动体或套图滚道上将出现不均匀得塑性变形。

这时，轴承得摩擦力矩、振动、噪声都将增加，运转精度也降低3）轴承磨粒磨损在多尘与滚道内有污垢得条件下工作， 可造成滚动体与套圈产生磨粒磨损 从而使运转精度也降低，产生振动与噪声决定轴承尺寸时，要针对主要失效形式进行必要得计算针对点蚀失效应进行寿命计算，针对塑性变形失效应进行静强度计算，针对磨损失效可采用合理得润滑措施与密封装置来解决高速轴承还应校核极限转速。