第9章 链轴与滚动轴承疲劳强度设计.pptVIP

5.过度塑性变形如果滚动轴承工作时遭受过大的冲击载荷，可能会导致滚动体或者滚道出现过度塑性变形现象（如凹坑等）。滚动轴承的主要失效形式是是疲劳点蚀，因此滚动轴承的设计准则和计算公式也是依据疲劳点蚀来建立的。而后四种失效形式在正常工作条件下都是可以而且应当避免的。第61页，共113页，星期日，2025年，2月5日9.3.2滚动轴承的寿命和可靠度对于单个滚动轴承，某个套圈或滚动体材料首次出现疲劳点蚀扩展之前，一个套圈相对于另一个套圈的总转数或者一定转速下的工作小时数称为该滚动轴承的寿命。大量的试验结果表明，由于制造精度、制造工艺稳定性、材料均匀程度等方面的差异，即使是同样材料、同样尺寸以及同一批生产出来的滚动轴承，并且在完全相同的条件下工作，其中各个滚动轴承的寿命也不尽相同。典型的滚动轴承寿命曲线（如图9.10所示）表明，同一批滚动轴承中最长寿命与最短寿命可相差几倍，甚至几十倍。第62页，共113页，星期日，2025年，2月5日2051015500100破坏率/%图9.10滚动轴承的寿命曲线L/(1×10-6)第63页，共113页，星期日，2025年，2月5日在常规机械工程应用的滚动轴承设计中，国家标准规定：在相同条件下运转的同一批滚动轴承，其可靠度为90％时的寿命作为标准寿命，即以一批滚动轴承中10％的滚动轴承发生疲劳点蚀破坏，而90％的滚动轴承不发生疲劳点蚀破坏前的转数（以106为单位）或工作小时数作为滚动轴承的标准寿命，并把这个标准寿命称为基本额定寿命，用L10表示。由于单个滚动轴承寿命上的差异，工程设计中引入可靠度概念来建立滚动轴承的寿命标准。实际设计时，应根据机器对滚动轴承可靠度的不同要求，来计算某类轴承的不同寿命。滚动轴承的可靠度就是指在规定的使用时间（寿命）内和预定的工作条件（载荷、速度、润滑等）下能够正常工作的概率。第64页，共113页，星期日，2025年，2月5日实际上，按基本额定寿命计算而选择出的滚动轴承中，大约有10％的滚动轴承提前发生破坏，即未能达到基本额定寿命滚动轴承已经失效；同时，大约有90％的滚动轴承在超过基本额定寿命后还能继续工作，甚至相当多的滚动轴承还能再工作一个、两个或三个基本额定寿命期。对于每一个轴承来说，它能顺利地在基本额定寿命内正常工作的概率为90％，而在基本额定寿命期未结束之前即发生点蚀的概率为10％。在做滚动轴承的寿命计算时，必须先根据机器的类型、使用的条件以及对可靠性的要求，确定一个恰当的预期计算寿命，即设计机器时所要求的轴承寿命，一般可以参照机器的大修期限来决定取值。表9.1给出了滚动轴承预期计算寿命推荐值。第65页，共113页，星期日，2025年，2月5日表9.1推荐的轴承预期计算寿命L′h机器类型预期计算寿命L′h（h）不经常使用的仪器或设备，如闸门开闭装置等300~3000短期或间断使用的机械中断使用不致引起严重后果，如手动机械等3000~8000间断使用的机械，中断使用后果严重，如发动机辅助设备、流水作业线自动传送装置、升降机、车间吊车、不常使用的机床等8000~12000每日8小时工作的机械（利用率不高）。如一般的齿轮传动、某些固定电动机等12000~20000每日8小时工作的机械（利用率较高）。如金属切削机床、连续使用的起重机、木材加工机械，印刷机械等20000~3000024小时连续工作的机械，如矿山升降机、纺织机械、泵、电机等40000~6000024小时连续工作的机械，中断使用后果严重，如纤维生产或造纸设备、发电站主电机、矿井水泵、传播螺旋桨轴等100000~200000第66页，共113页，星期日，2025年，2月5日9.3.3滚动轴承的基本额定动载荷和当量动载荷1．基本额定动载荷C滚动轴承的寿命与所受载荷的大小有关，工作载荷越大，引起的接触应力也就越大，滚动轴承的寿命就越短。所谓滚动轴承的基本额定动载荷，就是指滚动轴承的基本额定寿命恰好为106转时，滚动轴承所能承受的最大载荷值，用字母C代表。对向心轴承而言，基本额定动载荷是指纯径向载荷，称为径向基本额定动载荷，常用Cr表示；对推力轴承而言，基本额定动载荷是指纯轴向载荷，称为轴向基本额定动载荷，常用Ca表示；而对角接触球轴承或圆锥滚子轴承而言，是指使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量。第67页，共113页，星期日，20