滚动轴承工作寿命计算方法

1.圆锥滚子轴承（30209）工作寿命计算

（1）选择轴承类型，初选轴承型号 由于斜齿圆柱齿轮传递轴向力，一般选用角接触向心轴承和圆锥滚子轴承。本例根据输出轴的轴颈直径d=45mm，初选圆锥滚子轴承30209，查参考文献[1]表12-16：轴承的额定动载荷C_r=67800N、额定静载荷C_0r=83500N、判断参数e=0.40、轴向载荷系数Y=1.5。为了计算方便，将轴承A编号为1，轴承B编号为2。

（2）计算轴承的径向载荷

（3）计算轴承的轴向载荷 内部轴向力计算

由于是正装结构，而且由轴系轴向力图（见图14-5）有

F_a+S₁=1304+685=1989N>S₂=892N

所以，轴系总轴向力指向轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”，则两轴承的轴向载荷为

F_a2=F_a+S₁=1989N

F_a1=S₁=685N

（4）计算轴承的当量动载荷

①由于：，查参考文献[1]表13-10得X₁=1.00，Y₁=0.00。

②由于，查参考文献[1]表13-10得X₂=0.40，Y₂=1.50。

因此 P₁=X₁F_r1+Y₁F_a1=1.00×2056+0.00×2676=2056N

P₂=X₂F_r2+Y₂F_a2=0.40×2676+1.50×1989=4054N

（5）计算轴承的工作寿命 由于两支承用相同的轴承，故按当量动载荷较大的轴承2计算。

滚子轴承的ε=10/3，查参考文献[1]表12-7取温度系数f_T=1.0，查参考文献[1]表12-8取冲击载荷系数f_P=1.5，计算载荷较大轴承2的工作寿命

图14-5 圆锥滚子轴承的轴向力分析

远大于10年工作时间（16×300×10=48000h），可见选用30209轴承有足够工作寿命。

可以考虑重新选用30106轴承，以减少轴系结构尺寸，降低成本（计算略）。

2.角接触球轴承（7009C）工作寿命计算

（1）选择轴承类型，初选轴承型号 由于斜齿圆柱齿轮传递轴向力，一般选用角接触向心轴承和圆锥滚子轴承（采用正装结构）。本例根据输出轴轴颈直径d=45mm，初选角接触球轴承7009C，查参考文献[1]表12-17：轴承的额定动载荷C_r=25800N、额定静载荷C_0r=20500N。轴承A编号1（径向载荷F_r1=2056N），轴承B编号2（径向载荷F_r2=2676N）。

（2）计算轴承的轴向载荷 内部轴向力计算

S₁=0.4F_r1=0.4×2056=822N

S₂=0.4F_r2=0.4×2676=1070N

由于是正装结构，而且由轴系轴向力图有(www.xing528.com)

F_a+S₁=1304+822=2126N>S₂=1070N

所以，轴系总轴向力指向轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”，则两轴承的轴向载荷为

F_a2=F_a+S₁=2126N

F_a1=S₁=822N

（3）确定判断参数

①由于，查参考文献[1]表13-10，e₁=0.41（线性插值）。

②由于，查参考文献[1]表13-10，e₂=0.47（线性插值）。

（4）计算轴承的当量动载荷

①由于，查参考文献[1]表13-10得X₁=1.00，Y₁=0。

②由于，查参考文献[1]表13-10得X₂=0.44，Y₂=1.21

（线性插值）。

因此 P₁=X₁F_r1+Y₁F_a1=1.00×2056+0.00×822=2056N

P₂=X₂F_r2+Y₂F_a2=0.44×2676+1.21×2126=3750N

（5）计算轴承的工作寿命 由于两支承用相同的轴承，故按当量动载荷较大的轴承2计算。

球轴承的ε=3，查参考文献[1]表13-7取温度系数f_T=1.0，查参考文献[1]表13-8取冲击载荷系数f_P=1.5，计算轴承工作寿命

可见选用7009C轴承的T作寿命不足，可以考虑重新选用承载能力较大的7109C轴承（计算略)。

3．深沟球轴承(6209)工作寿命计算

(1)选择轴承类型，初选轴承型号 由于斜齿网柱齿轮传递轴向力，一般选用角接触向心轴承和圆锥滚子轴承。本例载荷不大，根据轴颈直径d=45mm，初选深沟球轴承6209，查参考文献[1]表12-15：轴承的额定动载荷C_r=31500N、额定静载荷C_0r=20500N。轴承A编号1（径向载荷F_r1=2056N），轴承B编号2（径向载荷F_r2=2676N）。

（2）确定判断参数 由于轴承1的径向载荷较大，且根据轴系结构分析，轴向外载荷F_a=1305N也作用在轴承1，以它作为计算的依据。

由于F_a/C_0r=1304/20500=0.064，查参考文献[1]表13-10，e=0.264（线性插值）。

（3）计算轴承的当量动载荷 由于F_a/F_r=1304/20500=0.487>e₁=0.264，查参考文献[1]表13-10得X=0.56，Y=1.64（线性插值），因此

P=XF_R+YF_a=0.56×2676+1.64×1304=3637N

（4）计算轴承的工作寿命

球轴承的ε=3，查参考文献[1]表12-7取温度系数f_T=1.0，查参考文献[1]表12-8取冲击载荷系数f_P=1.5，计算轴承工作寿命

可见选用6209C轴承的工作寿命不足10年，可以考虑每5年更换一次轴承。