轴承设计寿命计算公式汇总
轴承寿命及推力计算3.16
轴承使用寿命计算通用轴承寿命计算：ε⎪⎭⎫ ⎝⎛=P C n L h 6010610 （1） h L 10——基本额定寿命（h ）C ——基本额定动载荷（N ）P ——当量动载荷（N ）N ——转速（r/min ，这里值暂取30）ε——寿命指数(球轴承取3，滚子轴承取10/3)其中当量载荷： P=X*Fr + Y*Fa （2）P 为当量动载荷Fr 轴承所受的径向载荷(N)Fa 轴承所受的轴向载荷(N)X 径向动载荷系数Y 轴向动载荷系数对悬臂轴承进行受力分析：上轴承6013-2Z 受到全部悬臂的重力以及径向力，下轴承6012-2Z 仅受到水平径向力。
根据力矩平衡，可以得出：对于6013-2Z ：Fa = (∑Gi*Li)/h = 6620NFr = ∑Gi =1190N对于6012-2Z ：：Fa = (∑Gi*Li)/h = 6620NFr = 0N(一)、轴承型号：GB/T 296 6013-2Z ，深沟球轴承，两侧间隙密封。
基本尺寸：基本额定静载荷：Cor = 24.8KN基本额定动载荷：Cr = 32KN查询工具书数值，带入公式计算，由Fa/Fr<e ，并根据Fa/Cor ，可以得到X 、Y 的值分别为1、0。
算出当量动载荷，带入公式： P=X*Fr + Y*Fa =0*1190+1*6620=6620Nε⎪⎭⎫ ⎝⎛=P C n L h 6010610=361066203200030*6010⎪⎭⎫ ⎝⎛=h L ≈62748h （二）轴承型号：GB/T 296 6012-2Z ，深沟球轴承，两侧间隙密封。
图同上。
基本额定静载荷：Cor = 24.2KN基本额定动载荷：Cr = 31.5KN查询工具书数值，带入公式计算，由Fa/Fr>e ，并根据Fa/Cor ，可以得到X 、Y 的值分别为1、0。
算出当量动载荷，带入公式：P=X*Fr + Y*Fa =0*0+1*6620=6620Nε⎪⎭⎫ ⎝⎛=P C n L h 6010610=361066203150030*6010⎪⎭⎫ ⎝⎛=h L ≈59852h 摩擦力矩的计算：M ≈μ(d/2)F ，深沟球轴承μ值（0.0015~0.003）6013-2Z ： M1=0.003*0.035*6620=0.6951NM6012-2Z ： M2=0.003*0.03*6620 =0.5958NMM=M1+M2=0.6951+0.5958=1.2909NM在2400mm ，和500mm 处，推动转臂所需的力为：0.54N 、2.6N机械手受力分析一、自重夹取若四爪平衡受力，则重力有四爪平均分配。
滚动轴承寿命计算公式
滚动轴承寿命计算公式滚动轴承寿命计算是判断滚动轴承寿命的重要方法，它是基于滚动轴承的结构及使用条件进行分析，通过考虑滚动接触应力、脂润滑条件等因素，计算出滚动轴承的寿命。
滚动轴承寿命计算公式是基于ISO标准的经验公式，其中最常使用的是基本额定寿命公式。
滚动轴承的基本额定寿命(L10)是指在相同条件下，有10%的轴承在寿命前失效。
滚动轴承寿命分为疲劳寿命和表面疲劳寿命，其中疲劳寿命是指由于滚动和滑动过程中产生的疲劳损伤导致的寿命。
表面疲劳寿命是指由外在原因（如进入外来颗粒等）引起的表面大片剥落，导致轴承失效的寿命。
滚动轴承的基本额定寿命(L10)的计算公式如下：L10 = (C/P)^3 × (1000000/60)其中，C为基本动载荷，P为等效动载荷。
基本动载荷(C)是滚动轴承能够承受的最大载荷。
它由制造商提供，根据ISO标准进行计算。
等效动载荷(P)是指滚动轴承在使用过程中的实际载荷，它考虑了滚动轴承的载荷分布及轴承的轴向受力情况。
在实际应用中，滚动轴承的使用条件可能会发生变化，例如工作温度、转速、润滑条件等。
考虑到这些因素对寿命的影响，可以使用修正系数进行修正。
其中，温度修正系数(a1)、转速修正系数(a2)和脂润滑修正系数(a3)是常见的修正系数。
它们表示滚动轴承在不同工况下寿命与基本额定寿命之间的比值。
修正后的寿命(L)可以根据以下公式计算：L = L10 × a1 × a2 × a3同时，还有其他一些公式可以用于计算滚动轴承的寿命，例如基本动载荷的计算公式和等效载荷的计算公式。
这些公式可以根据具体的应用要求和实际情况进行选择和计算。
综上所述，滚动轴承寿命计算公式是根据滚动轴承的结构和使用条件进行分析的重要方法。
通过计算基本额定寿命和修正系数，可以得到滚动轴承的寿命。
计算公式的准确性和合理性对于滚动轴承的设计和选用非常重要，可以提高轴承的使用寿命和可靠性。
(完整版)滚动轴承的寿命计算
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、基本额定寿命L10轴承寿命：单个滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数称轴承寿命。
由于材料、加工精度、热处理与装配质量不可能相同,同一批轴承在同样的工作条件下，各个轴承的寿命有很大的离散性，所以，用数理统计的办法来处理。
基本额定寿命L10——同一批轴承在相同工作条件下工作，其中90%的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数（以106为单位）或一定转速下的工作时数。
（失效概率10%）。
2、基本额定动载荷C轴承的基本额定寿命L10=1（106转）时，轴承所能承受的载荷称基本额定动载荷C。
在基本额定动载荷作用下，轴承可以转106转而不发生点蚀失效的可靠度为90%。
基本额定动载荷 C（1）向心轴承的C是纯径向载荷；（2）推力轴承的C是纯轴向载荷；（3）角接触球轴承和圆锥滚子轴承的C是指引起套圈间产生相对径向位移时载荷的径向分量。
二、滚动轴承的当量动载荷P定义：将实际载荷转换为作用效果相当并与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的假想载荷，该假想载荷称为当量动载荷P，在当量动载荷P作用下的轴承寿命与实际联合载荷作用下的轴承寿命相同。
1．对只能承受径向载荷R的轴承（N、滚针轴承）P=F r2．对只能承受轴向载荷A的轴承（推力球（5）和推力滚子（8））P= F a3．同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承P=X F r+Y F aX——径向载荷系数，Y——轴向载荷系数，X、Y——见下表。
径向动载荷系数X和轴向动载荷系数表12－3考虑冲击、振动等动载荷的影响，使轴承寿命降低，引入载荷系数fp—见下表。
载荷系数fp表12－4三、滚动轴承的寿命计算公式图12－9 载荷与寿命的关系曲线载荷与寿命的关系曲线方程为：=常数(12-3)3 球轴承ε——寿命指数10/3——滚子轴承根据定义：P=C，轴承所能承受的载荷为基本额定功载荷时，∴∴（106r） (12-2)按小时计的轴承寿命：（h）（12-3）考虑当工作t>120℃时，因金属组织硬度和润滑条件等的变化，轴承的基本额定动载荷C有所下降，∴引入温度系数f t——下表——对C修正表 12－5（106r）(12-4)（h）(12-5)当P、n已知，预期寿命为L h′，则要求选取的轴承的额定动载荷C为N ——选轴承型号和尺寸！（12-6）不同的机械上要求的轴承寿命推荐使用期见下表。
轴承设计的计算公式
一、滚动轴承承载能力的一般说明滚动轴承的承载能力与轴承类型和尺寸有关。
相同外形尺寸下，滚子轴承的承载能力约为球轴承的1.5～3倍。
向心类轴承主要用于承受径向载荷，推力类轴承主要用于承受轴向载荷。
角接触轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用，其轴向承载能力的大小随接触角α的增大而增大。
二、滚动轴承的寿命计算轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式：或式中：──基本额定寿命（106转）；──基本额定寿命（小时h）；C──基本额定动载荷，由轴承类型、尺寸查表获得；P──当量动载荷（N），根据所受径向力、轴向力合成计算；──温度系数，由表1查得；n──轴承工作转速（r/min）；──寿命指数（球轴承，滚子轴承）。
三、温度系数f t当滚动轴承工作温度高于120℃时，需引入温度系数（表1）表1 温度系数四、当量动载荷当滚动轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，当量载荷的基本计算公式为式中：P——当量动载荷，N；——径向载荷，N；——轴向载荷，N；X——径向动载荷系数；Y——轴向动载荷系数；——负荷系数五、载荷系数f p当轴承承受有冲击载荷时，当量动载荷计算时，引入载荷系数（表2）表2 冲击载荷系数f p六、动载荷系数X、Y表3 深沟球轴承的系数X、Y表4 角接触球轴承的系数X、Y表5 其它向心轴承的系数X、Y表6 推力轴承的系数X、Y七、成对轴承所受轴向力计算公式：角接触球轴承：圆锥滚子轴承：式中e为判断系数，可由表4查出；Y应取表5中的数值。
●正排列：若则若则●反排列：若则若则八、成对轴承当量动载荷根据基本公式：式中：P——当量动载荷，N；——径向载荷，N；——轴向载荷，N；X——径向动载荷系数；Y——轴向动载荷系数；——负荷系数。
九、修正额定寿命计算对于要求不同的可靠度、特殊的轴承性能以及运转条件不属于正常情况下的轴承寿命计算时，可采用修正额定寿命计算公式：式中：──特殊的轴承性能、运转条件以及不同可靠度要求下的修正额定寿命（106转）；a1──可靠度的寿命修正系数；a2──特殊的轴承性能寿命修正系数；a3──运转条件的寿命修正系数。
轴承设计寿命计算公式
当轴承的可靠性不为90%时，应加入可靠性寿命修正系数（表7）
表7可靠性寿命修正系数a1
可靠度（%）
90
95
96
97
98
99
a1
1
0.62
0.53
0.44
0.33
0.21
（2）运转条件的寿命修正系数a3
●正常运转条件下，可取a3＝1；
●润滑条件十分理想时，可取a3＞1；
●润滑条件不好时，可取a3＜1。
表4角接触球轴承的系数X、Y
表5其它向心轴承的系数X、Y
表6推力轴承的系数X、Y
七、成对轴承所受轴向力
计算公式：
角接触球轴承：
圆锥滚子轴承：
式中e为判断系数，可由表4查出；Y应取表5中 的数值。
??????●正排列：若
则???
若????
则???
●反排列：若
则???
若??? ?
则???
八、成对轴承当量动载荷
（3）特殊的轴承性能寿命修正系数a2
●采用夹杂物含量非常低或经过特别分析处理的钢材，可取 ；
●采用特殊的材料、工艺或设计，而润滑却不良时，a2通常不能大于1的值；
●若采用特殊的热处理造成材料硬度降低而导致轴承寿命下降，应选取相应减小的a2值。
五、载荷系数fp
当轴承承受有冲击载荷时，当量动载荷计算时，引入载荷系数（表2）
表2冲击载荷系数fp
载荷性质
fp
举 例
无冲击或轻微冲击
1.0～1.2
电机、汽轮机、通风机、水泵等
中等冲击
1.2～1.8
车辆、机床、起重机、内燃机等
强大冲击
1.8～3.0
轴承设计寿命计算公式
一、滚动轴承承载能力的一般说明滚动轴承的承载能力与轴承类型和尺寸有关。
相同外形尺寸下，滚子轴承的承载能力约为球轴承的1.5～3倍。
向心类轴承主要用于承受径向载荷，推力类轴承主要用于承受轴向载荷。
角接触轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用，其轴向承载能力的大小随接触角α的增大而增大。
二、滚动轴承的寿命计算轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式：或式中：──基本额定寿命（106转）；──基本额定寿命（小时h）；C──基本额定动载荷，由轴承类型、尺寸查表获得；P──当量动载荷（N），根据所受径向力、轴向力合成计算；──温度系数，由表1查得；n──轴承工作转速（r/min）；──寿命指数（球轴承，滚子轴承）。
三、温度系数f t当滚动轴承工作温度高于120℃时，需引入温度系数（表1）表1 温度系数四、当量动载荷当滚动轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，当量载荷的基本计算公式为式中：P——当量动载荷，N；——径向载荷，N；——轴向载荷，N；X——径向动载荷系数；Y——轴向动载荷系数；——负荷系数五、载荷系数f p当轴承承受有冲击载荷时，当量动载荷计算时，引入载荷系数（表2）表2 冲击载荷系数f p六、动载荷系数X、Y表3 深沟球轴承的系数X、Y表4 角接触球轴承的系数X、Y表5 其它向心轴承的系数X、Y表6 推力轴承的系数X、Y七、成对轴承所受轴向力计算公式：角接触球轴承：圆锥滚子轴承：式中e为判断系数，可由表4查出；Y应取表5中的数值。
●正排列：若则若则●反排列：若则若则八、成对轴承当量动载荷根据基本公式：式中：P——当量动载荷，N；——径向载荷，N；——轴向载荷，N；X——径向动载荷系数；Y——轴向动载荷系数；——负荷系数。
九、修正额定寿命计算对于要求不同的可靠度、特殊的轴承性能以及运转条件不属于正常情况下的轴承寿命计算时，可采用修正额定寿命计算公式：式中：──特殊的轴承性能、运转条件以及不同可靠度要求下的修正额定寿命（106转）；a1──可靠度的寿命修正系数；a2──特殊的轴承性能寿命修正系数；a3──运转条件的寿命修正系数。
轴承寿命计算
mm
承载中心与轴承B间距L2(附录1) L2
mm
轴承A承载负荷
F5
N
轴承B承载负荷
F6
N
30000 29509.5 27547.5 25585.5
27324
143 180 34393 7070
30000 29509.5 27547.5 25585.5 27314
143 180 34381 7067
1
计算公式： F1=F-M*0.1*9.81/Y F2=F-M*0.5*9.81/Y F3=F-M*0.9*9.81/Y F4=[(F1P*15%)+(F2P*55%)+(F3P*30%)]1/P F5=F4*L2/L1 F6=abs(F5-F4)
3、轴承寿命系数计算:
轴承 型号 转速 额定动负荷 径向负荷 可靠度系数
设计计算书
轴承寿命计算
编制： 校对： 批准： 日期：
一、计算目的：
通过轴承的承载负荷计算和轴承的寿命需求计算校核轴承寿命是否满足要求。
二、参考资料：
《机械设计手册》第3卷，P20-77至P20-86、《SKF轴承样品选型手册》
三、计算过程：
1、轴承寿命需求计算:
输入参数
载重 速度 曳引轮直径 绕绳比 使用寿命(年) 每年运行次数 平均每次运行距离(m) 输出结果：
轴承B(SKF) 6217 167 83300 7,067 0.62
3 163,320 101,259 1637.6 1015.3 127.3
7.97
计算公式： n=[60*V/(π*D/1000)]*Y Q1=[1000000/(60*n)]*(C/R)P Q2=a1*Q1 Q3=(C/R)P Q4=a1*Q3 Q5=Q*X*Z/1000000 α=Q4/Q5
轴承寿命计算
轴承寿命计算
1、已知条件
根据“一、花键的强度校核”中花键简图和风扇机械参数知：
轴承内径d=50转速n=2100径向载荷Fr=G风扇+G轴套=50N轴向载荷Fa=352.6N
要求寿命Lh=20000h
2、计算参考依据
《机械设计手册》单行本轴承成大先主编
ISBN 978- 7-122-07140-8
3、选轴承、计算
继续查表7-2-65X=0.56Y=1.99
根据p7-274径向当量动载荷和静载荷Pr=XFr＋YFaPor=0.6Fr＋0.5Fa
则：Pr=0.56×50+1.90×352.6=698.0NPor=0.6×50+0.5×352.6=206.3N
根据p7-232公式（7-2-1）C=fhfmfdP/fnfT＜Cr公式（7-2-6）Co=SoPo＜Cor
根据已知条件查《机械设计手册》p7-277表7-2-66选择6010轴承单列i=1
Cr=22.0kN=22000N Cor=16.2kN=16200N Z=13 Dw=9极限转速=7000n/mim
查《机械设计手册》p7-274表7-2-65相对轴向载荷=Fa/iZDw2
即352.6/1×13×92=0.334继续查表7-2-65e=0.22Fa/Fr=352.6/50≈7＞e
查表7-2-23fh=3.42查p7-232 fm=1.5查表7-2-24 fn=0.251查表7-2-25 fd=1.5查表7-2-26 fT=1.0 P=PrPo=Por/0.251×1=21399N＜Cr=22000N
Co=1×206.3=206.3N＜Cor=16200N
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一、滚动轴承承载能力的一般说明
滚动轴承的承载能力与轴承类型和尺寸有关。
相同外形尺寸下，滚子轴承的承载能力约为球轴承的1.5～3倍。
向心类轴承主要用于承受径向载荷，推力类轴承主要用于承受轴向载荷。
角接触轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用，其轴向承载能力的大小随接触角α的增大而增大。
二、滚动轴承的寿命计算
轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式：
或
式中：──基本额定寿命（106转）；──基本额定寿命（小时h）；C──基本额定动载荷，由轴承类型、尺寸查表获得；P──当量动载荷（N），根据所受径向力、轴向力合成计算；──温度系数，由表1查得；n──轴承工作转速（r/min）；──寿命指数（球轴承，滚子轴承）。
三、温度系数f t
当滚动轴承工作温度高于120℃时，需引入温度系数（表1）
表1 温度系数
工作温度/℃<120 125 150 175 200 225 250 300
f t 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.60
四、当量动载荷
当滚动轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，当量载荷的基本计算公式为
式中：P——当量动载荷，N；——径向载荷，N；——轴向载荷，N；X——径向动载荷系数；Y——轴向动载荷系数；——负荷系数
五、载荷系数f p
当轴承承受有冲击载荷时，当量动载荷计算时，引入载荷系数（表2）
表2 冲击载荷系数f p
载荷性质f p举例
无冲击或轻微冲击 1.0～1.2 电机、汽轮机、通风机、水泵
等
中等冲击 1.2～1.8 车辆、机床、起重机、内燃机
等
强大冲击 1.8～3.0 破碎机、轧钢机、振动筛等
六、动载荷系数X、Y
表3 深沟球轴承的系数X、Y
表4 角接触球轴承的系数X、Y
表5 其它向心轴承的系数X、Y 表6 推力轴承的系数X、Y
七、成对轴承所受轴向力
计算公式：
角接触球轴承：
圆锥滚子轴承：
式中e为判断系数，可由表4查出；Y应取表5中的数值。
●正排列：若
则
若
则
●反排列：若
则
若
则
八、成对轴承当量动载荷
根据基本公式：
式中：P——当量动载荷，N；——径向载荷，N；——轴向载荷，N；X——径向动载荷系数；Y——轴向动载荷系数；——负荷系数。
九、修正额定寿命计算
对于要求不同的可靠度、特殊的轴承性能以及运转条件不属于正常情况下的轴承寿命计算时，可采用修正额定寿命计算公式：
式中：──特殊的轴承性能、运转条件以及不同可靠度要求下的修正额定寿命（106转）；a1──可靠度的寿命修正系数；a2──特殊的轴承性能寿命修正系数；a3──运转条件的寿命修正系数。
（1）可靠性寿命修正系数a1
当轴承的可靠性不为90%时，应加入可靠性寿命修正系数（表7）
表7 可靠性寿命修正系数a1
可靠度（%）90 95 96 97 98 99
a1 1 0.62 0.53 0.44 0.33 0.21
（2）运转条件的寿命修正系数a3
●正常运转条件下，可取a3＝1；
●润滑条件十分理想时，可取a3＞1；
●润滑条件不好时，可取a3＜1。
（3）特殊的轴承性能寿命修正系数a2
●采用夹杂物含量非常低或经过特别分析处理的钢材，可取；
●采用特殊的材料、工艺或设计，而润滑却不良时，a2通常不能大于1的值；
●若采用特殊的热处理造成材料硬度降低而导致轴承寿命下降，应选取相应减小的a2值。