简析滚动轴承的疲劳寿命
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。
滚动轴承的寿命
滚动轴承的寿命1，轴承的寿命在滚动轴承运转过程中，会发生故障和损坏，若预先采取有效的措施，很多损坏是可以防止的。
但即使是润滑良好，安装正确，无尘埃、水分和腐蚀介质的侵入，且载荷适中，由于轴承长期在交变接触应力作用下，滚动表面会发生疲劳剥落，这种损坏是不可避免的。
滚动轴承寿命一般是指疲劳寿命。
疲劳寿命是滚动轴承最重要的性能指标，轴承的设计和应用都需要分析计算疲劳寿命。
对给定的轴承尺寸和负荷条件追求最长的疲劳寿命是一般轴承设计的目标。
选用轴承时，根据工况确定轴承额定动载荷c，进而确立轴承的型号，再验算轴承的疲劳寿命是否满足工况要求。
除疲劳寿命外，轴承失效形式还有压痕、烧伤、断裂、裂纹、崩裂、腐蚀、锈蚀和磨损等多种，产生的原因是轴承选用不当，安装、使用、支承设计、润滑、维护保养方面不合理。
轴承寿命计算指疲劳寿命的计算。
另外本章还讲述了轴承磨损寿命的估算法。
1.1.1 疲劳寿命与额定寿命疲劳寿命是指轴承工作到滚动工作表面出现疲劳剥落为止的累计工作小时或运转的总转数，以106转计，是指单个轴承而言。
轴承的疲劳寿命，即使是同样尺寸、结构、材料、热处理、加工方法的同一批轴承，在同一条件下运转，也是非常离散的，最长与最短的寿命可能相差数十倍甚至百倍。
试验研究得出，寿命分布服从一定的统计规律，要用数理统计方法处理数据，以计算在一定损坏概率下的轴承寿命。
额定疲劳寿命，是指同一型号的一批轴承，在同一条件下运转，其中90％的轴承能够不出现疲劳剥落的运转总转数，以610转计。
或在一定旋转速度下的工作小时数，记作10L 。
1.1.2 基本额定动载荷C 和当量动载荷额定动载荷c 是指在轴承内圈旋转、外圈静止的条件下，额定寿命为100万转时轴承能够承受的载荷。
对于向心轴承是纯径向载荷，对于推力轴承是指中心轴向载荷，它是表示滚动轴承的载荷能力，是轴承的一项主要性能参数，是选择轴承的主要技术依据。
每种轴承的额定动载荷都已按GB6391－94（等同ISO281/1－1977）计算，且标明在产品样本中。
(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。
滚动轴承寿命校核
70000B(=40°) Fd=1.14Fr
2
Fa1 C0
1005.05 20000
0.0503
Fa 2 C0
605.05 20000
0.0303
由表2进行插值计算，得e1=0.422，e2=0.401。再计算
5、应用
例 设某支撑根据工作条件决定选用深沟球轴承。轴承径向载
荷Fr=5500N，轴向载荷Fa=2700N，轴承转速n=1250r/min,装轴
承处的轴颈直径可在50~60mm范围内选择，运转时有轻微冲击，
预期计算寿命Lh’=5000h。试选择其轴承型号。
解
1. 求比值
Fa Fr
2700 5500
产生派生轴向力的原因：承载区内每个滚动体的反力 都是沿滚动体与套圈接触点的法线方向传递的。
轴承安装不同时，产生的派生轴向力也不同。
工作情况2
派生力的方向总是由轴承宽度中点指向轴承载荷 中心。
S的方向：沿轴线由轴承外圈的宽边→窄边。
轴承所受总载荷的作用线与轴承轴心线的交点 ， 即 为轴承载荷中心（支反力的作用点）。
4、滚动轴承寿命的计算公式
4.1 轴承的载荷-寿命曲线
如右图所示曲线是在
大量试验研究基础上得出
的代号为6208轴承的载荷寿命曲线。其它型号的轴
承也有与上述曲线的函数
规律完全一样的载荷-寿命
曲线。
该曲线公式表示为：
轴承的载荷-寿命曲线
L10
(C P
)(106 转)
式中，L10的单位为106r。 P为当量动载荷（N）。
角接触球轴承及圆锥滚子轴承的派生轴向力的大小取 决于该轴承所受的径向载荷和轴承结构，按下表计算。
§13-4 滚动轴承的寿命计算
万向节轴承疲劳寿命分析
万向节轴承疲劳寿命分析陈佳华【摘要】万向节轴承是一种比较特殊的滚针轴承类型,其应用运动特性为往复摆动运动.作为商用车传动系统中的重要零部件—传动轴的核心部件,长期以来,对于万向节轴承疲劳寿命的研究非常缺乏,对影响万向节轴承疲劳寿命的因素也没有一个清晰的,理论结合实际的归纳;另外对于此类轴承也缺乏一套系统的、科学的、可靠的疲劳寿命计算方法.工程人员在分析万向节失效,改善万向节疲劳寿命和性能,万向节设计选型及传动轴设计计算这些环节都遇到了很多问题.这些问题很有可能会成为未来整车设计中的短板和缺陷.本文就万向节轴承的疲劳寿命问题展开讨论,提出了预测万向节轴承疲劳寿命的计算方法,分析了部分影响万向节轴承疲劳寿命的因素及这些因素如何对疲劳寿命产生影响,通过这些工作为广大工程人员在设计、选型和分析时提供了参考.【期刊名称】《传动技术》【年(卷),期】2015(029)002【总页数】7页(P14-20)【关键词】万向节轴承;万向节;传动轴;万向节轴承寿命【作者】陈佳华【作者单位】上海交通大学汽车机械与动力工程学院,上海 200240【正文语种】中文【中图分类】U463.216+.1万向节总成的受力情况如图1所示。
在计算滚动轴承疲劳寿命的公式中，P表示滚动轴承旋转时受到的恒定压力载荷。
我们知道，万向节轴承在实际的工作状态中作摆动运动而非一般的旋转运动，因此，为了能使用滚动轴承疲劳寿命的理论，我们必须建立起万向节轴承这种摆动运动对应的滚动运动，将摆动运动转换成等价的旋转运动，然后运用疲劳寿命理论进行计算。
图2表示万向节旋转一周的滚动体的路径。
当传动轴转角φi=90°和270°时，滚动体改变它的运动方向，因为滚动体在传动轴每转一圈的时候会有两次经过这个位置。
摆动角β和转角φ的关系是[1]：n′是等价转速，将它代入到滚动轴承疲劳寿命计算公式中后，可以得到：这就是万向节轴承疲劳寿命计算的公式。
在式中，P是理想化的恒定压力，必须被平均等效压力替换，最终的计算表达式为：图3表示等效系数kw。
滚动轴承的寿命计算
滚动轴承的寿命计算
滚动轴承在运转时可能出现各种类型的失效形式，但是套圈和滚动体表⾯的疲劳点蚀是滚动轴承的⼀种最基本和常见的失效形式，也是通常作为滚动轴承寿命计算的依据。
轴承发⽣点蚀破坏后，在运转时通常会出现较强的振动、噪声和发热现象。
滚动轴承的寿命是指轴承的滚动体或套圈⾸次出现点蚀之前，轴承的转数或相应的运转⼩时数。
滚动轴承的承载能⼒计算主要是指轴承的寿命计算。
与⼀般结构的疲劳寿命⼀样，滚动轴承的疲劳寿命的离散性也是相当⼤的（见右图）。
⼯程中定义具有90％可靠度的轴承寿命为轴承的基本额定寿命。
在⼯程实际中，通常是以轴承的基本额定动载荷来衡量⼀个轴承的承载能⼒。
所谓轴承的基本额定动载荷是指:使轴承的基本额定寿命恰好为100万转时，轴承所能承受的载荷值，⽤字母C表⽰。
轴承的基本额定动载荷是依实验与理论分析相结合⽽得出的，其值可在滚动轴承⼿册中查得。
⼀个滚动轴承的基本额定寿命(L10)与轴承的基本额定动载荷C、轴承所受的外加载荷（当量动载荷P）等有关，可依据额定寿命计算公式确定。
滚动轴承寿命计算中的⼀项重要内容是进⾏当量动载荷的计算和轴向⼒Fa的计算。
由于轴承的失效形式不仅只有点蚀，⽽轴承的寿命计算主要是针对了轴承的点蚀寿命，因此轴承的计算寿命与实际寿命会有⼀定的差距。
为减⼩这⼀差距，应当确保轴承正确地安装、合理地润滑以及保持轴承良好地运⾏环境等等。
对于重要⽤途的轴承，可在使⽤中采取在线监测及故障诊断的措施，及时发现故障并更换失效的轴承。
滚动轴承的额定动载荷和疲劳寿命
按GB/T4662-93《滚动轴承 额定静载荷》计算的额
定静载荷为
Cor
44(1
DweCOS
Dpw
)iZLweDweCOS
44
*
(1
18
*
COS
0 )
*
2
*
31*Biblioteka 27*18*
COS0
175
1189kN
向心球轴承的径向额定静载荷为
Cor f0iZDw2COS
3、一套轴承的寿命 轴承的一个套圈或一个滚动体的材料首次出现疲劳扩展 之前，一个套圈或一个垫圈相对于另一个一个套圈或一个 垫圈的转速。寿命还可以用在给定的恒定转速下的运转小 时数来表示。 4、额定寿命 以径向基本载荷动载荷或轴向基本额定动载荷为基础的 寿命的预测值。 5、修正额定寿命 有些专用轴承要求有更高的可靠性，为了修正除90％以 外的可靠性或非惯用的材料特性或非常规的运转条件而用 的修正基本额定寿命（ Lna ）。Lna =a1a2a3 L10 a1:可靠性寿命修正系数 a2 :特殊的轴承性能修正系数 a3:运转条件的寿命修正系数
6、基本额定寿命 与90%可靠性相关联的额定寿命。GB/T6391 《滚动轴承 额定载荷和额定寿命》中规定计 算方法，用L10表示， L10=（Cr/Pr）ε（百万 转）, 对球轴承ε =3、对滚子轴承ε =10/3；
在任意转速下，以小时表示的寿命为：
L10
106 60n
( Cr Pr
)
(小时)
GB/T6391中规定可靠性寿命修正系数a1值列于下 表：
可靠度% Lna
a1
90
L10a
1
95
L5a
滚动轴承的寿命计算
滚动轴承寿命计算辅导一、基本概念：㈠、滚动轴承主要失效形式及设计准则：1、疲劳点蚀失效：是指滚动轴承的滚动体或内外圈上出现的点蚀斑点。
设计准则：防止产生疲劳点蚀失效需进行寿命计算。
Lh ≧〔Lh〕2、塑性变形失效：是指内外圈或滚动体产生过量的塑性变形。
设计准则：防止产生塑性变形失效需进行静负荷计算。
PO ≦〔PO〕3、磨损失效：是指内外圈或滚动体的过量磨损。
设计准则：防止产生磨损失效需限制转速。
n max≦n lim㈡、滚动轴承寿命计算中的基本概念：1、滚动轴承寿命：是指滚动轴承内外圈或滚动体在发生第一个疲劳点蚀前总转动次数或总工作时间。
注：滚动轴承寿命是相当离散的，即同一批生产出的同类滚动轴承，其寿命相差很大。
2、可靠度R：由于滚动轴承寿命的离散性，需对生产的滚动轴承的进行抽样试验，以检验滚动轴承的合格率。
设抽样试验件数为N，在特定的载荷下进行加载试验。
经过一个T）后，其中有N f件发生点蚀。
滚动轴特定的时间（转次L或时间LH承的可靠度R：R=×注：滚动轴承的可靠度与试验中所加的载荷和试验时间有关。
国标规定：①、滚动轴承试验载荷C：对向心类和角接触类滚动轴承的试验载荷是纯径向载荷。
C=Cr(Fr)对仅能承受轴向载荷的推力轴承的试验载荷是纯轴向载荷。
C=Ca(Fa)②、试验时间：L=106转次。
③、在试验载荷为C，试验时间为L=106转次时，滚动轴承的可靠度R≧90%时，滚动轴承合格。
3、基本额定寿命L或Lh：滚动轴承的额定寿命是指滚动轴承在可靠度R=90%，试验载荷为C时的寿命，即是试验时间106转次。
L=106转次。
4、基本额定动载荷C：滚动轴承的额定动负荷C是指在可靠度R=90%，试验时间为106转次时轴承所能承受的最大载荷，既是滚动轴承的试验载荷。
注：各类滚动轴承的额定动负荷C可查机械设计手册确定。
5、滚动轴承的寿命计算：滚动轴承寿命计算是解决当实际滚动轴承上承受的载荷不等于额定动负荷时，滚动轴承的寿命是多少？即：滚动轴承上载荷P=C时，轴承寿命是L=106转次。
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简析滚动轴承的疲劳寿命
轴承疲劳寿命是指，在一定技术状态下的滚动轴承，在主机的实际使用状态下运转，直至滚动表面发生疲劳剥落而不能满足主机要求时的轴承内，外圈（轴、座圈）相对旋转次数的总值总转数。
当轴承转速大致恒定或已成为已知，疲劳寿命可用与总转数相应的运转总小时数来表示，此外，还应注意：
1)、影响滚动轴承疲劳寿命的因素非常多，无法全部加以估计或通过标准试验条件而加以消除，这造成轴承实际疲劳寿命有很大的离散性，因此轴承疲劳寿命的计算与试验是以数理统计学和概率论为基础的。
最常用的滚动轴承疲劳寿命的表达参数为额定寿命L10，在ISO推荐标准R281中L10的涵义明确规定如下：“数量上足够多的相同的一批轴承，其额定寿命L10用转数（或在转速不变时用小时数）来表示，改批轴承中有90%在疲劳剥落发生前能达到或超过此转数（或小时数）”。
迄今为止，世界各国都遵从上述规定。
在美国等一些国家中，还采用中值寿命的概念。
中值寿命Lm是指一批相同轴承的中值寿命，即指其中50%的轴承在疲劳剥落前能够达到或超过的总转数，或在一定转速下的工作小时数。
中值寿命Lm，不是一批轴承寿命的算术平均值。
一般中值寿命Lm是额定寿命的5倍左右。
2)、额定寿命的概念值使用于数量足够的一批滚动轴承，而不适用于个别滚动轴承。
例如有40套6204轴承按其使用条件算的其额寿命为1000h，其实际意义是在这批轴承中大体上可能有90%，即36套的实际运转寿命将超过1000h即出现疲劳，但不能个别地指出究竟是哪只轴承的疲劳寿命将低于1000h。
事实上，由于轴承设计、制造、材质以及应用技术的不断进步，一些厂家轴承产品的实际使用寿命大多略高于甚至成倍地高于按标准方法计算出的额定寿命。
3)、对于实际使用中并非由于疲劳失效的轴承，额定疲劳寿命的意义就代表这批滚动轴承在正常发挥其材料潜力时可期望的寿命。
因此在大多数情况下，用户在选择滚动轴承时仍先作疲劳寿命计算，再根据实际失效类别进行校核，例如磨损寿命校核，取计算结果中较小值为滚动轴承计算寿命。