作用在軸承上的負(fù)荷,在已知或可計(jì)算的外力下(如傳動(dòng)力、工作力就慣性力),可以根據(jù)機(jī)械學(xué)的原理來(lái)計(jì)算。當(dāng)計(jì)算單個(gè)軸承負(fù)荷的分力時(shí),為了簡(jiǎn)化計(jì)算,軸是被看成由剛硬和無(wú)力矩作用的支點(diǎn)所支承的梁。軸承、軸承座或機(jī)械結(jié)構(gòu)的彈性變形,軸撓曲導(dǎo)致在作用軸承上的力矩,全不考慮在簡(jiǎn)化的計(jì)算中。
應(yīng)用以上簡(jiǎn)化理論,只需要很簡(jiǎn)單的輔助工具,如小型計(jì)算器,就可以進(jìn)行計(jì)算。實(shí)際上,計(jì)算基本額定負(fù)荷和當(dāng)量軸承負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)方法,也是根據(jù)類(lèi)似的假設(shè)。
利用先進(jìn)和復(fù)雜的計(jì)算程序,可以不用上述的假設(shè),而根據(jù)彈性力學(xué)理論來(lái)計(jì)算軸承的負(fù)荷。在這些計(jì)算程序中,軸承、軸以及軸承座都是被考慮為系統(tǒng)中具彈性的部分。
外力方面包括軸和所承載部件固有的重量,或是車(chē)輛的重量和其它慣性力等,這些一般都是已知數(shù),或能夠通過(guò)計(jì)算得出。但其它的外力,如工作力(碾壓力和機(jī)床的切削力等)、沖擊力和附加的動(dòng)態(tài)力(如由于不平衡引起的離心力),通常要依靠類(lèi)似機(jī)器或抽承配置的經(jīng)驗(yàn)才能確定。
齒輪傳動(dòng)
對(duì)于齒輪傳動(dòng),齒輪在理論上產(chǎn)生的作用力可以根據(jù)傳輸功率以及齒輪的類(lèi)型算出。但也有其它動(dòng)態(tài)力會(huì)由于齒輪、傳動(dòng)端或輸出端產(chǎn)生。此外,齒輪的形狀誤差和旋轉(zhuǎn)部件的不平衡也會(huì)造成附加的動(dòng)態(tài)力。但齒輪一般以很高的精度標(biāo)準(zhǔn)制造,以降低運(yùn)行時(shí)的噪聲,所以由這種原因產(chǎn)生的力通常很小,在計(jì)算軸承負(fù)荷時(shí)可以忽略不計(jì)。
應(yīng)用齒輪傳動(dòng)的機(jī)器,只有在工作條件已知的情況下,才能確定根據(jù)其運(yùn)行形式和模式所產(chǎn)生的附加作用力。根據(jù)不同工作條件,齒輪制造商通常能提供一個(gè)關(guān)于沖擊負(fù)荷和齒輪效率的“工作”系數(shù),利用這個(gè)系數(shù),可以用來(lái)考慮附加作用力對(duì)軸承額定壽命的影響。
皮帶傳動(dòng)
計(jì)算皮帶傳動(dòng)的軸承負(fù)荷時(shí),最主要是考慮有效的皮帶扭力,其取決于傳遞的力矩。皮帶制造商一般會(huì)根據(jù)不問(wèn)的皮帶類(lèi)型、預(yù)緊、皮帶的張緊力和其它附加動(dòng)態(tài)力,提供一個(gè)用來(lái)計(jì)算皮帶拉力的系致。若無(wú)法得到相關(guān)的系數(shù),可使用以下參考值:
帶齒皮帶——1.1~1.3;
三角帶(V形帶)——1.2~2.5;
平皮帶——1.5~4.5;
當(dāng)軸之間的距離很短、在重負(fù)荷或沖擊負(fù)荷作用下、或張緊力很大時(shí),應(yīng)取用較大的值。
軸承的靜載荷和動(dòng)載荷
軸承靜止時(shí)的載荷能力,由允許的塑性變形量決定。滾動(dòng)軸承中的塑性變形是不可避免的。如果限定允許的塑性變形量很小,則軸承的靜載荷能力也很?。蝗绻试S的塑性變形較大,則在滾道上產(chǎn)生的凹坑將使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中噪聲和振動(dòng)增大、運(yùn)轉(zhuǎn)精度降低,影響軸承的正常工作。
滾動(dòng)軸承中,在承受載荷最大的滾動(dòng)體與滾道接觸點(diǎn)處,總的塑性變形量小于滾動(dòng)體直徑的萬(wàn)分之一時(shí),對(duì)軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)沒(méi)有多大的影響。把在這種塑性變形條件下確定的軸承靜承載能力稱(chēng)為額定靜載荷 ,一般用C0表示。額定靜載荷是在假定的載荷條件下決定的,對(duì)向心軸承,額定靜載荷是指徑向載荷,對(duì)向心推力軸承(角接觸球軸承)是指使軸承中半圈滾道受載的載荷的徑向分量,對(duì)推力軸承是指中心軸向載荷。軸承的基本額定靜載荷和基本額定靜載荷是指軸承在靜態(tài)或旋轉(zhuǎn)時(shí),最大能承受的載重。
軸承額定動(dòng)載荷是指滾動(dòng)軸承理論上能承受的恒定徑向載荷(恒定軸向載荷),在該載荷的作用下基本額定的壽命為100萬(wàn)轉(zhuǎn),軸承的基本額定動(dòng)載荷體現(xiàn)軸承的耐滾動(dòng)疲勞的能力。向心軸承和推力軸承的基本額定動(dòng)載荷反別稱(chēng)作徑向基本額定動(dòng)負(fù)荷與軸向基本額定動(dòng)負(fù)荷,用Cr和Ca表示。