軸承計算設計
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軸承計算設計的視頻教程
Mesys軸與軸承、軸系的計算與設計優化系統
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擠壓/滑動軸承剛度阻尼特性計算軟件SML-BSDC介紹
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德國螺栓聯結設計計算學科VDI2230精講
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軸承計算設計的實例教程
二、 球軸承選型
在進行球軸承選型時，首先要根據軸承受力狀況、速度能力、噪聲要求、安裝要求等選擇合適的軸承種類，同時需考慮溫度、環境的限制條件，選擇合適的軸承材料及潤滑方式（以上本文第一章已有介紹），再根據設計空間尺寸對所選的軸承型號進行壽命計算，設計流程圖如圖6。
圖6 軸承選擇流程
軸承壽命主要可以從兩個類型去考核，當疲勞失效為軸承的主要失效形式時，需校核軸承疲勞壽命，當軸承受過大的靜負荷或在極低轉速下承受沖擊負荷時，此時軸承的壽命不是取決于材料的疲勞，而需考核軸承靜態強度。需要額外考慮的是，軸承載荷是否小于最小軸承負荷。
1. 軸承疲勞壽命計算：
額定壽命：在一塊疲勞剝落前，90%的一組同樣的軸承將達到或超過的壽命。
軸承調整壽命：考慮壽命調整系數的額定壽命。
動態額定載荷：表示在該載荷作用下，一定數量的軸承的額定壽命為一百萬轉。對于向心軸承，載荷是指純徑向載荷（C）；對于推力軸承，載荷是指純軸向載荷；向心推力軸承，載荷是指產生軸承套圈相互間純徑向位移的載荷的徑向分量（C）。
動態徑向當量載荷：在一恒定的徑向載荷下，滾動軸承具有與實際載荷相同的壽命。
其中X、Y分別為徑向、軸向動載荷系數，分別為軸承實際載荷的徑向、軸向分量。X、Y值可查閱軸承公司網站的建議值。
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02
軸承座應用案例
海克斯康與GreenTeam及RENISHAW合作大學生方程式賽車的軸承座項目。鑒于比賽中賽車要使用的軸承座需符合輕質、高強度的要求，海克斯康采用MSC Apex Generative Design軟件，根據軸承座的受力特點等信息，只需在軟件中簡單輸入復雜度、安全系數、邊界條件等內容，軟件可以自動完成迭代，快速設計出多款結構方案。
多組方案對比
優化后的結構方案可以直接導入到增材制造仿真軟件，在Simufact Additive中，對多個方案進行定位設計、支撐優化、打印可行性、成本預估等的分析后，最終選擇出理想的目標模型。
定位設計與支撐方案對比
通過對比不同的擺放位置，可以確定除了結構本身在這個角度成形的可行性外，支撐方案也會決定著打印結果的質量。不同的擺放位置也會對應不同的支撐方案，而支撐的體積也與材料成本及時間成本息息相關。
打印階段結果實時查看
在Simufact Additive中，可以發現伴隨著粉末材料的逐層累積，其結果也會實時的進行展示，包括變形、應力、應變、溫度等。如此我們便可以查看到應力累積、變形過大等問題出現在哪些位置、哪個時間，從而更好地進行對打印質量進行把控。同時，也支持不同方案的同角度、同時間等的同步對比，更清晰的得到對比結果，從而做出選擇。
預測打印風險
在打印結束后，我們可以對整體結果進行查看，比如風險預測（卡刮刀、開裂、失效、支撐分離…）、變形情況、應力情況等問題。
在增材制造工藝加工后，經常會出現變形過大的問題，而對這一問題的矯正，一直是困擾客戶的難題。因為變形都是非線性的，所以補償量很難精確估計。
展開 滾動軸承摩擦轉矩的計算
滾動軸承內部是通過滾動體在滾道內的滾動實現減小摩擦保證機械設備良好、穩定，精確運轉的零件。滾動軸承運轉的時候也會存在一定的摩擦，這些摩擦所產生的能量最終以熱量的方式散發出去，是軸承自身發熱的來源。因此，在計算軸承溫度的時候，除了考慮外界熱源的熱量傳遞，也要考慮軸承自身轉動的發熱。本文對滾動軸承摩擦轉矩的計算做一個介紹，給出簡化算法。在軸承摩擦轉矩計算完成之后，就可以計算軸承運轉過程中的熱量，從而得到軸承的計算溫度。
滾動軸承最基本的組成部分包括軸承外圈、軸承內圈、軸承滾動體和保持架。滾動軸承的滾動是在滾動體和滾道接觸表面發生的，這個滾動摩擦是滾動軸承區別于滑動軸承的最重要因素。
滾動軸承在運轉的時候，由于內部各個零部件存在相對的運動和摩擦，因此也有一定的摩擦轉矩。事實上，滾動軸承內部的摩擦不僅僅是上述的滾動體和滾道之間的滾動摩擦，還有其他的組成部分。這些組成部分共同構成滾動軸承的摩擦學模型。相對準確的滾動軸承摩擦計算就是基于這個滾動軸承摩擦學模型進行的。
關于滾動軸承的摩擦，在2003年瑞典軸承公司SKF提出了摩擦學模型，并發布在自己的軸承型錄之中。
在這個滾動軸承摩擦模型總體是這樣的：
M=Mrr+Msl+Mdrag+Mseal
在上述的模型中：
M ：滾動軸承的總摩擦轉矩。
Mrr：滾動軸承在運轉時候的滾動摩擦部分。主要是指滾動體和滾道之間的滾動摩擦。
展開 注意，這是滾動軸承的特點所決定的，否則要滾動軸承干嘛？千萬別忘了滾動軸承被發明的目的就是減小摩擦，減小阻轉矩。
滾動軸承內部的滑動摩擦所占比例應該很小，否則也不能被稱為滾動軸承。同時滾動軸承攪拌潤滑的損失，與其他摩擦比也應該不是一個很大的值。這樣一來，滾動軸承運動是自身的發熱就不是發熱主體，應該是整個軸承出現溫升的一個次要因素。
使軸承出現明顯溫升的主要因素是設備自身的發熱。設備自身的發熱量在設備進行設計的時候會有一個估算，這樣的發熱傳導到軸承上，考慮到散熱等因素，通常會小于等于設備自身發熱的總值。
基于上述知識，現場在面對軸承發熱的時候，首先可以檢查設備發熱的軸承溫度分布，然后再考慮軸承自身的發熱因素。如果軸承溫度明顯高于設備溫度，就應該引起警惕，因為此時軸承的發熱成為了主要熱源，說明內部摩擦狀態已經不是正常狀態。
軸承自身的發熱的計算，是從計算軸承的摩擦開始。本公號上一篇文章介紹了軸承自身摩擦轉矩的計算方法，通常軸承自身的發熱可以通過自身摩擦轉矩進行計算，公式如下：
式中（更正：式中應為-4）：
M：軸承的總摩擦轉矩，參考上一章 滾動軸承摩擦轉矩的計算 介紹的計算方法；
n：軸承轉速。
有興趣的工程師可以根據自身設備發熱計算一下軸承發熱應該占整個設備發熱的比例。有助于定性定量的了解軸承發熱的兩級。
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1.
型號： 凌炫E3700單屏
2.
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