準確計算作用在軸承位置上的力和力矩,是選擇最佳軸承尺寸和保證所需使用壽命的先決條件。以下內容基於 myonic 官方技術手冊編寫。

1. 負載的確定 (Calculation of Loads)

必須考慮所有作用力,包括運動部件重量、離心力、動態力(加速/減速)以及皮帶或齒輪傳動產生的力。

1.1 純徑向負載 (Pure Radial Load)

當外力垂直於軸線作用時:

徑向負載 Case 1

負載分佈 Case 1

徑向負載 Case 2

負載分佈 Case 2

徑向負載公式:

Fr = Qr / 2

(假設負載位於兩軸承正中央)

1.2 複合負載 (Combined Loads)

當外力 Q 以角度 β 作用時,必須將其分解為徑向分量 (Qr) 和軸向分量 (Qa)。

複合負載分解
負載分量 分解公式 應用於軸承
徑向分量 Qr Qr = Q · cos β Fr = Qr(雙聯配置)
軸向分量 Qa Qa = Q · sin β Fa = Qa(雙聯配置)

2. 動態當量負載 (Equivalent Dynamic Load, P)

用於計算軸承的額定使用壽命 (L10)。當量負載 P 是將實際的徑向和軸向負載轉換為對壽命影響相同的單一假設負載。

計算公式

軸承類型 公式 (P)
徑向深溝滾珠軸承
(Radial deep groove ball bearings)
P = X · Fr + Y · Fa
推力球軸承
(Axial deep groove ball bearings)
P = Fa

關於係數 X 和 Y:

這些係數取決於比率 Fa / Fr 以及相對軸向負載 f0 · Fa / C0。具體數值請參閱「使用壽命計算」頁面中的係數表。

3. 靜態當量負載 (Equivalent Static Load, P0)

用於校核靜止或極低速運轉(n < 10 rpm)時的軸承負載能力,確保不會發生永久變形。

計算公式

軸承類型 公式 (P0) 係數值
徑向深溝滾珠軸承 P0 = X0 · Fr + Y0 · Fa
⚠️ 若 P0 < Fr,則 P0 = Fr
X0 = 0.6
Y0 = 0.5
推力球軸承 P0 = Fa -

4. 靜態負載安全係數 (Static Load Safety Factor, S0)

靜態安全係數 S0 表示基本額定靜負載 C0 與靜態當量負載 P0 的比值,用於評估安全性。

計算公式:

S0 = C0 / P0

或者用於確定所需的 C0C0 = S0 · P0

S0 推薦值 (Guideline Values)

操作條件 S0 範圍
低要求 (Low requirements)
運轉平穩、無振動
0.5 ... 0.7
正常要求 (Normal requirements)
標準運轉條件、無顯著振動
1.0 ... 1.2
高要求 (High requirements)
衝擊負載、高可信賴性要求
1.5 ... 2.0
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