第三章 滚动轴承
教学目标
1,了解滚动轴承的分类, 结构, 类型, 代号;
2,掌握滚动轴承选择的方法, 能进行寿命计算
等 ;
第一节、滚动轴承的基本结构
2
1
4
3
滚动轴承一般由内圈
1、外圈 2、滚动体 3
和保持架 4组成
滚动轴承的配合
滚动轴承的特点
通常其内圈用来与轴颈配合装配,外圈的
外径用来与轴承座或
机架座孔相配合装配。
有时也有轴承内圈与
轴固定不动、外圈转
动的场合。
滚动轴承的基本结构
依靠主要元件间的滚动接触来支撑转动零件
优点,摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、润滑
简便、互换性好 等。
缺点:抗冲击能力较差,高速时易出现噪声,
工作寿命不及液体摩擦滑动轴承。
滚动轴承的基本结构
滚动轴承的基本类型
按受载方向分
推力轴承
向心轴承 径向载荷
轴向载荷
滚动体是滚动轴承构成中不可省略的关键零件。
按滚动体形状分
滚子轴承
球轴承
常见的滚动体形状如图
非对称球面滚子
球面滚子
圆锥
滚针
圆柱形
球形
滚动轴承的分类依据主要是其所能承受的 载
荷方向 (或公称接触角)和滚动体的种类。
接触角的概念,滚动体和套圈接触处的法线
与轴承径向平面(垂直于轴承轴心线的平面)之间
的夹角 α称为公称接触角。
α越大,则轴承承受轴向载荷的能力就越
大 。 ?
??
? =0 0< ? ≤ 45 ° 45 ° < ? <90 ° ? =90 °
(a) (b) (c) (d)
1、向心轴承,
主要或只能承受径向载荷的滚动轴承,其公称
接触角为 0o~ 45o。向心轴承按公称接触角的不同又
可以分为 0o的向心轴承,如深沟球轴承、圆柱滚子
轴承和滚针轴承等。向心轴承按公称接触角的不同
又可以分为,
深沟球轴承 调心球轴承
调心球轴承实体
调心滚子轴承实体
( 1)径向接触轴承,
公称接触角为 0o的向心轴承,如深沟球轴承、圆
柱滚子轴承和滚针轴承等 。
深沟球轴承 具有摩擦因数小、极限转速高的
优点,并且价格低廉
( 2)向心角接触轴承,
公称接触角在 0o~ 45o的向心轴承,如 角接触球轴
承、圆锥滚子轴承、调心轴承等 。
两种调心轴承在主要承受径向载荷的同时,也可以
承受不大的轴向载荷。其主要特点在于:允许内外圈
轴线有较大的偏斜( 2o~ 3o),因而具有自动调心的
功能,可以适应轴的挠曲和两轴承孔的同轴度误差较
大的情况。
2、推力轴承,
( 1)轴向接触轴承:公称接触角为 90o的推力
轴承,如推力球轴承等。
( 2)推力角接触轴承:单列和双列推力轴承。
公称接触角为 45o到 90o的推力轴承,如推力角
接触轴承等。
按照承受单向轴向力和双向轴向力可以分
为
推力球轴承实体
推力圆柱滚子轴承 单向推力球轴承
3、向心推力轴承,
这类轴承包括角接触球轴承和圆锥滚子轴承,可
以同时承受径向载荷和较大的轴向载荷。
在工程上常用的滚动轴承五类,深沟球轴承、
圆柱滚子轴承、单列推力球轴承、角接触球轴
承和圆锥滚子轴承 。
深沟球轴承实体 圆锥滚子轴承实体
各类轴承的承载性能见教材表格 14-4所列。
圆锥滚子轴承
角接触球轴承
滚动轴承内、外套圈与滚动体之间存在一定
的间隙,因此,内、外套圈可以有相对的位移。
最大的位移量为轴承游隙。
游隙的存在是边界润滑油膜形成的必要条
件,影响轴承的载荷分布、振动、噪声和寿命。
第二节、滚动轴承的代号
滚动轴承的种类很多,而各类轴承又有不
同结构、尺寸和公差等级等,为了表征各类轴
承的不同特点,便于组织生产、管理、选择和
使用,国家标准中规定了滚动轴承代号的表示
方法,由 数字 和 字母 所组成。
滚动轴承的代号有 三个部分代号所组成, 前置代
号, 基本代号 和 后置代号 。
前
置
代
号
基本代号 后置代号(组)
轴
承
类
型
尺
寸
系
列
轴
承
内
径
内
部
结
构
密
封
防
尘
套
圈
变
型
保
持
架
(材
料 )
轴
承
材
料
公
差
等
级
游
隙
配
置
其
它
1,基本代号
基本代号是表示轴承主要特征的基础部分, 也是
我们 应着重掌握的内容, 包括轴承类型, 尺寸系列和
内径 。
类型代号用阿拉伯数字 ( 以下简称数字 ) 或大写
拉丁字母 ( 简称字母 ) 表示, 个别情况下可以省略 。
( 表14-4 )
尺寸系列是是由 轴承的直径系列代号和宽(高)
度系列代号组合而成,用两位数字表示
宽度系列 是指径向轴承或向心推力轴承的结构、
内径和直径都相同,而宽度为一系列不同尺寸,
依 8,0,1……6 次序递增(推力轴承的高度依 7、
9,1,2顺序递增)。
当宽度系列为 0系列时,多数轴承在代号中可
以不予标出(但对调心轴承需要标出)。
直径系列 表示同一类型、相同内径的轴承在外径
和宽度上的变化系列
用基本代号右起第三位数字表示(滚动体尺寸随之
增大)。即按 7,8,9,0,1,……5 顺序外径尺寸
增大,如图所示。
内径代号是用两位数字表示轴承的内径:内径
d=10~ 480mm的轴承内径表示方法见下表 (用基
本代号右起第一、二两位数字表示)
内径代号 00 01 02 03 04~ 96
轴承内径
( mm) 10 12 15 17 代号数 × 5
2、前置代号、后置代号
前置代号用字母表示,用以说明成套轴承部件
的特点,一般轴承无需作此说明,则前置代号可以
省略。
? 例如 LN207:表示( 0) 2尺寸系列的单
列圆柱滚子轴承的可分离外圈。
后置代号用字母和字母 — 数字的组合来表示,其
含义见轴承代号表格所示。
( 1)内部结构代号
代号 含义及示例
C 角接触球轴承 公称接触角 α= 15o 7210C 调心滚子轴承 C型 23122C
AC 角接触球轴承 公称接触角 α= 25o 7210AC
B 角接触球轴承 公称接触角 α= 45o 7210B 圆锥滚子轴承 接触角加大 32310B
E 加强型 ( 即内部结构设计改进, 增大轴承承载能力 )N207E
( 2)轴承公差代号
代号
含义和示例 新标准
GB/T272- 93
原标准
GB272- 88
/P0 G 公差等级符合标准规定的 0级, 代号中省略不标 6203
/P6 E 公差等级符合标准中的 6级 6203/P6
/P6X EX 公差等级符合标准中的 6X级 6203/P6X
P5 D 公差等级符合标准中的 5级 6203/P5
P4 C 公差等级符合标准中的 4级 6203/P4
P2 B 公差等级符合标准中的 2级 6203/P2
其精度等级按上表中的顺序依次提高。
【 例 】 说明 62303,72211AC,LN308/P6x及
59220的含义。
【 解 】
62303为深沟球轴承,尺寸系列 23(宽度系列 2,
直径系列 3)内径 17mm,精度 P0级。
72211AC为角接触球轴承,尺寸系列 22(宽度
系列 2,直径系列 2),内径 55mm,接触角
α=25°,精度 P0级。
LN308/P6x为单列圆柱滚子轴承,可分离外
圈,尺寸系列( 0) 3(宽度系列 0,直径系
列 3),内径 40mm,精度 P6x级。
59220为推力球轴承,尺寸系列 92(高度系
列 9,直径系列 2)内径 100mm,精度 P0级。
第三节、滚动轴承的选择
? 滚动轴承的选择包括类型选择、精度选择和尺
寸选择。
? 选择类型必须依据各类轴承的特性。包括轴承
的工作载荷、转速、轴的刚度及其他要求。
1、类型选择
旋转精度要求较高
转速较高
工作载荷小
球轴承
载荷较大或有冲击载荷
滚子轴承
转速较低
深沟球轴承
同时承受轴向和径向载荷
以轴向载荷为主
向心角接触轴承
同时承受轴向和径向载荷
双向载荷都较大时
推力轴承和向心轴
承组合的支承结构
轴向载荷比径向载荷大
轴向变形小
调心轴承
跨距较大
多支点轴
便于安装、拆卸和调整轴承游隙选用 圆锥滚子轴
承
从经济性角度考虑,球轴承比滚子轴承价廉;
有特殊结构的轴承比普通的轴承贵。
2、精度选择
同型号的轴承,精度越高,价格也越高。
一般机械传动宜选用普通级( P0)精度
3、尺寸选择
根据轴颈直径,初步选择适当的轴承型号,然后
根据第 6节介绍的方法进行轴承寿命计算或静强度计
算。
第四节、滚动轴承的动载荷计算和静强
度计算
1、疲劳点蚀, 在安装、润滑、维护良好
的条件下,滚动轴承的正常失效形式是滚
动体或内、外圈滚道上受变应力作用发生
点蚀破坏
滚动轴承应按额定动载荷进行寿命计算
一、失效形式及计算准则
2、塑性变形
过大的静载荷或冲击载荷会使套圈滚道与
滚动体接触处产生较大的局部应力,发生塑性
变形,
因此,低速重
载的滚动轴承应进
行静强度计算,
3,其它形式的破坏
在特殊情况下也会发生其它形式的破坏,例
如:润滑不良造成的磨损甚至胶合、压凹、烧伤、
断裂等等。
因此,除了进行寿命计算外,还要校核极限
转速。
轴承的寿命就是, 滚动轴承在点蚀破坏前所
经历的转数(以 106r为单位)或小时数 。
1,轴承寿命
2,轴承寿命计算
基本定额的寿命与承受的载荷有关。
二、滚动轴承的寿命计算
L(x106r)
C
P(KN)
1 5 10 0
P
з
L=常数
( 疲劳曲线 )
载荷P与寿命L的关系曲线
标准规定了 基本额定寿命,
一组在相同条件下运转的近于相同的轴承,按有
10%的轴承发生点蚀破坏,而其余 90%的轴承未发生点
蚀破坏前的转数 L10(以 106r为单位)或工作小时数
Lh。
以轴承的基本额定寿命为计算依据时,轴承的
失效概率为 10%,而可靠度为 90%。
基本额定动载荷, 是指轴承的基本额定寿命
恰好为 106r时,轴承所能承受的载荷值。用C表示。
对于向心及向心推力轴承指的是径向力(径向
载荷)。
对于推力轴承指的是轴向力。
L(x106r)
C
P(KN
)
1 5 10 0
P
з
L=常数
??? CLPLP ??? ?2211
?
?
?
?
?
?
??
P
C
L
( 106r)
?
?
?
??
?
??
P
C
n
L h
60
10 6
(小时) 对于球轴承 ε =3;
对于滚子轴承 ε =10/3。
寿命计算
基本额定动载荷C是在一定条件下确定的。
若作用的实际载荷不一样,必须将实际载荷折算
成与条件匹配的载荷,在此载荷的作用下,轴承的
寿命与实际载荷作用下的寿命相同,这种假想载荷
称为当量动载荷。
3、当量动载荷P的计算
P=Kp(XFr +YFa)
其中,X— 径向系数; Y— 轴向系数
其选择按 和 两种情况由教
材表中 p265查取。
e Fr Fa ? e Fr Fa ?
轴承转速很低、基本不转或摆动,主要
失效形式为 塑性变形 时,必须进行静强度计算。
另外 转速较高 但 承受重载或冲击载荷 的轴承
也需要进行静强度计算。
三、滚动轴承的静强度计算
1)基本额定静载荷 C 0
0 2)当量静载荷 P
轴承承受最大载荷滚动体与滚道接触中心处的接
触应力等于某一定值时的假想静载荷。
在承受最大载荷滚动体与滚道接触中心处,引
起与实际载荷条件下相当的接触应力时的假想静
载荷。
P =X F +Y F 0 r a 0 0
3)静强度计算公式,
C ≥S P 0 0 0
工作条件 S0
旋转精度和平稳性要求高或受强烈冲击载荷 1.2~2.5
一般情况 0.8~1.2
旋转精度低,允许摩擦力较大,没有冲击振动 0.5~0.8
静强度安全系数
教学目标
1,了解滚动轴承的分类, 结构, 类型, 代号;
2,掌握滚动轴承选择的方法, 能进行寿命计算
等 ;
第一节、滚动轴承的基本结构
2
1
4
3
滚动轴承一般由内圈
1、外圈 2、滚动体 3
和保持架 4组成
滚动轴承的配合
滚动轴承的特点
通常其内圈用来与轴颈配合装配,外圈的
外径用来与轴承座或
机架座孔相配合装配。
有时也有轴承内圈与
轴固定不动、外圈转
动的场合。
滚动轴承的基本结构
依靠主要元件间的滚动接触来支撑转动零件
优点,摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、润滑
简便、互换性好 等。
缺点:抗冲击能力较差,高速时易出现噪声,
工作寿命不及液体摩擦滑动轴承。
滚动轴承的基本结构
滚动轴承的基本类型
按受载方向分
推力轴承
向心轴承 径向载荷
轴向载荷
滚动体是滚动轴承构成中不可省略的关键零件。
按滚动体形状分
滚子轴承
球轴承
常见的滚动体形状如图
非对称球面滚子
球面滚子
圆锥
滚针
圆柱形
球形
滚动轴承的分类依据主要是其所能承受的 载
荷方向 (或公称接触角)和滚动体的种类。
接触角的概念,滚动体和套圈接触处的法线
与轴承径向平面(垂直于轴承轴心线的平面)之间
的夹角 α称为公称接触角。
α越大,则轴承承受轴向载荷的能力就越
大 。 ?
??
? =0 0< ? ≤ 45 ° 45 ° < ? <90 ° ? =90 °
(a) (b) (c) (d)
1、向心轴承,
主要或只能承受径向载荷的滚动轴承,其公称
接触角为 0o~ 45o。向心轴承按公称接触角的不同又
可以分为 0o的向心轴承,如深沟球轴承、圆柱滚子
轴承和滚针轴承等。向心轴承按公称接触角的不同
又可以分为,
深沟球轴承 调心球轴承
调心球轴承实体
调心滚子轴承实体
( 1)径向接触轴承,
公称接触角为 0o的向心轴承,如深沟球轴承、圆
柱滚子轴承和滚针轴承等 。
深沟球轴承 具有摩擦因数小、极限转速高的
优点,并且价格低廉
( 2)向心角接触轴承,
公称接触角在 0o~ 45o的向心轴承,如 角接触球轴
承、圆锥滚子轴承、调心轴承等 。
两种调心轴承在主要承受径向载荷的同时,也可以
承受不大的轴向载荷。其主要特点在于:允许内外圈
轴线有较大的偏斜( 2o~ 3o),因而具有自动调心的
功能,可以适应轴的挠曲和两轴承孔的同轴度误差较
大的情况。
2、推力轴承,
( 1)轴向接触轴承:公称接触角为 90o的推力
轴承,如推力球轴承等。
( 2)推力角接触轴承:单列和双列推力轴承。
公称接触角为 45o到 90o的推力轴承,如推力角
接触轴承等。
按照承受单向轴向力和双向轴向力可以分
为
推力球轴承实体
推力圆柱滚子轴承 单向推力球轴承
3、向心推力轴承,
这类轴承包括角接触球轴承和圆锥滚子轴承,可
以同时承受径向载荷和较大的轴向载荷。
在工程上常用的滚动轴承五类,深沟球轴承、
圆柱滚子轴承、单列推力球轴承、角接触球轴
承和圆锥滚子轴承 。
深沟球轴承实体 圆锥滚子轴承实体
各类轴承的承载性能见教材表格 14-4所列。
圆锥滚子轴承
角接触球轴承
滚动轴承内、外套圈与滚动体之间存在一定
的间隙,因此,内、外套圈可以有相对的位移。
最大的位移量为轴承游隙。
游隙的存在是边界润滑油膜形成的必要条
件,影响轴承的载荷分布、振动、噪声和寿命。
第二节、滚动轴承的代号
滚动轴承的种类很多,而各类轴承又有不
同结构、尺寸和公差等级等,为了表征各类轴
承的不同特点,便于组织生产、管理、选择和
使用,国家标准中规定了滚动轴承代号的表示
方法,由 数字 和 字母 所组成。
滚动轴承的代号有 三个部分代号所组成, 前置代
号, 基本代号 和 后置代号 。
前
置
代
号
基本代号 后置代号(组)
轴
承
类
型
尺
寸
系
列
轴
承
内
径
内
部
结
构
密
封
防
尘
套
圈
变
型
保
持
架
(材
料 )
轴
承
材
料
公
差
等
级
游
隙
配
置
其
它
1,基本代号
基本代号是表示轴承主要特征的基础部分, 也是
我们 应着重掌握的内容, 包括轴承类型, 尺寸系列和
内径 。
类型代号用阿拉伯数字 ( 以下简称数字 ) 或大写
拉丁字母 ( 简称字母 ) 表示, 个别情况下可以省略 。
( 表14-4 )
尺寸系列是是由 轴承的直径系列代号和宽(高)
度系列代号组合而成,用两位数字表示
宽度系列 是指径向轴承或向心推力轴承的结构、
内径和直径都相同,而宽度为一系列不同尺寸,
依 8,0,1……6 次序递增(推力轴承的高度依 7、
9,1,2顺序递增)。
当宽度系列为 0系列时,多数轴承在代号中可
以不予标出(但对调心轴承需要标出)。
直径系列 表示同一类型、相同内径的轴承在外径
和宽度上的变化系列
用基本代号右起第三位数字表示(滚动体尺寸随之
增大)。即按 7,8,9,0,1,……5 顺序外径尺寸
增大,如图所示。
内径代号是用两位数字表示轴承的内径:内径
d=10~ 480mm的轴承内径表示方法见下表 (用基
本代号右起第一、二两位数字表示)
内径代号 00 01 02 03 04~ 96
轴承内径
( mm) 10 12 15 17 代号数 × 5
2、前置代号、后置代号
前置代号用字母表示,用以说明成套轴承部件
的特点,一般轴承无需作此说明,则前置代号可以
省略。
? 例如 LN207:表示( 0) 2尺寸系列的单
列圆柱滚子轴承的可分离外圈。
后置代号用字母和字母 — 数字的组合来表示,其
含义见轴承代号表格所示。
( 1)内部结构代号
代号 含义及示例
C 角接触球轴承 公称接触角 α= 15o 7210C 调心滚子轴承 C型 23122C
AC 角接触球轴承 公称接触角 α= 25o 7210AC
B 角接触球轴承 公称接触角 α= 45o 7210B 圆锥滚子轴承 接触角加大 32310B
E 加强型 ( 即内部结构设计改进, 增大轴承承载能力 )N207E
( 2)轴承公差代号
代号
含义和示例 新标准
GB/T272- 93
原标准
GB272- 88
/P0 G 公差等级符合标准规定的 0级, 代号中省略不标 6203
/P6 E 公差等级符合标准中的 6级 6203/P6
/P6X EX 公差等级符合标准中的 6X级 6203/P6X
P5 D 公差等级符合标准中的 5级 6203/P5
P4 C 公差等级符合标准中的 4级 6203/P4
P2 B 公差等级符合标准中的 2级 6203/P2
其精度等级按上表中的顺序依次提高。
【 例 】 说明 62303,72211AC,LN308/P6x及
59220的含义。
【 解 】
62303为深沟球轴承,尺寸系列 23(宽度系列 2,
直径系列 3)内径 17mm,精度 P0级。
72211AC为角接触球轴承,尺寸系列 22(宽度
系列 2,直径系列 2),内径 55mm,接触角
α=25°,精度 P0级。
LN308/P6x为单列圆柱滚子轴承,可分离外
圈,尺寸系列( 0) 3(宽度系列 0,直径系
列 3),内径 40mm,精度 P6x级。
59220为推力球轴承,尺寸系列 92(高度系
列 9,直径系列 2)内径 100mm,精度 P0级。
第三节、滚动轴承的选择
? 滚动轴承的选择包括类型选择、精度选择和尺
寸选择。
? 选择类型必须依据各类轴承的特性。包括轴承
的工作载荷、转速、轴的刚度及其他要求。
1、类型选择
旋转精度要求较高
转速较高
工作载荷小
球轴承
载荷较大或有冲击载荷
滚子轴承
转速较低
深沟球轴承
同时承受轴向和径向载荷
以轴向载荷为主
向心角接触轴承
同时承受轴向和径向载荷
双向载荷都较大时
推力轴承和向心轴
承组合的支承结构
轴向载荷比径向载荷大
轴向变形小
调心轴承
跨距较大
多支点轴
便于安装、拆卸和调整轴承游隙选用 圆锥滚子轴
承
从经济性角度考虑,球轴承比滚子轴承价廉;
有特殊结构的轴承比普通的轴承贵。
2、精度选择
同型号的轴承,精度越高,价格也越高。
一般机械传动宜选用普通级( P0)精度
3、尺寸选择
根据轴颈直径,初步选择适当的轴承型号,然后
根据第 6节介绍的方法进行轴承寿命计算或静强度计
算。
第四节、滚动轴承的动载荷计算和静强
度计算
1、疲劳点蚀, 在安装、润滑、维护良好
的条件下,滚动轴承的正常失效形式是滚
动体或内、外圈滚道上受变应力作用发生
点蚀破坏
滚动轴承应按额定动载荷进行寿命计算
一、失效形式及计算准则
2、塑性变形
过大的静载荷或冲击载荷会使套圈滚道与
滚动体接触处产生较大的局部应力,发生塑性
变形,
因此,低速重
载的滚动轴承应进
行静强度计算,
3,其它形式的破坏
在特殊情况下也会发生其它形式的破坏,例
如:润滑不良造成的磨损甚至胶合、压凹、烧伤、
断裂等等。
因此,除了进行寿命计算外,还要校核极限
转速。
轴承的寿命就是, 滚动轴承在点蚀破坏前所
经历的转数(以 106r为单位)或小时数 。
1,轴承寿命
2,轴承寿命计算
基本定额的寿命与承受的载荷有关。
二、滚动轴承的寿命计算
L(x106r)
C
P(KN)
1 5 10 0
P
з
L=常数
( 疲劳曲线 )
载荷P与寿命L的关系曲线
标准规定了 基本额定寿命,
一组在相同条件下运转的近于相同的轴承,按有
10%的轴承发生点蚀破坏,而其余 90%的轴承未发生点
蚀破坏前的转数 L10(以 106r为单位)或工作小时数
Lh。
以轴承的基本额定寿命为计算依据时,轴承的
失效概率为 10%,而可靠度为 90%。
基本额定动载荷, 是指轴承的基本额定寿命
恰好为 106r时,轴承所能承受的载荷值。用C表示。
对于向心及向心推力轴承指的是径向力(径向
载荷)。
对于推力轴承指的是轴向力。
L(x106r)
C
P(KN
)
1 5 10 0
P
з
L=常数
??? CLPLP ??? ?2211
?
?
?
?
?
?
??
P
C
L
( 106r)
?
?
?
??
?
??
P
C
n
L h
60
10 6
(小时) 对于球轴承 ε =3;
对于滚子轴承 ε =10/3。
寿命计算
基本额定动载荷C是在一定条件下确定的。
若作用的实际载荷不一样,必须将实际载荷折算
成与条件匹配的载荷,在此载荷的作用下,轴承的
寿命与实际载荷作用下的寿命相同,这种假想载荷
称为当量动载荷。
3、当量动载荷P的计算
P=Kp(XFr +YFa)
其中,X— 径向系数; Y— 轴向系数
其选择按 和 两种情况由教
材表中 p265查取。
e Fr Fa ? e Fr Fa ?
轴承转速很低、基本不转或摆动,主要
失效形式为 塑性变形 时,必须进行静强度计算。
另外 转速较高 但 承受重载或冲击载荷 的轴承
也需要进行静强度计算。
三、滚动轴承的静强度计算
1)基本额定静载荷 C 0
0 2)当量静载荷 P
轴承承受最大载荷滚动体与滚道接触中心处的接
触应力等于某一定值时的假想静载荷。
在承受最大载荷滚动体与滚道接触中心处,引
起与实际载荷条件下相当的接触应力时的假想静
载荷。
P =X F +Y F 0 r a 0 0
3)静强度计算公式,
C ≥S P 0 0 0
工作条件 S0
旋转精度和平稳性要求高或受强烈冲击载荷 1.2~2.5
一般情况 0.8~1.2
旋转精度低,允许摩擦力较大,没有冲击振动 0.5~0.8
静强度安全系数