動(dòng)載荷計(jì)算概述

1、第 章滾動(dòng)軸承第1節(jié)概述1. 內(nèi)圈2. 外圈3. 滾動(dòng)體4. 保持架邊界 混合m/p滑動(dòng)摩擦特性曲線一. 構(gòu)造二. 特點(diǎn)1摩擦力矩小且穩(wěn)定，易啟動(dòng)。2. 軸向?qū)挾刃?，結(jié)構(gòu)緊湊。3. 能同時(shí)承受軸向力和徑向力。 4易潤(rùn)滑。5. 可消除徑向間隙。6. 批量生產(chǎn)成本低。7. 對(duì)軸的材料和熱處理要求低。8. 承受沖擊載荷能力差。9. 壽命短。10. 振動(dòng)、噪聲大。11. 徑向尺寸大。12. 不能剖分。第2節(jié) 滾動(dòng)軸承的主要類型及代號(hào).滾動(dòng)軸承的類型1. 按軸承構(gòu)成分2. 按軸承受力分3. 按接觸情況分.滾動(dòng)軸承的代號(hào)前置代號(hào)表示軸承分部件基本代號(hào)五四三-二二一一類 型 代 號(hào)尺寸系 列代號(hào)內(nèi)徑系列代號(hào)

2、寬 度 系 列 代 號(hào)直 徑 系 列 代 號(hào)后置代號(hào)表示軸承結(jié)構(gòu)公差精度等直徑系列代號(hào)代號(hào)000102030499內(nèi)徑101215175代代號(hào)3.派生軸向力的計(jì)算圓錐滾子軸承角接觸球軸承7OOOC(g=150)7000AC(g=25)7000B(a=40)S=R/(2Y)S=eRS=0.68RS=1.14R注：1）Y對(duì)應(yīng)A/Re的Y第3節(jié)滾動(dòng)軸承的類型選擇選擇軸承類型時(shí)考慮的因素：二.軸承的轉(zhuǎn)速.軸承的載荷載荷大小、方向是決定軸承類型的重要依據(jù)三.安裝方便性 四軸承的調(diào)心性能第4節(jié)滾動(dòng)軸承的工作情況一. 軸承元件上的載荷分布1 .推力軸承設(shè)軸承受到軸向力 S,則每個(gè)滾動(dòng)體受力：3.失效形式：疲

3、勞點(diǎn)蝕Fi=S/ZFi4.設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則：保證一定的接觸疲勞強(qiáng)度二.向心推力軸承的派生軸向力（附加軸向力）1.派生軸向力的產(chǎn)生R Ni Si S A2向心軸承1）力分布2.軸向力對(duì)接觸情況的影響2）軸承元件上應(yīng)力A/R1.7tan 用A/R=tan 二 A/R=1.25tan2）e由軸承樣本查取未失效軸承數(shù)量%轉(zhuǎn)6-2叩壽的承軸額定壽命球軸承滾子軸承Z33.333第5節(jié)滾動(dòng)軸承的尺寸選擇一. 滾動(dòng)軸承的失效形式及基本額定壽命1. 失效形式滾動(dòng)體或內(nèi)外圈滾道上的疲勞點(diǎn)蝕。2單個(gè)軸承滾動(dòng)軸承的壽命：套圈或滾動(dòng)體發(fā)生疲勞擴(kuò)展之前，一套圈相 對(duì)于另一套圈的轉(zhuǎn)數(shù)。3.滾動(dòng)軸承的基本額定壽命1）滾動(dòng)軸承的壽

4、命分布2）基本額定壽命一定條件下，一組軸承中10%的軸承發(fā)生疲 勞點(diǎn)蝕失效，而90%的軸承不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕失效 前的內(nèi)外圈相對(duì)轉(zhuǎn)數(shù)（106）或工作時(shí)數(shù)二. 滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷1. 載荷和額定壽命的關(guān)系2. 基本額定動(dòng)載荷軸承的基本額定壽命恰好為106轉(zhuǎn)時(shí),軸承所能承受的載荷值 C。3. 額定動(dòng)載荷的修正軸承工作溫度與試驗(yàn)溫度不同時(shí)應(yīng)修正 額定動(dòng)載荷。Ct=ftC三. 滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算公式1. 載荷和額定壽命的關(guān)系2. 壽命計(jì)算公式1）用轉(zhuǎn)數(shù)表示的壽命公式：L10C（106 轉(zhuǎn)）Fa+S2時(shí)， 軸承1放松、2壓緊A1=S1A2=S1-Fab）當(dāng) S1Fa+S2 時(shí)，軸承2放松、A2=S22

5、）反裝（背對(duì)背）a）當(dāng) S2Fa+S1 時(shí)，軸承2放松、A2=S21壓緊A l=S2+Fa2壓緊A2=Sl +Fa1壓緊A l=S2+Fa滾動(dòng)軸承軸向力計(jì)算方法：（a）先計(jì)算Fa、S1、S2,判斷壓緊端和放松端（b）放松端軸向力等于自身派生軸向力，壓緊端軸向力等于除自身派生軸向力外的其它軸向力的代數(shù)和。3）正、反安裝的簡(jiǎn)化畫(huà)法a）正裝反裝fcb）反裝O119六. 滾動(dòng)軸承的靜載荷1. 基本額定靜載荷使受載最大的滾動(dòng)體與軌道接觸中心處的接觸應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)的載荷作為靜強(qiáng)度的界限，稱為基本額定靜載荷，用Co、Coa表示。2. 靜強(qiáng)度的計(jì)算1) 當(dāng)量靜載荷軸承受徑向力 R與軸向力A，則當(dāng)量靜載荷Po

6、=X oR+Y oA2) 靜強(qiáng)度Co _SoPoSo可大于或小于 1七. 不同可靠度時(shí)滾動(dòng)軸承尺寸的選擇可靠度不等于9o%時(shí)軸承基本額定壽命：Ln=Lio可靠度(%)909596979899LnL10L5L4L3L2L1O110.620.530.440.330.21八. 滾動(dòng)軸承例題:例題一：設(shè)某支承根據(jù)工作條件決定選用深溝球軸承。軸承徑向載荷R=55ooN,軸向載荷A=27ooN,軸承轉(zhuǎn)速n=1250r/min，裝軸承處軸頸直徑可在6o70mm范圍內(nèi)選擇，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有輕微沖擊，預(yù)期計(jì)算壽命Lh=5000h，試選擇軸承型號(hào)。分析：型號(hào)C P=fp(XR+YA)、Lh、nX、Y e A/R解：1.

7、求比值：A/R=2700/5500=0.492. 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P=fp(XR+Y A)fp為載荷系數(shù)、查表fp=1.2由軸承樣本查取:X=0.56、暫取 丫=1.5P=1.2 (0.56 5500+1.5 2700)=8556(N)3.計(jì)算基本額定動(dòng)載荷：6 1/ 戸6 1/3C=P(60nLh/10 ) =8556 (60 1250 5000/10 ) =61699(N)4. 由軸承樣本初選軸承5. 驗(yàn)算壽命：6312 :C=62800N、Co=485OON (GB5868-86),1O6C心Lh =1(h)60n iP 丿1) A/Co=27OO/485OO=O.O562)求當(dāng)量動(dòng)載

8、何：P=1.2 (0.56 5500+1.69 2700)=9172(N)3)驗(yàn)算壽命:查取:X=0.56、Y=1.6+(1.8-1.6) (0.07-0.056)/(0.07-0.04)=1.69= 4280 ： Lh(h)106 C ?10662800 t I = I60n iP 丿601250 i 9172 丿6312軸承壽命低于5000Lh，由于尺寸許可，選 6313重新驗(yàn)算(略)例題二根據(jù)工作條件決定在軸的兩端反裝兩個(gè)角接觸球軸 承，如圖所示。已知軸上齒輪受切向力Ft=2200N，徑向力Fr=900N，齒輪分度圓直徑 d=314mm，齒輪 轉(zhuǎn)速n=520r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載

9、荷，軸承預(yù) 期壽命Lh=15000h。設(shè)初選兩個(gè)軸承型號(hào)均為7207C,驗(yàn)算軸承是否達(dá)到預(yù)期計(jì)算壽命的要求。解：1求軸承反力Fr=900NFt=2200NFa=400NQ 1|C200 f3201)徑向反力 Fr=900NFa=400NFt=2200N-200 二320. 200320r*1鉛垂水平鉛垂方向：軸承1.軸承2. 水平反力軸承1.軸承2.徑向合力軸承1.軸承2.2)軸向反力R1v=(200Fr_Fad/2)/(200+320)=(900 200-400 314/2)/520=225.38(N)R2v=FlRw=900-225.38=674.62(N)R1h=(200/(200+32

10、0)F t=200/520 2200=846.12(N)R2H=Ft-R1H=2200-846.15=1353.85(N)22 1/222 1/2R1=(R1V +R1H ) =(225.38 +846.15 ) =875.65(N)1/222 1/2R2=(R2 v +R2H ) =(674.62 +1353.85 ) =1512.62(N)(1)派生軸向力：S=eR由軸承樣本暫取e=0.4S1=0.4R1=0.4 875.65=350.26(N)S2=0.4R2=0.4 1512.62=605.05(N)初算軸向力：向右的力 S1=350.26(N)向左的力 S2+Fa=605.05+40

11、0=1005.05(N)A 1=S2+Fa=1005.05(N)A 2=S2=605.05(N)修正軸向力A1/Co=1OO5.O5/175OO=O.O574A2/Co=6O5.O5/175OO=O.O346由軸承樣本暫取e1=0.429，e2=0.406S1=0.4R1=0.429 875.65=375.65(N)S2=0.4R2=0.406 1512.62=614.12(N)A1=S2+Fa=614.12+400=1014.12(N)A2=S2=614.12(N)ACo=O.O579A 2/Co=O.O351A1/C0、A2/C0與前計(jì)算相差不大，故確定：e1=0.429e2=0.406A

12、1=1014.12(N)A2=614.12(N)2.驗(yàn)算壽命1)當(dāng)量動(dòng)載荷P=fp(XR+Y A)fp為載荷系數(shù)。fp=1.5 由軸承樣本Ai/Ri=1014.12/875.65=1.158e 1=0.429，e2=0.406A 2/R2=614.12/1512.62=0.406=e 2軸承1X 1=0.44，Y 1=1.303軸承2X2=1，Y1=0P1=1.5 (0.44 875.65+1.303 1014.12)=2560.03(N)P2=1.5 (1 1512.62+0 614.12)=2268.93(N)2)驗(yàn)算軸承壽命P1P2，驗(yàn)算軸承1即可。106 = 106 23500 360

13、n J 一 60x520 2560.03 J= 24792.13h Lh(h)所選軸承滿足壽命要求第6節(jié)軸承裝置的設(shè)計(jì)支承部分剛度大、同心度高支承方式要合理軸向固定要可靠1).防止?jié)櫥瑒┩庑埂?).防止外界雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi) 部。四.軸承游隙及軸上零件位置的 調(diào)整五. 滾動(dòng)軸承的配合1. 軸承和座：基軸制2. 軸承和軸：基孔制六. 滾動(dòng)軸承的密封裝置2. 密封的方法1) .接觸式密封2) .非接觸式密封七. 滾動(dòng)軸承的預(yù)緊八. 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑1. 密封的目的滾動(dòng)軸承小結(jié)1.特點(diǎn)3. 失效形式，計(jì)算準(zhǔn)則，基本額定壽命，基本額定動(dòng)載荷4. 當(dāng)量動(dòng)載荷5. 壽命計(jì)算L=106/60n*(C/P) ； -h (球軸承)；三工3 (滾子軸承)6. 角接觸軸承、圓錐滾子軸承派生軸向力計(jì)算；軸向力計(jì)算7. 基本額定靜載荷軸承的組合設(shè)計(jì)：支承形式、軸向固定、定位高度、密封、潤(rùn)滑思考題1. 滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承相比，有哪些特點(diǎn)？2. 滾動(dòng)軸承6312、N216、7207C、32210主要能承受軸向力還是徑向力？?jī)?nèi)徑是多少?3. 什么是滾動(dòng)