液壓克令吊用轉(zhuǎn)盤軸承設(shè)計說明書

1、洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）35T-25M液壓克令吊用轉(zhuǎn)盤軸承的選型計算與設(shè)計摘 要轉(zhuǎn)盤軸承是兩物體之間需作相對回轉(zhuǎn)運動，又需同時承受軸向力、徑向力、傾覆力矩的機械所必需的重要傳動元件。本次設(shè)計通過對轉(zhuǎn)盤軸承安裝部位圖進(jìn)行整體受力分析，畫出受力分析圖，運用工程力學(xué)計算出轉(zhuǎn)盤軸承所承受的最大軸向力和最大傾覆力矩等外負(fù)荷。將計算出的數(shù)據(jù)帶入轉(zhuǎn)盤軸承的承載能力曲線圖從而初步選定轉(zhuǎn)盤軸承型號。然后，計算出轉(zhuǎn)盤軸承壽命載荷系數(shù)，運用轉(zhuǎn)盤軸承壽命載荷系數(shù)帶入經(jīng)驗公式進(jìn)行轉(zhuǎn)盤軸承壽命預(yù)測，并與其額定壽命進(jìn)行比較，從而最終選定轉(zhuǎn)盤軸承型號和其連接螺栓強度等級，確定轉(zhuǎn)盤軸承整體外形尺寸。合理選擇轉(zhuǎn)盤軸承各部分的

2、材料，對轉(zhuǎn)盤軸承各組成零件依次進(jìn)行外形尺寸設(shè)計。之后，根據(jù)轉(zhuǎn)盤軸承現(xiàn)場工作狀況，合理設(shè)計轉(zhuǎn)盤軸承的密封結(jié)構(gòu)并恰當(dāng)選擇密封件材料。最后，繪制轉(zhuǎn)盤軸承整體裝配圖，檢查并修改轉(zhuǎn)盤軸承各部分尺寸參數(shù)。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)盤軸承，軸向力，傾覆力矩，承載能力曲線圖，壽命預(yù)測 The selection and design of computing of 35T-25M hydraulic cranes with a wheel bearing ABSTRACTWheel bearing is between the two objects should be relative to rotary motion,

3、but also need to bear axial force and radial force and overturning moment of the necessary important mechanical transmission components. The figure design of wheel bearing installation positions are the overall stress analysis, draw the stress analysis, using the engineering mechanics to calculate t

4、he wheel bearings on the maximum axial force and overturning moment of substandard of the load. To calculate the carrying capacity of the data into the wheel bearing graph initially selected wheel bearing model. Then, calculate the coefficient of wheel load bearing life, using the rotary bearing lif

5、e load coefficient to the empirical formula for wheel bearing life prediction, and comparing with its rated life, thus finally selected wheel bearing model and its connection bolt strength grade, determine the wheel bearing overall dimension. The rational selection of material, wheel bearing parts o

6、f wheel bearing constituent parts in order to appearance size design. After, according to the field work of turntable bearing condition, reasonable design of wheel bearing seal structure and choose appropriate packing materials. Finally, draw the wheel bearing assembly drawing whole, check and modif

7、y the size parameters of the wheel bearing parts.KEY WORDS: wheel bearing, axial force, overturning moment, carrying capacity curve, life prediction9目錄前言1第1章 緒論21.1 液壓克令吊用轉(zhuǎn)盤軸承概述21.2 轉(zhuǎn)盤軸承的發(fā)展現(xiàn)狀21.3研究轉(zhuǎn)盤軸承的意義3第2章 轉(zhuǎn)盤軸承類型的確定42.1 外負(fù)荷的確定42.2 轉(zhuǎn)盤軸承的選型62.2.1 單排四點接觸式選型計算72.2.2 雙排異徑球式選型計算72.2.3 三排圓柱滾子組合式選型計算72.3

8、 轉(zhuǎn)盤軸承壽命預(yù)測10第3章 轉(zhuǎn)盤軸承材料113.1 轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)外圈和滾動體材料113.1.1 轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)外圈材料113.1.2 轉(zhuǎn)盤軸承滾動體材料123.2 轉(zhuǎn)盤軸承保持架材料12第4章 轉(zhuǎn)盤軸承的設(shè)計144.1 轉(zhuǎn)盤軸承的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)144.2 安裝螺栓的強度計算144.2.1 靜強度計算154.2.2 疲勞強度計算164.3 內(nèi)齒圈計算174.3.1 內(nèi)齒圈外形尺寸計算174.3.2 內(nèi)齒圈齒的計算184.4 第一外圈計算184.5 第二外圈計算194.6 圓柱滾子計算194.6.1 滾子修緣與凸度計算204.7 主推力滾道保持架計算214.8 反推力滾道保持架計算22第5章 轉(zhuǎn)盤軸承的

9、潤滑和密封235.1 轉(zhuǎn)盤軸承的潤滑裝置的選用235.2 轉(zhuǎn)盤軸承的潤滑脂的選用245.3 轉(zhuǎn)盤軸承的密封24結(jié)論26謝 辭27參考文獻(xiàn)28外文資料翻譯30前言 轉(zhuǎn)盤軸承將機器的上部和下部連接起來，用以支承上部的重量和工作負(fù)荷，并使上部能相對下部旋轉(zhuǎn)。而船用吊車用轉(zhuǎn)盤軸承安裝在吊車塔身底部，內(nèi)圈下端面與焊接在船甲板上的固定基柱通過螺栓連接，外圈上端面與吊車塔身通過螺栓連接。船用吊車工作時通過回轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動回轉(zhuǎn)小齒輪與轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)齒圈嚙合，實現(xiàn)外圈旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)船用吊車的正?；剞D(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤軸承和普通軸承一樣，都有滾動體和帶滾道的滾圈。但是，它與普通軸承相比，又有很多差異，主要的有以下幾點：（1） 轉(zhuǎn)盤軸

10、承的尺寸都很大，其直徑通常在0.410米，有的竟達(dá)40米。（2） 轉(zhuǎn)盤軸承一般都要承受幾個方面的負(fù)荷，不僅要承受軸向力、徑向力，還要承受較大的傾覆力矩。因此，一套轉(zhuǎn)盤軸承往往起幾套普通軸承的作用。（3） 轉(zhuǎn)盤軸承的運轉(zhuǎn)速度很低，通常在10轉(zhuǎn)/分以下。此外，在多數(shù)場合下，轉(zhuǎn)盤軸承不作連續(xù)回轉(zhuǎn)，而僅僅在一定角度內(nèi)往返旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于所謂的“擺動軸承”。（4） 在制造工藝、材料及熱處理等方面，轉(zhuǎn)盤軸承與滾動軸承有很大差別。（5） 轉(zhuǎn)盤軸承上帶有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的齒圈以及防塵用的密封裝置。（6） 轉(zhuǎn)盤軸承的尺寸很大，不像普通軸承那樣套在心軸上并裝在軸承箱內(nèi)，而是采用螺釘將其緊固在上、下支座上。轉(zhuǎn)盤軸承行業(yè)在我國已

11、經(jīng)歷了30余年的發(fā)展，目前已具備了轉(zhuǎn)盤軸承的設(shè)計、制造和測試的綜合開發(fā)能力轉(zhuǎn)盤軸承的結(jié)構(gòu)型式和規(guī)格尺寸，選用正確與否矗接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)效益不合理的選用甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量事故所以應(yīng)重視合理選用轉(zhuǎn)盤軸承，避免盲目使用，確保使用可靠性 第1章 緒論1.1 液壓克令吊用轉(zhuǎn)盤軸承概述克令吊是外來詞，英文是crane ， 又稱船用吊機、船用起重機，是船上的一種大甲板機械，它是一種船舶裝卸貨物的設(shè)備，液壓克令吊是船舶上普遍使用的一種裝卸貨設(shè)備。而轉(zhuǎn)盤軸承是一種能夠同時承受較大的軸向負(fù)荷、徑向負(fù)荷和傾覆力矩等綜合載荷，集支承、旋轉(zhuǎn)、傳動、固定等多種功能于一身的特殊結(jié)構(gòu)的大型軸承。一般情況

12、下，轉(zhuǎn)盤軸承自身均帶有安裝孔、潤滑油和密封裝置，可以滿足各種不同工況條件下工作的各類主機的不同需求；另一方面，轉(zhuǎn)盤軸承本身具有結(jié)構(gòu)緊湊、引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)方便、安裝簡便和維護(hù)容易等特點，被廣泛用于起重運輸機械、采掘機、建筑工程機械、港口機械、風(fēng)力發(fā)電、醫(yī)療設(shè)備、雷達(dá)和導(dǎo)彈發(fā)射架等大型回轉(zhuǎn)裝置上。簡單來說克令吊用轉(zhuǎn)盤軸承即船用轉(zhuǎn)盤軸承。轉(zhuǎn)盤軸承絕大多數(shù)都是在偏心載荷下工作,因此除承受軸向載荷、徑向載荷外, 還必須克服傾覆力矩的作用, 如工程機械、建筑機械中的起重機和挖掘機的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤軸承的作用是支承船用吊車和傳遞扭矩，主要承受軸向力與傾覆力矩。為使主機結(jié)構(gòu)支承, 在上述載荷的作用下應(yīng)能滿足支承回轉(zhuǎn)、固定及強

13、度的綜合性能。緊湊，軸承直徑和高度與正常產(chǎn)品相比要小很多，而且不設(shè)置配重，其傾覆力矩可達(dá)到軸向力的18倍，兩者的比值基本上在14918之間。目前最常用的結(jié)構(gòu)為單排四點接觸式轉(zhuǎn)盤軸承、雙排異徑球轉(zhuǎn)盤軸承和三排圓柱滾子組合轉(zhuǎn)盤軸承。1.2 轉(zhuǎn)盤軸承的發(fā)展現(xiàn)狀我國轉(zhuǎn)盤軸承行業(yè)已有三、四十年的歷史，它從無到有，從小到大，逐步走向成熟，目前已具備了滿足各類主機需要的轉(zhuǎn)盤軸承的設(shè)計、制造、測試的綜合開發(fā)能力，為主機行業(yè)的發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)。特別是馬鞍山回轉(zhuǎn)支承廠，自1984年與建設(shè)部北京建筑機械綜合研究所合作，成功地開發(fā)出80年代國際先進(jìn)水平的單排球式轉(zhuǎn)盤軸承后，打破了我國轉(zhuǎn)盤軸承行業(yè)以3片式交叉滾柱和

14、雙排球式為主的落后局面，大大縮小了與發(fā)達(dá)國家之間的差距，帶動了我國轉(zhuǎn)盤軸承行業(yè)的迅速發(fā)展。近年來，國內(nèi)已開始設(shè)計和制造三排滾珠式、三排滾錐式轉(zhuǎn)盤軸承。洛陽軸承廠、徐州軸承廠和馬鞍山回轉(zhuǎn)支承廠現(xiàn)在都進(jìn)行轉(zhuǎn)盤軸承專業(yè)化生產(chǎn)。國外，轉(zhuǎn)盤軸承由軸承公司進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，各公司都有自己的型式、尺寸系列。主要生產(chǎn)公司有：聯(lián)邦德國的羅特愛德（ROTHE ERDE ）公司和FAG公司；法國的RKS公司； 英國的泰泊雷克斯（TAPEREX ）公司；日本的NSK 、KOYO 公司以及美國、蘇聯(lián)、德國的一些公司和工廠。1.3研究轉(zhuǎn)盤軸承的意義我國轉(zhuǎn)盤軸承產(chǎn)品的發(fā)展起步較晚,到70年代末80年代初才有一定的規(guī)模。起初，

15、市場上用量最大的是單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承，而且滾道直徑在5001500mm之間的占其中的絕大部分；如今，隨著工程機械、特種車和工業(yè)機器人等的發(fā)展，轉(zhuǎn)盤軸承產(chǎn)品在需求量日益增大的同時，對產(chǎn)品的質(zhì)量、創(chuàng)新性提出了更高的要求。目前，船用吊車通過近二十年的國外技術(shù)引進(jìn)和消化，在國內(nèi)已形成了系列化生產(chǎn)，除普通克令吊外，目前瘦身型克令吊、雙起吊型克令吊、軟管吊型克令吊也已系列生產(chǎn)。但船用吊車的配套件2003年前多由國外進(jìn)口，特別是回轉(zhuǎn)機構(gòu)中連接旋轉(zhuǎn)塔身和固定基柱的轉(zhuǎn)盤軸承。而在船舶、挖掘機等重型機械上轉(zhuǎn)盤軸承的應(yīng)用又非常廣泛。因此，研究轉(zhuǎn)盤軸承對我國重型機械的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。第2章 轉(zhuǎn)盤軸承類型的確

16、定2.1 外負(fù)荷的確定作用在轉(zhuǎn)盤軸承的負(fù)荷主要包括：總軸向力、總傾覆力矩和在力矩M作用平面中的總徑向力。而由于轉(zhuǎn)盤軸承工作條件復(fù)雜，在計算上述諸力時要考慮動載荷、沖擊及負(fù)荷頻率等因素的影響，這些因素對轉(zhuǎn)盤軸承的強度和壽命往往有很大的影響，現(xiàn)取使用條件系數(shù)=1.2（表2-1），現(xiàn)運用工程力學(xué)的方法對轉(zhuǎn)盤軸承的安裝部位圖進(jìn)行受力分析，畫出受力分析圖（如圖2-1），計算轉(zhuǎn)盤軸承所承受的外負(fù)荷。圖2-1 轉(zhuǎn)盤軸承受力分析圖最大軸向力：最大傾覆力矩：最大徑向力： 式中：使用條件系數(shù)=1.2 克令吊除底座外的自重W=244900N 克令吊電機及冷凝系統(tǒng)等附件的質(zhì)量 吊臂自重=122100N 吊鉤裝置=18

17、000N 最大起吊重量=350000N 吊臂長=25m 吊臂質(zhì)點距轉(zhuǎn)盤軸承中心的距離=12.56m 電機等附件距轉(zhuǎn)盤軸承中心的距離=0.1m表2-1 使用條件系數(shù)（）工作類型機器舉例系數(shù)值輕工作堆料機、汽車起重機、輪胎起重機1.0-1.2中工作塔式起重機、船用起重機1.1-1.3重工作抓斗起重機、港口起重機1.3-1.4單斗挖掘機1.4-1.6特重工作斗輪式挖掘機、隧道掘進(jìn)機1.6-2.0常用的轉(zhuǎn)盤軸承類型有單排四點接觸式（如圖2-2）、雙排異徑球式（如圖2-3）和三排圓柱滾子組合式（如圖2-4），應(yīng)分別對這三種轉(zhuǎn)盤軸承進(jìn)行選型計算，按承載能力選出合適的轉(zhuǎn)盤軸承。 圖2-2單排四點接觸式轉(zhuǎn)盤軸

18、承 圖2-3 雙排異徑球式轉(zhuǎn)盤軸承 圖2-4 三排圓柱滾子組合轉(zhuǎn)盤軸承2.2 轉(zhuǎn)盤軸承的選型轉(zhuǎn)盤軸承絕大多數(shù)都是在偏心載荷下工作,因此除承受軸向載荷、徑向載荷外, 還必須克服傾覆力矩的作用, 如工程機械、建筑機械中的起重機和挖掘機的回轉(zhuǎn)支承, 在上述載荷的作用下應(yīng)能滿足支承回轉(zhuǎn)、固定及強度的綜合性能。根據(jù)其承載的情況, 以載荷- 力矩圖的承載曲線作為轉(zhuǎn)盤軸承的選型計算方法是目前普通采用的方法。以下為不同結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)盤軸承的靜載荷計算分析: 按靜態(tài)工況下的靜載荷進(jìn)行選型。2.2.1 單排四點接觸式選型計算1. 當(dāng)承載角時按靜態(tài)工況選型（查表2-2知）： 2. 當(dāng)承載角時按靜態(tài)工況選型（查表2-2知）

19、： 2.2.2 雙排異徑球式選型計算對于雙排異徑球式回轉(zhuǎn)支承選型計算，當(dāng)Fr10%Fa 時，F(xiàn)r 忽略不計。當(dāng)Fr10%Fa 時，必須考慮滾道內(nèi)壓力角的變化。按靜態(tài)工況選型（查表2-2知） 2.2.3 三排圓柱滾子組合式選型計算 1. 靜態(tài)工況選型（查表2-2知） 2. 動態(tài)工況校核壽命（查表2-2知） 表2-2轉(zhuǎn)盤軸承安全系數(shù)根據(jù)上述計算結(jié)果，參照J(rèn)B/T 2300中各結(jié)構(gòu)承載曲線，轉(zhuǎn)盤軸承靜態(tài)載荷及靜態(tài)下受的傾覆力矩的坐標(biāo)點在靜承載曲線曲線1的下方符合要求。靜載荷承載曲線是指轉(zhuǎn)盤軸承滾動體與滾道接觸處達(dá)到許用接觸應(yīng)力時的軸承靜載荷承載能力; 動載荷承載曲線是指轉(zhuǎn)盤軸承承受的徑向載荷不大,

20、回轉(zhuǎn)速度很低, 要求工作精度不高時, 其額定使用壽命為r 的承載能力。曲線1 表示轉(zhuǎn)盤軸承采用42CrMo 材料制造時的靜載荷承載曲線，曲線2 表示額定使用壽命為r 的動載荷承載曲線, 螺釘?shù)臉O限承載曲線表示螺栓的連接長度為螺栓公稱直徑5 倍時,預(yù)應(yīng)力為螺栓材料屈服強度極限70% 時的承載曲線。將上述各計算結(jié)果帶入各類型轉(zhuǎn)盤軸承的承載曲線圖進(jìn)行選型可選出型號為134.50.3150.02的三排圓柱滾子組合式強度達(dá)到且外形尺寸合適，其承載曲線圖如下：圖2-5 13×.50.3150承載能力曲線圖圖2-5中：1線為靜態(tài)承載能力曲線，2線為動態(tài)承載能力曲線；點2為靜態(tài)載荷點，點2為動態(tài)載荷

21、點。2點在靜態(tài)承載能力曲線下方，滿足要求；點2在10.9級螺栓承載能力曲線下方，因此選擇10.9級螺栓可以滿足要求。2.3 轉(zhuǎn)盤軸承壽命預(yù)測 采用轉(zhuǎn)盤軸承動載荷承載曲線預(yù)測轉(zhuǎn)盤軸承的壽命與軸承壽命載荷系數(shù)有關(guān)，而軸承壽命載荷系數(shù)按下式計算： 式中：承載曲線坐標(biāo)原點與動載荷連線在動載荷承載曲線上交 點的軸向載荷，單位： 轉(zhuǎn)盤軸承所承受的最大軸向力，單位：根據(jù)轉(zhuǎn)盤軸承的動載荷承載曲線的定義，按下列公式進(jìn)行預(yù)測轉(zhuǎn)盤軸承使用壽命的計算： 式中：轉(zhuǎn)盤軸承全回轉(zhuǎn)時的使用壽命，單位r； 軸承壽命載荷系數(shù)； 壽命指數(shù)，轉(zhuǎn)盤球軸承；轉(zhuǎn)盤滾子軸承。 由于，所以說算選用轉(zhuǎn)盤軸承滿足要求。第3章 轉(zhuǎn)盤軸承材料3.1

22、轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)外圈和滾動體材料軸承內(nèi)外圈滾道和滾動體在很高的接觸應(yīng)力作用下進(jìn)行相對滾動運動，一般接觸應(yīng)力在10004000MP之間。同時，滾動體和滾道之間還不可避免地存在著少量滑動摩擦和滾動摩擦，滾動體、保持架之間也存在著摩擦。材料是軸承質(zhì)量的基礎(chǔ)，為了使軸承獲得長壽命、持久的高精度和低摩擦，制造軸承套圈和滾動體的材料必須具有以下特點：接觸疲勞強度高、硬度高、耐磨性好、組織穩(wěn)定性好、純潔度高、加工性能好。3.1.1 轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)外圈材料 選材要點：1. 材料的機械性能一定要滿足兩個要求。一個要求是滾道表面要有很高的接觸強度和抗磨損能力及抗剝蝕能力。另一個要求是齒圈的齒部應(yīng)具有高的輪齒強度、沖擊韌性和

23、耐磨性。2. 材料的熱處理工藝性能應(yīng)能滿足要求。由于滾道和齒部一般采用表面淬火，故套圈材料應(yīng)選擇含碳量為0.370.5%的合金調(diào)質(zhì)鋼。 根據(jù)選材要點及以往的回轉(zhuǎn)支承設(shè)計和實際使用情況，套圈材料選用42CrMo-GB3077，其化學(xué)成分及鍛件的力學(xué)性能分別見表3-1和表3-2。表3-1 42CrMo的化學(xué)成分牌號化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）CSiMnCrNiMo42CrMo0.380.450.170.370.500.800.901.200.150.25表3-2 42CrMo鍛件力學(xué)性能 鋼號熱處理狀態(tài)截面尺寸mm力學(xué)性能硬度 0.2(s)%AKDVMJAKU（AKV）JHB42CrMo調(diào)質(zhì)1009

24、01100650125040（35）260101160800950550135040（35）260161250750900500145540（35）2602515006908404601538260501750590740390163826042CrMo鋼是超高強度鋼，具有高強度和韌性,淬透性也較好，無明顯的回火脆性,淬火時變形小,調(diào)質(zhì)處理后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力,低溫沖擊韌度良好,高溫時有高的蠕變強度和持久強度。該鋼通常將調(diào)質(zhì)后表面淬火作為熱處理方案。 3.1.2 轉(zhuǎn)盤軸承滾動體材料從20世紀(jì)初到目前為止，世界各國大多數(shù)滾動軸承都使用含碳量1%左右、含鉻1.5%左右的高碳鉻鋼制造。

25、這種鋼材含合金元素少，價格便宜，淬透性好，熱處理后能得到均勻而穩(wěn)定的顯微組織、高而均勻的硬度、高的接觸疲勞強度和好的耐磨性。我國的高碳鉻軸承鋼主要有GCr4、GCr15和GCr15SiMn等五個牌號，現(xiàn)我們選用使用最多的GCr15作為轉(zhuǎn)盤軸承滾動體的材料。3.2 轉(zhuǎn)盤軸承保持架材料軸承旋轉(zhuǎn)中保持架與滾動體的相互作用一般是不平穩(wěn)的，存在著不斷的碰撞，保持架要收到交變應(yīng)力作用。另外，保持架兜孔與滾動體之間、保持架與套圈引導(dǎo)面之間的相對運動是滑動，存在著滑動摩擦。因此制造保持架的材料應(yīng)具有以下的特性：較好的疲勞強度，硬度比滾動體低且耐磨性好，摩擦系數(shù)小、密度小，加工性能好。保持架材料有金屬材料和非金

26、屬材料。金屬材料主要有：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、石墨鋼、不銹鋼、黃銅和硬鋁等。非金屬材料主要有：酚醛塑料、尼龍6、尼龍66、聚四氟乙烯、聚甲醛等塑料?，F(xiàn)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性等各方面因素選取ZL102作為第一保持架和第二保持架的材料，第三保持架材料選用尼龍1010。12洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第4章 轉(zhuǎn)盤軸承的設(shè)計4.1 轉(zhuǎn)盤軸承的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)第2章選擇的軸承型號查得到軸承的基本結(jié)構(gòu)尺寸如下表：表4-1 134.50.3150.02轉(zhuǎn)盤軸承基本結(jié)構(gòu)尺寸外型尺寸公稱外徑D3432安裝孔尺寸外圈安裝孔分布圓直徑3342齒輪參數(shù)模數(shù)m22公稱內(nèi)徑d2868外圈安裝孔分布圓直徑2958齒寬b180總高

27、H270外圈安裝孔直徑45齒數(shù)Z126結(jié)構(gòu)尺寸油孔個數(shù)8內(nèi)圈安裝螺紋直徑42齒頂圓直徑2758.8外圈高度258安裝螺紋長度L84變位系數(shù)x0.5內(nèi)外圈兩端面高度差h65安裝孔個數(shù)n724.2 安裝螺栓的強度計算 已知數(shù)據(jù)：外圈螺栓分布圓直徑DL=3432mm，螺栓數(shù)目n=72（沿圓周均勻分布）；螺栓直徑d=42mm，螺距P=4.5；螺紋中徑d2=36.57mm，d3螺紋計算直徑d3=34.69mm ；軸向力Fa=808.6kN，傾覆力矩M=12550kN.m4.2.1 靜強度計算轉(zhuǎn)盤軸承安裝螺栓的靜強度應(yīng)滿足約為0.50.7，若超過0.7，則應(yīng)增加螺栓數(shù)目、加大螺栓直徑或改變螺栓材料以滿足0

28、.50.7的要求。受載最大的螺栓上的工作外載荷： 螺紋應(yīng)力面積：螺栓的預(yù)緊力：式中：連接面緊密性安全系數(shù)：取1.52 X基本負(fù)荷系數(shù)：取0.25 螺栓的預(yù)緊應(yīng)力：10.9級螺栓的屈服極限轉(zhuǎn)盤軸承安裝螺栓的靜強度（可用）4.2.2 疲勞強度計算轉(zhuǎn)盤軸承安裝螺栓疲勞強度應(yīng)滿足：螺栓最大計算負(fù)荷：螺紋內(nèi)端面的拉應(yīng)力： 預(yù)緊時螺紋上的摩擦力矩： 螺紋內(nèi)徑斷面最大切應(yīng)力： 最大合成應(yīng)力: 對塑性變形的安全系數(shù)：螺栓循環(huán)變應(yīng)力增幅：疲勞安全系數(shù)： （滿足要求）4.3 內(nèi)齒圈計算4.3.1 內(nèi)齒圈外形尺寸計算 4-1內(nèi)齒圈各部分尺寸代號圖 4.3.2 內(nèi)齒圈齒的計算齒數(shù)：模數(shù):變位系數(shù)：分度圓直徑：齒頂圓直

29、徑：齒根圓直徑：4.4 第一外圈計算4-2 內(nèi)齒圈各部分尺寸代號圖 4.5 第二外圈計算4-3 內(nèi)齒圈各部分尺寸代號圖 4.6 圓柱滾子計算 第一滾子直徑： 第一滾子長度： 第二滾子直徑： 第二滾子長度： 第三滾子直徑： 第三滾子長度：4.6.1 滾子修緣與凸度計算為了提高滾子軸承的承載能力和疲勞壽命，必須從軸承設(shè)計和應(yīng)用兩個方面采取措施減小或消除邊緣應(yīng)力集中。設(shè)計方面常采用的辦法是減小滾子兩端的直徑，采用帶凸度滾子，或者叫做滾子母線修緣，改善滾子型面。也可以在滾子兩端面上挖深穴，增加滾子端部的變形能力，也有采用帶凸度滾道的。理想滾子型面能使應(yīng)力沿接觸線均勻分布，也有人提出了理想型面母線的對數(shù)

30、曲線。本設(shè)計的圓柱滾子采用弧坡修緣，圓心在中心線上。如圖3-1所示：取滾子單面凸度等于滾子與一個滾道之間的彈性趨近量，即?。?式中：滾子與一個滾道之間的彈性趨近量母線修緣長度?。簣A弧半徑近似?。菏街校簼L子有效長度，； 滾子中部直母線部分長度，已知第一滾子 第二滾子 第三滾子將數(shù)據(jù)帶入上述公式可得： 圖4-4 圓心在中心線上的弧坡修緣4.7 主推力滾道保持架計算保持架孔數(shù)：保持架中心徑：單排滾子數(shù)量扇形段數(shù)：扇形每段對應(yīng)的的弦長： 扇形段每段的角度為：扇形段每段對應(yīng)的弧長：滾子兜孔徑向值：滾子兜孔對應(yīng)的角度為： 滾子兜孔對應(yīng)的弧長為：保持架外徑：保持架內(nèi)徑：4.8 反推力滾道保持架計算保持架孔數(shù)

31、：保持架中心徑：單排滾子數(shù)量扇形段數(shù)：扇形每段對應(yīng)的的弦長： 扇形段每段的角度為：扇形段每段對應(yīng)的弧長：滾子兜孔徑向值：滾子兜孔對應(yīng)的角度為： 滾子兜孔對應(yīng)的弧長為：保持架外徑：保持架內(nèi)徑：25 第5章 轉(zhuǎn)盤軸承的潤滑和密封5.1 轉(zhuǎn)盤軸承的潤滑裝置的選用 考慮到轉(zhuǎn)盤軸承尺寸較大軸承潤滑脂的注入量較大且更換不易，應(yīng)選擇注油器或注油槍，而目前市場上較為常見的注油嘴螺紋規(guī)格有M10*1、M8*1、M6*1等幾種，先設(shè)計選擇配套螺紋規(guī)格為M6*1的注油嘴。從而轉(zhuǎn)盤軸承的注脂孔則設(shè)計為Rc1/4的錐度管螺紋，上下兩排均布，每排8個注脂管道，從而達(dá)到快速注脂或快速更換潤滑脂的目的，其潤滑管道結(jié)構(gòu)及位置如

32、下圖4-1：圖5-1 潤滑管道位置結(jié)構(gòu)圖5.2 轉(zhuǎn)盤軸承的潤滑脂的選用使用潤滑脂的目的是為了使軸承滾動面及滑動面間形成一層薄薄的油膜，以防止金屬與金屬直接接觸，從而減少軸承內(nèi)部摩擦及磨損，防止燒粘，滑脂對轉(zhuǎn)盤軸承作用如下：(1) 減少摩擦及磨損；在構(gòu)成軸承的套圈、滾動體及保持架的相互接觸部分，防止金屬接觸，減少摩擦、磨損。 (2)延長疲勞壽命和軸承的轉(zhuǎn)動疲勞壽命，在旋轉(zhuǎn)中，滾動接觸面潤滑良好，則延長。反之，油粘度低，潤滑油膜厚度不好，則縮短。 (3)排出摩擦熱和冷卻：循環(huán)給油法等可以用油排出由摩擦發(fā)生的熱，或由外部傳來的熱，達(dá)到冷卻的效果。防止軸承過熱，防止?jié)櫥妥陨砝匣?(4)其他：還有防

33、止異物侵入軸承內(nèi)部，或防止生銹、腐蝕之效果。 常用的軸承潤滑脂有以硅油作為基油，添加增稠劑、填料及性能改進(jìn)劑配制而成的有機硅硅脂；由天然脂肪酸(硬脂酸或12-羥基硬脂酸)鋰皂，稠化中等粘度的礦物潤滑油或合成潤滑油制成的鋰基潤滑脂；由硬脂酸鋁皂稠化礦物油或合成脂肪酸復(fù)合鋁皂稠化潤滑油制成的鋁基潤滑脂；由經(jīng)表面活性劑處理后的有機膨潤土稠化中粘度或高粘度礦油制成的膨潤土潤滑脂等。在考慮克令吊用轉(zhuǎn)盤軸承在船上潮濕的工作環(huán)境并結(jié)合潤滑脂選用的經(jīng)濟(jì)性等條件，選擇復(fù)合磺酸鈣潤滑脂（SH/T 0371）。其與其他潤滑脂相比，性能十分全面，本身就具有優(yōu)異的高溫性能、抗水性能、極壓抗磨性能和防銹性能，其泵送性能也

34、能夠滿足集中潤滑的需要。在同時具備高溫、多水、重負(fù)荷等苛刻條件下的潤滑效果要明顯優(yōu)于其他潤滑脂。5.3 轉(zhuǎn)盤軸承的密封由于船用吊車用轉(zhuǎn)盤軸承在工作過程中極易受到海水等外物侵蝕，為防止海水進(jìn)入導(dǎo)致轉(zhuǎn)盤軸承提前失效，轉(zhuǎn)盤軸承的密封采用雙唇橡膠密封結(jié)構(gòu)，并用不銹鋼鋼絲緊固在內(nèi)齒圈上（如圖4-2），該結(jié)構(gòu)可有效防止海水的侵蝕，便于更換，密封效果可靠。圖5-2轉(zhuǎn)盤軸承的密封結(jié)構(gòu) 結(jié)論通過對液壓克令吊的安裝部位圖進(jìn)行受力分析計算可得轉(zhuǎn)盤軸承所承受的最大軸向力，最大傾覆力矩，最大軸向力。根據(jù)數(shù)據(jù)對轉(zhuǎn)盤軸承進(jìn)行靜載荷承載能力的選型計算，將結(jié)果分別帶入其承載曲線圖進(jìn)行選型，考慮各方面因素后確定型號為134.50

35、.3150.02的三排圓柱滾子組合轉(zhuǎn)盤軸承最為合適，且可同時確定轉(zhuǎn)盤軸承安裝螺栓的強度等級為10.9級。然后根據(jù)經(jīng)驗公式對轉(zhuǎn)盤軸承進(jìn)行壽命預(yù)測計算，可得其預(yù)測壽命為53573h，其壽命達(dá)到有關(guān)要求，選擇的轉(zhuǎn)盤軸承型號合適。根據(jù)回轉(zhuǎn)支承的機械部標(biāo)準(zhǔn)JB/T2300-1999可查的型號為134.50.3150的三排圓柱滾子組合轉(zhuǎn)盤軸承的主要外形尺寸。按照所選的安裝螺栓的直徑和個數(shù)，對安裝螺栓進(jìn)行靜強度和疲勞強度校核，校核結(jié)果均滿足要求。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文謝 辭首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師宗老師，她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，給了起到了指明燈的作用；她循循善誘的教導(dǎo)和不拘

36、一格的思路給予我無盡的啟迪，讓我很快就感受到了設(shè)計的快樂并融入其中。其次我要感謝同組同學(xué)對我的幫助和指點，沒有他們的幫助和提供資料，沒有他們的鼓勵和加油，這次畢業(yè)設(shè)計就不會如此的順利進(jìn)行。俗話說的好，“磨刀不誤砍柴工”，當(dāng)每次遇到不懂得問題時，我都會第一時間記在本子上面，然后等答疑的時候問宗老師，而宗老師對于我提出來的問題都一一解答，從來都不會因為我的問題稍過簡單加以責(zé)備，而是一再的告誡我做設(shè)計該注意的地方，從課題的選擇到此次設(shè)計的最終完成，宗老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，她真正起到了“傳道授業(yè)解惑疑”的作用，讓人油然而生的敬佩。除此之外，我們組和宗老師還有另外兩個交流途徑：打電話和

37、上網(wǎng)，以便大家第一時間接收到畢業(yè)設(shè)計的最新消息和資料。多少個日日夜夜，宗老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩宗老師的專業(yè)水平外，她治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向宗老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。26參考文獻(xiàn)1 周琳, 謝興會, 陳蓓. 船用吊車用轉(zhuǎn)盤軸承的選型與設(shè)計. 軸承技術(shù), 2008, 10:8-102 徐立民, 陳卓. 回轉(zhuǎn)支承, 合肥: 安徽科學(xué)技術(shù)出版社, 1988:1-1543 回轉(zhuǎn)支承JB/T2300-1999. 北京: 機械科學(xué)研究院, 20004 鄧四二, 賈群義. 滾動軸

38、承設(shè)計原理. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008: 99-1165 成大先,王德夫,姬奎生,韓學(xué)銓.機械設(shè)計手冊（單行本-軸承）.化學(xué)工業(yè)出版社.2004,1:452-4606 楊可楨, 程光蘊, 李仲生. 機械設(shè)計基礎(chǔ), 第五版, 高等教育出版社, 2006:164-1867 蘇立樾, 賀向陽. 轉(zhuǎn)盤軸承的選型計算. 軸承, 2003(4): 6-98 徐立民, 羅世俊, 汪智亭. 回轉(zhuǎn)支承. 工程機械, 1977: 2-49 蘇立樾, 蘇健. 轉(zhuǎn)盤軸承靜載荷承載曲線的創(chuàng)建, 軸承, 2004(6): 1-310 丁厚福, 王立人. 工程材料. 武漢理工大學(xué)出版社, 2001: 45-781

39、1 徐立民, 陳卓, 關(guān)于支承轉(zhuǎn)盤連接螺栓強度計算問題的討論, 工程機械, 1979(4): 21-3512 洛陽軸承研究所譯. 轉(zhuǎn)盤軸承. 國外軸承, 1974(1): 23-3513 劉志強, 李煒, 徐輝. 轉(zhuǎn)盤軸承中連接螺栓的可靠性設(shè)計. 農(nóng)機化研究, 2006(2), 77-7914 洪昌銀. 滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承計算公式的理論推導(dǎo). 國外工程機械, 1980(1): 23-29 15 徐佐宇, 李穎. 轉(zhuǎn)盤軸承接螺栓應(yīng)用分析. 軸承, 2013(5): 11-1316 張亞平, 高聰穎, 李云峰, 李媛媛, 王艷. 轉(zhuǎn)盤軸承安裝孔位置的判定. 軸承, 2013(5): 53-5417

40、 遲永濱. 滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承承載能力計算中需注意的問題. 機械, 2001(5), 68-7518 杜睿, 吳志軍. 單排球式回轉(zhuǎn)支承的承載能力分析. 機械設(shè)計與制造, 2006(9): 6-5919 孫冬梅. 淺談國產(chǎn)回轉(zhuǎn)支承的現(xiàn)狀和發(fā)展方向建設(shè)機械技術(shù)與管理.2001(9): 54-60.20 汪洪, 陳原. 轉(zhuǎn)盤軸承承載能力及額定壽命的計算方法. 軸承, 2008(2): 24-30 33外文資料翻譯滾動軸承振動的產(chǎn)生及其意義1. 介紹 越來越多的關(guān)于減少當(dāng)代機械工業(yè)產(chǎn)品的噪音和振動的要求被表達(dá)出來。這些需求的提出一方面是由于越來越多的關(guān)于噪音的投訴和細(xì)化市場的表現(xiàn),另一方面則是由于其

41、他一系列積極地降低有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所導(dǎo)致,而這些最近預(yù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)允許增加這些機械產(chǎn)品所產(chǎn)生的噪音和振動水平。這些機械產(chǎn)品主要產(chǎn)生噪聲和振動的機械結(jié)構(gòu)部位是滾動軸承。就滾動軸承而言，噪聲和振動經(jīng)常被描述為既聯(lián)系又相似的現(xiàn)象。機器工作而產(chǎn)生噪聲的原因是由滾動軸承振動的結(jié)果。噪聲和振動,都是物理現(xiàn)象,由兩個要素所決定的:振幅和頻率。振幅的特點是振動的信號強度,而振動頻率的特點是單位時間內(nèi)振動重復(fù)的頻率。這篇文章主要分析滾動軸承噪音和振動產(chǎn)生的基本原理及振動和噪聲對正確調(diào)整機械系統(tǒng)的工作狀態(tài)的重要意義。2. 滾動軸承振動產(chǎn)生的原理干擾力量是導(dǎo)致振動運動產(chǎn)生的原因并影響滾動軸承的剛性轉(zhuǎn)子的動態(tài)行為，一般可以分為

42、四類，滾動軸承具體設(shè)計和生產(chǎn)出來的外形（結(jié)構(gòu)振動），軸承元素的微觀和宏觀幾何誤差與（振動的技術(shù)起源）,軸承的損壞元素（振動緣于軸承損傷），負(fù)面環(huán)境影響（振動緣于環(huán)境影響）。第一種干擾力量產(chǎn)生是滾動軸承離散結(jié)構(gòu)的直接后果，這種后果導(dǎo)致軸承各零件相互位置關(guān)系和軸承載荷分布在軸承工作工程中周期性的改變。振動是在軸承設(shè)計過程中為實現(xiàn)特定的功能所直接產(chǎn)生不能避免的結(jié)果，即使在理想情況下制造的滾動元件軸承也不能避免的產(chǎn)生振動。這些振動也被稱為結(jié)構(gòu)性的振動。在其他三種情況下，由于工作表面的各種幾何缺陷而產(chǎn)生生干擾力量，干擾力量源于制造和裝配階段前的開發(fā)階段或者源于在對工作表面磨損的研究階段或者源于否定環(huán)境因

43、素的影響。由于震動產(chǎn)生開發(fā)和生產(chǎn)不完美所導(dǎo)致的的結(jié)果，他們往往可以減少，甚至消除。軸承的結(jié)構(gòu)在所有已知的情況下都會對軸承的振動產(chǎn)生影響。然而，只有在第一種下軸承的具體結(jié)構(gòu)直接引起振動，而在其他情況下軸承的振動是由于技術(shù)錯誤和軸承損傷的因素，以及軸承附近干擾力量的產(chǎn)生。2.1 結(jié)構(gòu)振動 原則上說，滾子振動是由滾動軸承具體結(jié)構(gòu)所引起的，表現(xiàn)在兩個方面：由于內(nèi)部徑向間隙和滾動軸承離散結(jié)構(gòu)的影響，由于接觸變形引起的滾動軸承剛度周期性變化。滾動軸承振動的第一個原因是其離散結(jié)構(gòu)和滾動軸承本身的特性。即，軸承內(nèi)外載荷在軸承工作過程中是不斷變化的，導(dǎo)致軸承座圈產(chǎn)生一定位移的跨越離散，隔離滾動體的保持架與外負(fù)荷

44、方向的相對角度位置也是不斷變化的。滾動體與保持架的位置周期性的發(fā)生細(xì)微的變化，引起滾動軸承內(nèi)外位置也發(fā)生相對變化。因此，軸承內(nèi)部相對外部不斷運動導(dǎo)致軸承工作時不斷振動。內(nèi)部徑向間隙是計劃避免微觀和宏觀幾何因素造成的例如在安裝過程中外負(fù)荷引起的溫升和熱變形等不利影響，同時，它也是振動產(chǎn)生的根本原因。圖1不同組的軸承滾子相對軸承座圈的相對位置圖1中滾動軸承的八個滾動體在滾動體中占據(jù)兩個不同位置。在圖1.a)中負(fù)荷由滾動體1，2，3所承載傳遞，2號滾動體在外部徑向載荷的正對面。在圖1.b)中滾動體1，2，3和4參與外部負(fù)載的承載轉(zhuǎn)移，并對稱地分布在有關(guān)外部徑向載荷兩邊。從圖片中可以顯而易見看到軸承座

45、圈之間的徑向距離是不同的。在如圖1.a)所示位置兩軸承座圈的距離最小。通過滾動體和保持架的轉(zhuǎn)動兩軸承座圈的徑向距離是不斷增加的直到滾動體均勻分布在如圖1.b)所示的外部徑向載荷的兩側(cè)。在這種情況下，軸承座圈之間的徑向距離最大。經(jīng)過滾動體的進(jìn)一步轉(zhuǎn)動，它們將返回到原來3號滾動體所在外部徑向載荷對面的位置。因此，軸承座圈之間的相對距離隨著滾動體和保持架的頻繁轉(zhuǎn)動而周期性的變化，滾動體和保持架的振動頻率等于保持架的轉(zhuǎn)動速度與軸承滾動體數(shù)目的乘積。這個頻率作為軸承外圈的特定頻率而被人們所熟知。軸承外圈的特定振動頻率是判斷軸承工作狀態(tài)的重要數(shù)據(jù)。在振動分析過程中，人們發(fā)現(xiàn)一個特定的振動頻率對于分析軸承的損壞部位和滾動體是否磨損有著非常重要的作用。2.2 振動技術(shù)的起源由于在研磨和珩磨過程中的違規(guī)操作，滾動體