機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第五版角接觸向心軸承軸向載荷的計(jì)算11

1、五、角接觸向心軸承軸向載荷的計(jì)算五、角接觸向心軸承軸向載荷的計(jì)算1 1、受力分析：、受力分析：f1f2f2f3f3f fr rafr載荷作用中心載荷作用中心可查軸承標(biāo)準(zhǔn)可查軸承標(biāo)準(zhǔn)fifrifsifsirsisrfffffs 內(nèi)部軸向力，是由于內(nèi)部軸向力，是由于結(jié)構(gòu)原因而產(chǎn)生的附加內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因而產(chǎn)生的附加內(nèi)部軸向力。軸向力。其大?。浩浯笮。翰楸?，查表，方方向：向：如圖。如圖。fs使內(nèi)外圈有分離趨勢(shì)，使內(nèi)外圈有分離趨勢(shì)，向心推力軸承必須：向心推力軸承必須：成對(duì)使用，對(duì)稱安裝。成對(duì)使用，對(duì)稱安裝。2 2、角接觸軸承的安裝方法、角接觸軸承的安裝方法一般有兩種安裝形式：一般有兩種安裝形式： 正裝正裝

2、面對(duì)面安裝面對(duì)面安裝兩軸承外圈的窄邊相對(duì)，兩軸承外圈的窄邊相對(duì)，即內(nèi)部軸向力指向相對(duì)。即內(nèi)部軸向力指向相對(duì)。 反裝反裝 背靠背安裝背靠背安裝兩軸承外圈的寬邊相對(duì)，兩軸承外圈的寬邊相對(duì)，即內(nèi)部軸向力指向相背。即內(nèi)部軸向力指向相背。正裝時(shí)跨距短，軸剛度大；正裝時(shí)跨距短，軸剛度大；反裝時(shí)跨距長(zhǎng)，軸剛度?。环囱b時(shí)跨距長(zhǎng)，軸剛度?。粸楹?jiǎn)化計(jì)算，認(rèn)為為簡(jiǎn)化計(jì)算，認(rèn)為支反力作用于軸承支反力作用于軸承寬度的中點(diǎn)。寬度的中點(diǎn)。fa fs1fs2fa fs1fs23 3、角接觸軸承的軸向載荷、角接觸軸承的軸向載荷f fa當(dāng)外載既有徑向載荷又有軸向載荷時(shí)，角接觸軸承的當(dāng)外載既有徑向載荷又有軸向載荷時(shí)，角接觸軸承的軸

3、向載荷軸向載荷 f fa ？要同時(shí)考慮軸向外載要同時(shí)考慮軸向外載 f f a a和內(nèi)部軸向力和內(nèi)部軸向力 f fs s 。 若若 f fs s2 2 + + f fa a f fs s1 1（圖（圖c c）如圖所示為兩向心角接觸軸承如圖所示為兩向心角接觸軸承1、2面對(duì)面安裝，面對(duì)面安裝，fs1、 fs2和和fr1 、 fr2分別為兩軸承的內(nèi)部軸向力與徑向分別為兩軸承的內(nèi)部軸向力與徑向載荷，載荷， fa為作用于軸上的軸向力為作用于軸上的軸向力,圖圖b為受力簡(jiǎn)圖。為受力簡(jiǎn)圖。如圖有兩種受力情況：如圖有兩種受力情況：b)fs1fs2fab)s1s2fac)fs1fs2fafs2+ fa s1fa1

4、= fs2+ fa fa2 = fs2由于軸承由于軸承1的右端已固定，軸不能向的右端已固定，軸不能向右移動(dòng)，軸承右移動(dòng)，軸承1被壓緊。由平衡條件被壓緊。由平衡條件得軸承得軸承1(壓緊端壓緊端)承受的軸向載荷承受的軸向載荷壓緊端：壓緊端：fa1 = fa+ fs2 軸承軸承2(2(放松端放松端) )承受的軸向載荷：承受的軸向載荷：放松端：放松端：fa2 = = fs2 若若 f fs s2 2 + + f fa a f fs s1 1（圖（圖d d）b)s1s2fad)fs1fs2fafs2+ fa fs1fa1 = fs1 fa2 = fs1fa 放松端：放松端： fa1 = = fs1 則軸

5、承則軸承2 2被壓緊被壓緊,1,1放松放松 , ,由由平衡條件得：平衡條件得：壓緊端：壓緊端： fa2 = = fs1 - - fa滾動(dòng)軸承軸向載荷計(jì)算方法：滾動(dòng)軸承軸向載荷計(jì)算方法：(1)(1)根據(jù)根據(jù)安裝方式安裝方式判明內(nèi)部軸向力判明內(nèi)部軸向力 f fs s1 1、f fs s2 2的方向的方向；(2)(2)判明判明軸向合力指向軸向合力指向及軸可能移動(dòng)的方向，及軸可能移動(dòng)的方向，分分析哪端軸承被析哪端軸承被“壓緊壓緊”，哪端軸承被，哪端軸承被“放松放松”；(3)“(3)“放松放松”端的軸向載荷等于端的軸向載荷等于自身的內(nèi)部軸向自身的內(nèi)部軸向力力， “壓緊壓緊”端的軸向載荷等于端的軸向載荷等

6、于除去除去自身內(nèi)部自身內(nèi)部軸向力外軸向力外其它其它軸向力的軸向力的代數(shù)和。代數(shù)和。正、反安裝的簡(jiǎn)化畫法正、反安裝的簡(jiǎn)化畫法正裝12反裝12六、滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算六、滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算0x0y0000r0acspx fy f目的目的：防止在載荷作用下產(chǎn)生過大的塑性變形。：防止在載荷作用下產(chǎn)生過大的塑性變形?；绢~定靜載荷基本額定靜載荷c c0 0 ：滾動(dòng)軸承受載后，在承載區(qū)內(nèi)受力最大的滾動(dòng)體與滾動(dòng)軸承受載后，在承載區(qū)內(nèi)受力最大的滾動(dòng)體與滾道接觸處的接觸應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)的靜載荷。滾道接觸處的接觸應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)的靜載荷。靜徑向載荷靜徑向載荷系數(shù)系數(shù)靜軸向載靜軸向載荷系數(shù)荷系數(shù)0s靜強(qiáng)度安靜強(qiáng)度

7、安全系數(shù)全系數(shù)當(dāng)軸承同時(shí)承受徑向力和軸向力時(shí)，需折算成當(dāng)量靜載當(dāng)軸承同時(shí)承受徑向力和軸向力時(shí)，需折算成當(dāng)量靜載荷荷p0，應(yīng)滿足，應(yīng)滿足例例1、已知：、已知：s1=1175 n，s2=3290 n，fa=1020 n求：求： fa1、 fa2。frfrfas2+fa = 3290+1020= 4310 s1，1a102032904310 naffs2a223290 nfs解：解：軸承軸承被被“壓緊壓緊” ” ，軸承，軸承被被“放松放松”例例2:某軸系部件采用一對(duì)某軸系部件采用一對(duì)7208ac滾動(dòng)軸承支承滾動(dòng)軸承支承,如圖。如圖。r15000n,r28000n，fa2000n，e=0.68，求，求

8、fa1、fa2。解：解： 由安裝簡(jiǎn)圖，軸承正裝由安裝簡(jiǎn)圖，軸承正裝， s1 、 s2 如圖所示。如圖所示。 求求fa1 ， fa2 s1fa340020005400n s25440n fa1 s2fa54402000=3440n fa2s25440ns10.68r10.6850003400ns20.68r20.6880005440n軸承軸承1被壓緊被壓緊 軸承軸承2被放松被放松s1s2far2r1例例3 3 某工程機(jī)械傳動(dòng)中軸承配置形式如圖所示。已知：軸向外載荷某工程機(jī)械傳動(dòng)中軸承配置形式如圖所示。已知：軸向外載荷f fa a2000n2000n，軸承徑向載荷軸承徑向載荷f fr1r14000

9、n,f4000n,fr2r25000n.5000n.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n1500r/min,1500r/min,中等沖擊，工作溫度中等沖擊，工作溫度不超過不超過100100，要求軸承預(yù)期壽命，要求軸承預(yù)期壽命llh h=5000h.=5000h.問采用問采用3031130311軸承是否合適？軸承是否合適？解：解：查手冊(cè)查手冊(cè)30311軸承軸承y=1.7,e0.35，c152000n由安裝簡(jiǎn)圖，軸承正裝，由安裝簡(jiǎn)圖，軸承正裝， fs1 、 fs2 如圖所示。如圖所示。40001176.52 1.7nn112rsffy2250001470.622 1.7rsffnny2(1470.62000)3470.

10、6saffnn11176.5sfn軸有右移趨勢(shì)軸有右移趨勢(shì)軸承軸承1 1壓緊，軸承壓緊，軸承2 2放松放松1222(1470.62000)3470.61470.6asaasfffnnffnfs1fs21、計(jì)算軸承所受軸向載荷、計(jì)算軸承所受軸向載荷fa2、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷p軸承軸承1 1113470.60.86770.354000arff由表查得由表查得x=0.40,已知已知y=1.7,y=1.7,中等沖擊載荷，查表取中等沖擊載荷，查表取f fp p1.61.6則則 111()1.6(0.4 1.7 3470.6)12000prapfxfyfnn222()1.6(1 50000 1470.6)8000prapfxfyfnn 221470.60.2940.35500