專題四滾動(dòng)軸承計(jì)算題分解

1、專題四、滾動(dòng)軸承計(jì)算題滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承的載荷與壽命之間的關(guān)系：F汽=常數(shù)8 -壽命指數(shù)：對(duì)于球軸承,W 3 3;對(duì)于滾子軸承遇=10/ 3。 在當(dāng)量動(dòng)載荷F作用下的基本額定壽命為L(zhǎng)/C】IF )106rLh =106 CI - I60n IF J引入溫度系數(shù)fT和載荷系數(shù),106 fTCLh60n fpF當(dāng)量動(dòng)載荷：把實(shí)際載荷折算為與基本額定動(dòng)負(fù)荷的方向相同的一假想 載荷，在該假想載荷作用下軸承的壽命與實(shí)際載荷作用下的 壽命相同，則稱該假想載荷為當(dāng)量動(dòng)載荷，用F表示。當(dāng)量動(dòng)載荷 F的計(jì)算式：F = XF + YF 匕、Fa -軸承的徑向載荷和軸向載荷X、Y -徑向系數(shù)和軸向系數(shù) -

2、-表10.13向心軸承當(dāng)量動(dòng)載荷的1,值軸承類型FJ5“5月代SXYXY深溝球軸承0,0140,1905623010。.期0.221.990.0560.261.710.0S40,2RL550J10.30L45內(nèi)部軸向力：角接觸軸承的內(nèi)部軸向力由力的平衡條件得 WS2 = & A作用在軸承n上的軸向載荷為Fa2 WS2ASi作用在軸承I上的軸向載荷只有自身的內(nèi)部軸向力，即Fai=G軸承軸向載荷計(jì)算總結(jié)：1、軸承的軸向載荷與軸承部件的結(jié)構(gòu)，與固定方式密切相2、在軸上的軸向外載荷和軸承的內(nèi)部軸向力同時(shí)作用下，有一個(gè)軸承有被壓緊的趨勢(shì)，另一個(gè)有放松的趨勢(shì)；3、被放松的軸承的軸向載荷，等于自身的

3、內(nèi)部軸向力；4、被壓緊的軸承的軸向載荷，等于除自身以外的軸向力的 代數(shù)和。圖10R正裝角接觸球軸承軸向力圖10.9反裝角接觸球軸承釉向力求內(nèi)部軸向力的具體方法: 由成時(shí)使用，反向安裝的兩個(gè)向心由接觸軸承支撐的軸，共受三個(gè)軸向力：&、Fq和外部軸向力尺：已知三個(gè)軸向力的大小和方向 時(shí)，可按下列方法計(jì)算軸承的軸向 載荷死1）根據(jù)三個(gè)軸向力的合力方向, 判斷軸承的放松壓緊狀態(tài);I號(hào) pi%“晨正裝詳那分析-解2）被“放松”軸承的乙等與自身的內(nèi)部軸向力;3）被'壓緊軸承的死等與除自身內(nèi)部軸向力以外，其余各軸向力的 代數(shù)和0例如： 當(dāng)心+&曰時(shí)，軸承2被壓緊 軸承1被 放松

4、9;Fai=F*i向心推力軸承的軸向載荷也可按下述方法計(jì)算: 就某一個(gè)軸承而言；1）按代數(shù)值計(jì)算另一軸承的內(nèi)部軸向力與外部軸向力工的合力；2）比較自身的內(nèi)部軸向力與該合力的大小，較大者為該軸承的軸 向載荷.即： n=max但1，/土用（R與幾同向取反向取一）例如：對(duì)軸承1 ；"2 = max但工,月土工（其與/同向取一；反向取"一'）f當(dāng)月2十2尸式時(shí)，尸n=a2十層1當(dāng)國(guó)+BV瓦1時(shí)，鼻1=為當(dāng)Fn 久必時(shí)，尸心=凡1一產(chǎn)工對(duì)軸承L L當(dāng)居1-F工區(qū)工時(shí)，F(xiàn)ai=Fsi習(xí)題一、 有一 7208AC軸承，受徑向載荷 Fr= 7500N,軸向載荷 Fa= 1450N,

5、工作轉(zhuǎn)速 n= 120 r/min ,載荷輕度沖擊。計(jì)算該軸承的工作壽命。解:計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算與說明結(jié)果1 .計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷PFa 1450 =0.1930.68Fr 7500查表 4-10 得 X=1, Y=0查表4-9取載荷系數(shù)fp =1.2,則： P =fp(XFr1 +YFa1) =1.2X7500 V000NP =9000N2.計(jì)算軸承壽命由軸承樣本或軸承手冊(cè)得：7208AC軸承的Cr=35200N106 |C g106i,35200 1rLh = ,r=X . h =8309hh 60n P J 60 X120 19000 JLh =8309h二、某傳動(dòng)裝置中的一深溝球軸承，其徑向載荷

6、 Fr= 1500N,軸向載荷Fa = 550N,轉(zhuǎn)速n = 1400 r/min ,軸頸d = 40mm,要求壽命Lh=8000h,載荷有中等沖擊。試選擇此軸承的型號(hào)。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算與說明結(jié)果1 .計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P初選6208軸承，由軸承樣本或軸承手冊(cè)得：軸承的C0r=23200N邑=550 = 0 0237 查表 4-10,取 e=0.22C023200J =-550 =0.367 >e=0.22Fr1500查表 4-10 得 X=0.56, Y=2查表4-9取載荷系數(shù)fp =1.6,則：P =fp(XFr1 +YFa1) =1.6M(0.56M1500+2M550)=3104NP =

7、3104N2.計(jì)算軸承壽命由軸承樣本或軸承手冊(cè)得：6208軸承的Cr=35200NL 106 C 下106丫 S52。） _17361h期壽命 800ch軸承型號(hào)為6208h 60n60 /40013104 齒輪軸上裝有一對(duì)型號(hào)為30209的軸承（正裝），已知軸向力Fae= 5000N ,方向向右,Fr1=8000 N, Fr2=6000 No試計(jì)算兩軸承上的軸向載荷。解：如圖所示Pr2Fri計(jì)算軸承所受 軸向載荷'''，一C=67800N； a =15 06 34，由表/Ae =1.5tan =0.4, y=0.4ct : ：K1.5；查表4-12人.一Fdi= Fr

8、i/2丫=8000 / (2M.5) = 2666.7 NFd2F/2Y=6000 / (2M.5) = 2000 NFd什Fae= 2666-7+5000 = 7666.7N > Fd2可知軸承2被壓緊”，軸承1被放松”，故Fai = Fdi= 2666.7 Nae= 7666.7 N;2666 7NFfFFrl計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算于說明結(jié)果查手冊(cè)得30209軸承：四、某礦山機(jī)械軸承組合形式如圖所示。 已知軸向力Fae=2000N,徑向力Fr1 = 3000N, Fr2 = 4000N,轉(zhuǎn)速n= 1450 r/min ,中等沖擊，工作溫度不超過 100C。要求軸承使用壽命 Lh= 5000h,

9、問采用30310軸承是否適用？Frl解:計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算于說明結(jié)果1.計(jì)算軸承所受軸向載荷Fa a查手冊(cè)得30310軸承：._'一''C=130000N ; 0( = 15 5710 ,e=1.5tana = 0.35, y = 0.4ctana =1.7查表4-12得Fdi= Fri/2Y=3000 / (2M.7) = 882 NFd2= FR2Y=4000 / (2M.7) =1176 NFd2+Fae= 1176+2000= 3176 N>Fd1可知軸承1被壓緊”，軸承2被放松”，故Fa1= Fd2+F ae= 1176+2000= 3176 N ;Fa2=F

10、d2=882 NFa1 = 882NFa2 = 1176 N2.計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P軸承 1: Fa1/ Fr1=3176 / 3000=1.05 >e ;查表4-10得x = 0.4由載荷中等沖擊，查表 4-9得fp= 1.6P1 = fp (xFr1+yFa1) =1.6X (0.4 洛000 + 1.7 >3176) = 10558N軸承 2: Fa2/Fr2=882 / 4000=0.22 <e ;查表4-10得x = 1, y=0,故p2 = fp (xFr2+yFa2) =1.6X (1必000+0X882) = 6400NP1 = 10558Np2=6400N3.驗(yàn)

11、算基本額定動(dòng)載荷C按公式(4-12)得所需的基本額定動(dòng)載荷 C = Px/60n：LhV 10因Pi>P2,所以按Pi計(jì)算：10 二_ ，=10558 x-60-14506 5000 =65332 N< C=130000 NV10C，=65332N<C7.結(jié)論采用一對(duì)30310圓錐滾子軸承壽命是足夠的五、一常溫下工作的蝸桿，軸頸 d = 40 mm ,轉(zhuǎn)速n= 220 r/min ,徑向載荷 Fr1= 2000N , Fr2 = 2550N,蝸桿的軸向力 Fae= 800N,方向向右，軸承對(duì)稱布置，要求兩班制工作 5年，有 輕微沖擊。擬從角接觸球軸承、圓錐滾子軸承中選擇，試確

12、定軸承型號(hào)，并判定哪種方案最佳。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算與說明結(jié)果1.計(jì)算派生軸向力初選軸承型號(hào)為7208C,由軸承樣本或軸承手冊(cè)得：7208C軸承的Co=258OON。此軸承采用正裝軸承，軸承派生軸向力方向如圖所示。由表4-12和表4-10可知，對(duì)于所選軸承 Fd=eFr,而e值 取決于Fa/Co,但Fa待求，故用試算法。先試取 e=0.4, 則Fd1 =Fr1 =0.4 m2000 =800N NFd2 =eF2 =0.4X2550 =1020N NFd1=800N nFd2 =1020N n2.判定放松”或壓由于：Fae+Fdi=800+800=1600>Fd2=1020 ,軸有向右左移軸承2

13、被壓緊”，軸緊”的軸承；動(dòng)的趨勢(shì)。所以：軸承2被壓緊”，軸承1被放松”。承1被放松”。3.計(jì)算軸承的軸向被 壓緊”的軸承2的軸向載荷Fa21為： a/載荷Fa2 = Fae + F d 1 = 800 + 800 = 1600 N被放松”的軸承1的軸向載荷Fa1為：Fa1 = Fd1 = 800 NFa1 = 800 NFa2 = 1600 N4.修正 e、Fai 和 Fa2由軸承樣本或軸承手冊(cè)得：7208c軸承的C0=25800oFa1800d =0.03C025800Fa21600* =0.06Cg 25800由表 4-10 得 %=0.40, e=0.43。再計(jì)算：Fd1 =eF1 =0

14、.40M2000 = 800N;Fd2 = eF.2 = 0.41 M 1520 = 610NFa2 = Fae + Fd1 = 800 + 800 = 1600 NFa1 = Fd1 = 800 N邑=0.031； F2=g =0.062C0 25800C0 25800e1=0.4,e2=0.43 ;Fa1=800N,Fa2=1600N兩次計(jì)算的Fa心°值相同，故可取e1=0.40,改=0.43;Fa1=800N, Fa2=1600N。5.計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷PFai800八=0.4 =GFr1 2000查表4-10得X=1, Y=0,查表4-9取載荷系數(shù)fp =1.1,則：P =fp(

15、XFr1 +YFa1) =1.1 M(1M2000刊 M800) =2200NFa 21600 ceFr2 - 2550 - ,查表4-10得X =0.44,Y =1.3,查表4-9取載荷系數(shù) f =1.1 p貝u：p =fp(XFr2 +YFa2) =1.1 M(0.44 X2550 +1.3X1600 尸3521P =2200 NP2 =3521NN6.驗(yàn)算軸承壽命因P1Vp2,故按P2計(jì)算軸承壽命頂期壽命 L h=5 X300X 16=24000h106 |C *106|,25800 tLh =一 =X j h z=29804h >Lj 4400 hh 60n ,P 60 x220

16、,3521 J? hLh =29804h7.結(jié)論選軸承型號(hào)為7208C選軸承型號(hào)為7208C六、如圖所示中的小的錐齒輪減速器錐齒輪軸，由面對(duì)面安裝的兩個(gè)圓錐滾子軸承支承。軸的轉(zhuǎn)速為 n=1450 rpm ,軸頸直徑d=35mm。已知軸承所受的徑向負(fù)荷R1=600N ,R2=2000N ,軸向外載荷 FA=250N ,要求使用壽命 Lh=15000h。(已知對(duì)于 30207 , Cr=51500, e=0.37, Y=1.6 取 fp=1.5) 求：(1)兩軸承的軸向力(2)兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷(3)計(jì)算軸承的壽命。解：解：1、內(nèi)部軸向力S1 = R1/2Y=600/3.2=187.5 (方向向右

17、)S2=R2/2Y=2000/3.2=625 (方向向左)因?yàn)镾1VFA+S2,因此軸承1被壓緊，軸承2被放松，所以有A1 = S2+FA=875A2= S2=6252、當(dāng)量動(dòng)載荷A1/R1=1.45 A2/R2=0.3125P1=fp(XR1+YA1)=2460 NC =P=25810 ；C.、產(chǎn)目.十r滿足要求P2=fpR2=3000 N七、某兩端固定軸采用一對(duì)深溝球軸承（6208）,已知軸上的軸向外載荷Fa = 720N,徑向外載荷 Fr=2400N（對(duì)稱布置）,n = 1440r/min , fF=1.2, fT = 1。額定動(dòng)載荷 C=29500N,額FrA/QeA/R>eXy0.025U. 220. 562 00.040.24