滚动轴承应力计算毕业设计
毕业论文滚动轴承的加工工艺设计》
滚动轴承加工工艺设计
摘要:滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一,具有摩擦阻力小,功率消耗少,起动容易等优点。本文对滚动轴承的加工工艺进行了研究和设计。主要内容包括滚动轴
承的类型、性能与特点,滚动轴承的工作情况,滚动轴承尺寸的选择,轴承零件的加
工工艺特点,轴承加工的工艺过程及轴承装置的设计。通过了解滚动轴承的主要类型、性能与特点,结合实际需要中的产品要求,选择合适的轴承及所对应的加工工艺流程。关键词:滚动轴承;性能;工艺设计
Rolling bearing processing technology design Abstract:Rolling bearing is one of the components are widely used in modern machinery, the advantages of small frictional resistance, less power consumption, easy starting, etc.This paper studied the processing technology of the rolling bearing and design.Main contents including the types, performance and characteristics of the rolling bearing and rolling bearing working condition, the choice of rolling bearing size, machining process characteristics of bearing parts, bearing machining process and the design of the bearing assembly.Through understanding the main types of rolling bearing, the performance and characteristics, combined with the actual needs of the product requirements, select the appropriate bearing and the corresponding processing technological process.
滚动轴承设计步骤
滚动轴承主要设计步骤
1.求支反力F r1、F r2;
分别以轴承各支点建立静力平衡方程求解支反力。
2.根据支反力F r1、F r2,求轴承的派生轴向力F d1、F d2;
一般情况下派生轴向力与支反力的关系在题目中有提示,当没有提示时按照教材表13-7求解F d 。
3.根据派生轴向力F d1、F d2,求各轴承总轴向力F a1、F a2;
1)通过派生轴向力及外加轴向载荷的计算与分析,判定被“放松”或被“压紧”的轴承;
2)确定被“放松”轴承的轴向力仅为其本身的派生轴向力,被“压紧”轴承的轴向力则为除去本身派生的轴向力外其余各轴向力的代数和。
(说明:根据轴承是正装或反装的不同,轴承被压紧或放松的判断则不同,轴向载荷的计算也不同,具体说明参见指导书P92最后一段文字以及例9.1(正装)、例9.2(反装)。)
4.求滚动轴承的当量动载荷)(a r p YF XF f P +=;
一般载荷系数p f 在题目中有提示,当没有提示时可认为p f =1或者根据教材表13-6选择。
一般径向动载荷系数X 和轴向动载荷系数Y 在题目中有提示,当没有提示时按照教材表13-5求解X 、Y 。
(说明:两轴承各自的动载荷系数X 、Y 应分别求解,于是对每一个轴承可分别求得P 1、P 2。)
5.求轴承寿命:
1)判断设计的一对轴承中哪个寿命更短?显然受到当量动载荷P 较大者其寿命也较短。
2)以较大的P 求解轴承寿命:ε
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=P f C n L t h 60106,当轴承寿命大于预期寿命时所选轴承合适。 举例:1. 指导书例9.1(正装)、例9.2(反装)
基于ANSYS的圆柱滚子轴承有限元应力分析
图 /" 径向 ( 柱坐标系的 " 方向) 应力分布图
图 ;" 平面模型
Байду номын сангаас
轴承 #$$) 年 -# 期 G00/ -$$$ H "I)# ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! -- H -" J/%- H --%’ K LM N8:B64A #$$) , /3@ -#
图 --! 234 56787 应力等值线
"! 结束语
利用 >? 软件与 ./010 软件之间良好的数据 接口, 将 >? 中完成建模并装配好的圆柱滚子轴承 对其进行接触应力分析。 导入 ./010 中, 结果表明, 用 ./010 有限元分析可代替传统的 理论分析, 同时得出内圈与轴过盈配合时应力的分布 情况和内外圈与滚子之间接触应力的分布情况, 为判 断轴承的失效形式提供了一定的理论依据。
% % 在滚动轴承的设计与应用分析中, 经常会遇 到轴承的 承 载 能 力、 预 期 寿 命、 变形与刚度等问 题, 这些问题都与轴承的受力和应力分布状态密 切相关。 因此, 对滚动轴承的内外圈和滚动体进行应 力分析具有十分重要 的 意 义。本 文 采 用 !"#$# 有限元分析软件建立滚动轴承的有限元模型并加 载求解, 进行应力场分析, 得出应力场分布, 对生 产实际有一定的指导作用。
滚动轴承设计
第一节
概述
一、滚动轴承的基本结构
内、外圈(套圈)上制有弧形滚道,用以限制滚动体的轴 外圈(套圈)上制有弧形滚道, 向移动,并可降低滚动体与内、外圈上的接触应力。 向移动,并可降低滚动体与内、外圈上的接触应力。
第一节
概述
第一节
概述
第一节
概述
第一节
概述
保持架有冲压保持架和实体保持架两种类型。 保持架有冲压保持架和实体保持架两种类型。 冲压保持架 两种类型
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
4、角接触推力轴承( 45°< α <90° ) 、角接触推力轴承( ° 推力轴承 ° (1)推力调心滚子轴承 )推力调心滚子轴承
类型代号 :2 承载方向: 承载方向:可同时承受轴向载荷及少量径向载荷 极限转速: 极限转速:中 额定负荷比: 额定负荷比: 1.2~1.6 ~ 角偏位能力: ° 角偏位能力:2°~3° ° 使用条件:轴向负荷大及要求调心场合, 使用条件:轴向负荷大及要求调心场合,如大型立式水轮机
二、滚动轴承的主要类型
球轴承 按滚动体的不同分类 滚子轴承 球轴承的滚动体为球,与内、 球轴承的滚动体为球,与内、 外圈是点接触, 外圈是点接触,运转时摩擦损耗 但承载能力和抗冲击能力差。 小,但承载能力和抗冲击能力差。
滚子轴承的滚动体为滚子, 滚子轴承的滚动体为滚子,与 内、外圈是线接触,承载能力和抗 外圈是线接触, 冲击能力大,但运转时摩擦损耗大。 冲击能力大,但运转时摩擦损耗大。
机械设计基础第节滚动轴承轴向力的计算
机械设计基础第节滚动轴承轴向力的计算滚动轴承是一种常用的机械元件,用于支撑与传递轴向载荷和径向载荷。在机械设计中,计算滚动轴承轴向力是非常重要的一部分,涉及到轴
承的选型和设计。本文将介绍滚动轴承轴向力的计算方法。
一、轴向载荷的种类
在机械系统中,轴向载荷分为静载荷和动载荷两种。
1.静载荷:轴向载荷恒定不变的情况下的载荷称为静载荷。静载荷通
常由设备的自重、安装在轴上的其他零件的重量、负荷的重量等构成。
2.动载荷:轴向载荷大小在运行过程中有变化的载荷称为动载荷。动
载荷通常通过计算得出,可以是来自于负载的力或力矩引起的轴向力。
二、静载荷的计算
静载荷的计算主要包括扭矩产生的轴向力、径向载荷以及其他附加载
荷的计算等。
1.扭矩产生的轴向力:扭矩产生的轴向力是由于传递扭矩而引起的轴
向力。一般情况下,扭矩产生的轴向力可以通过计算得出,计算公式如下:Fa=(KT×Md)/L
其中,Fa为扭矩产生的轴向力,KT为轴向力系数,Md为传递的扭矩,L为轴承的有效传递长度。
2.径向载荷:径向载荷是指垂直于轴向的力。径向载荷通常由设备的
自重、传动装置的重量、负载的重量等构成。径向载荷的计算需要考虑设
备的结构和工作环境等因素。
3.其他附加载荷:其他附加载荷通常包括轴向预紧力、温度变化引起的载荷、振动引起的载荷等。这些附加载荷需要在设计过程中进行综合考虑。
三、动载荷的计算
动载荷的计算需要考虑到设备在运行中的工况、运行速度、负载类型等因素。常见的动载荷计算方法有以下几种:
1.动载荷的估计:根据设备的工作环境和使用条件,根据经验公式或实验结果进行动载荷的估计。
滚动轴承应力计算-毕业设计(论文)
滚动轴承应力计算及其对轴承寿命、失效的影响研究
摘要
滚动轴承是应用极为广泛的重要机械基础件。无论是飞机、汽车、船舶、机床,还是家用电器、IT、OA机器等,凡是有旋转的地方,都离不开轴承。所以,有人把轴承称为工业的粮食。在实际的轴承应用过程中,有很大一部分轴承的失效是故障失效,即非正常失效。导致轴承失效的原因有很多,其中由不适当的轴承安装调整方法所造成的轴承失效比例占整体失效比例的很大一部分,因此本文对轴承安装造成的应力进行计算分析。通过分析表明在轴承的过盈配合安装中,会在轴承的内圈与轴的接触表面、外圈与轴承座的接触表面和外圈沟道处产生很大的应力,不正确安装方法的会使这些表面的应力过大或者过小,使轴承在配合过程中发生蠕动或者胀裂,从而使轴承过早的失效。所以,必须选用正确的安装方法。在滚动轴承安装前,必须对轴、轴承和轴承座都进行检修,对使用过的轴、轴承座,更应该做全面的精度检验,不合要求的零件要给予修复和更换。在安装过程中,要采用正确的安装方法。一般滚动轴承的安装方法,根据轴承的结构、尺寸大小和与之配合的性质可分为圆柱孔轴承的安装和圆锥孔轴承的安装。
关键词:滚动轴承,安装,应力,寿命,失效
ROLLING BEARING STRESS CALCULATION AND THE IMPACT STUDY OF BEARING
LIFE AND FAILURE
ABSTRACT
Rolling bearing is the extremely wide range of important mechanical basis. Whether it is aircraft,Automobiles, ships, machine tools, or household appliances, the IT, OA machine, any rotation of the place can not be separated from the bearing. Therefore, some people think that the bearings are the industrial food. In the bearing application process, a large part of the bearing failure is the fault failure, that is non-normal failure. Resulting bearing failure for many reasons, among them, a large part of the failure is caused by the incorrect bearing installation method, therefore, this paper calculate and analyze the stress of bearing installation. Through the analysis shows that in the bearing interference with the installation, Will generate a big stress in the bearing inner ring and shaft contact surfaces, the outer ring and the bearing block contact surface and the outer channel. Incorrect installation methods make these surface stress is too large or too small,Lead to bearing creeping or splitting in the matching process,so that the bearing failure prematurely. Therefore,we must choose the corre ct installation method. In the pre-installation of the rolling bearing, we must repair the shaft and bearing. Particularly the used shaft, bearing we must do a complete overhaul, for those non-conforming parts must give the repair and replacement. During the installation process, we must adopt the correct installation method. General rolling bearing installation method, according to the bearing structure, the size and match properties can be divided into the tapered bore bearing mounting and tapered bore bearing mounting.
滚动轴承设计计算
C/=35.87> Cr
30304仍不能用。
C/
L1
L=106
C
P
L
90%
<90%
解决方法:
3、降低寿命
4、降低可靠度
1、增大直径-----会有一系列的影响
2、选用宽系列轴承
(1)α角不变的轴承
X<1, Y>0
50%
90%
转数n
载荷
P
L1
L2
3. 基本额定动载荷 C—
30%
10%
P
L
L=106
C
P
L2
L1
寿命曲线方程
C—实验条件
· 载荷平稳
· · ·常温 <100°c
· · 可靠度90%
· · · · 对向心、向心推力轴承是 纯径向力; 对推力轴承是 纯轴向力。
基本额定寿命为106 (百万转) 时, 轴承所能够承受的最大 纯径向或纯轴向载荷。
载荷平稳∴fP=1;常温 ∴fT=1; P=X FR +YFA =4×0.4+3.55×1.7=7.64kN
∴30204不适用
再选30304查手册C=33kN>C /=31.5KN,可以吗? 不可以。∵此时e、x、Y、P值均发生了变化。
滚动轴承承载能力计算分析
滚动轴承承载能力
计算分析
目录
1 分析基础 (1)
1.1理论基础:Hertz弹性体接触理论 (1)
1.2实验基础:许用接触应力 (2)
2 承载分析 (3)
2.1曲率计算 (3)
2.2轴向承载 (4)
2.3径向承载 (6)
2.4倾覆承载能力 (10)
2.5当量轴向力 (12)
3静容量系数f0系数确定 (13)
3.1许用接触应力 (13)
3.2静容量系数 (14)
4算例 (16)
4.1基本参数 (16)
4.2曲率计算 (16)
4.3计算接触应力常数Cp值 (16)
4.4计算许用接触应力 (16)
4.5计算静容量系数f0值 (17)
4.6静容量计算 (17)
5简化(统一)计算法 (18)
5.1简化公式 (18)
5.2不同曲率比时的静容量系数值 (18)
6 附录 (19)
附表1:曲率函数F(ρ)有关的椭圆积分 (19)
附表2:不同球数时的Jr值 (21)
1 分析基础
1.1 理论基础:Hertz 弹性体接触理论
由Hertz 推导出的点接触弹性变形和接触应力计算基本公式:
3
2113∑⎪
⎭⎫ ⎝⎛-⋅=ρ
μQ
m E a (1-1) 32113∑⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅=ρ
νQ
m E b (1-2) ab
Q
23max πσ=
(1-3) Q Ea m e K )11()(25.12-=πδ (1-4) 式中 a ——接触椭圆长半轴 (mm ) b ——接触椭圆短半轴 (mm ) σ
max ——最大接触应力(N/mm
2
)
δ——弹性趋近量 (mm )
μ、ν——与曲率函数F (ρ)有关的椭圆积分,取值见附表1 E ——材料弹性模量(N/mm 2)
滚动轴承计算与选择
第十三章 滚动轴承
§13-1 概述 §13-2 滚动轴承的主要类型和代号 §13-3 滚动轴承的类型选择 §13-4 滚动轴承的工作情况 §13-5 滚动轴承尺寸的选择 §13-6 轴承装置的设计
第十三章 滚动轴承
§13-1 概述 §13-2 滚动轴承的主要类型和代号 §13-3 滚动轴承的类型选择 §13-4 滚动轴承的工作情况 §13-5 滚动轴承尺寸的选择 §13-6 轴承装置的设计
§13-1 概述
滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件之一,它是依靠主要元件间的滚动 接触来支承转动零件的(例如:转动的齿轮与轴)。
P/kN
L10
(C ) P
106 r
C P1
或 Lh
106
60n
ftC P
(h)
P2
其中: (3 球轴承); 10(滚子轴承);
3 P-轴承所承受的当量动 载荷;
n-轴承的工作转速 (r / min)。
1 L1
L2 L10/(106r)
当 t>100℃ 时, → C ↓ 引进温度系数 ft 进行修正。
P fP ( XFr YFa )
载荷性质 无冲击或轻微冲击
滚动轴承设计
(2)尺寸系列代号
向心轴承
推力轴承
直径 系列 代号
宽度系列代号
0
1
2
(窄) (正常) (宽)
高度系列代号
7
9
1
2
(特低) (低) (正常) (正常)
尺寸系列代号
wenku.baidu.com
2
02
(轻)
12
22
72 92 12 22
3
03
13
23
73 93 13 23
调心轴承简图
轴孔不平行 普通轴承支承情况
轴孔不平行 调心轴承支承情况
轴孔不同轴 普通轴承支承情况
轴孔不同轴 调心轴承支承情况
受载挠曲变形 普通轴承支承情况
受载挠曲变形 调心轴承支承情况
§20—2 滚动轴承的载荷、应力、失效形式和设计准则 一.滚动轴承的受力及应力分析(以深沟球轴承为例) 一)受力分析
滚动轴承依靠主要元件间的滚动接触来 支承转动零件,具有摩擦阻力小、起动容易、 效率高等优点,因而在各种机械中得到广泛 的应用。滚动轴承已标准化,在一般机械设 计中,只需根据具体工作条件正确地选择轴 承的类型和尺寸,并进行轴承组合设计。
轴承的作用: 支承轴和轴上零件
轴
轴承
减速器
轴颈
分析滚动轴承的设计计算
分析滚动轴承的设计计算
作者:李俊
来源:《科学导报·学术》2018年第36期
摘要:本文通过对深沟球轴承安全接触角和轴向承载能力的设计计算,确认其在轨道车辆门系统驱动机构上的应用可行性。
关键词:深沟球轴承;轴向承载;接触角;应力集中
1.概述
深沟球轴承主要用以承受径向载荷,同时也能承载一定的轴向载荷。深沟球轴承在承受轴向载荷时,钢球与内、外圈沟道之间会形成一定的接触角。如载荷过大,则接触椭圆将被挡边截去一部分,因而在钢球与挡边附近产生应力集中,导致轴承早期疲劳失效。本文旨在通过对北京地铁9号线侧门系统的驱动机构力学模型进行分析计算丝杆端支撑座内轴承的受力情况,从而确定将原先方案的一对角接触球轴承更改为一对深沟球轴承后,系统能否满足使用要求、避免门系统驱动机构的丝杆轴承在改用深沟球轴承后出现上述提前失效的现象,进行以下校核计算。[1~6]
2.计算极限轴向载荷
2.1丝杆支撑受力分析:
驱动机构的双头丝杆有三个支撑,分别为靠近电机侧的左支撑、中间支撑和右支撑。其中,丝杆在中间支撑和右支撑位置只受周向固定,轴向没有限位,为自由状态,可适应丝杆热胀冷缩时产生的长度变化。
我们假设丝杆承受的最大开/关门力300N全部作用在左支撑上,通过左支撑内的两只深沟球轴承传递给机构安装底板。丝杆轴向、径向受力分析如示意图(a)所示。由图(a)可知,丝杆的升角为45.52762°,丝杆承受轴向力为300N时,其径向分力约为295N。丝杆及其上零件承受的重力作用在左支撑轴承上的垂向分力约为80N。据此,作用在左支撑深沟球上的轴向载荷为Fa=300N,径向载荷Fr=375N。
滚动轴承的受力分析、载荷计算、失效和计算准则
滚动轴承的受力分析、载荷计算、失效和计算准则
1.滚动轴承的受力分析
滚动轴承在工作中,在通过轴心线的轴向载荷(中心轴向载荷)Fa作用下,可认为各滚动体平均分担载荷,即各滚动体受力相等。当轴承在纯径向载荷Fr作用下(图6),内圈沿Fr方向移动一距离δ0,上半圈滚动体不承载,下半圈各滚动体由于个接触点上的弹性变形量不同承受不同的载荷,处于Fr作用线最下位置的滚动体承载最大,其值近似为5Fr/Z(点接触轴承)或4.6Fr/Z(线接触轴承),Z为轴承滚动体总数,远离作用线的各滚动体承载逐渐减小。对于内外圈相对转动的滚动轴承,滚动体的位置是不断变化的,因此,每个滚动体所受的径向载荷是变载荷。
2.滚动轴承的载荷计算
(1)滚动轴承的径向载荷计算
一般轴承径向载荷Fr作用中心O的位置为轴承宽度中点。
角接触轴承径向载荷作用中心O的位置应为各滚动体的载荷矢量与轴中心线的交点,如图7所示。角接触球轴承、圆锥滚子轴承载荷中心与轴承外侧端面的距离a可由直接从手册查得。
接触角α及直径D,越大,载荷作用中心距轴承宽度中点越远。为了简化计算,常假设载荷中心就在轴承宽度中点,但这对于跨距较小的轴,误差较大,不宜随便简化。
图8角接触轴承受径向载荷产生附加轴向力
1)滚动轴承的轴向载荷计算
当作用于轴系上的轴向工作合力为FA,则轴系中受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=FA,不受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=0。但角接触轴承的轴向载荷不能这样计算。
角接触轴承受径向载荷Fr时,会产生附加轴向力FS。图8所示轴承下半圈第i个球受径向力Fri。由于轴承外圈接触点法线与轴承中心平面有接触角α,通过接触点法线对轴承内圈和轴的法向反力Fi将产生径向分力Fri;和轴向分力FSi。各球的轴向分力之和即为轴承的附加轴向力FS。按一半滚动体受力进行分析,有
滚动轴承设计
7.2 滚动轴承设计过程
接着在图7.14所示的智能菜单方向提示框中输入第二个方向输 入框的数目,本例为“8”,然后按回车键加以确定。单击智能菜 单右边的按钮,完成滚动体阵列。阵列完成后的实体如图7.15所示。 (8)生成圆角修饰。选择图7.16中加亮的边线添加圆角修饰, 并将圆角的半径设置为1.0,完成圆角修饰后实体如图7.17所示。 到此为止,已经完成整个滚动轴承的绘制过程。最后保存绘制 的零件文件。
绘制。
(4)生成滚动轴承内外圈的实体图。在绘图区下面的智能菜单
中输入旋转角度360°,单击智能菜单右边的
完成实体绘制。
旋转完成后的实体如图7.3所示。
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7.2 滚动轴承设计过程
(5)绘制单个滚动体。从绘图区域右边的快捷图标中选取“基 准平面”工具 。按照绘图区下面的智能菜单区的提示,先选择 基准轴作为参照,接着选择一个基准平面作为参照,比如FRONT平 面,在旋转角度输入框中输入“45.00”,单击“确定”按钮完成 基准平面DTM1,如图7.5所示。 从绘图区域右边的快捷图标中选取“旋转”工具 ,按照智 能菜单区的提示,单击“草绘”按钮 ,然后按弹出的草绘平 面选取对话框的提示,选取刚才建立的DTM1平面作为绘图平面,再 选取TOP平面作为绘图参照平面。此时草绘平面选取对话框将显示 参照方向。若使用系统默认的提示方向,则单击“草绘”按钮;
基于Matlab计算滚动轴承滚滑接触内部应力分布
2020年7月
第45卷第7期
润滑与密封
LUBRICATION ENGINEERING
Jul.2020
Vol.45No.7
DOI :10.3969/j.issn.0254-0150.2020.07.009
文献引用:郑晓猛,杜三明,张永振,等.基于Matlab 计算滚动轴承滚滑接触内部应力分布[J].润滑与密封,2020,45(7):52-61.
Cite as :ZHENG Xiaomeng,DU Sanming,ZHANG Yongzhen,et al.Calculation of stress field in rolling-slip contact of rolling bearings based
on matlab[J].Lubrication Engineering,2020,45(7):52-61.
∗基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFB2000300);国家自然科学基金项目(51375146).
收稿日期:2019-06-25;修回日期:2019-08-10
作者简介:郑晓猛(1988 ),男,博士研究生,研究方向为轴承材料组织变化.E-mail:316204073@.
通信作者:杜三明(1970 ),男,博士,副教授,研究方向为材料摩擦学.E-mail:dsming@.
基于Matlab 计算滚动轴承滚滑接触内部应力分布∗
郑晓猛㊀杜三明㊀张永振㊀刘㊀建㊀贺甜甜
(河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室㊀河南洛阳471003)
摘要:滚动轴承服役过程中,因滚滑现象和残余应力的存在,使赫兹接触应力不能反映材料真实的受力状态,应力分布与实验现象存在一定的偏差,因此滚滑接触下材料的内部应力计算显得尤为重要㊂研究一种快速㊁简单的材料滚滑接触内部应力的计算方法,以替代耗时长的有限元法㊂以现有公式为基础,通过Matlab 编程计算滚滑接触下材料内部的应力场;对比不同摩擦因数下2D㊁3D 滚滑接触内部应力场的差别㊂结果表明:摩擦因数越大,最大剪切应力越大,位置越接近表面,与滚动方向的夹角越小;切向摩擦力使接触点两侧最大正交切应力大小及位置发生变化;随着摩擦因数增大,一侧应力值上升,位置靠近表面,另一侧反之㊂提出的计算方法简单㊁方便,其结果为解析解,便于与残余应力或其他应力结合求出真实应力场㊂通过实例分析发现,真实应力场能够更好地解释实验现象,对于轴承材料组织演变的研究有重要意义㊂
轴承设计原理课件第六章 滚动轴承接触应力和变形
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形
第一节概述
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形解
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形按照Hertz理论,两个相当长且长度相等的接触体线接触
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形展而造成的结果。
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形
疲劳剥落。
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形
第四节滚子母线修缘及凸度计算
,
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形部应力高,会降低疲劳寿命
滚动轴承设计原理第六章滚动轴承接触应力和变形修正线接触的条件:
滚动轴承设计与计算
∴轴承2实际所受的轴向力为 A2 = S1 − Ka
轴承1实际所受的轴向力,由力的平衡条件
— — 本身派生轴向力
A1 = S1
结论:— — 实际轴向力A的计算方法 1)分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷,判定被 “压紧”和“放松”的轴承。 2)“压紧”端轴承的轴向力等于除本身派生轴向力 外,轴上其他所有轴向力代数和。 3)“放松”端轴承的轴向力等于本身的派生轴向力
5、承受冲击载荷能力差 6、径向尺寸大 7、高速转动时噪声大 8、寿命较低
滚动轴承的类型与选择
一、滚动轴承的主要类型与特点 1)按接触角α
α
α α
α=0
向心轴承
径向力
0<α≤45°
向心角接触轴承
45°<α<90°
推力角接触轴承
径向力(主要) 径向力
轴向力
轴向力 (主要)
α=90°
推力轴承
轴向力
2)按滚动体形状: 球 轴承 — — 承载能力低,极限转速高 滚子轴承— — 承载能力高,极限转速低
钩爪
八、滚动轴承的润滑 润滑方式: 1、脂润滑 2、油润滑 油浴或飞溅润滑、滴油润滑、喷油润滑、油雾润滑 3、固体润滑
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滚动轴承应力计算毕业设计
目录
前言 (1)
第1章绪论 (2)
§1.1研究课题的提出 (2)
§1.2研究课题的意义 (2)
§1.3国内外同类研究的现状 (2)
第2章轴承安装引起的应力与变形 (4)
§2.1内外压力引起的圆环应力 (4)
§2.1.1基础方程式 (4)
§2.1.2 压力引起的圆环应力 (7)
§2.1.3圆环直径的位移 (8)
§2.2配合压力 (8)
§2.2.1配对圆环的压力 (9)
§2.2.2内圈的配合压力 (10)
§2.2.3外圈的配合压力 (12)
§2.3沟底直径的变化 (13)
§2.3.1内圈沟道的膨胀 (13)
§2.3.2外圈沟道的膨胀 (15)
§2.4套圈内产生的应力 (15)
§2.4.1内圈应力 (16)
§2.4.2外圈应力 (17)
§2.5当量沟底直径 (18)
§2.5.1根据均值法计算当量沟底直径 (20)
§2.5.2根据绝对平均法计算当量沟底直径 (22)
§2.5.3当量沟底直径计算方法的总结及在轴承中的应用 (24)
§2.6必要的过盈量 (25)
§2.6.1载荷引起的过盈量减小 (25)
§2.6.2温差引起的过盈量减小 (26)
§2.6.3表面粗糙度引起的过盈量的减小 (27)
§2.6.4必要的过盈量和极限值 (27)
§2.7 6206深沟球轴承计算实例 (27)
第3章滚动轴承安装应力对轴承寿命、失效的影响 (31)
§3.1滚动轴承安装时过盈配合的必要性 (31)
§3.2安装应力对轴承寿命、失效的影响 (31)
§3.2.1内圈的安装应力对轴承的寿命、失效的影响 (31)
§3.2.2外圈的安装应力对轴承的寿命、失效的影响 (32)
第4章滚动轴承正确的安装方法 (33)
§4.1安装轴承前的准备工作 (33)
§4.1.1轴承安装前的检修 (33)
§4.1.2安装环境的准备 (34)
§4.1.3安装前的清洗工作 (34)
§4.2滚动轴承的安装 (35)
§4.2.1圆柱孔轴承的安装 (36)
§4.2.2圆锥孔轴承的安装 (36)
结论 (38)
参考文献 (39)
致谢 (40)
前言
滚动轴承是应用极为广泛的重要机械基础件。无论是飞机、汽车、船舶、机床,还是家用电器、IT、OA机器等,凡是有旋转的地方,都离不开轴承。所以,有人把轴承称为工业的粮食。然而在实际的轴承应用过程中,有很大一部分轴承的失效是故障失效[]1,即非正常失效。导致轴承失效的原因有很多,其中由不适当的轴承安装调整方法所造成的轴承失效比例占整体失效比例的很大一部分。因此要对轴承的安装应力进行计算,进而分析其对轴承寿命和失效的影响。
本文通过对轴承安装造成的应力进行计算分析,表明在轴承的过盈配合安装中会在轴承的内圈与轴的接触表面、外圈与轴承座的接触表面和外圈沟道处产生很大的应力,不正确安装方法的选择会使这些表面的应力过小或者过大,进而使在配合过程中发生蠕动或者胀裂轴承,从而使轴承过早的失效。所以,必须选用正确的安装方法。在滚动轴承安装前,必须对轴、轴承和轴承座都进行检修,对使用过的轴、轴承座,更应该做全面的精度检验,不合要求的零件要给予修复和更换[]2。在安装过程中,要采用正确的安装方法。滚动轴承的安装方式有机械式、液压式和加热式三种。对于小尺寸(<80mm)圆柱孔轴承,当配合不太紧时,用锤子轻轻敲打即可装入时采用机械式。安装时最好使用球形表面的软钢安装套筒。安装紧配合的轴承时应在轴承(内或外)圈上使用安装套筒,要绝对禁止锤子直接击打于轴承套圈上。液压式安装方法可减小安装或拆卸力,适用于中型和大型圆锥孔轴承的安装。加热式安装方法适用于安装紧配合的圆柱孔轴承及机械式无法安装的轴承。
第1章绪论
§1.1研究课题的提出
随着科技的发展,机械行业也得到迅猛的发展,机械产品的结构越来越合理,其性能、精度和效率的要求也越来越高,从而对机械产品重要支撑零件——轴承也相应地提出了高精度、高灵敏度、高可靠性、高寿命等要求。然而在轴承的实际使用过程当中,由于不正当的安装造成的轴承过早的失效或者损坏的比例占整体失效比例的很大一部分[]3。本文通过对滚动轴承的安装及其引起的应力计算并进行分析,进而研究其对轴承寿命、失效的影响、从而为延长轴承寿命、推迟轴承失效提供措施。
§1.2 研究课题的意义
通过对滚动轴承的安装及其引起的应力计算并进行分析,进而研究其对轴承寿命、失效的影响、从而为行业在使用轴承的过程中提供一个参考,进一步为延长轴承寿命、推迟轴承失效提供有效的措施。
§1.3国内外同类研究的现状
我国轴承的整体设计技术水平,在近30年来取得了令人瞩目的进步。而滚动轴承的应力分析及计算也是轴承设计及应用的重要依据,因此国内外对此进行了不少的研究。
朱长伟、李晓华等对轧机轴承失效的原因进行了分析, 结果表明有40% ~ 50%的轴承失效是由于安装调整不当造成的。从使用的角度, 合理选择及安装轴承能有效的减少失效,提高轴承使用寿命[]4。
马素青指出滚动轴承的安装在机械制造中是重要的一步,安装是否合理不仅与操作人员有直接的关系,同时和与轴承连接的轴、壳体的结构尺寸的
合理性也有重要关系[]5。
日本国滚动轴承界权威、千叶大学名誉教授冈本纯三博士在其著作《球轴承的设计计算》中专门有一章详细滚动轴承在配合和使用过程中的应力、变形的计算,并且明确的指出合适的过盈量能有效的延长轴承的寿命[]6。
轴承接触应力和变形的计算可以通过现有的仿真软件进行计算,也可以通过求解非线性方程进行计算[]7。利用现有的仿真软件建立轴承的三维动态仿真分析模型,通过加载边界条件、选择适当的算法,进行面一面接触分析,可以给出轴承内外圈和滚动体不同部位的应力和变形,这种方法比较直观,
8~10。
而且计算速度快,便于实现计算过程的参数化,也便于工程应用[]本课题通过对滚动轴承安装及其引起的应力计算进行分析,进而研究其对轴承寿命、失效的影响、从而为延长轴承寿命、推迟轴承失效提供措施。