轴承寿命计算
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一、某减速器输入轴由一对6206型深沟球轴承支承,轴的转速n =960 r/min ,轴上齿轮受力情况如下:切向力3000t
F =N ,径向力1200r
F
=N ,
轴向力650a
F
=N ,在进行结构设计时设定轴向力由右端轴承2承受,
齿轮分度圆直径d =40 mm 。齿轮中点至两支点距离为 50 mm ,载荷平稳,常温工作。(已知:C = 19.5kN ;e = 0.26;F a / F r e 时,X = 1,Y = 0;F a / F r >e 时,X = 0.56 ,Y = 1.71;计算中取f d = 1.1,f t = 1.0)试确定:(1) 该轴承内径为多少。(2) 若要求轴承寿命不低于9000小时,试校核是否满足使用要求?
解:1该深沟球轴承内径为6×5=30mm 。(1分) 2. 两轴承所受径向载荷(4分) 1) 轴垂直面支点反力.由力矩平衡条件
F rV1=(F r ×50-F a ×20)/100=470N
F rV2=(F r ×50+F a ×20)/100= 730N (1分) 2) 轴水平面支点反力.由力矩平衡条件 F rH1= F rH2 =F t /2=1500N (1分) 3)两轴承所受径向载荷
11572r F ==N (1分)
21668r F ==N (1分)
2.计算当量动载荷(4分) (1)轴承所受轴向载荷为0。
1
1
00.26a r F e F =<=故X = 1,Y = 0 111572r P F ==N (2分)
(2)轴承所受轴向载荷为F a2= 650N
22650
0.390.261668
a r F e F ==>= 故X = 0.56,Y =1.71
N =⨯+⨯=+=6.204565071.1166856.0222A R YF XF P (2分)
3. 寿命计算(3分) P 2>P 1,按P 2进行寿命计算
3
1021666716667 1.019500()()11299960 1.12045.6
T h d f C L n f P ε⨯=
==⨯小时>9000小时(2分) 寿命高于9000h,故满足寿命要求.(1分)
二、如图所示减速器的一根轴用两个型号为30310的圆锥滚子轴承支承,作用于轴承的径向载荷F r1=8000N ,F r2=2000N ;齿轮上的轴向力F A1=2000N , F A2=1000N ;工作转速n =350r/min 。减速器在常温下工作,有中等冲击,试计算轴承的寿命L 10h 。已知:温度系数f t =1.0,载荷系数f d =1.5,C r =130000N ,e =0.35, 3.4
r
F S =
。若F F e a r ≤,X =1,Y =0;若F F e a r >,X =0.4,Y =1.7。
解:
N 23533.4
80004.311===
r F S ,N 8853.42000
4.322==
=r F S (3分 含方向) N 100010000002A21A A =-=-=F F F ,方向向左 (2分 含方向)
如图所示。
A F S S +>21,轴承2压紧
所以N 23531a1==S F
N 1353100023531a2=-=-=A F S F (4分)
e F F <==29.08000
2353
r1a1,11=X ,01=Y N 8000r11==F P r
e F F >==68.02000
1353
r2a2,4.02=X ,7.12=Y N 001313537.120004.0a22r222=⨯+⨯=+=F Y F X P r (3分)
21r r P P >,按P r1计算寿命。
h 134********.1130000135016667166673
10
110h1=⎪⎭⎫
⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=ε
r d r T P f C f n L (3分)
三、如图所示,一悬臂的主动锥齿轮轴,在Ⅰ、Ⅱ处采用一对角接触球轴承支承。已知锥齿轮上三个分力的大小分别为:切向力F T =4000N ,径向力F R =2000N ,轴向力F A =1000N ,方向如图。轴的转速n =380 r/min ,载荷系数 f d = 1.2,温度系数f t = 1.0 。试求危险轴承的寿命。
注:轴承的基本额定动载荷C r = 25.8 kN, S =e F r , e =0.5, F a /F r ≤e 时,X = 1, Y = 0; F a /F r >e 时,X = 0.44,Y = 1.12。
1)计算水平面支反力(水平面只有切向力F T ): (2分)
N 5600150210
4000150)60150(1=⨯=+=
T x F F
N 1600150
604000150602=⨯==T x F F
2)计算垂直面支反力(垂直面有径向力F R 和轴向力F A ): (2分)
N 67.2466150
5010002102000150)
2100()60150(1=⨯-⨯=-+=
A R y F F F N 67.466150
501000602000150)
2100
(602=⨯-⨯=-⨯=A R y F F F
3)计算轴承上的径向载荷 (2分)
轴承Ⅰ上的径向载荷: N 19.611967.246656002
22121r1=+=+=y x F F F
轴承Ⅱ上的径向载荷: N 67.166667.46616002222222r =+=+=y x F F F 4)计算派生轴向力 (2分)