《机械设计基础》第五版角接触向心轴承轴向载荷的计算11-PPT课件

2、角接触轴承的安装方法
一般有两种安装形式： 为简化计算，认为 支反力作用于轴承 宽度的中点。 ● 正装 － 面对面安装 两轴承外圈的窄边相对， 即内部轴向力指向相对。 ● 反装 － 背靠背安装 两轴承外圈的宽边相对， 即内部轴向力指向相背。 正装时跨距短，轴刚度大；
FA FS1 FA FS2
反装时跨距长，轴刚度小；
F F ( 1 4 7 0 . 62 0 0 0 ) N 3 4 7 0 . 6 N 轴承1压紧，轴承2放松 a 1 F S 2 A F F 1 4 7 0 . 6 N a 2 S 2
2、计算当量动载荷P
轴承1
F 3 4 7 0 . 6 a 1 0 . 8 6 7 7 0 . 3 5 F 4 0 0 0 r 1
五、角接触向心轴承轴向载荷的计算 1、受力分析：
a 可查轴承标准
Fr
FS O
Fr
α
F3
F3
载荷作用中心
FSi
F2 F2 F1
Fri
Fi

Fr i Fr FS i FS
FS ——内部轴向力，是由于 结构原因而产生的附加内部轴 向力。其大小：查表，方向： 如图。
FS使内外圈有分离趋势， ∴向心推力轴承必须： 成对使用，对称安装。
C 0 S 0
X
0
静径向载荷 系数 静轴向载 荷系数
Y
S
0
0
静强度安 全系数
例1、已知：S1=1175 N，S2=3290 N，FA=1020 N求： Fa1、 Fa2。
Fr
S1 解：
Ⅰ
S2 Fr
Ⅱ
F
A
S2+FA = 3290+1020= 4310 ＞S1， →轴承Ⅰ被“压紧” ，轴承Ⅱ被 “放松”
F F S 1 0 2 0 3 2 9 0 4 3 1 0 N a 1 A 2
F S 3 2 9 0 N a 2 2
例2:某轴系部件采用一对7208AC滚动轴承支承,如图。 R1＝5000N,R2＝8000N，FA＝2000N，e=0.68，求Fa1、Fa2。
解： ①由安装简图，轴承正装，
例3 某工程机械传动中轴承配置形式如图所示。已知：轴向外载荷FA＝2000N， 轴承径向载荷Fr1＝4000N,Fr2＝5000N.转速n＝1500r/min,中等冲击，工作温度 不超过100°，要求轴承预期寿命L’h=5000h.问采用30311轴承是否合适？
FS2
FS1
解： 1、计算轴承所受轴向载荷Fa 查手册30311轴承Y=1.7,e＝0.35，C＝152000N 由安装简图，轴承正装， FS1 、 FS2 如图所示。
Ⅰ
Ⅱ
b)
FS1
FA
FS2
由于轴承1的右端已固定，轴不能向 c) 右移动，轴承1被压紧。由平衡条件 F = F + F a1 S2 A 得轴承1(压紧端)承受的轴向载荷
Ⅰ Ⅰ S1 FS1 FS2+ FA > S1 b)
FA FA
S2 Ⅱ FS2
Fa2 = FS2
压紧端：Fa1 = FA+ FS2 轴承2(放松端)承受的轴向载荷： 放松端：Fa2 = FS2
FS1
FS 2
3、角接触轴承的轴向载荷Fa
当外载既有径向载荷又有轴向载荷时，角接触轴承的 轴向载荷 Fa ＝？
要同时考虑轴向外载 F A和内部轴向力 FS 。
① 轴承正装时：
如图所示为两向心角接触轴承1、2 面对面安装，FS1、 FS2和Fr1 、 Fr2 分别为两轴承的内部轴向力与径向 载荷， FA为作用于轴上的轴向力,图 b为受力简图。 如图有两种受力情况： ● 若 FS2 + FA > FS1（图C）
由表查得X=0.40, 已知Y=1.7,中等冲击载荷，查表取fp＝1.6
轴承2
F 4 7 0 . 6 a 2 1 0 . 2 9 4 0 . 3 5 F 5 0 0 0 r 2
f ( X F Y F ) 1 . 6 ( 0 . 4 1 . 7 3 4 7 0 . 6 ) N 1 2 0 0 0 N 则 P 1 p r 1 a 1
正、反安装的简化画法
1 2
1
2
反装 正装
来自百度文库
六、滚动轴承的静强度计算 目的：防止在载荷作用下产生过大的塑性变形。 基本额定静载荷C0 ： 滚动轴承受载后，在承载区内受力最大的滚动体与 滚道接触处的接触应力达到一定值时的静载荷。 当轴承同时承受径向力和轴向力时，需折算成当量静载 荷P0，应满足
P X F Y F 0 0 r 0 a
FS1
0 0 0 Fr1 4 F 5 0 0 0 r 2 N 1 1 7 6 .5 N F N 1 4 7 0 . 6 N S 2 1 .7 2Y 2 2 Y 21 . 7
F F ( 1 4 7 0 . 6 2 0 0 0 ) N 3 4 7 0 . 6 N F 1 1 7 6 . 5 N轴有右移趋势 S 2 A S 1
P f ( X F Y F ) 1 . 6 ( 1 5 0 0 0 0 1 4 7 0 . 6 ) N 8 0 0 0 N 2 p r 2 a 2
S1 、 S2 如图所示。
S1
FA
S2
S1＝0.68R1＝0.68×5000＝3400N S2＝0.68R2＝0.68×8000＝5440N ②求Fa1 ， Fa2
R1
R2
∵ S1＋FA＝3400＋2000＝5400N< S2＝5440N
∴轴承1被压紧 轴承2被放松 Fa1 ＝S2－FA＝5440－2000=3440N Fa2＝S2＝5440N
● 若 FS2 + FA < FS1（图D）
则轴承2被压紧,1放松 ,由 平衡条件得： 放松端： Fa1 = FS1
b) D)
Ⅰ Ⅰ S1 F + F < F S2 A S1 F
S1
Fa1 = FS1
FA FA
S2 Ⅱ FS2
Fa2 = FS1－FA
压紧端： Fa2 = FS1 - FA
滚动轴承轴向载荷计算方法： (1)根据安装方式判明内部轴向力 FS1、FS2的方向； (2)判明轴向合力指向及轴可能移动的方向，分析 哪端轴承被“压紧”，哪端轴承被“放松”； (3)“放松”端的轴向载荷等于自身的内部轴向力， “压紧”端的轴向载荷等于除去自身内部轴向力 外其它轴向力的代数和。