滚动轴承设计计算共89页文档
滚动轴承计算-xn(1)
P 1.3(0.56 2000 1.833 900) 3600N
5、验算该轴承的寿命(应使Lh>Lh’)
10 C 10 40800 Lh h 8087h 4000 60n P 60 3000 3600
因Lh>Lh’,故可以选择6308滚动轴承。
F 1701 Fd 1 r1 500 N 2Y 2 1.7 F 1552 Fd 2 r 2 456 N 2Y 2 1.7
Fd2
Fae=900N
Fd1
Fr2
Fr1
提示:判断轴承放松和压紧!
+Fd2=1356
Fa 2 Fd 1 Fae
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滚动轴承的静载荷计算
小结:先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;然后确定被“放松”轴 承的轴向力仅为其本身派生的轴向力,被“压紧”轴承的轴 向力则为除去本身派生的轴向力后其余各轴向力的代数和。
P的确定
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滚动轴承的计算举例
2、求基本额定动载荷
60n 60 3000 3 CP [ Lh ] 3679 4000 32974 N 6 6 10 10
3、选择轴承型号 由轴承手册,按内径d=40mm,选6308轴承Cr =40800N>C, C0=24000N,Fa/ C0=0.0375,仍满足
分 目 录
6
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3
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滚动轴承的计算举例
例:图示斜齿轮轴系,两端正装两个圆锥滚子轴 承,轴颈d0=30-35mm; 齿轮分度圆直径d=45mm, Fte=3000N, Fre=1200N, Fae=900N;n=385rpm,中 等冲击载荷;初选两轴承为32006;计算轴承寿命。 解:根据选取轴承型号“32006” C=24.8kN,e=0.36,Y=1.7 1.计算径向载荷 垂直面支反力 Fr1V =802.5N, Fr2V=397.5N 水平面支反力 Fr1H = Fr2H =1500N
滚动轴承设计ppt模版课件
类型代号:(20000)
FR FA FA
FR FA FA
3.推力调心滚子轴承 承载类型——可承很大的轴向负荷FA
和一定径向负荷FR 特点——具有调心性能,θ =20~30
类型代号:(29000)
尺寸系列(0) 3,为窄中系列
角接触球轴承
5 14 10
/P6
公差等级 为6级
轴承内径 d = 50 mm
尺寸系列14, 为正常高度、 重系列
单向推力 球轴承
五、 滚动轴承类型的选择
载荷的大 承轻、中及较小波动载荷的场合—选球轴承 小、性质 承重及较大波动的载荷的场合—选滚子轴承
纯径向负 深沟轴承(6类) 荷可选用 圆柱滚子轴承(N类)及滚针轴承(NA类)
三)后置代号
后置代号
1
2
34
5
678
内部结构
密封与 防尘套
圈变型
保持架 及材料
轴承 材料
公差等级
游配其 隙置他
C: 角接触球轴 承,α=150
AC:角接触球轴 承,α=250
B: 角接触球轴 承,α=400
B: 圆锥滚子轴 承,接触角 加大
E: 加强型
/P0:0级 (省略不标)
/P6: 6级 /P6X:6X级 /P5: 5级 /P4: 4级 /P2: 2级
精度高; ⑤ 润滑简单,耗油量少,维护保养简便;
⑥ 标准件,易于互换等优点,所以获得广泛应用。 缺点:抗冲击能力较差,高速时噪声大,工作寿命不及液
体摩擦的滑动轴承,径向尺寸比滑动轴承大。
二、滚动轴承的尺寸及性能参数
滚动轴承计算
3、轴系由一对圆锥滚子轴承支承(如图),支点反力 Fr1=4000N,Fr2=6000N,轴向向右外载荷FA=860N, fp=1.2,试计算两轴承的当量动载荷,判断应按哪个轴承 校核寿命,为什么?
e 0.3 Fa/Fr≤e X=1,Y=0 Fa/Fr>e X=0.4,Y=2 Fd Fr/4
4、一对46210角接触球轴承反安装,如图所示。已知轴 承1和轴承2 的径向载荷分别为R1=2000N,R2=4000N,轴 上作用的轴向载荷Fa=800N(指向轴承2),轴承的派生轴 向力S的计算式S=0.68R,e=0.68,X=0.41,Y=0.87。轴 承载荷有轻微冲击,载荷系数fF=1.2,工作温度不大于 120C。试求: (1) 轴承1和轴承2的轴向载荷A1和A2; (2) 轴承1和轴承2的当量动载荷P1和P2。
5、如图所示,斜齿轮轴由一对角接触球轴承7307AC 支承,轴承正安装,已知Fr1=2600N,Fr2=1900N, FA=600N,轴承计算有关系数如下表:
e 0.7
Fa/Fr>e X=0.41,Y=0.85
Fa/Fr ≤e X=1,Y=0
FБайду номын сангаас 0.7Fr
试求:(1) 轴承的内部轴向力Fs1、Fs2,并图示方向; (2) 轴承的轴向力Fa1、Fa2; (3) 轴承的当量动载荷P1、P2,并判断危险轴承(fd=1, 内部轴向力也称派生轴向力)。
1、轴系由一对圆锥滚子轴承支承正装,如图所 示,已知FR=3000N,求两轴承的当量动载荷 (fp=1)。
e 0.32 Fa/Fr≤e X=1,Y=0 Fa/Fr>e X=0.4,Y=1.9 Fd 0.3Fr
2、如图所示为一正装30212圆锥滚子轴承,轴向外载荷 FA=500N,径向载荷Fr1=6000N,Fr2=1000N,试分别求两 轴承的轴向力Fa1、Fa2。(派生的轴向力Fd=0.28Fr)
滚动轴承的校核计算及公式
滚动轴承的校核计算及公式1 基本概念1.轴承寿命:轴承中任一元件出现疲劳剥落扩展迹象前运转的总转数或一定转速下的工作小时数。
批量生产的元件,由于材料的不均匀性,导致轴承的寿命有很大的离散性,最长和最短的寿命可达几十倍,必须采用统计的方法进行处理。
2.基本额定寿命:是指90%可靠度、常用材料和加工质量、常规运转条件下的寿命,以符号L10(r)或L10h(h)表示。
3.基本额定动载荷(C):基本额定寿命为一百万转(106)时轴承所能承受的恒定载荷。
即在基本额定动载荷作用下,轴承可以工作106 转而不发生点蚀失效,其可靠度为90%。
基本额定动载荷大,轴承抗疲劳的承载能力相应较强。
4.基本额定静载荷(径向C0r,轴向C0a):是指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心处引起以下接触应力时所相当的假象径向载荷或中心轴向静载荷。
在设计中常用到滚动轴承的三个基本参数:满足一定疲劳寿命要求的基本额定动载荷Cr(径向)或Ca(轴向),满足一定静强度要求的基本额定静强度C0r(径向)或C0a(轴向)和控制轴承磨损的极限转速N0。
各种轴承性能指标值C、C0、N0等可查有关手册。
2 寿命校核计算公式图17-6滚动轴承的寿命随载荷的增大而降低,寿命与载荷的关系曲线如图17-6,其曲线方程为PεL10=常数其中 P-当量动载荷,N;L10-基本额定寿命,常以106r为单位(当寿命为一百万转时,L10=1);ε-寿命指数,球轴承ε=3,滚子轴承ε=10/3。
由手册查得的基本额定动载荷C是以L10=1、可靠度为90%为依据的。
由此可得当轴承的当量动载荷为P时以转速为单位的基本额定寿命L10为Cε×1=Pε×L10L10=(C/P)ε 106r (17.6)若轴承工作转速为n r/min,可求出以小时数为单位的基本额定寿命h (17.7)应取L10≥L h'。
L h '为轴承的预期使用寿命。
通常参照机器大修期限的预期使用寿命。
滚动轴承的计算
第11章 滚动轴承
(3) 当转速较高时,宜用球轴承;当转速较低时,可 用滚子轴承,也可用球轴承。
(4) 当要求支承具有较大刚度时, 应用滚子轴承。
(5) 从经济角度看,球轴承比滚子轴承便宜,精度 低的轴承比精度高的轴承便宜,普通结构轴承比特殊 结构轴承便宜。
第11章 滚动轴承
11.1.4 滚动轴承代号
第11章 滚动轴承
。
第11章 滚动轴承
11.2 滚动轴承的计算
11.2.1 滚动轴承的主要失效形式有以下几种: 1. 疲劳点蚀 轴承工作时,滚动体和内、外套圈的接触处产生循环变化
的接触应力。长期工作产生疲劳点蚀。 1
第11章 滚动轴承
2. 塑性变形 对转速较低和间歇摆动的轴承,在承受较大的冲击或静载 荷下,滚道和滚动体出现永久的塑性变形, 当变形量超过一 定界限便不能正常工作。
如果已知轴承的当量动载荷P、转速n,设计机器时所要求 的轴承预期寿命Lh′ 也已确定, 则可计算出轴承应具有的基本额 定动载荷C′值,从而可根据C′值选用所需要的轴承
C'
fPP ft
60nL'h 106
在选择轴承型号时, 应满足C≥C′。
(11-3)
第11章 滚动轴承
11.3 滚动轴承部件结构设计
P=XFr+YFa
(11-1)
第11章 滚动轴承
式中:P ——当量动载荷(N) Fr——轴承所承受的实际径向载荷(N) Fa——轴承所承受的实际轴向载荷(N) X,Y——径向载荷系数和轴向载荷系数, 见表11-6。 对于圆柱滚子轴承和滚针轴承Y=0;对于推力轴承X=0。
第11章 滚动轴承
11.2.5
2. 基本额定寿命
一批相同型号的轴承,在同样的工作条件下,其寿命一般 并不相同,最低与最高寿命相差可达数十倍。基本额定寿命是 指一批相同的轴承,在相同运转条件下,其中90%在疲劳点蚀 前能运转的总转数或给定转数下能运转的总工作时数。 其可靠 度为90%。 即当一批轴承工作运转达到额定寿命时,有10%的 轴承已先后出现疲劳点蚀。 寿命单位若为转数,用L10表示; 若为工作小时数,用L10表示。
滚动轴承设计
2) 轴承旳转速
滚动体回火
转速过高 → 温度↑ → 润滑失效 → 或胶合破坏。
极限转速----滚动轴承在一定载荷与润滑条件下,允 许旳最高转速。详细可查阅设计手册或轴承样本。
选用原则: 1. 球轴承比滚子轴承旳极限转速高,应优先选用球轴承;
2. 在高速时,以选用超轻、特轻及轻系列旳轴承;内径相同
步,外径越小,滚动体就越轻小,产生旳离心惯性力也小,;
表13-6 轴承后置代号排列顺序
后置代号组 1
2
3 4567 8
含
义
内部 密封与防尘 保持架 轴承 公差 构造 套圈变形 及材料 材料 等级 游隙
配置 其他
青岛科技大学专用
潘存云教授研制
表13-7 轴承内部构造常用代号
轴承类型 角接触球轴承 圆锥滚子轴承
代号
B C AC B
E
含义
α=40˚ α=15˚ α=25˚ 接触角α加大
只能承受轴向载荷,且作用线
必需与轴线重叠。分为单、双
低
不允许
向两种。高速时,因滚动体离 心力大,球与保持架摩擦发烧
严重,寿命较低,可用于轴向
载荷大、转速不高之处。
潘存云教授研制
表13-2 滚动轴承旳主要类型和特征(续)
轴承名称、 类型及代号
构造简图 承载方向 极限转速 允许角偏差
主要特征和应用
推力球轴承 50000
潘存云教授研制
表13-3 滚动轴承代号旳排列顺序
前置代号
基本代号)
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代
系列代号 代号
号
注:
代表字母;
代表数字
尺寸系列代号----左起第二、三位。
滚动轴承设计计算(管理材料)
滚子轴承
Fs =FR/(2Y)
7000C
FS =e FR
角接触球轴承
7000AC
7000B
FS =0.68FR FS =1.14 FR
Y和e查表
2) FS使内外圈分开,减少承载滚子数目, 使滚子受载增加,寿命下降。
3)外载荷Fa不同时,对轴承的影响不同。
讲课课件
26
二、滚动轴承的应力分析—在交变应力下工作。
讲课课件
20
3 类型选择
1、载荷大小、方向、性质 2、转速要求 3、尺寸限制 4、安装要求 5、经济性
另外球轴承便宜,滚子轴承价格高,
有特殊结构的轴承价讲格课课件高。
21
§2 滚动轴承的受力分析、失效和计算准则
一、滚动轴承的载荷分析 二、滚动轴承的应力分析 三、滚动轴承的失效形式和计算准则
讲课课件
L h
106 (C )(h) 60n P
n — 轴承的转速
当在高温(>1000C)下工作, 载荷有冲击时,
引入—fT、 fP :
Lh
106 60n
( fTC f P 讲课P课件
)
(h)
通式
34
例6
6212轴承,承受径向力FR=5500N的平稳载荷,转速 n=1250r/min,正常温度,试求寿命Lh 。
总圈数,或在一定转速条件下所能工作的小时数,称为
基本额定寿命。可靠度为90%,用L10或Lh表示。
讲课课件
30
寿命曲线
载 荷
90%
50%
可靠度 寿命 99% L10=105r 90% L10=106r
P
50% L10=5×106r
L1
L2
转数n
滚动轴承设计与计算
三、滚动轴承的当量动载荷P(假想载荷)
1.对只能承受径向载荷R的轴承(N、NA轴承)
P=R
2.对只能承受轴向载荷A的轴承(5和8) P=A
3.同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承 P = x R +y A
x— — 径向载荷系数 y— — 轴向载荷系数
表10.5
四、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷 A的计算 1)派生轴向力 S大小
滚动轴承的静载荷校核
一、滚动轴承的静载荷 当轴承转速很低或作间歇摆动时,轴承的失效
形式为塑性变形 1、基本额定静载荷C0
2、当量静载荷P0: P0 = x0R + y0 A
x0 , y0— 表10.9
二、按静载选择轴承的条件 C0 ≥ S0 P0
S0— 表10.8
滚动轴承设计例题
例1.一水泵选用向心球轴承,已知轴颈d=35mm,转 速n=2900r/min,轴承所承受径向载荷R=2300N, 轴向载荷A=540N,要求使用寿命L ’h=5000h, 试选择轴承型号。
— 普通级 可省略
(4)轴承的径向游隙 :共6组
/C1 /C2 /C0 /C3 /C4 /C5 ,0组游隙常用,不标出
(5)保持架代号
例:6 3 05 (/P0) ││ │ └ 0级公差(不标) ││ └内径d=25mm │ └直径系列为 3(中),宽度系列为 0(不标) └深沟球轴承
二、滚动轴承的寿命计算公式
载荷与寿命的关系
Pε L = const
ε— — 寿命指数
球轴承:ε=3 滚子轴承:ε= 10/3
代入一组数据求解
P=C L=1(106r)
Pε L = Cε ×1
L = (C)ε P
球轴承设计计算
外圈之倾斜角
cose
1
Gr 2 fe 1Dw 0.25Gr
2Dpw Dpw 2 fe 1Dw 0.5Gr
角度游隙a0等于内圈和外圈相对倾斜角之和
0 i e
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3.载荷引起的接触角变化
1)球轴承施加轴向载荷或者轴向和径向方向的联合 载荷,钢球与滚道之间将产生接触变形使原始接触 角a变为a’。在此假设: 1.原始接触角为a,外圈固定,内圈受载发生位移 2.轴承承受联合载荷,内圈相对外圈位移时,始终 与外圈保持平行(将轴承装配与轴的两端,对轴承 施加载荷时,内外圈的相对位移基本平行) 3.在轴承内部,钢球的载荷分布已知
L10
C P
3
—(5
-1)
Lh
106 60n
C P
3
(5
2)
基本额定动载荷C的定义:全体轴承的90%不 发生疲劳破坏且内圈总转数达100万转时所能 承受的载荷。
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5.滚动轴承的寿命
1990年,ISO标准修订Lna
Lna a1a2a3L10 —(5 - 3)
a1 — 可靠度寿命修正系数 a2 — 轴承性能寿命修正系数,1 a2 3 a3 — 运转条件寿命修正系数,根据润滑条件,取大于1或者小于1
轴承类型 bm
深沟球, 角接触球 轴承
1.3
调心球, 磁电机球 轴承
1.3
带装填槽 球轴承
1.1
外球面球 轴承
1
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6.基本额定动载荷C 硬度发生变化时的基本额定动载荷
当硬度低于58HRC时,额定动载荷
C'
C
HRC
3.6
58
第28页/共64页
机械设计 9-2 滚动轴承的计算 (2)
1
FA1 = 3000
FA 2 = 8000
2
Fr 1 = 5500
Fr 2 = 6500
13
1、求 FS 1
FA
FS 2 2
FA 2
FS 1
FA1
FS 1
Fr1 5500 = = = 1833N 2Y 2 ×1.5
Fr2 6500 = = = 2167N 2Y 2 ×1.5
F r 1 5500
0
1
2
L10
3
4
L10 106 r
4
4、当量动载荷P 当量动载荷是与实际载荷等效的假想载荷。
P = f p ( X Fr + YF a ) 对于只承受径向力的向心轴承 N类 F P = f p )
r
对于只能承受轴向力的推力轴承
P = f p Fa
1
Fr 1
F S 1 FA F S 2
2
Fr2
综上所述:
角接触轴承轴向载荷的求法:
1.根据轴向合力方向判定“压紧”和“放松” 轴承;
2. 松轴承的轴向力= 自身的内部轴向力; 3. 紧轴承的轴向力 = 除去自身的内部轴向力外, 其它轴向力的代数和。使轴承压紧的力为正。
12
例9-2
已知轴系用一对圆锥滚子轴承(30212)支承, Fr 载荷如图,轴承的内部轴向力 , ,Y=1.5, Fs 2Y 求 Fa 1、Fa 2 。
14
FS 2
Fr2
2
反装(背对背)
FS 1
Fr1
1
FA
合力方向
如 果FS 2 FA FS 1{
轴承 1 被压紧, Fa 1 F S 2 F A
机械设计基础第11章滚动轴承轴向力的计算
见课件机械设计重点难点寿命计算
2
四、角接触向心轴承轴向载荷的计算
图所示为一成对安装的角接触轴承(可以是圆锥滚 子轴承), FR 及 FA 分别为作用于轴上的径向外负荷 及轴向外负荷。两轴承所受的径向负荷分别为 Fr1 及 Fr2,相应的内部轴向力为F/1及F/2。 取轴与其相配合的轴承内圈为分离体,当达到轴向平 衡时,应满足: F/2+FA= F/1
综上可知,计算角接触球轴承和圆锥滚子轴承所 受轴向力的方法可归结为:
1)确定轴承内部轴向力F/1 、F/2 的方向和大小; 2)确定作用于轴上的轴向外负荷的合力 FA的方 向和大小; 3)判明轴上全部轴向负荷(包括轴向外负荷和 轴承的内部轴向负荷)的合力指向,找出被“压 紧”的轴承及被“放松”的轴承; 4)被“压紧”轴承的轴向负荷等于除本身派生 轴向负荷以外的其它所有轴向负荷的代数和(即 另一个轴承的内部轴向负荷与外负荷 FA 的代数 和); 5)被“放松”轴承的轴向负荷等于轴承自身的 内部轴向负荷。
三、滚动轴承的当量动载荷:
在进行轴承寿命计算时,轴承在许多应用场合, 常常同时承受径向载荷Fr和轴向载荷Fa; 当量动载荷P的一般计算公式: 这时,必须把实际载荷换算为与确定基本额动 P=XFr+YFa
定动载荷的载荷条件相一致的当量动载荷,用 式中:X,Y分别为径向,轴向载荷系数: 字母P表示。 其值见表16—12,P260. 对于只能承受纯径向载荷R的轴承:P=Fr. 对于以承受径向载荷为主的轴承,称为径向 当量动载荷,用Pr表示; A的轴承:P=Fa 对于只能承受纯轴向载荷 对于以承受轴向载荷为主的轴承,称为轴向 当量动载荷,用Pa表示.
1
见课件机械设计重点难点寿命计算