CH8-2滚动轴承工作能力设计.ppt

滚动轴承工作能力设计,1 滚动轴承的力分析、失效和计算准则 2 滚动轴承的动载荷和寿命计算 3 静载荷计算 4 极限转速 5 成对安装角接触轴承的计算特点,1 滚动轴承的力分析、失效和计算准则,一. 向心轴承中作用力的分布,由于内部游隙，最多只有半圈滚动体受载，且受载大小不同。,线接触轴承：,0Fr作用线下滚动体变形量。,由于： i 0, F2F1F0,1. 载荷分布,内圈或滚动体上某一点H的变化规律。,外圈上某一点H的变化规律。,均为脉动循环。,2. 应力变化规律,二. 角接触轴承中的附加轴向力Fs,由于“公称接触角”存在：,Fr作用,滚动体法向反力Fi,（附加轴向力）,各种角接触轴承附加轴向力：,e 判断系数 P374 表18.7 Y 轴向动载系数 P374 表18.7, Fs存在 30000型、70000型轴承成对使用，使Fs与Fs方向相反，使轴受力合理。,Fs方向：由轴承外圈的宽边指向窄边，通过内圈作用于轴上,附加轴向力Fs是由于角接触轴承承受径向力Fr引起的。,即“接触线箭头”方向。,3类：,6类：,=,简化画法,三. 滚动轴承的失效,2. 塑性变形：静载荷、冲击作用下,3. 磨损：磨粒磨损、粘着磨损；,1. 疲劳点蚀：回转轴承上，各元件受脉动接触应力。,4. 其它：电腐蚀、锈蚀、元件破裂等；,四. 滚动轴承计算准则,1. 一般条件下的回转滚动轴承：,接触疲劳寿命计算,、静强度计算。,三个基本性能参数：,C0r、C0a 基本额定静载荷：静强度,N0 极限转速：控制磨损,2 滚动轴承的动载荷和寿命计算,一. 基本额定动载荷和基本额定寿命,1、轴承寿命：轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或 一定转速下的工作小时数。,同型号轴承：离散性大、寿命相差数十倍。,一批轴承：服从一定的概率分布规律。, 采用基本额定寿命。,2. 基本额定寿命：一批相同轴承在同样工作条件下运转，其中 10%的轴承发生疲劳点蚀前运转的总转数(L10)， 或一定工作转速下工作的小时数(L10h)。,L10的物理意义：,2）对一个具体轴承而言：该轴承能达到或超过该寿命的概率 为90%。,3）当可靠度不为90%时，对L10进行修正：,3. 基本额定动载荷C：,L10=106 r时，轴承所能承受的最大恒定载荷。,即：在C作用下，轴承工作106r而不点蚀失效的R=90%,Cr：径向基本额定动载荷,对角接触轴承（3、7）：Cr载荷的径向分量,Ca：轴向基本额定动载荷：5类 Ca纯轴向载荷,1）C由试验得出，查手册；,2）C 轴承抗疲劳承载能力；同类不同型号轴承， C不同。,3）设计时需满足：一定工况下的轴承所需的CC,说明：,材质、工作温度、零件硬度变化：对C修正,二. 当量动载荷,实际工作时，轴承可能同时受Fa、Fr,将Fr、Fa转化为与C性质相同的载荷当量动载荷P,X径向动载系数，Fr对寿命影响效应的大小；,Y轴向动载系数， Fa对寿命影响效应的大小；, 将Fr、Fa折合为Cr或Ca,为了与C在相同条件下比较,式中：,向心轴承：P=Fr；推力轴承：P=Fa,由表18.7知，X、Y 受e轴向载荷“判断系数”影响,考虑机器冲击振动，P的公式为：,fd冲击载荷系数（表18.8）,三. 基本额定寿命,时，,PL曲线,球轴承： = 3,滚子轴承： = 10/3,工程中常用小时数表示寿命：,n轴承转速r/min,注意：L10h与n有关，L10与n无关。,设计时，应：,查手册，选型号，使,例18.1：P376,轴承预期使用寿命,复 习,1 滚动轴承的力分析、失效和计算准则 2 滚动轴承的动载荷和寿命计算 3 静载荷计算 4 极限转速 5 成对安装角接触轴承的计算特点,四. 角接触轴承的载荷计算,1. 作用于轴上的外载荷,轴上有外载荷：FR和FA,Fr作用点为“载荷作用中心”：位置用a表示。,a ：载荷作用中心至轴承外侧端面距离（查手册）,由前知：Fr1、Fr2,2. 轴向载荷计算,右端轴承 “压紧” 左端轴承 “放松”,左端“压紧” 右端“放松”,正安装：合力指向端为“压紧端”,反安装： 合力指向端为“放松端”,1）根据轴承安装方式和 FA 、 Fs1、Fs2合力指向，判定“压紧端”和“放松端”；,2）放松端：Fa等于本身Fs；,3）压紧端：Fa等于除本身Fs外，其它轴向力的代数和。,角接触滚动轴承寿命计算小结：,1. 求支反力（力平衡、力矩平衡）Fr1、Fr2；,3. 根据轴承安装方式及合力的指向判定“压紧”、“放松”端， 求出Fa1、Fa2；,4. 根据,？：是 X、Y 查表；否 X =1、Y =0,？：是 X、Y 查表；否 X=1、Y =0,，,取,5. 校核式：,设计选择式：,深沟球轴承：