第三章轴承寿命计算

1、第三章 轴、轴承和键的计算§3-1 液压部§3-1·1 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T1 = 295.74N·m(1) Z1齿轮对轴的作用力 (2) 渐开线花键因制造安装误差所产生的径向力2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO产生的支座反力： (4) 合成反力:二、轴承寿命计算：A点选用：42216E Cr = 130000 N n = 1453 r/minB点选用：42217E Cr = 155000 N n =1453 r/min三、渐开线花键强度验算：挤压强度 式中：T 转

2、矩，N·mm 各齿载荷不均匀系数，一般取=0.70.8 z 齿数 h 齿的工作高度，mm l 齿的工作 (配合) 长度，mm Dm 平均直径，mm p 许用比压，Mpa T= 295.74N·m = 0.75 z = 15 h = m = 3mml = 55mm Dm = m·z =3×15 = 45mm p =100140Mpa §3-1·2 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T2 = 382.56N·m 不考虑效率损失： (1) Pt2、Pr2在X、Y方向的力 (2) 、在X、Y方向的力

3、 (3) 在X、Y方向的合力 2、求支座反力：二、轴承寿命计算：A、B两点均选用：53511 Cr = 92200 N n = 1100.76 r/min§3-1·3 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T2 = 306.74N·m不考虑效率损失： (1) Pt3、Pr3在X、Y方向的力 (2) 、在X、Y方向的力 (3) 在X、Y方向的合力 (4) 渐开线花键因制造安装误差所产生的径向力2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO产生的支座反力： (4) 合成反力:二、轴承寿命计算：A点选用：4251

4、4E Cr = 145000 N n = 1345.37 r/minB点选用：53511 Cr = 92200 N n =1345.37 r/min三、渐开线花键强度验算：挤压强度 T= 306.74N·m = 0.75 z =21 h = m = 2mml = 27mm Dm = m·z =2×21 = 42mm p =100140Mpa §3-1·4 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T4 = 367.41N·m不考虑效率损失： (1) Pt4、Pr4在X、Y方向的力 (2) 、在X、Y方向的力

5、(3) Z7作用在轴上的力：输入扭矩T7 =272.77N·mPt7、Pr7在X、Y方向的力 (4) 在X、Y方向的合力 2、求支座反力：二、轴承寿命计算：A、B两点均选用：53511 Cr = 92200 N n = 1100.76 r/min§3-1·5 轴键联接的强度验算1、键的挤压强度 式中：T 转矩，N·mmD 轴的直径，mmk 键与轮毂的接触高度，mm，平键k=h/2l 键的工作长度，对于A型键l=L-bp 键联接的许用比压，MpaT = 316.42 N·m D = 40mm k = h/2 = 8/2 = 4mm l = 70-

6、12 = 58mm p = 100120Mpa 2、键的剪切强度 式中：T 转矩，N·mmD 轴的直径，mmb 键的宽度，mml 键的工作长度，对于A型键l=L-b 键联接的许用剪应力，MpaT=316.42 N·m D =40mm b = 12mm l = 58mm = 90 MPa §3-1·6 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T7 = 6.87N·m 2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) 合成反力:二、轴承寿命计算：A点选用：110 Cr = 16800 N n = 14

7、53 r/minB点选用：110 Cr = 16800 N n = 1453 r/min§3-2 牵引部§3-2·1 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T1 = 220.15N·m(1) Z1齿轮对轴的作用力 (2) 渐开线花键因制造安装误差所产生的径向力PO2=PO12、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO1产生的支座反力： (4) PO2产生的支座反力： (5) 合成反力: 二、轴承寿命计算：A点选用：42212E Cr = 88800 N n = 565.24 r/minB点选用：

8、53512 Cr = 110000 N n =565.24 r/min三、渐开线花键强度验算：挤压强度 T= 220.15N·m = 0.75 z =18 h = m = 2mml = 45mm Dm = m·z =2×18 =36mm p =100140Mpa §3-2·2 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T2 = 506.18N·m 不考虑效率损失： 水平方向：垂直方向：由一只轴承在轴上A点 二、轴承寿命计算：A点选用：53609 Cr = 128000 N n = 240.92 r/min&#

9、167;3-2·3 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T3 =585.51N·m(1) Z3齿轮对轴的作用力 (2) 渐开线花键因制造安装误差所产生的径向力2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO产生的支座反力： (4) 合成反力:二、轴承寿命计算：A点选用：61924 Cr = 55300 N n = 204.11 r/minB点选用：61924 Cr = 55300 N n = 204.11 r/min§3-2·4 双行星机构一、 轴承寿命计算： 一级行星轮心轴1、轴的受力分析：(1

10、) 传动件作用在轴上的力：输入扭矩 太阳轮对行星轮的切向力内齿圈对行星轮的切向力(2) 求支座反力：由两轴承支承在轴上A、B两点 2、轴承寿命计算：选用两只22208E Cr = 89700 N ncx =98.83 r/min 动载系数 FK =1.5 旋转系数 Fn =1.1 二级行星轮心轴1、轴的受力分析：(1) 传动件作用在轴上的力：输入扭矩 太阳轮对行星轮的切向力内齿圈对行星轮的切向力(2) 求支座反力：由两轴承支承在轴上A、B两点 2、轴承寿命计算：选用两只22208E Cr = 89700 N ncx =17.847 r/min 动载系数 FK =1.5 旋转系数 Fn =1.1

11、 三、渐开线花键强度验算：挤压强度 1、对一级太阳轮轴T= 585.51N·m = 0.75 z =35 h = m = 4mml = 20mm Dm = m·z =4×35 =140mm p =100140Mpa 2、对二级太阳轮轴T= 3145.28N·m = 0.75 z =13 h = m = 5mml = 30mm Dm = m·z =5×13 =65mm p =100140Mpa§3-2·5 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T5 =16896N·m(1) Z

12、10齿轮对轴的作用力 (2) 渐开线花键因制造安装误差所产生的径向力2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO产生的支座反力： 合成反力:二、轴承寿命计算：A点选用：42224E Cr = 315000 N n = 6.655 r/minB点选用：3053124 Cr = 262000 N n = 6.655 r/min三、渐开线花键强度验算：挤压强度 T= 16896N·m = 0.75 z =21 h = m =5mml = 55mm Dm = m·z =5×21 =105mm p =100140Mpa §3-3 截割

13、部§3-3·1 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T1 =857.46N·m(1) Z1齿轮对轴的作用力 (2) 渐开线花键因制造安装误差所产生的径向力2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO产生的支座反力： (4) 合成反力:二、轴承寿命计算：A点选用：NJ2217EC Cr = 187000 N n = 1470 r/minB点选用：53515 Cr = 145000 N n = 1470 r/min三、渐开线花键强度验算：挤压强度 T= 857.46N·m = 0.75 z =16

14、 h = m =3mml = 70mm Dm = m·z =3×16 =48mm p =100140Mpa§3-3·2 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T2 =1260.74N·m不考虑效率损失： 水平方向：垂直方向：2、求支座反力由两只轴承支承在轴上A、B两点 (1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) 合成反力： 二、轴承寿命计算：A、B两点均选用 53514 Cr = 140000 N n = 980 r/min§3-3·3 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用

15、在轴上的力：输入扭矩T3 =1811.71N·m(1) Z3齿轮对轴的作用力 (2) Z4齿轮对轴的作用力2、求支座反力(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) 合成反力：二、轴承寿命计算：A点选用：53520 Cr = 275000 N n = 668.182 r/minB点选用：42318E Cr = 295000 N n = 668.182 r/min三、 键的强度验算：1、键的挤压强度 T=1811.71 N·m D =120mm k = h / 2 = 18/2 = 9mm l = 54mmp =100120 MPa 2、键的剪切强度 T=1811.7

16、1 N·m D =120mm b = 32mm l = 54mm = 90 MPa §3-3·4 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T4 =3156.4N·m不考虑效率损失： (1) 、在X、Y方向的力 (2) 在X、Y方向的合力 2、求支座反力由两只轴承支承在轴上A、B两点 (1) 水平面的反力： (2) 垂直面的反力： (3) 合成反力： 二、轴承寿命计算：A、B两点均选用 53519 Cr = 248000 N n =375.852r/min §3-3·5 轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、

17、传动件作用在轴上的力：输入扭矩T5 =3093.27N·m(1) Z6齿轮对轴的作用力 (2) 渐开线花键因制造安装误差所产生的径向力2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO产生的支座反力： (4) 合成反力: 二、轴承寿命计算：A点选用：42228 Cr = 288000 N n = 375.852 r/minB点选用：42226 Cr = 245000 N n =375.852 r/min三、渐开线花键强度验算：挤压强度 T= 3093.27N·m = 0.75 z = 21 h = m = 4mml = 52mm Dm = m

18、3;z =4×21 = 84mm p =100140Mpa§3-3·6 行星轮心轴的轴承寿命计算一、轴的受力分析：1、传动件作用在轴上的力：输入扭矩 太阳轮对行星轮的切向力内齿圈对行星轮的切向力2、求支座反力：由五只轴承支承在轴上 二、轴承寿命计算：选用五只292206E Cr = 36200 N ncx = 248 r/min 动载系数 FK =1.5 旋转系数 Fn =1.1 §3-3·7 轴的轴承寿命计算一、轴的受机力分析：1、已知：W重(13.5T) P牵引力(22T) L机长(6470mm) Fa轴向力(2T) 磨擦系数(0.3) D滚筒直径(850mm) n滚筒转速(84.07r/min) T 扭矩(13413.925N·m)(1) 滚筒轴实际牵引阻力POX POX=P牵 - ( F1 + 2F2 + F3 ) 式中：F1：机器与溜子摩擦力F2：牵引链偏心力矩所产生的与溜子侧面的摩擦力F3：弧形挡煤板阻力(作用在摇臂壳上)，约等于牵引力15POX = 22000 - ( 4050+1807.60+3300 ) = 13