滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 ?16. 3 滚动轴承的选择计算 16.3.0滚动轴承类型的选择 1.轴承的载荷 大小:滚子轴承优于球轴承 方向:径向R(6、1、N)轴向A(5)R+ A(7、3、6) 轴承的载荷方向 2.轴承的转速 极限转速n:滚动轴承允许的最高工作转速称为lim 极限转速。 对高转速的轴承: 1).优先选用球轴承(润滑的阻力) 2).轻系列轴承优于中、重系列(离心力) 3).实体保持架优于冲压保持架(易形成油膜减小摩擦) 4).提高公差等级、改善润滑条件等 推力轴承的主要承载...

　　滚动轴承的选择计算 ?16. 3 滚动轴承的选择计算 16.3.0滚动轴承类型的选择 1.轴承的载荷 大小:滚子轴承优于球轴承 方向:径向R(6、1、N)轴向A(5)R+ A(7、3、6) 轴承的载荷方向 2.轴承的转速 极限转速n:滚动轴承允许的最高工作转速称为lim 极限转速。 对高转速的轴承: 1).优先选用球轴承(润滑的阻力) 2).轻系列轴承优于中、重系列(离心力) 3).实体保持架优于冲压保持架(易形成油膜减小摩擦) 4).提高公差等级、改善润滑条件等 推力轴承的主要承载能力表现在轴向，离心力过大时无法通过径向反力平衡，将引起较大的反力，发热大，极限转速较低 3. 轴承的调心性能 表16-2 4. 轴承的安装与拆卸 5. 经济性:球比滚子便宜，精度适宜 比较球轴承和滚子轴承有: 16.3.1滚动轴承的工作情况分析 1.运动关系:内外圈相对回转;滚动体既自转又公转。 2.轴承中载荷的分布: , 推力轴承 F=F/z 0 a , 向心轴承，在载荷F 的作用下,根据变形关系，轴承r 下部中间滚动体受力最大，向两边逐渐减小。 也就是说～最多只有半圈滚动体受载～且各滚动体的受载大小也不同。 应力循环特性: 内、外圈～滚动体的受力可以认为是脉动循环。 ?16.3.2 滚动轴承的失效形式及设计准则 设计 失效形式 准则 点蚀(一般轴承) 寿命 计算 静载 永久变形 荷计 算 密 封; 磨损 、烧伤 润 滑、 散热 限制 胶合 极限 转速 元件破裂 ，重新正确安装。 对可分离的高精度轴承不能互换安装. 在正确使用下，滚动轴承的最主要的失效形式是点蚀，点蚀可能发生在滚动体和任意座圈上，由 于滚动轴承的接触应力较大，通常不按永久寿命设计，设计滚动轴承的寿命是滚动轴承设计的重要内容. 由于滚动轴承工作中的接触应力较大，在接触应力作用下元件表面可能发生塑性变形，过大的塑 性变形会影响轴承的工作平稳性和旋转精 度，除过大的工作应力会造成塑性变形以外，拆卸和装配中的不正确操作也会引起塑性变形; 在润滑不良的情况下，会造成轴承磨损，在使用滚动轴承中应保证充足的润滑，在设计中应为正确的润滑提供条件，应为添加润滑剂和保持润滑剂的合理量设置必要的装置，如加油孔，油面显示装置等。 当工作温度过高时会造成轴承元件回火，这要通过减少发热和增强散热能力来解决，正确的润滑可以降低摩擦系数，并能及时带走工作表面产生的热量，合理的选用滚动轴承的类型及其组合，选用极限转速较高的轴承，限制轴系的最高转速，都可以有效地减少轴承工作中的发热，对发热较多的轴承应采取散热措施，包括直接对润滑表面散热和对润滑剂散热. 滚动轴承的内外圈都是薄壁零件，设计中止考虑这些零件受压缩时的承载能力，如果不正确的使用滚动轴承，使座圈受弯曲应力作用，就会引起座圈断裂. , 高速轴承的设计准则: 高速轴承由于发热而造成的粘着磨损、烧伤是主要的失效形式～除疲劳寿命计算外、还要进行极限转速计算。 , 滚动轴承的三个基本性能参数: a.基本额定动载荷C或C, ra b.基本额定静载荷C或C, ,r,a c.极限转速N , ,在手册中可以查到, ?16.3.3 滚动轴承的寿命计算 轴承寿命: 运转过程中～内圈、外圈滚道、滚动体中任一零件首次出现疲劳点蚀时～内、外圈相对旋转的总转数～或在一定转速下的工作小时数。 实验表明: 结构、尺寸、材料、热处理工艺、载荷、工作条件均完全相同的轴承～其寿命相差几~几十倍～无法预知某一轴承的工作寿命。 统计方法:对一批结构相同的轴承～在相同的载荷、工作条件下试验～对其寿命进行统计。用可靠度R度量。 可靠度R:一组相同轴承能达到或超过规定寿命的百分比～称为轴承寿命的可靠度。 由于滚动轴承的运动较复杂(类似于行星轮系)，要精确计算每个元件上的应力循环次数较困难，所以滚动轴承的寿命不是以应力循环次数为 单位，而是以轴承运转的圈数为单位，由于点蚀发生与发展的偶然性，同一批滚动轴承在相同工况下实验，其实际寿命相差很大，设计中不能以寿命最长的的轴承作为MATCH_

　　_55_0，也不能以寿命最短的作为标准，标准规 ,失效，90,不失效的寿命作为这批轴承的寿定以一批相同的轴承中10 ,的轴承命，即一批轴承在给定的工况下工作到基本额定寿命时约有10发生了点蚀失效，即轴承在基本额定寿命下失效的概率为10,. 基本额定寿命和基本额定动载荷 1. 基本额定寿命 : 基本额定寿命 一批相同的轴承中90,的轴承不发生疲劳点蚀前 6的总转数(以10为单位)或小时数。 基本额额定寿命用单位为百万转(L)或小时数(L) 。即90%的轴承在发生疲劳点蚀前所能达到h 或超过的寿命。对单个轴承来说，能够到达到或超过此寿命的概率为90%。 例如: 6, 80%轴承可以达到或超过的寿命～如2×10 r, 6, 90%轴承可以达到或超过的寿命～如 1×10 r。 6反过来讲～能达到寿命为 1×10 r的轴承为90%——可靠度。 2. 滚动轴承的基本额定动载荷 额定动载荷 6 标准规定，基本额定寿命等于10转时轴承所能承受的载荷称为基本额定动载荷，用符号C表示。 对于向心轴承，基本额定动载荷指纯径向载荷，对角接触球轴承或圆锥滚子轴承，指使套圈间产生相对径向位移的载荷的径向分量，称为径向基本额定动载荷用符号C表示; r 对推力轴承，指纯轴向载荷，称为轴向基本额定动载荷，用符号C表示。 a C、C可从手册中查出 r a。 基本额定动载荷(C): 基本额定寿命L= 1×106 r时～轴承所能承受的载荷。 试验条件: 向心轴承:纯径向载荷?径向基本额定动载荷C, r推力轴承:纯轴向载荷?轴向基本额定动载荷C。 a P——当量动载荷。考虑实际载荷与试验条件不同～将实际载荷等效为试验条件下的载荷。 基本额定寿命计算 由实验作出轴承的疲劳曲线如下 载荷—寿命曲线(转速) 图中的曲线方程为: 即有 基本额定寿命计算(小时) 考虑温度、冲击和振动影响的修正式: 表16,11预期寿命Lh推荐值 3. 当量动载荷计算(轴承的计算载荷) , 滚动轴承的基本额定动载荷是在一定试验条件 下确定的。 , 向心轴承:纯径向载荷, , 推力轴承:纯轴向载荷。 , 实际载荷:既有径向载荷～又有轴向载荷。 , 为使实际载荷与试验条件具有可比性～必须将 实际载荷换算成与试验条件相同的载荷后～才能 和基本额定动载荷进行比较。换算后的载荷是一 种假定的——当量动载荷。 X ——径向动载荷系数 Y——轴向动载荷系数 见P256，表16-12 向心轴承的X，Y值。 表中e——界限值～用以判定是否考虑F的作用。 a 表的使用:F、F～C?e?X～Y?P ra0 注意:向心轴承仅承受径向载荷时～P=Fr。 推力轴承α=90?～P=Fa 角接触推力轴承～P按GB/T6391计算 4. 角接触向心轴承的轴向载荷计算 a.角接触轴承的内部轴向力 • 由于接触角存在，受径向载荷作用时，滚动体 的反力可分为径向分力和轴向分力; 轴承的轴向分力之和称为内部轴向力。 • 表16-13角接触轴承的内部轴向力F’的计算 • 为保证半圈受力， F’,1.25 F tan, ir • 由于存在内部轴向力，角接触轴承通常成对使 用。 , F′的消除 成组轴承～面对面～或背靠背安装。以面对面组装为例。 以面对面组装为例。F～F～F～求F～F。 r1Ar2a1a2 研究对象:轴承内圈与轴一体。 5 滚动轴承的静载荷计算 , 摆动、转速极低及短期受冲击的轴承会产生塑 性变形(永久变形)。针对失效形式应进行静载 荷计算。 滚动轴承的静载荷计算可参阅相关手册

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