機械設(shè)計基礎(chǔ)》第五版角接觸向心軸承軸向載荷的計算

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1、五 、 角 接 觸 向 心 軸 承 軸 向 載 荷 的 計 算1、 受 力 分 析 ： F1 F2F2 F3F3 Fr aFr載 荷 作 用 中 心可 查 軸 承 標 準 F iFri FSiFS i rSi SrF FF F FS 內(nèi) 部 軸 向 力 ， 是 由 于結(jié) 構(gòu) 原 因 而 產(chǎn) 生 的 附 加 內(nèi) 部軸 向 力 。 其 大 小 ： 查 表 ， 方向 ： 如 圖 。 FS使 內(nèi) 外 圈 有 分 離 趨 勢 ， 向 心 推 力 軸 承 必 須 ：成 對 使 用 ， 對 稱 安 裝 。 2、 角 接 觸 軸 承 的 安 裝 方 法一 般 有 兩 種 安 裝 形 式 ： 正 裝 面 對 面

2、 安 裝兩 軸 承 外 圈 的 窄 邊 相 對 ，即 內(nèi) 部 軸 向 力 指 向 相 對 。 反 裝 背 靠 背 安 裝兩 軸 承 外 圈 的 寬 邊 相 對 ，即 內(nèi) 部 軸 向 力 指 向 相 背 。正 裝 時 跨 距 短 ， 軸 剛 度 大 ；反 裝 時 跨 距 長 ， 軸 剛 度 小 ；為 簡 化 計 算 ， 認 為支 反 力 作 用 于 軸 承寬 度 的 中 點 。 FA F S1 FS2FA FS1 FS2 3、 角 接 觸 軸 承 的 軸 向 載 荷 Fa當 外 載 既 有 徑 向 載 荷 又 有 軸 向 載 荷 時 ， 角 接 觸 軸 承 的軸 向 載 荷 F a ？要 同 時

3、 考 慮 軸 向 外 載 F A和 內(nèi) 部 軸 向 力 FS 。 若 FS2 + FA FS1（ 圖 C）如 圖 所 示 為 兩 向 心 角 接 觸 軸 承 1、 2面 對 面 安 裝 ， FS1、 FS2和 Fr1 、 Fr2分 別 為 兩 軸 承 的 內(nèi) 部 軸 向 力 與 徑 向載 荷 ， FA為 作 用 于 軸 上 的 軸 向 力 ,圖b為 受 力 簡 圖 。如 圖 有 兩 種 受 力 情 況 ： b) FS1 FS2FA b) S1 S2FAc) FS1 FS2FA FS2+ FA S1Fa1 = FS2+ FA Fa2 = FS2由 于 軸 承 1的 右 端 已 固 定 ， 軸 不

4、 能 向右 移 動 ， 軸 承 1被 壓 緊 。 由 平 衡 條 件得 軸 承 1(壓 緊 端 )承 受 的 軸 向 載 荷壓 緊 端 ： Fa1 = FA+ FS2 軸 承 2(放 松 端 )承 受 的 軸 向 載 荷 ：放 松 端 ： Fa2 = FS2 若 FS2 + FA FS1（ 圖 D） b) S1 S2FAD) FS1 FS2FA FS2+ FA FS1Fa1 = FS1 Fa2 = FS1 FA 放 松 端 ： Fa1 = FS1 則 軸 承 2被 壓 緊 ,1放 松 ,由平 衡 條 件 得 ：壓 緊 端 ： Fa2 = FS1 - FA 滾 動 軸 承 軸 向 載 荷 計 算

5、 方 法 ：(1)根 據(jù) 安 裝 方 式 判 明 內(nèi) 部 軸 向 力 FS1、 FS2的 方 向 ；(2)判 明 軸 向 合 力 指 向 及 軸 可 能 移 動 的 方 向 ， 分析 哪 端 軸 承 被 “ 壓 緊 ” ， 哪 端 軸 承 被 “ 放 松 ” ；(3)“ 放 松 ” 端 的 軸 向 載 荷 等 于 自 身 的 內(nèi) 部 軸 向力 ， “ 壓 緊 ” 端 的 軸 向 載 荷 等 于 除 去 自 身 內(nèi) 部軸 向 力 外 其 它 軸 向 力 的 代 數(shù) 和 。 正 、 反 安 裝 的 簡 化 畫 法正 裝1 2 反 裝1 2 六 、 滾 動 軸 承 的 靜 強 度 計 算 0X0Y0

6、00 0 r 0 a CSP X F Y F 目 的 ： 防 止 在 載 荷 作 用 下 產(chǎn) 生 過 大 的 塑 性 變 形 ?；?本 額 定 靜 載 荷 C0 ：滾 動 軸 承 受 載 后 ， 在 承 載 區(qū) 內(nèi) 受 力 最 大 的 滾 動 體 與滾 道 接 觸 處 的 接 觸 應 力 達 到 一 定 值 時 的 靜 載 荷 。靜 徑 向 載 荷系 數(shù)靜 軸 向 載荷 系 數(shù) 0S 靜 強 度 安全 系 數(shù) 當 軸 承 同 時 承 受 徑 向 力 和 軸 向 力 時 ， 需 折 算 成 當 量 靜 載荷 P0， 應 滿 足 例 1、 已 知 ： S1=1175 N， S2=3290 N， F

7、A=1020 N求 ： Fa1、 Fa2。 Fr Fr FAS2+FA = 3290+1020= 4310 S1， 1 A 1020 3290 4310 NaF F S 2a2 2 3290 NF S 解 ： 軸 承 被 “ 壓 緊 ” ， 軸 承 被“ 放 松 ” 例 2:某 軸 系 部 件 采 用 一 對 7208AC滾 動 軸 承 支 承 ,如 圖 。R1 5000N,R2 8000N， FA 2000N， e=0.68， 求 Fa1、 Fa2。解 ： 由 安 裝 簡 圖 ， 軸 承 正 裝 ， S1 、 S2 如 圖 所 示 。 求 Fa1 ， Fa2 S 1 FA 3400 2000

8、 5400N S2 5440N Fa1 S2 FA 5440 2000=3440N Fa2 S2 5440NS1 0.68R1 0.68 5000 3400NS2 0.68R2 0.68 8000 5440N 軸 承 1被 壓 緊 軸 承 2被 放 松 S1 S2FA R2R1 例 3 某 工 程 機 械 傳 動 中 軸 承 配 置 形 式 如 圖 所 示 。 已 知 ： 軸 向 外 載 荷 FA 2000N，軸 承 徑 向 載 荷 Fr1 4000N,Fr2 5000N.轉(zhuǎn) 速 n 1500r/min,中 等 沖 擊 ， 工 作 溫 度不 超 過 100 ， 要 求 軸 承 預 期 壽 命

9、L h=5000h.問 采 用 30311軸 承 是 否 合 適 ？解 ： 查 手 冊 30311軸 承 Y=1.7,e 0.35， C 152000N由 安 裝 簡 圖 ， 軸 承 正 裝 ， F S1 、 FS2 如 圖 所 示 。4000 1176.52 1.7 N N 11 2rS FF Y 22 5000 1470.62 2 1.7rS FF N NY 2 (1470.6 2000) 3470.6S AF F N N 1 1176.5SF N 軸 有 右 移 趨 勢軸 承 1壓 緊 ， 軸 承 2放 松 1 22 2 (1470.6 2000) 3470.61470.6a S Aa

10、SF F F N NF F N FS1FS21、 計 算 軸 承 所 受 軸 向 載 荷 Fa 2、 計 算 當 量 動 載 荷 P軸 承 1 11 3470.6 0.8677 0.354000arFF 由 表 查 得 X=0.40,已 知 Y=1.7,中 等 沖 擊 載 荷 ， 查 表 取 fp 1.6則 1 1 1( ) 1.6(0.4 1.7 3470.6) 12000p r aP f XF YF N N 2 2 2( ) 1.6(1 5000 0 1470.6) 8000p r aP f XF YF N N 22 1470.6 0.294 0.355000arFF 軸 承 23、 驗 算 基 本 額 定 動 載 荷 C查 表 ， 取 ft 1.00 滾 子 軸 承 10/31 2P P 按 1P 計 算 103 612000 60 1500 5000 75014 1450001.0 10C N N 結(jié) 論 ： 采 用 一 對 30311圓 錐 滾 子 軸 承 壽 命 足 夠