《機械設計基礎》第五版角接觸向心軸承軸向載荷的計算11

1、五、角接觸向心軸承軸向載荷的計算五、角接觸向心軸承軸向載荷的計算1 1、受力分析：、受力分析：F1F2F2F3F3F Fr raFr載荷作用中心載荷作用中心可查軸承標準可查軸承標準FiFriFSiFSirSiSrFFFFFS 內部軸向力，是由于內部軸向力，是由于結構原因而產生的附加內部結構原因而產生的附加內部軸向力。軸向力。其大小：其大?。翰楸?，查表，方方向：向：如圖。如圖。FS使內外圈有分離趨勢，使內外圈有分離趨勢，向心推力軸承必須：向心推力軸承必須：成對使用，對稱安裝。成對使用，對稱安裝。2 2、角接觸軸承的安裝方法、角接觸軸承的安裝方法一般有兩種安裝形式：一般有兩種安裝形式： 正裝正裝

2、面對面安裝面對面安裝兩軸承外圈的窄邊相對，兩軸承外圈的窄邊相對，即內部軸向力指向相對。即內部軸向力指向相對。 反裝反裝 背靠背安裝背靠背安裝兩軸承外圈的寬邊相對，兩軸承外圈的寬邊相對，即內部軸向力指向相背。即內部軸向力指向相背。正裝時跨距短，軸剛度大；正裝時跨距短，軸剛度大；反裝時跨距長，軸剛度??；反裝時跨距長，軸剛度?。粸楹喕嬎?，認為為簡化計算，認為支反力作用于軸承支反力作用于軸承寬度的中點。寬度的中點。FA FS1FS2FA FS1FS23 3、角接觸軸承的軸向載荷、角接觸軸承的軸向載荷F Fa當外載既有徑向載荷又有軸向載荷時，角接觸軸承的當外載既有徑向載荷又有軸向載荷時，角接觸軸承的軸

3、向載荷軸向載荷 F Fa ？要同時考慮軸向外載要同時考慮軸向外載 F F A A和內部軸向力和內部軸向力 F FS S 。 若若 F FS S2 2 + + F FA A F FS S1 1（圖（圖C C）如圖所示為兩向心角接觸軸承如圖所示為兩向心角接觸軸承1、2面對面安裝，面對面安裝，F(xiàn)S1、 FS2和和Fr1 、 Fr2分別為兩軸承的內部軸向力與徑向分別為兩軸承的內部軸向力與徑向載荷，載荷， FA為作用于軸上的軸向力為作用于軸上的軸向力,圖圖b為受力簡圖。為受力簡圖。如圖有兩種受力情況：如圖有兩種受力情況：b)FS1FS2FAb)S1S2FAc)FS1FS2FAFS2+ FA S1Fa1

4、= FS2+ FA Fa2 = FS2由于軸承由于軸承1的右端已固定，軸不能向的右端已固定，軸不能向右移動，軸承右移動，軸承1被壓緊。由平衡條件被壓緊。由平衡條件得軸承得軸承1(壓緊端壓緊端)承受的軸向載荷承受的軸向載荷壓緊端：壓緊端：Fa1 = FA+ FS2 軸承軸承2(2(放松端放松端) )承受的軸向載荷：承受的軸向載荷：放松端：放松端：Fa2 = = FS2 若若 F FS S2 2 + + F FA A F FS S1 1（圖（圖D D）b)S1S2FAD)FS1FS2FAFS2+ FA FS1Fa1 = FS1 Fa2 = FS1FA 放松端：放松端： Fa1 = = FS1 則軸

5、承則軸承2 2被壓緊被壓緊,1,1放松放松 , ,由由平衡條件得：平衡條件得：壓緊端：壓緊端： Fa2 = = FS1 - - FA滾動軸承軸向載荷計算方法：滾動軸承軸向載荷計算方法：(1)(1)根據根據安裝方式安裝方式判明內部軸向力判明內部軸向力 F FS S1 1、F FS S2 2的方向的方向；(2)(2)判明判明軸向合力指向軸向合力指向及軸可能移動的方向，及軸可能移動的方向，分分析哪端軸承被析哪端軸承被“壓緊壓緊”，哪端軸承被，哪端軸承被“放松放松”；(3)“(3)“放松放松”端的軸向載荷等于端的軸向載荷等于自身的內部軸向自身的內部軸向力力， “壓緊壓緊”端的軸向載荷等于端的軸向載荷等

6、于除去除去自身內部自身內部軸向力外軸向力外其它其它軸向力的軸向力的代數(shù)和。代數(shù)和。正、反安裝的簡化畫法正、反安裝的簡化畫法正裝12反裝12六、滾動軸承的靜強度計算六、滾動軸承的靜強度計算0X0Y0000r0aCSPX FY F目的目的：防止在載荷作用下產生過大的塑性變形。：防止在載荷作用下產生過大的塑性變形?；绢~定靜載荷基本額定靜載荷C C0 0 ：滾動軸承受載后，在承載區(qū)內受力最大的滾動體與滾動軸承受載后，在承載區(qū)內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。滾道接觸處的接觸應力達到一定值時的靜載荷。靜徑向載荷靜徑向載荷系數(shù)系數(shù)靜軸向載靜軸向載荷系數(shù)荷系數(shù)0S靜強度安靜強度

7、安全系數(shù)全系數(shù)當軸承同時承受徑向力和軸向力時，需折算成當量靜載當軸承同時承受徑向力和軸向力時，需折算成當量靜載荷荷P0，應滿足，應滿足例例1、已知：已知：S1=1175 N，S2=3290 N，F(xiàn)A=1020 N求：求： Fa1、 Fa2。FrFrFAS2+FA = 3290+1020= 4310 S1，1A102032904310 NaFFS2a223290 NFS解：解：軸承軸承被被“壓緊壓緊” ，軸承，軸承被被“放松放松”例例2:某軸系部件采用一對某軸系部件采用一對7208AC滾動軸承支承滾動軸承支承,如圖。如圖。R15000N,R28000N，F(xiàn)A2000N，e=0.68，求，求Fa1

8、、Fa2。解：解： 由安裝簡圖，軸承正裝由安裝簡圖，軸承正裝， S1 、 S2 如圖所示。如圖所示。 求求Fa1 ， Fa2 S1FA340020005400N S25440N Fa1 S2FA54402000=3440N Fa2S25440NS10.68R10.6850003400NS20.68R20.6880005440N軸承軸承1被壓緊被壓緊 軸承軸承2被放松被放松S1S2FAR2R1攪拌拖泵一體機 http:/ 0 斷零例例3 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F FA A2000N2000N，軸承徑向載荷軸

9、承徑向載荷F Fr1r14000N,F4000N,Fr2r25000N.5000N.轉速轉速n n1500r/min,1500r/min,中等沖擊，工作溫度中等沖擊，工作溫度不超過不超過100100，要求軸承預期壽命，要求軸承預期壽命LLh h=5000h.=5000h.問采用問采用3031130311軸承是否合適？軸承是否合適？解：解：查手冊查手冊30311軸承軸承Y=1.7,e0.35，C152000N由安裝簡圖，軸承正裝，由安裝簡圖，軸承正裝， FS1 、 FS2 如圖所示。如圖所示。40001176.52 1.7NN112rSFFY2250001470.622 1.7rSFFNNY2(

10、1470.62000)3470.6SAFFNN11176.5SFN軸有右移趨勢軸有右移趨勢軸承軸承1 1壓緊，軸承壓緊，軸承2 2放松放松1222(1470.62000)3470.61470.6aSAaSFFFNNFFNFS1FS21、計算軸承所受軸向載荷、計算軸承所受軸向載荷Fa2、計算當量動載荷、計算當量動載荷P軸承軸承1 1113470.60.86770.354000arFF由表查得由表查得X=0.40,已知已知Y=1.7,Y=1.7,中等沖擊載荷，查表取中等沖擊載荷，查表取f fp p1.61.6則則 111()1.6(0.4 1.7 3470.6)12000praPfXFYFNN222()1.6(1 50000 1470.6)8000praPfXFYFNN 221470.60.2940.35500