利用Matlab計算圓錐滾子軸承壽命

1、實用數(shù)值方法(Matlab)小論文題目:利用Mat lab計算圓錐滾子軸承壽命小組成員姓名：勞利建學(xué)號:200902060202班級：過控0902姓名：沈悅堯?qū)W號200902060218班級：過控09022011-2012(1)學(xué)期提交日期：2011年12月19日利用Matlab計算圓錐滾子軸承壽命敘述問題：在機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計過程中，我們每個人都要校核許多組圓錐滾子軸承的壽命，這一部 分的工作是過程完全重復(fù)的的工作，過程并不復(fù)雜，但是工作量比較大。所以我組便想到了 利用Matlab來輔助我們校核軸承的壽命，減小大家的工作量，節(jié)省時間的同時也能提高計 算的精確性，減小計算過程中人為產(chǎn)生的誤差。示

2、例數(shù)據(jù)方面，我們組采用了我們在課程設(shè)計中遇到的一只軸承的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)如下：二 級斜齒圓柱齒輪減速箱中高速軸其中一端的軸承，假設(shè)減速箱每日工作8h，利用率不高， 輕微沖擊，軸承受到的支座反力Fr=1304N，軸向力Fa=415.9N，高速軸轉(zhuǎn)速n=1440r/min。 求此軸承的使用壽命。（在課程設(shè)計中我們計算所得的結(jié)果是：69703h，軸承壽命符合要求。）分析問題：圓錐滾子軸承的壽命與軸承的工況和它本身的承受能力有關(guān)。每一個型號的圓錐滾子軸 承均有著它的額定基本動載荷（這個數(shù)據(jù)需要通過查詢軸承國標(biāo)來獲得），軸承的額定基本 動載荷越大，承受相同載荷時壽命就越長。在二級斜齒圓柱齒輪減速箱中圓錐滾子軸

3、承同時 承受著徑向載荷和軸向載荷，在計算軸承所受的當(dāng)量動載荷時，根據(jù)軸向載荷與徑向載荷的 比值（判斷系數(shù)e），判斷當(dāng)量動載荷計算式中軸向載荷和徑向載荷的比重，乘以不同的系 數(shù)來達(dá)到比重的分配。但在實際工作中，在許多支承中還會出現(xiàn)一些附加載荷，如沖擊力、 不平衡作用力、慣性力以及軸撓曲或軸承座變形所產(chǎn)生的附加力等等，這些因素很難從理論 上精確計算。為了計及這些影響，可以根據(jù)工況對當(dāng)量動載荷再乘以一個系數(shù)來達(dá)到補(bǔ)償?shù)?目的，使計算結(jié)果更精確。當(dāng)量載荷越大，軸承的壽命就越短。軸承的轉(zhuǎn)速對軸承的壽命也 有影響，轉(zhuǎn)速越高，軸承磨損越快，壽命就越短。所以在建立模型時要將以上因素都考慮進(jìn) 去。建立模型：在圓

4、錐滾子軸承壽命的計算過程中，首先要查得圓錐滾子軸承的指數(shù)，再根據(jù)軸承的 型號查的它的軸向載荷系數(shù)7，判斷系數(shù)和基本動載荷C。然后根據(jù)軸承的工況，選取軸 承的預(yù)期計算壽命Lh和軸承的載荷系數(shù)fp。有了這些數(shù)據(jù)以后，將軸承所受的軸向載荷 除以徑向載荷（），將所得商與判斷系數(shù)e相比，若、e貝h取徑向動載荷系數(shù)X = 0.4, FF軸向動載荷系數(shù)Y = Y ；若A V 則，取徑向動載荷系數(shù)X =1,軸向動載荷系數(shù)Y = 0。Fr根據(jù)X和Y，按公式P = f X（X X F + Y X F）計算得當(dāng)量動載荷P。然后將P, C, n代入pra_ 106 （C V一 一公式Lh= 60n pj中，求得此軸承

5、使用壽命。最后，將Lh與Lh對比，判斷軸承使用壽 命是否符合標(biāo)準(zhǔn)。模型求解:1.算法流程圖:%軸承指數(shù)%計算用指數(shù) 軸承的預(yù)期計算壽命的選擇參考： 不經(jīng)常使用的儀器或設(shè)備短期或間斷使用的機(jī)械，中斷結(jié)果不嚴(yán)重 短期或間斷使用的機(jī)械，中斷結(jié)果很嚴(yán)重 每日8h工作的機(jī)械(利用率不高) 每日8h工作的機(jī)械(利用率較高) 24h連續(xù)工作的機(jī)械24h連續(xù)工作的機(jī)械，中斷使用后果嚴(yán)重 選擇軸承預(yù)期計算壽命：t =); 輸入軸承轉(zhuǎn)速：n =);輸入軸承徑向載荷：Fr =);輸入軸承軸向載荷：fa =);輸入軸承軸向動載荷系數(shù)：v =); 輸入軸承判斷系數(shù)：e =);%軸承軸向徑向受力比3003000h3000

6、8000h800012000h1200020000h2000030000h4000060000h4000060000h2,算法程序：%圓錐滾子軸承壽命校核(調(diào)用zcsm.m) k=10/3;q=1/k; disp disp disp disp disp disp disp:disp:t = input( n = input( Fr = input( Fa = input( v = input( e = input( a=Fa/Fr;if a eX=0.4;Y=v;elseif a = tdisp 軸承壽命符合要求elseif Lh tdisp 軸承壽命符合要求endfprintf (1,軸承軸

7、承徑向載荷系數(shù)X = %3.4f n,X)fprintf (1,軸承軸承軸向載荷系數(shù)Y = %3.4f n,Y)fprintf (1,軸承當(dāng)量載荷P = %3.4f Nn,P)fprintf (1,基本額定動載荷C = %3.4f Nn,C)fprintf (1,軸承的基本額定壽命Lh = %3.4f hn,Lh)求解結(jié)果:軸承壽命符合要求 軸承軸承徑向載荷系數(shù) 軸承軸承軸向載荷系數(shù) 軸承當(dāng)量載荷 基本額定動載荷軸承的基本額定壽命=輸出圓錐滾子軸承壽命計算的結(jié)果=X = 1.0000Y = 0.0000P = 1434.4000 NC = 19520.0000 NLh = 69638.8162 h結(jié)果分析：計算結(jié)果與手動計算結(jié)果基本一致，且由于計算機(jī)計算時精確位數(shù)更高，所計算 的結(jié)果要比手算更精確。計算所用時間，包括查軸承數(shù)據(jù)在內(nèi)，共計1分鐘不到。這要比人工算快得多。 雖然編程花去了較多的時間，但是這個程序可以供很多人，多次使用，總的來說這還是能幫 我們節(jié)省時間的。故，我組得出結(jié)果使用Matlab輔助計算圓錐滾子軸承壽命是可行的。參考文獻(xiàn)陽明盛熊