侧推轴承寿命计算.docx

第 PAGE 14 页 共 NUMPAGES 14 页 本论文涉及公司内部技术文件及资料，其仅作工程师职称评定之用，不得做其它任何用途。 SKF轴承在侧向推进器中的 受力分析及寿命计算 邓访 摘要 本文对船用侧向推进器中使用的SKF轴承，进行了受力分析，采用ISO寿命理论及SKF新寿命理论对其轴承寿命进行计算，以及对用VB6.0编制的侧推轴承受力分析及寿命计算程序界面的简单介绍。 关键词 侧向推进器 SKF轴承 克林根堡伞齿轮 轴承受力分析 轴承寿命 轴承寿命计算程序 VB6.0 1、概述 轴承的应用范围非常广泛，从与我们生活息息相关的家用钟表、轿车、到高速列车、船舶工程机械，到高科技领域的机器人、航空航天等各个领域，都需大量应用到轴承，可以说有机器转动的地方就需要用到轴承。 本文主要讲述船用侧向推进器（简称侧推）中SKF轴承受力分析和轴承寿命的计算，以及影响轴承的若干主要因素。 以及提供功率为400kw、输入转速1800 r/min、桨叶直径1300mm,可变螺距螺旋桨的侧推各轴承的受力分析及寿命计算结果。 最后尝试用VB6.0编制各型号侧推中，各种工况下的侧推轴承受力分析计算及轴承寿命计算的通用程序，以及对其程序界面的简介。 受力分析 2.1、侧推结构简介 侧推结构简图如下： 原动机（电动机、柴油机等）的动力通过弹性联轴器、输入轴（如图中序2）伞齿轮（如图中序3）传到桨轴，将原动机（电动机、柴油机）转速降至螺旋桨所需的合适转速，使螺旋桨朝一定方向旋转，螺旋桨和导管产生的推力，通过齿轮箱传递给船体，使船运动。 在这整个结构中，起支撑作用，使将原动机传递的功率传递到螺旋桨最终持续转动的重要部件就是输入轴上的3个轴承（轴承A1、A2、B），和桨轴上的4个轴承（轴承C1、C2、D1、D2）。以输入转速1800 r/min、桨叶直径1300mm，WKM侧推型号KT-55B3为例，具体使用轴承型号如下： 轴承编号 A1 A2 B C1 C2 D1 D2 位置 输入轴上 桨轴上 轴承类型 推力轴承 滚子轴承 滚子轴承 推力轴承 滚子轴承 推力轴承 滚子轴承 轴承型号 29317E 22217 23220 29317E 23022 29326E 23028 2.2、侧推结构模型简化及受力分析 侧推齿轮传动属于重载中低速传动，采用的是摆线齿锥齿轮，齿形为克林根堡(Klingelnberg)，属于等高齿。（机械设计手册（化工）、第3部，第14-201页，第14-228页） 小齿轮受力分析： 小齿轮齿宽中点分度圆上的切向力P1=2000T/dm1 =19.1×10^6P/(n1dm1) 小齿轮轴向力 S1=P1×(tanαsinδ1+sinβcosδ1)/cosβ 小齿轮径向力 T1=P1×(tanαcosδ1-sinβsinδ1)/cosβ ( d1为主动轮大端分度圆直径，mm dm1为主动轮齿宽中点处的直径，mm n1为主动轮转速，r/min P为传递功率 kw α为齿形角，δ1为主动轮节锥角，β为螺旋角 ) P=400kw, n1=1800 r/min z 1=13, z2=43 B=73mm,d1=125.47mm,dm1=104.2mm，dm2=345.17 α=20°，δ1=16.94°，β=35° 带入数据计算如下： 主动轮 切向力P1 主动轮 轴向力 S1 主动轮 径向力 T1 螺旋桨 推力 U 螺旋桨 重量 W 联轴节 重量 Wu kg kg kg kg kg kg 4073 3256 900 6020 280 30 由于输入轴与桨轴垂直安装，所以P1与P2，S1与T2，T1与S2大小相等，方向相反，即P1=P2，S1=T2，T1=S2 ） 各轴承的受力分析： 在整个简化后的模型中，外界作用力来自于电机输入功率P、联轴节重力Wu、螺旋桨重力W、以及海水对螺旋桨的推力U；忽略输入轴、桨轴、以及各轴承的重力，对各轴承进行受力分析 轴承A1载荷计算 A1为球面滚子推力轴承，理论上讲它不受径向力，仅受来之伞齿轮和联轴节的合力； 径向合力：FrA1=0 轴向合力：FaA1= T1-Wu 轴承A2载荷计算 A2为球面滚子轴承，理论上不受轴向推力，受到其它外力在径向产生的合力； 由 Wu产生 WuA2=0 由 P1产生 PA2= P1(a-Dmg/2)/b 由 S1产生 SA2= S1(a-Dmg/2)/b 由 T1产生 TA2= T1Dmp/2b 径向合力： FrA2= [(TA2-SA2)^2+PA2^2]^(1/2) 轴向合力： FaA2