重大社2024《机械基础》教学课件第15章 支撑零件.ppt

*****************************************************15.6滚动轴承的计算和选择2)基本额定动载荷C标准中规定使轴承的寿命恰好为106r时所能承受的载荷值C,即为该轴承的基本额定动载荷,它表示轴承抵抗点蚀破坏的能力。对向心轴承指径向载荷,用Cr表示;对推力轴承指轴向载荷,用Ca表示;对于角接触轴承,是指其径向分量。各类轴承的基本额定动载荷Cr和Ca值可在轴承手册中查得。15.6滚动轴承的计算和选择3)当量动载荷Р滚动轴承的基本额定动载荷是在向心轴承和角接触轴承只受径向载荷,推力轴承只受轴向载荷的特定实验条件下测得的,而滚动轴承在实际工作时,可能同时承受径向和轴向复合载荷,必须把实际载荷换算成与基本额定动载荷的载荷条件相同的假想载荷。这个假想载荷称为当量动载荷,用Р表示。其计算公式为15.6滚动轴承的计算和选择(2)滚动轴承的寿命计算大量的实验研究得出,滚动轴承的载荷与寿命之间的疲劳曲线关系如图所示。该曲线的方程为根据上述公式,并考虑轴承在高温条件下(≥20℃)工作时的温度修正系数f（得出滚动轴承寿命计算的基本公式为15.6滚动轴承的计算和选择轴承的寿命计算公式以小时表示,即15.6滚动轴承的计算和选择(3)向心角接触轴承的轴向载荷向心角接触轴承包括角接触球轴承和圆锥滚子轴承。正确确定这两类轴承的载荷作用中心和轴向载荷是计算其当量动载荷、进行寿命计算和选型设计的前提。1)载荷作用中心计算支反力时需要确定载荷作用中心0。外圈对承载区内各滚动体法向反力的合力与轴中心线的交点,称为载荷作用中心(见图)。15.6滚动轴承的计算和选择由于接触角α的存在,使载荷作用中心偏离轴承宽度中心。对于跨距较大的轴,可近似取轴承宽度中点作为支反力作用点,但对于跨度较小的轴,为减小误差,应由手册查取所选轴承载荷中心到外圈宽边端面的距离a。2)内部轴向力如图所示,轴承仅受径向载荷Fr作用时,外圈作用于各滚动体的法向反力Qi将分解为径向分力Ri和轴向分力Si。15.6滚动轴承的计算和选择轴向分力Si的合力即为轴承的内部轴向力S。S的方向沿轴线由轴承外圈的宽端面指向窄端面,使轴承的内外圈有分离的趋势;S的大小与轴承的接触角α和所受径向载荷Fr有关,其值可由表15.9中公式计算得到。由上述分析可知,向心角接触轴承必须使内部轴向力得到平衡才能正常工作,因而这类轴承宜成对使用、反向安装。一般有面对面(外圈窄边相对)和背靠背(外圈宽边相对)两种安装方式。15.6滚动轴承的计算和选择3)轴向载荷确定向心角接触轴承的轴向载荷时,应同时考虑径向力引起的内部轴向力和作用于轴上的其他轴向力。下面以面对面安装的圆锥滚子轴承为例介绍轴承轴向载荷的计算方法。图中,Fx为作用于轴上的轴向外载荷,Fr1、Fr2和Sl、S2分别为轴承1,2所受的径向载荷和内部轴向力。15.6滚动轴承的计算和选择根据轴的力平衡关系,按下列两种情况进行分析:①若S1+FxS2,轴有向右移动的趋势,使轴承2被“压紧”,轴承1“放松”,轴承2处将经轴承端盖﹑外圈给轴一个向左的附加平衡力B2,则沿轴线方向的力平衡条件为S1+FX=S2+B2由此可求出轴承2的轴向力为Fa2=S2+B2=S1+FX因轴承1只受内部轴向力,故Fa1=S115.6滚动轴承的计算和选择②若S1+FxS2,轴有向左移动的趋势,使轴承1被“压紧”,轴承2“放松”,此时轴的左端将受到来自轴承1端盖和外圈的向右的附加平衡力B1。其力平衡关系为B1+S1+FX=S2由此轴承1和轴承2上的轴向载荷分别为Fa1=B1+S1=S2-FXFa2=S2同理,可计算背靠背安装的向心角接触轴承的轴向载荷。15.6滚动轴承的计算和选择综上所述,计算向心角接触轴承轴向载荷的方法可归纳如下:①按轴承的安装方式,确定轴承内部轴向力S1、S2的方向。②根据轴上轴向外载荷Fx和轴承内部轴向力S1、S2的合力指向,判定被“压紧”和“放松”的轴承。③被“压紧”的轴承的轴向载荷等于自身内部轴向力以外的其余各轴向力的代数和。④被“放松”的轴承的轴向载荷等于自身的内部轴向力。15.6滚动轴承的计算和选择15.6.4滚动轴承的静强度计