机械设计基础》第五版角接触向心轴承轴向载荷的计算.ppt

五、角接触向心轴承轴向载荷的计算 1、受力分析： F1 F2 F2 F3 F3 Fr a Fr O O 载荷作用中心 可查轴承标准 Fi Fri FSi FS FS 内部轴向力，是由于 结构原因而产生的附加内部轴 向力。其大小：查表，方向： 如图。 FS使内外圈有分离趋势， 向心推力轴承必须： 成对使用，对称安装。 2、角接触轴承的安装方法 一般有两种安装形式： 正装 面对面安装 两轴承外圈的窄边相对， 即内部轴向力指向相对。 反装 背靠背安装 两轴承外圈的宽边相对， 即内部轴向力指向相背。 正装时跨距短，轴刚度大； 反装时跨距长，轴刚度小； 为简化计算，认为 支反力作用于轴承 宽度的中点。 FA FS1FS2 FA FS1FS2 3、角接触轴承的轴向载荷Fa 当外载既有径向载荷又有轴向载荷时，角接触轴承的 轴向载荷 Fa ？ 要同时考虑轴向外载 F A和内部轴向力 FS 。 轴承正装时：轴承正装时： 若 FS2 + FA FS1（图C） 如图所示为两向心角接触轴承1、2 面对面安装，FS1、 FS2和Fr1 、 Fr2 分别为两轴承的内部轴向力与径向 载荷， FA为作用于轴上的轴向力,图 b为受力简图。 如图有两种受力情况： b) FS1FS2FA b) S1S2 FA c) FS1FS2 FA FS2+ FA S1 Fa1 = FS2+ FA Fa2 = FS2 由于轴承1的右端已固定，轴不能向 右移动，轴承1被压紧。由平衡条件 得轴承1(压紧端)承受的轴向载荷 压紧端：Fa1 = FA+ FS2 轴承2(放松端)承受的轴向载荷： 放松端：Fa2 = FS2 若 FS2 + FA FS1（图D） b) S1S2 FA D) FS1FS2 FA FS2+ FA FS1 Fa1 = FS1 Fa2 = FS1FA 放松端： Fa1 = FS1 则轴承2被压紧,1放松 ,由 平衡条件得： 压紧端： Fa2 = FS1 - FA 滚动轴承轴向载荷计算方法： (1)根据安装方式判明内部轴向力 FS1、FS2的方向； (2)判明轴向合力指向及轴可能移动的方向，分析 哪端轴承被“压紧”，哪端轴承被“放松”； (3)“放松”端的轴向载荷等于自身的内部轴向力 ， “压紧”端的轴向载荷等于除去自身内部轴向力 外其它轴向力的代数和。 正、反安装的简化画法 正装 1 2 反装 12 六、滚动轴承的静强度计算 目的：防止在载荷作用下产生过大的塑性变形。 基本额定静载荷C0 ： 滚动轴承受载后，在承载区内受力最大的滚动体与 滚道接触处的接触应力达到一定值时的静载荷。 静径向载荷 系数 静轴向载 荷系数 静强度安 全系数 当轴承同时承受径向力和轴向力时，需折算成当量静载 荷P0，应满足 例1、已知：S1=1175 N，S2=3290 N，FA=1020 N求： Fa1、 Fa2。 Fr Fr F A S S1 1 S S2 2 S2+FA = 3290+1020= 4310 S1， 解： 轴承被“压紧” ，轴承被“ 放松” 例2:某轴系部件采用一对7208AC滚动轴承支承,如图。 R15000N,R28000N，FA2000N，e=0.68，求Fa1、Fa2 。 解： 由安装简图，轴承正装， S1 、 S2 如图所示。 求Fa1 ， Fa2 S1FA340020005400N S25440N Fa1 S2FA54402000=3440N Fa2S25440N S10.68R10.6850003400N S20.68R20.6880005440N 轴承1被压紧 轴承2被放松 S1S2 FA R2 R1 例3 某工程机械传动中轴承配置形式如图所示。已知：轴向外载荷FA2000N ，轴承径向载荷Fr14000N,Fr25000N.转速n1500r/min,中等冲击，工作温 度不超过100，要求轴承预期寿命Lh=5000h.问采用30311轴承是否合适？ 解： 查手册30311轴承Y=1.7,e0.35，C152000N 由安装简图，轴承正装， FS1 、 FS2 如图所示 。 轴有右移趋势 轴承1压紧，轴承2放松 FS1 FS2 1、计算轴承所受轴向载荷Fa 2、计算当量动载荷P 轴承1 由表查得X