机械设计---轴承计算题

1、1. 图4 所示一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装 （面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为Fr1 =2000N，Fr2 =4000N,轴上作用的轴向外载荷KA=1000N，轴承内部派生轴向力S 的计算式为S=0.7Fr，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比Fa/ Fr> e时， X=0.41，Y=0.87 ； Fa/F r e 时， X=1 ，Y=0 ， e=0.68（ 1）两个轴承的轴向载荷Fa1 、 Fa2;；载荷系数f p=1.0.试计算：（ 2）两个轴承的当量动载荷P1、 P21. 解 （1 ）S1=0.7F r1 =0.7 ×2000=1400NS2 =0.7F r2

2、 =0.7 ×4000=2800NS1 、 S2 方向如第29 题答案图。S +KA=1400+1000=2400N<S21轴承 1 “压紧”， Fa1 =S 2 -K A=1800N （3 分）a22=2800N （3 分）轴承 2 “放松”， F =S（ 2）Fa118000.9eFr12000P1f p ( X1 Fr 1Y1Fa1 )1.0(0.4120000.871800)2386N （3 分）Fa228000.7eFr 24000P2f p ( X 2 Fr 2Y2 Fa 2 )1.0(0.4140000.872800)4076 N2.下图所示为一对角接触球轴承支承

3、的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为FR1 =2000N， FR2 = 4000N，轴上作用的轴向外加载荷FX=1000N,轴承内部附加轴向力 FS 的计算为 FS =0.7FR ，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比FAe 时， X=FR0.41 ， Y= 0.87，当 FAF e ， X=1 ， Y= 0 ，e = 0.68，载荷系数 fp = 1.0，试计算：R（ 1）两个轴承的轴向载荷F、FA2；（ 2 ）两个轴承的当量动载荷P 、P。A112FS10.7FR10.720001400 N .1分解：（1 ） FS20.7FR20.74000 2800 N .1 分FS1

4、FX1400 1000 2400FS 2.1 分轴承 1为压紧端，轴承2为放松端 1 分FA1280010001800NFA2FS22800N.2 分FA1FR118000.9e0.68, X10.41,Y10.87.1 分2000P1f p ( X1 FR1Y1FA1 ) 20000.410.87 1800 2386 N .1分(2)2800FA2e0.68, X 20.41,Y20.87.1分FR20.74000PfF( X2FR2Y FA2)40000.410.8728004076 N.1分223一对 46210角接触球轴承反安装，如图1 所示。已知轴承 1 和轴承 2的径向载荷分别为

5、R1=2000N,R2=4000N,轴上作用的轴向载荷 Fa=800N(指向轴承 2) ，轴承的派生轴向力 S 的计算式S=0.68 R， e=0.68 ，X=0.41, Y=0.87 。轴承载荷有轻微冲击，载荷系数fF=1.2 ，工作温度不大于120C。试求：(1) 轴承 1 和轴承 2 的轴向载荷 A 1 和 A2；(2) 轴承 1 和轴承 2 的当量动载荷 P1 和 P2 。解 :(1)计算轴承的轴向载荷S1 =0.68 R1=0.68 ×2000=1360 NS2 =0.68 R2=0.68 ×4000=2720 NS1 、 S2 方向见图 2图 2第六大题第23

6、小题答案图因为 Fa+ S2 =800+2720=3520 NS1所以 轴承 1 “压紧”， A= F + S =800+2720=3520 (2分 )1a2轴承 2 “放松”， A2= S2 =2720 N(2分 )（ 2）计算轴承的当量动载荷轴承 1A1/ R1=3520/2000=1.76e=0.68, 则取X1=0.41, Y1 =0.8711111)P= f F(X R+ Y A=1.2 ×(0.41 ×2000+0.87×3520)=3882.4 N (2分)轴承2A2/ R1=2720/4000=0.68e=0.68,则取X2=1, Y2=0P2 =

7、 fFX2 R2=1.2 ×1 ×4000=4800 N(2 分)4. 某轴用一对同型号角接触球轴承支承，受力情况如图所示。已知：内部轴向力FS 0.68 FR ，e 0.68 。当 FAe 时， X 1， Y 0 ；当 FA e 时， X 0.41 ，Y 0.87 。问哪FRFR个轴承的寿命低？12Fx=900NFR1=4000NFR2=2500N解：（1 ） F s10.68FR1 0.684000 2720（ N ）1.5分F s20.68FR2 0.682500 1700（ N ）1.5分）（2 ）s 2F（N）Fs12720（NF故F A

8、1Fs12720 （N ）3分Fs1Fx27209001820 （N ） Fs21700 （N ）故F A 2Fs1Fx1820 （N ）3分FA127200.68e ，则 X 1 ，Y=0 。FR14000则FP1f P ( X 1FR1Y1F A1 )f P (1 400002720) 4000 f P （ N ）3分FA21820，Y 0.87 。FR20.728 e，则 X 0.412500则FP2f P ( X 2 FR 2 Y2 FA2 )f P(0.41 2500 0.87 1820)3500 f P （ N ）3分由于FP1 FP2 ，故轴承 1 的寿命短。5.图示为一蜗杆轴用

9、两个角接触球轴承支承。已知蜗杆所受轴向力 Fx 580N，两轴承的径向力为： FR1 935N ， FR2 1910N ，载荷性质系数fP 1.1 。试计算两个轴承的当量动载荷。注：内部轴向力 FS eFR， e0.36 。 当FA e 时， X 1， Y 0；当FA e 时， X 0.41， Y 0.87。FRFR12FxFR1FR2解：（ 1） Fs10.36FR1 0.36935(N )336.6( N )2 分Fs20.36FR2 0.361910( N ) 687.6( N ) 2分（ 2） Fs 2Fx687.65801267.6( N ) Fs1336.6( N )故FA1Fs2

10、Fx1267.6( N )3 分Fs1Fx336.6580243.4( N ) Fs2687.6(N )故FA 2Fs2687.6(N )3 分FA11267.6X 10.41， Y10.87（ 3）1.36 e，故FR1935F P1f P ( X 1 F R1Y1FA1)1.1(0.41935 0.871267.6)1634.78 （ N）FA 2687.6e，故X 21， Y20FR 210.361910FP 2f P ( X 2 FR 2Y2 FA2 )1.1 (119100 687.6)2101 （N ） 4 分6. 如图所示的轴系，轴系受力如图所示，请确定每个滚动轴承所受的轴向力大

11、小。其中FR1 =20KN ， FR2 =2KN ， Fa =5KN ，内部轴向力 S=0.7F R。解：S1=14KNS2=1.4KN（ 2S2 +F a =1.4+5=6.4KN<S1 =14KN轴承 1 被放松轴承 2 被压紧分）（ 2(2 分)分）Fa1 =14KNFa2=9KN（4分7. 一机械传动装置，采用一对角接触球轴承，暂定轴承型号为7307AC。已知轴承载荷R1=1200 N， R2 =2050 N，FA =880 N，转速n=5000 r/min，运转中受中等冲击，预期寿命 Lh =2000 h，试问所选轴承型号是否恰当？（注：70000AC 型轴承的内部轴向力为0.

12、7 R；对 70000AC型轴承， e=0.68 ；当 A / R>e 时， X=0.41、Y=0.87；当 A/ R e 时， X=1 、Y=0 ； f =1 ； f =1.5 ； 7307AC 轴承的径向额定动载荷C=32800 N。）（ 14 分）TF解：（ 1）先计算轴承1、 2 的轴向力A1 、 A2：两个 70000AC型轴承的内部轴向力为S10.7R10.71200840NS20.7R20.720501435N因为S1F A840 8801720 N S2所以21FA1720 N ，11ASAS 840N（2 ）计算轴承1 、2 的当量动载荷：70000AC型轴承 e=0.68 ，而A18400.70.68R11200A217200.840.68R22050所以 X1=0.41 、 Y1 =0.87 ； X2=0.41 、 Y2 =0.87 。故径向当量动载荷为P10