最新[工學(xué)]高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課件12ppt課件.ppt

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1、[工學(xué)]高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課件122)軸承基本額定壽命實(shí)驗(yàn)證明,軸承的疲勞壽命是相當(dāng)離散的,即使同一批生產(chǎn)的同一型號(hào)的軸承,在完全相同的工作條件下,它們的壽命也不一樣,最高壽命與最低壽命可相差20～40倍。對(duì)于同型號(hào)的一批軸承的壽命,既不以最低壽命為標(biāo)準(zhǔn),也不以最高壽命為標(biāo)準(zhǔn),而是將這批軸承放在相同的條件下運(yùn)轉(zhuǎn),以其中10%的軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕,90%的軸承不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)作為該型號(hào)軸承的壽命,稱為基本額定壽命,用L10來表示,單位為106r(106轉(zhuǎn))。因此,按其基本額定壽命計(jì)算選出的軸承,其中可能有10%的軸承提前失效,有9

2、0%的軸承可能達(dá)到或超過這一壽命。故對(duì)單個(gè)軸承來說,能夠達(dá)到基本額定壽命的可靠性為90%。在各種不同的使用場(chǎng)合,對(duì)軸承的可靠度有不同的要求,軸承壽命也不同。要求軸承的可靠度越高,軸承壽命就越低,如圖13-23所示。基本額定動(dòng)載荷分為兩類:對(duì)主要承受徑向載荷的向心軸承(如“6”、“7”、“3”類軸承),為徑向基本額定動(dòng)載荷Cr；對(duì)主要承受軸向載荷的推力軸承，為軸向基本額定動(dòng)載荷Ca。不同型號(hào)的滾動(dòng)軸承有不同的基本額定動(dòng)載荷值,可查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)。2.軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷C,對(duì)于向心軸承指純徑向載荷Cr；對(duì)于推力軸承則指的是軸向載荷Ca

3、。而軸承工作時(shí)往往同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷,為了和基本額定動(dòng)載荷在相同條件下比較,進(jìn)行壽命計(jì)算需將實(shí)際載荷換算為一假定的載荷,此假定載荷稱為當(dāng)量動(dòng)載荷,用符號(hào)P表示。對(duì)向心軸承,P為一假定的徑向載荷；對(duì)于推力軸承,P則為一假定的軸向載荷。軸承在當(dāng)量動(dòng)載荷作用下,其壽命與實(shí)際載荷作用下的壽命相同。對(duì)于向心軸承,徑向當(dāng)量動(dòng)載荷Pr與實(shí)際載荷的關(guān)系為Pr=fp(XFR+YFA)(13-1)當(dāng)只承受純徑向載荷時(shí),當(dāng)量動(dòng)載荷Pr=fpFR(13-2)對(duì)于推力軸承,軸向當(dāng)量動(dòng)載荷Pa與實(shí)際載荷的關(guān)系為Pa=fp(XFR+YFA)(13-3)當(dāng)只承受純軸向載荷

4、時(shí),當(dāng)量動(dòng)載荷Pa=fpFA(13-4)表13-7載荷系數(shù)fp3.軸承壽命的計(jì)算滾動(dòng)軸承的載荷與壽命之間的關(guān)系曲線如圖13-24所示。其曲線方程為PεL10=常數(shù)式中,P為當(dāng)量動(dòng)載荷,單位為N；L10為基本額定壽命,單位為106r；ε為壽命指數(shù),球軸承ε=3，滾子軸承ε=10/3。當(dāng)L10=1(即106轉(zhuǎn))時(shí),軸承當(dāng)量動(dòng)載荷就是軸承的基本額定動(dòng)載荷C,即P=C,則有PεL10=Cε·1=常數(shù)因此(13-5)為使用方便,用給定轉(zhuǎn)速n(r/min)下的工作小時(shí)數(shù)Lh來表示軸承的基本額定壽命,則有(13-6a)當(dāng)預(yù)期壽命L′h已給定,則需軸承應(yīng)具有的基本

5、額定動(dòng)載荷C′,可根據(jù)式(13-6a)計(jì)算得出(13-6b)當(dāng)軸承溫度高于120℃時(shí),基本額定動(dòng)載荷C值將降低,需引入溫度系數(shù)(見表13-9)加以修正,此時(shí)軸承的基本額定壽命公式為(13-6c)表13-9溫度系數(shù)ft由式(13-6)計(jì)算的軸承壽命Lh應(yīng)大于軸承設(shè)計(jì)的預(yù)期壽命。當(dāng)計(jì)算的軸承壽命達(dá)不到預(yù)期壽命時(shí),則應(yīng)重新選擇軸承型號(hào),重新計(jì)算。一般可以將機(jī)器中修或大修的年限作為軸承的預(yù)期壽命。預(yù)期壽命通?？扇?000~20000h,表13-10的推薦值可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。表13-10軸承預(yù)期壽命推薦值4.角接觸軸承的軸向載荷以如圖13-25所示的滾動(dòng)軸承

6、組合為例,分析軸承所受的軸向載荷。設(shè)軸所受的軸向外載荷為Fa,軸承Ⅰ和軸承Ⅱ分別受到徑向載荷FR1和FR2的作用,FR1和FR2產(chǎn)生的內(nèi)部軸向力為FS1和FS2。現(xiàn)按如下兩種情形分析軸承Ⅰ、Ⅱ所受的軸向力。圖13-25角接觸軸承的軸向力圖13-25角接觸軸承的軸向力圖13-25角接觸軸承的軸向力(1)當(dāng)FS1+Fa＞FS2(見圖(c))時(shí),軸有向右移動(dòng)的趨勢(shì),軸承Ⅱ“壓緊”,軸承Ⅰ“放松”。由于軸承外圈已被端蓋軸向定位,不能右移,因此軸承Ⅱ處應(yīng)產(chǎn)生平衡反力。根據(jù)軸向力平衡條件,軸承Ⅱ的軸向載荷FA2由FS2增大到Fa+FS1；而軸承Ⅰ只受到本身內(nèi)部

7、軸向載荷FS1的作用,即FA1=FS1FA2=FS1+Fa(2)當(dāng)FS1+Fa＜FS2(見圖(d))時(shí),軸有向左移動(dòng)的趨勢(shì),軸承Ⅰ“壓緊”,軸承Ⅱ“放松”。根據(jù)軸向力平衡條件,軸承Ⅰ的軸向載荷FA1由FS1增大到FS2-Fa；而軸承Ⅱ只受到本身內(nèi)部軸向載荷FS2的作用,即FA1=FS2-FaFA2=FS2由上述分析,可將角接觸軸承的軸向載荷FA的計(jì)算步驟歸納如下:(1)根據(jù)軸承的安裝形式和所受的載荷,判斷全部軸向載荷之合力的指向,找出被“壓緊”軸承和“放松”軸承。(2)被“壓緊”軸承的軸向載荷等于除本身以外的其他所有軸向載荷的代數(shù)和。(3)“放松”

8、軸承的軸向載荷等于本身的內(nèi)部軸向力。圖13-26角接觸軸承受力簡(jiǎn)圖13.6.4滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算是為