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轴承轴向力计算例题(计算图示各轴承所受的轴向载荷)

发布时间:2022-06-10 09:04
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在设计电机时,必须考虑负载和电机之间的匹配。合理的轴承选择将有效避免一些不必要的麻烦。沈女士的朋友出事了。他们的电机在空载运行时噪音很大,但负载运行时特别平稳安静。与轴承厂家沟通后发现他们的电机轴承选择不合理,建议根据轴承承载能力重新计算。



如何计算轴承动载荷

作用在轴承上的载荷可以根据力学原理在已知或可计算的外力(如传递力、工作力和惯性力)下计算。在计算单个轴承载荷的分量时,为了简化计算,轴被视为由刚性无力矩支点支撑的梁。简化计算中不考虑轴承、轴承座或机械结构的弹性变形,以及轴偏转引起的主动轴承上的力矩。



利用上述简化理论,只有简单的辅助工具,如小型计算器,才能用于计算。事实上,计算基本额定载荷和等效承载载荷的标准方法也是基于类似的假设。

借助先进而复杂的计算程序,可以根据弹性理论而不是上述假设来计算轴承的载荷。在这些计算程序中,轴承、轴和轴承座都被认为是系统的弹性部件。



外力包括轴和负载部件的固有重量,或车辆的重量和其他惯性力,这些通常是已知的或可以计算的。但是,其他外力,如工作力(磨削压力、机床切削力等)。),冲击力和附加动力(如不平衡引起的离心力),通常只能由类似机器或泵支架配置的经验决定。



齿轮传动

对于齿轮传动,可以根据传动功率和齿轮类型计算齿轮产生的理论力。但是,齿轮、传动端或输出端也会产生其他动力。此外,齿轮的形状误差和转动部件的不平衡也会引起额外的动力。但齿轮一般都是以高精度标准制造,以降低运转时的噪音,所以这种原因造成的力通常很小,在计算轴承载荷时可以忽略不计。



只有当齿轮传动机器的工作条件已知时,才能根据其运行形式和方式确定产生的附加力。齿轮制造商通常可以根据不同的工况,提供一个关于冲击载荷和齿轮效率的“工作”系数,用来考虑附加力对轴承额定寿命的影响。



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● 皮带传动

计算皮带传动的轴承负荷时,最主要是考虑有效的皮带扭力,其取决于传递的力矩。皮带制造商一般会根据不问的皮带类型、预紧、皮带的张紧力和其它附加动态力,提供一个用来计算皮带拉力的系致。若无法得到相关的系数,可使用以下参考值:

带齿皮带——1.1~1.3;

三角带(V形带)——1.2~2.5;

平皮带——1.5~4.5;

当轴之间的距离很短、在重负荷或冲击负荷作用下、或张紧力很大时,应取用较大的值。



轴承的静载荷和动载荷

轴承静止时的载荷能力,由允许的塑性变形量决定。滚动轴承中的塑性变形是不可避免的。如果限定允许的塑性变形量很小,则轴承的静载荷能力也很小;如果允许的塑性变形较大,则在滚道上产生的凹坑将使轴承在运转中噪声和振动增大、运转精度降低,影响轴承的正常工作。



滚动轴承中,在承受载荷最大的滚动体与滚道接触点处,总的塑性变形量小于滚动体直径的万分之一时,对轴承的正常运转没有多大的影响。把在这种塑性变形条件下确定的轴承静承载能力称为额定静载荷 ,一般用C0表示。

额定静载荷是在假定的载荷条件下决定的,对向心轴承,额定静载荷是指径向载荷,对向心推力轴承(角接触球轴承)是指使轴承中半圈滚道受载的载荷的径向分量,对推力轴承是指中心轴向载荷。轴承的基本额定静载荷和基本额定静载荷是指轴承在静态或旋转时,最大能承受的载重。



轴承额定动载荷是指滚动轴承理论上能承受的恒定径向载荷(恒定轴向载荷),在该载荷的作用下基本额定的寿命为100万转,轴承的基本额定动载荷体现轴承的耐滚动疲劳的能力。向心轴承和推力轴承的基本额定动载荷反别称作径向基本额定动负荷与轴向基本额定动负荷,用Cr和Ca表示。

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