大学机械设计习题-滚动轴承习题及答案.doc

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1、第十六章滚动轴承重要基本概念1.滚动体和内、外圈所受的载荷和应力在滚动轴承正常工作时,滚动体和内外圈滚道均受变载荷和变应力。其中,滚动体和转动套圈承受周期性非稳定脉动循环的变载荷(变接触应力),固定套圈则承受稳定的脉动循环的变载荷(接触应力)。2.滚动轴承的失效形式滚动轴承的主要失效形式(又称正常失效形式)是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。当轴承转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动,且静载荷很大时,其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。3.滚动轴承的设计准则对于正常转动工作的轴承,进行针对疲劳点蚀的寿命计算。对于转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动的轴

2、承,进行静强度计算。4.滚动轴承的基本额定寿命基本额定寿命:一批相同的轴承在相同的条件下运转,当其中10%的轴承发生疲劳点蚀破坏(90%的轴承没有发生点蚀)时,轴承转过的总转数L10(单位为106转),或在一定转速下工作的小时数L10h(单位为小时)。5.滚动轴承的基本额定动载荷C是指轴承寿命L10恰好为1(106转)时,轴承所能承受的载荷。表示轴承的承载能力。对于向心轴承:C是纯径向载荷;对于推力轴承:C是纯轴向载荷;在使用中要注意C的3条含义:90%可靠度、基本额定寿命106转、C的方向。精选例题与解析例16-1一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为7210AC的滚动轴承支承

3、。已知两轮上的轴向力分别为Fa1=3000N,Fa2=5000N,方向如图。轴承所受径向力R1=8000N,R2=12000N。冲击载荷系数fd=1,其它参数见附表。求两轴承的当量动载荷P1、P2。SA/R≤eA/R>ee0.68RXYXY0.68100.410.87例11-1图1例11-1图2解:1.求内部派生轴向力S1、S2的大小方向S1=0.68R1=0.68×8000=5440NS2=0.68R2=0.68×12000=8160N,方向如图所示。2.求外部轴向合力FAFA=Fa2-Fa1=5000-3000=2000N,方向与Fa2的方向相同,如图所示。3.求轴承所受

4、的轴向力A1、A2∵S2+FA=8160+2000=10160N,S2+FA>S1=5440N,轴承1被压紧。∴A1=S2+FA=10160N,A2=S2=8160N4.轴承的当量动载荷P1、P2据:A1/R1=10160/8000=1.27>e=0.68,得:X1=0.41,Y1=0.87P1=fd(X1R1+Y1A1)=0.41×8000+0.87×10160=12119N据:A2/R2=8160/12000=0.68=e,得:X2=1,Y2=0P2=fd(X2R2+Y2A2)=8000N例16-2某轴由一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承,其基本额定动载荷C=97.8

5、kN。轴承受径向力R1=6000N,R2=16500N。轴的转速n=500r/min,轴上有轴向力FA=3000N,方向如图。轴承的其它参数见附表。冲击载荷系数fd=1。求轴承的基本额定寿命。SA/R≤eA/R>eeXYXY0.40100.41.5例11-3图1解:例11-3图21.求内部派生轴向力S1、S2的大小方向NN方向如图所示。2.求轴承所受的轴向力A1、A2公式归纳法:NN,3.轴承的当量动载荷P1、P2据:A1/R1=2500/6000=0.417>e=0.40,得:X1=0.4,Y1=1.5P1=fd(X1R1+Y1A1)=0.4×6000+1.5×2500=6

6、150N据:A2/R2=5500/16500=0.33<e,得:X2=1,Y2=0P2=fd(X2R2+Y2A2)=R2=16500NP2>P1,用P2计算轴承寿命。4.计算轴承寿命12562h例11-4图1例16-3一传动装置的锥齿轮轴用一对代号为30212的圆锥滚子轴承支承,布置如图。已知轴的转速为1200r/min,两轴承所受的径向载荷R1=8500N,R2=3400N。fd=1,常温下工作。轴承的预期寿命为15000小时。试求:1.允许作用在轴上的最大轴向力FA2.滚动轴承所受的轴向载荷A1、A2解:由轴承手册查得30212C轴承:C=97800N,e=0.4,X=0

7、.4,Y=1.5例11-4图2NN∵S1>S2,∴S1+FA>S2,轴承2被压紧。A1=S1=2833N,A2=S1+FA,∵>e=0.4∴X2=0.4,Y1=1.5即:P2=fd(X2R2+Y2A2)=0.4×3400+1.5×A2根据:≥1500,P≤12031N由:P2=0.4×3400+1.5×A2≤12031解得:A2≤7114N再据:A2=S1+FA解得:FA=A2-S1=7114-2833=4281N验算轴承1的寿命:A1/R1=S1/R1=2833/8500=0.33<0.4,X1=1,

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