1.圆锥滚子轴承(30209)工作寿命计算
(1)选择轴承类型,初选轴承型号 由于斜齿圆柱齿轮传递轴向力,一般选用角接触向心轴承和圆锥滚子轴承。本例根据输出轴的轴颈直径d=45mm,初选圆锥滚子轴承30209,查参考文献[1]表12-16:轴承的额定动载荷Cr=67800N、额定静载荷C0r=83500N、判断参数e=0.40、轴向载荷系数Y=1.5。为了计算方便,将轴承A编号为1,轴承B编号为2。
(2)计算轴承的径向载荷
(3)计算轴承的轴向载荷 内部轴向力计算
由于是正装结构,而且由轴系轴向力图(见图14-5)有
Fa+S1=1304+685=1989N>S2=892N
所以,轴系总轴向力指向轴承2被“压紧”,轴承1被“放松”,则两轴承的轴向载荷为
Fa2=Fa+S1=1989N
Fa1=S1=685N
(4)计算轴承的当量动载荷
①由于:,查参考文献[1]表13-10得X1=1.00,Y1=0.00。
②由于,查参考文献[1]表13-10得X2=0.40,Y2=1.50。
因此 P1=X1Fr1+Y1Fa1=1.00×2056+0.00×2676=2056N
P2=X2Fr2+Y2Fa2=0.40×2676+1.50×1989=4054N
(5)计算轴承的工作寿命 由于两支承用相同的轴承,故按当量动载荷较大的轴承2计算。
滚子轴承的ε=10/3,查参考文献[1]表12-7取温度系数fT=1.0,查参考文献[1]表12-8取冲击载荷系数fP=1.5,计算载荷较大轴承2的工作寿命
图14-5 圆锥滚子轴承的轴向力分析
远大于10年工作时间(16×300×10=48000h),可见选用30209轴承有足够工作寿命。
可以考虑重新选用30106轴承,以减少轴系结构尺寸,降低成本(计算略)。
2.角接触球轴承(7009C)工作寿命计算
(1)选择轴承类型,初选轴承型号 由于斜齿圆柱齿轮传递轴向力,一般选用角接触向心轴承和圆锥滚子轴承(采用正装结构)。本例根据输出轴轴颈直径d=45mm,初选角接触球轴承7009C,查参考文献[1]表12-17:轴承的额定动载荷Cr=25800N、额定静载荷C0r=20500N。轴承A编号1(径向载荷Fr1=2056N),轴承B编号2(径向载荷Fr2=2676N)。
(2)计算轴承的轴向载荷 内部轴向力计算
S1=0.4Fr1=0.4×2056=822N
S2=0.4Fr2=0.4×2676=1070N
由于是正装结构,而且由轴系轴向力图有(www.xing528.com)
Fa+S1=1304+822=2126N>S2=1070N
所以,轴系总轴向力指向轴承2被“压紧”,轴承1被“放松”,则两轴承的轴向载荷为
Fa2=Fa+S1=2126N
Fa1=S1=822N
(3)确定判断参数
①由于,查参考文献[1]表13-10,e1=0.41(线性插值)。
②由于,查参考文献[1]表13-10,e2=0.47(线性插值)。
(4)计算轴承的当量动载荷
①由于,查参考文献[1]表13-10得X1=1.00,Y1=0。
②由于,查参考文献[1]表13-10得X2=0.44,Y2=1.21
(线性插值)。
因此 P1=X1Fr1+Y1Fa1=1.00×2056+0.00×822=2056N
P2=X2Fr2+Y2Fa2=0.44×2676+1.21×2126=3750N
(5)计算轴承的工作寿命 由于两支承用相同的轴承,故按当量动载荷较大的轴承2计算。
球轴承的ε=3,查参考文献[1]表13-7取温度系数fT=1.0,查参考文献[1]表13-8取冲击载荷系数fP=1.5,计算轴承工作寿命
可见选用7009C轴承的T作寿命不足,可以考虑重新选用承载能力较大的7109C轴承(计算略)。
3.深沟球轴承(6209)工作寿命计算
(1)选择轴承类型,初选轴承型号 由于斜齿网柱齿轮传递轴向力,一般选用角接触向心轴承和圆锥滚子轴承。本例载荷不大,根据轴颈直径d=45mm,初选深沟球轴承6209,查参考文献[1]表12-15:轴承的额定动载荷Cr=31500N、额定静载荷C0r=20500N。轴承A编号1(径向载荷Fr1=2056N),轴承B编号2(径向载荷Fr2=2676N)。
(2)确定判断参数 由于轴承1的径向载荷较大,且根据轴系结构分析,轴向外载荷Fa=1305N也作用在轴承1,以它作为计算的依据。
由于Fa/C0r=1304/20500=0.064,查参考文献[1]表13-10,e=0.264(线性插值)。
(3)计算轴承的当量动载荷 由于Fa/Fr=1304/20500=0.487>e1=0.264,查参考文献[1]表13-10得X=0.56,Y=1.64(线性插值),因此
P=XFR+YFa=0.56×2676+1.64×1304=3637N
(4)计算轴承的工作寿命
球轴承的ε=3,查参考文献[1]表12-7取温度系数fT=1.0,查参考文献[1]表12-8取冲击载荷系数fP=1.5,计算轴承工作寿命
可见选用6209C轴承的工作寿命不足10年,可以考虑每5年更换一次轴承。
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