理论教育 如何计算滚动轴承配合?

如何计算滚动轴承配合?

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)过盈量的计算滚动轴承内圈与轴颈之间采用的配合均有一定过盈量。过盈量太小,配合表面可能产生滚压现象,造成轴颈和轴承的损坏。因此,对于重要的部位,应对最小过盈量进行计算,并根据计算确定的最小过盈量选择配合。表8-1 按允许径向负荷强度PR推荐与轴承相配的孔、轴公差带注:允许值PR按配合过盈的平均值计算。

如何计算滚动轴承配合?

1)过盈量的计算

滚动轴承内圈与轴颈之间采用的配合均有一定过盈量。过盈量太小,配合表面可能产生滚压现象,造成轴颈和轴承的损坏。因此,对于重要的部位,应对最小过盈量进行计算,并根据计算确定的最小过盈量选择配合。承受循环负荷的套圈与轴或轴承座孔配合的最小过盈量δmin的近似计算式为:

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式中 Fr——轴承最大径向负荷(kN);

k——轴承系列有关的系数,重系列取k=2.0,中系列k=2.3,轻系列k=2.8;

b——轴承套圈的工作宽度(m);b=B-2r,其中B为轴承宽度;

r——轴承套圈倒角半径。

滚动轴承内圈与轴颈配合的最大过盈量受内圈材料强度的限制,为防止由于配合过盈量太大而弓起套圈破裂,其最大过盈量δmax的计算式为:

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式中 [σp]——许用拉应力(105Pa),轴承钢的[σp]≈400(105Pa);

d——轴承内圈内径(m);

k——轴承系列有关的系数,重系列k=2.0,中系列k=2.3,轻系列k=2.8。

2)径向负荷强度的计算

对于循环负荷,可按经验公式计算相配合表面的径向负荷强度(PR),以此选择相配轴或外壳孔的公差带,见表8-1。径向负荷强度PR的计算式为:

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式中 Fr——轴承径向负荷(N);

b——轴承套圈的工作宽度,b=B-2r,其中B为轴承宽度,r为轴承套圈的倒角半径(mm);

k1——配合的动载系数(负荷具有较小的冲击和振动,过载不超过150%时取k1=1;负荷具有较大的冲击和振动,过载不超过300%时取k1=1.8);

k2——相配轴为空心轴或相配轴承座为薄壁壳时的过盈修正系数,其数值见表8-2(相配轴为实心时取k2=1);

k3——当径向负荷Fr在双列圆锥滚子轴承或在成对的球轴承之间,由于具有轴向负荷Fa而使径向负荷分布不匀的系数。

k3的数值按978-7-111-41024-9-Chapter08-5.jpg决定,见表8-3其中β为外圈滚道与滚动体的接触角;对于单列向心与向心推力轴承取k3=1。

表8-1 按允许径向负荷强度PR推荐与轴承相配的孔、轴公差带

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注:允许值PR按配合过盈的平均值计算。

表8-2 k2

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注:1.d为轴承内径,D为轴承外径。

2.d′为空心轴的内径。

3.D′为薄壁壳的外径。

表8-3 k3

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3)配合对轴承径向游隙的影响

轴承与轴颈或外壳孔的配合具有过盈量时,内圈滚道胀大,外圈滚道缩小,从而使轴承径向游隙减小,在运转时因负荷和温差的影响,径向游隙会随之变化,如图8-2所示。向心轴承配合径向游隙的计算方法为:

eB=ey-δe-δi(www.daowen.com)

式中 eB——轴承配合径向游隙;

ey——轴承原始径向游隙;

δe——轴承外圈滚道直径减小量;

δi——轴承内圈滚道直径增大量。

当轴承内圈与钢质实心轴颈配合时

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图8-2 配合游隙变动

轴承内圈与钢质空心轴颈配合时

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轴承外圈与钢质实体外壳体孔(厚壁)配合时

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轴承外圈与钢质薄壁外壳孔配合时

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轴承外圈与铸铁实体外壳孔(厚壁)配合时

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轴承外圈与铸铁薄壁外壳孔配合时

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以上各式中 d——轴承公称内径(mm);

dh=d+(D-d)/4,为内圈挡边计算直径(mm);

d0——空心轴颈孔径(mm);

Δiin-gi,为内圈与轴颈配合的有效过盈量(μm);

Δin——内圈与轴颈配合的过盈量(μm);

978-7-111-41024-9-Chapter08-16.jpg——轴颈配合表面的凸点压平量(μm);

ai=1~3,是与轴颈表面硬度及磨削后表面粗糙度有关的参数,硬度高、表面粗糙度参数值低时取小值,反之取大值,对于机床主轴轴颈一般取1~2;

D——轴承公称外径(mm);

978-7-111-41024-9-Chapter08-17.jpg——外圈档边计算直径(mm);

DF——外壳孔处的箱体壁外径(mm);

Δeen-ge——外圈与外壳孔配合的有效过盈量(μm);

Δen——外圈与外壳孔配合的过盈量(μm);

Δen——外壳孔配合表面的凸点压平量(μm);

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ae——与外壳孔材料、表面硬度及表面粗糙度有关的参数,材料为铸铁时取2~4,表面粗糙度参数值低时取小值;材料为钢时取2~3,表面硬度高、表面粗糙度参数值低时取小值。

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