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如何计算轴承动负荷


[中华轴承网] 2019/12/16 作者:中华轴承网

作用在轴承上的负荷,在已知或可计算的外力下(如传动力、工作力就惯性力),可以根据机械学的原理来计算。当计算单个轴承负荷的分力时,为了简化计算,轴是被看成由刚硬和无力矩作用的支点所支承的梁。轴承、轴承座或机械结构的弹性变形,轴挠曲导致在作用轴承上的力矩,全不考虑在简化的计算中。

应用以上简化理论,只需要很简单的辅助工具,如小型计算器,就可以进行计算。实际上,计算基本额定负荷和当量轴承负荷的标准方法,也是根据类似的假设。

利用先进和复杂的计算程序,可以不用上述的假设,而根据弹性力学理论来计算轴承的负荷。在这些计算程序中,轴承、轴以及轴承座都是被考虑为系统中具弹性的部分。


外力方面包括轴和所承载部件固有的重量,或是车辆的重量和其它惯性力等,这些一般都是已知数,或能够通过计算得出。但其它的外力,如工作力(碾压力和机床的切削力等)、冲击力和附加的动态力(如由于不平衡引起的离心力),通常要依靠类似机器或抽承配置的经验才能确定。


齿轮传动

对于齿轮传动,齿轮在理论上产生的作用力可以根据传输功率以及齿轮的类型算出。但也有其它动态力会由于齿轮、传动端或输出端产生。此外,齿轮的形状误差和旋转部件的不平衡也会造成附加的动态力。但齿轮一般以很高的精度标准制造,以降低运行时的噪声,所以由这种原因产生的力通常很小,在计算轴承负荷时可以忽略不计。

应用齿轮传动的机器,只有在工作条件已知的情况下,才能确定根据其运行形式和模式所产生的附加作用力。根据不同工作条件,齿轮制造商通常能提供一个关于冲击负荷和齿轮效率的“工作”系数,利用这个系数,可以用来考虑附加作用力对轴承额定寿命的影响。

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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