PDF《组配角接触球轴承卸载载荷的精确计算》

! 产品设计与应用 # 组配角接触球轴承卸载载荷的精确计算 洛阳轴承研究所(河南洛阳 471039) 杨晓蔚 郑州大学(河南郑州 450002) 马胜钢 郑艳萍 【ABSTRACT】 On the base of analysis on load - deformation of matched angular contact ball bear2 ing , the accurate calculation formula of unloading capacity and some related parameters are given.

成对和多联组配角接触球轴承卸载载荷的计 算是一个非常重要的问题 ,国内外文献对此有一 些介绍 ,但都比较简单 ,也欠精确 ,这给实际应用 造成了一些不便.本文拟对卸载载荷的精确计算 作一详细而全面的探讨.

1 卸载载荷的计算公式 角接触球轴承在纯轴向载荷 Fa 的作用下 , 其轴向接触变形δ a 的计算公式为 δ a = k sin 5Π

3 α Fa Z 2Π

3 (1) 式中 k 弹性变形系数 ,其仅与滚动体和轴 承套圈沟道的接触几何参数及材料 常数有关 a 轴承接触角 Z 滚动体数量 假设组配轴承的配置和载荷 - 变形曲线 (以 串联 - 背对背 型式为例 ) 如图1所示 ,即m个同型号轴承在左边串联 , n 个同型号轴承在右 边串联 ,在预载荷 Fa0 和外加轴向载荷 Fa 的作用 下 ,有 图1多联组配轴承配置及其载荷 - 变形 δ a(1- m) =δ a0(1- m) + δ a (2) δ a(1- n) =δ a0(1- n) - δ a (3) 式中 δ a(1 - m) 在外加轴向载荷 Fa 作用下 , m 个串联轴承的变形量 ,其也等 于其中每一套轴承的变形量 δ a(1 - n) 在预载荷 Fa0 的作用下 , n 个串 联轴承的变形量 ,其也等于其 中每一套轴承的变形量 δ a0(1 - m) 在预载荷 Fa0 的作用下 , m 个 串联轴承的变形量 ,其也等于 其中每一套轴承的变形量 δ a0(1 - n) 在预载荷 Fa0 的作用下 , n 个串 联轴承的变形量 ,其也等于其 中每一套轴承的变形量 δ a 在预载荷 Fa0 的基础上 ,外加轴 向载荷 Fa 所引起的 m ( n) 个串 联轴承的变形量 ,其也等于其 中每一套轴承的变形量 当Fa 增大至使δ a =δ a0(1 - n) 时,n个串联轴 承的变形量δ a(1 - n) =

0 ,即n个串联轴承完全卸 载.此时有 δ a(1- m) =δ a0(1- m) + δ a =δ a0(1- m) + δ a0(1- n) (4) 将(1) 式代入(4) 式得 k1 sin 5Π

3 α

1 Fa mZ1 2Π

3 = k1 sin 5Π

3 α

1 Fa0 mZ1 2Π

3 + k2 sin 5Π

3 α

2 Fa0 nZ2 2Π

3 (5) 即卸载载荷计算公式为 Fa =

1 + k2 k1 sinα

1 sinα

2 5Π

3 mZ1 nZ2 2Π

3 3Π

2 Fa0 (6) 当轴承型号相同时 ,有k1 = k2 ,α

1 =α

2 , Z1 = Z2 ,其卸载载荷计算公式可简化为 ・

1 ・ 《轴承》 2002. №.

3 ? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net Fa =

1 + m n 2Π

3 3Π

2 Fa0 (7) 若轴承是以 串联 - 面对面 的型式进行多联 组配 ,则应将(6) 式及(7) 式中的有关左、 右两边轴 承的参数相互换位 ,即Fa =

1 + k1 k2 sinα

2 sinα

1 5Π

3 nZ2 mZ1 2Π

3 3Π

2 Fa0 (8) Fa =

1 + n m 2Π

3 3Π

2 Fa0 (9) 如果假设组配轴承的滚动体和轴承套圈沟道 的接触几何参数及材料常数相同或相近 ,即k1 ≈ k2 ;

滚动体数量相同或相近 ,即Z1 ≈ Z2 ;

轴承接触 角α随载荷的变动忽略不计 ,即以公称接触角α

0 代入 ,则对于常用型式的组配角接触球轴承 ,可得 其卸载载荷的简化计算结果如表

1 所示.

2 卸载载荷的精确计算方法 表1卸载载荷计算结果 ・

2 ・ 《轴承》 2002. №.

3 ? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 采用简化计算方法对组配轴承的卸载载荷进 行便捷的估算 ,再取以一定的安全系数 ,对于一般 工程应用而言 ,是足够满足要求的.但是 ,有时为 了一些特殊的用途 ,需要明确保证轴承能在更安 全可靠的条件下工作 ,这时 ,就需要对轴承的卸载 载荷进行比较精确地计算.要精确地计算轴承的 卸载载荷 ,前提条件就是要准确地知道相关的技 术参数.而其中有些参数如 Z 、 α