例解
1. 如图所示,安装有两个斜齿圆柱齿轮的转轴由一对代号为7210AC的轴承支承。 已知两齿轮上的轴向分力分别为Fx1=3000N,Fx2=5000N,方向如图。轴承所受径向载荷Fr1=8600N,Fr2=12500N。求两轴承的轴向力Fa1、Fa2。
解题要点:
(1)求轴承的内部轴向力Fs: Fs1=0.68Fr1=0.68×8600=5848 N
Fs1方向向右,即???;
Fs2=0.68Fr2=0.68×12500=8500 N
Fs2方向向左,即???;
(2)外部轴向力合成:
Fx=Fx2–Fx1=5000-3000=2000 N
Fx??方向向左,即?;
(3)求轴承的轴向力Fa: 轴向力分布图为
Fs2Fs1Fx?????????
1)“压紧、放松”判别法
Fs2+Fx=8500N+2000N+10500N>Fs1=5848N
故轴有向左移动的趋势,此时,Ⅰ轴承被压紧,Ⅱ轴承被放松。则两轴承的轴向力为
Fa1=Fs2+Fx=10500N Fa2=Fa2=8500N 2)公式归纳法
Fa1?max{Fs1,Fs2?Fx}?max{5848,8500?2000}N?10500NFa2?max{Fs2,Fs1?Fx}?max{8500,5848?2000}N?8500N
可见,方法1)、2)结果相同。
2. 某转轴由一对代号为30312的圆锥滚子轴承支承,轴上斜齿轮的轴向分力Fx=5000N,方向如图。已知两轴承处的径向支反力Fr1=13600N,Fr2=22100N。求轴承所
受的轴向力Fa。
解题要点:
(1)求内部轴向力Fs:
Fs1?Ft113600??4000 N 2Y2?1.7Fs1方向向右,即???
Fs2?Fr222100??6500 N 2Y2?1.7 Fs2方向向左,即???。
(2)求轴承的轴向力Fa:
Fs2Fs1Fx?????? ???1)“压紧、放松”判别法
Fs1+Fx=4000N+5000N=9000N>Fs2=6500N
故轴有向右移动的趋势,此时Ⅱ轴承被压紧,I轴承被放松。因此轴承的轴向力为 Fa1=Fs1=4000N Fa2=Fs1+Fx=9000N 2)公式归纳法
Fa1?max{Fs1,Fs2?Fx}?max{4000,6500?5000}?4000NFa2?max{Fs2,Fs1?Fx}?max{6500,4000?5000}?9000N
可见,方法1)、2)结果相同。
3. 圆锥齿轮减速器输入轴由一对代号为30206的圆锥滚子轴承支承,已知两轴承外圈间距为72mm,锥齿轮平均分度圆直径dm=56.25mm,齿面上的切向力Ft=1240N,径向力Fr=400N,轴向力Fx=240N,各力方向如图所示。求轴承的当量动载荷P。
解题要点:
(1)计算轴的支点距l
由手册查得,30206轴承的支反力作用点到外圈宽端面的距离??13.8mm, 取?=14mm。
故支点距l=72mm+2×14mm=100mm。
右支点到齿宽中点的距离l1=64mm–14mm=50mm。 (2)计算轴承的径向力 1)轴水平面支反力(图解a)
FR1H?FR2HFt?501240?50??620 N 100100F?1501240?150?t??1860 N
1001002)轴垂直面支反力(见图解b)
FR1V?FR2V50Fr?Fxdm/250?400?240?56.25/2??133 N
100100150Fr?Fxdm/250?400?240?56.25/2???533 N
1001003)合成支反力
FR1?FR21H?FR21V?6202?1332?634 N FR2?FR22H?FR22V?18602?5332?1935 N
轴承所受的径向力与轴的合成支反力大小相等,即Fr1=FR1=634N,Fr2=FR2=1935N。 (3)计算轴承的轴向力。
查手册知,30206轴承,e=0.37, Y=1.6。故
Fr1634??198 N 2Y2?1.6F1935Fs2?r2??605 N
2Y2?1.6Fs1?FxFs1Fs2????????轴向力分布图为?;轴承的轴向力为
Fa1?max{Fs1,Fs2?Fx}?max{198,605?240}?365Fa2?max{Fs2,Fs1?Fx}?max{605,198?240}?605NN
(4)计算当量动载荷
Fa1365??0.57?e?0.37 Ft1634查手册知,X=0.4, Y=1.6,取fP=1.5,则
P1?fp(XFt1?YFa1)?1.5?(0.4?634?1.6?635)?1256 N
Fa2605??0.31?e?0.37 Ft21935故X=1,Y=0,则
P2?fp(XFt2?YFa2)?1.5?Fr2?1.5?1935?2903 N
4. 已知某转轴由两个反装的角接触球轴承支承,支点处的径向反力Fr1=875N,Fr2=1520N,齿轮上的轴向力Fx=400N,方向如图,转的转速n=520r/min,运转中有中
??3000h。若初选轴承型号为7207C,试验算其寿命。 等冲击,轴承预期寿命Lh解题要点:由标准知7207C轴承,C=30500N,C0=20000N。 (1)计算轴承的轴向力
需先计算轴承的内部轴向力Fs。对于所选轴承,Fs=eFr,而e值取决地Fa/C0,但Fa待求,故用试算法。先试取e=0.4,则
Fs1?eFr1?0.4?875?350 N Fs2?eFr2?0.4?1520?608 N
轴向力分布图为
Fs2FsFs1?????????
轴承的轴向力为
Fa1?max{Fs1,Fs2?Fx}?max{350,608?400}?1008Fa2?Fs2?608NN
相对轴向载荷
Fa11008??0.0504C020000Fa1608??0.0304C020000
由X、Y系数表经插值计算得e1=0.422, e2=0.401。再计算:
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