第三章軸承壽命計(jì)算

1、第三章 軸、軸承和鍵的計(jì)算§3-1 液壓部§3-1·1 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T1 = 295.74N·m(1) Z1齒輪對(duì)軸的作用力 (2) 漸開線花鍵因制造安裝誤差所產(chǎn)生的徑向力2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO產(chǎn)生的支座反力： (4) 合成反力:二、軸承壽命計(jì)算：A點(diǎn)選用：42216E Cr = 130000 N n = 1453 r/minB點(diǎn)選用：42217E Cr = 155000 N n =1453 r/min三、漸開線花鍵強(qiáng)度驗(yàn)算：擠壓強(qiáng)度 式中：T 轉(zhuǎn)

2、矩，N·mm 各齒載荷不均勻系數(shù)，一般取=0.70.8 z 齒數(shù) h 齒的工作高度，mm l 齒的工作 (配合) 長度，mm Dm 平均直徑，mm p 許用比壓，Mpa T= 295.74N·m = 0.75 z = 15 h = m = 3mml = 55mm Dm = m·z =3×15 = 45mm p =100140Mpa §3-1·2 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T2 = 382.56N·m 不考慮效率損失： (1) Pt2、Pr2在X、Y方向的力 (2) 、在X、Y方向的力

3、 (3) 在X、Y方向的合力 2、求支座反力：二、軸承壽命計(jì)算：A、B兩點(diǎn)均選用：53511 Cr = 92200 N n = 1100.76 r/min§3-1·3 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T2 = 306.74N·m不考慮效率損失： (1) Pt3、Pr3在X、Y方向的力 (2) 、在X、Y方向的力 (3) 在X、Y方向的合力 (4) 漸開線花鍵因制造安裝誤差所產(chǎn)生的徑向力2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO產(chǎn)生的支座反力： (4) 合成反力:二、軸承壽命計(jì)算：A點(diǎn)選用：4251

4、4E Cr = 145000 N n = 1345.37 r/minB點(diǎn)選用：53511 Cr = 92200 N n =1345.37 r/min三、漸開線花鍵強(qiáng)度驗(yàn)算：擠壓強(qiáng)度 T= 306.74N·m = 0.75 z =21 h = m = 2mml = 27mm Dm = m·z =2×21 = 42mm p =100140Mpa §3-1·4 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T4 = 367.41N·m不考慮效率損失： (1) Pt4、Pr4在X、Y方向的力 (2) 、在X、Y方向的力

5、(3) Z7作用在軸上的力：輸入扭矩T7 =272.77N·mPt7、Pr7在X、Y方向的力 (4) 在X、Y方向的合力 2、求支座反力：二、軸承壽命計(jì)算：A、B兩點(diǎn)均選用：53511 Cr = 92200 N n = 1100.76 r/min§3-1·5 軸鍵聯(lián)接的強(qiáng)度驗(yàn)算1、鍵的擠壓強(qiáng)度 式中：T 轉(zhuǎn)矩，N·mmD 軸的直徑，mmk 鍵與輪轂的接觸高度，mm，平鍵k=h/2l 鍵的工作長度，對(duì)于A型鍵l=L-bp 鍵聯(lián)接的許用比壓，MpaT = 316.42 N·m D = 40mm k = h/2 = 8/2 = 4mm l = 70-

6、12 = 58mm p = 100120Mpa 2、鍵的剪切強(qiáng)度 式中：T 轉(zhuǎn)矩，N·mmD 軸的直徑，mmb 鍵的寬度，mml 鍵的工作長度，對(duì)于A型鍵l=L-b 鍵聯(lián)接的許用剪應(yīng)力，MpaT=316.42 N·m D =40mm b = 12mm l = 58mm = 90 MPa §3-1·6 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T7 = 6.87N·m 2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) 合成反力:二、軸承壽命計(jì)算：A點(diǎn)選用：110 Cr = 16800 N n = 14

7、53 r/minB點(diǎn)選用：110 Cr = 16800 N n = 1453 r/min§3-2 牽引部§3-2·1 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T1 = 220.15N·m(1) Z1齒輪對(duì)軸的作用力 (2) 漸開線花鍵因制造安裝誤差所產(chǎn)生的徑向力PO2=PO12、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO1產(chǎn)生的支座反力： (4) PO2產(chǎn)生的支座反力： (5) 合成反力: 二、軸承壽命計(jì)算：A點(diǎn)選用：42212E Cr = 88800 N n = 565.24 r/minB點(diǎn)選用：

8、53512 Cr = 110000 N n =565.24 r/min三、漸開線花鍵強(qiáng)度驗(yàn)算：擠壓強(qiáng)度 T= 220.15N·m = 0.75 z =18 h = m = 2mml = 45mm Dm = m·z =2×18 =36mm p =100140Mpa §3-2·2 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T2 = 506.18N·m 不考慮效率損失： 水平方向：垂直方向：由一只軸承在軸上A點(diǎn) 二、軸承壽命計(jì)算：A點(diǎn)選用：53609 Cr = 128000 N n = 240.92 r/min&#

9、167;3-2·3 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T3 =585.51N·m(1) Z3齒輪對(duì)軸的作用力 (2) 漸開線花鍵因制造安裝誤差所產(chǎn)生的徑向力2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO產(chǎn)生的支座反力： (4) 合成反力:二、軸承壽命計(jì)算：A點(diǎn)選用：61924 Cr = 55300 N n = 204.11 r/minB點(diǎn)選用：61924 Cr = 55300 N n = 204.11 r/min§3-2·4 雙行星機(jī)構(gòu)一、 軸承壽命計(jì)算： 一級(jí)行星輪心軸1、軸的受力分析：(1

10、) 傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩 太陽輪對(duì)行星輪的切向力內(nèi)齒圈對(duì)行星輪的切向力(2) 求支座反力：由兩軸承支承在軸上A、B兩點(diǎn) 2、軸承壽命計(jì)算：選用兩只22208E Cr = 89700 N ncx =98.83 r/min 動(dòng)載系數(shù) FK =1.5 旋轉(zhuǎn)系數(shù) Fn =1.1 二級(jí)行星輪心軸1、軸的受力分析：(1) 傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩 太陽輪對(duì)行星輪的切向力內(nèi)齒圈對(duì)行星輪的切向力(2) 求支座反力：由兩軸承支承在軸上A、B兩點(diǎn) 2、軸承壽命計(jì)算：選用兩只22208E Cr = 89700 N ncx =17.847 r/min 動(dòng)載系數(shù) FK =1.5 旋轉(zhuǎn)系數(shù) Fn =1.1

11、 三、漸開線花鍵強(qiáng)度驗(yàn)算：擠壓強(qiáng)度 1、對(duì)一級(jí)太陽輪軸T= 585.51N·m = 0.75 z =35 h = m = 4mml = 20mm Dm = m·z =4×35 =140mm p =100140Mpa 2、對(duì)二級(jí)太陽輪軸T= 3145.28N·m = 0.75 z =13 h = m = 5mml = 30mm Dm = m·z =5×13 =65mm p =100140Mpa§3-2·5 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T5 =16896N·m(1) Z

12、10齒輪對(duì)軸的作用力 (2) 漸開線花鍵因制造安裝誤差所產(chǎn)生的徑向力2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO產(chǎn)生的支座反力： 合成反力:二、軸承壽命計(jì)算：A點(diǎn)選用：42224E Cr = 315000 N n = 6.655 r/minB點(diǎn)選用：3053124 Cr = 262000 N n = 6.655 r/min三、漸開線花鍵強(qiáng)度驗(yàn)算：擠壓強(qiáng)度 T= 16896N·m = 0.75 z =21 h = m =5mml = 55mm Dm = m·z =5×21 =105mm p =100140Mpa §3-3 截割

13、部§3-3·1 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T1 =857.46N·m(1) Z1齒輪對(duì)軸的作用力 (2) 漸開線花鍵因制造安裝誤差所產(chǎn)生的徑向力2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO產(chǎn)生的支座反力： (4) 合成反力:二、軸承壽命計(jì)算：A點(diǎn)選用：NJ2217EC Cr = 187000 N n = 1470 r/minB點(diǎn)選用：53515 Cr = 145000 N n = 1470 r/min三、漸開線花鍵強(qiáng)度驗(yàn)算：擠壓強(qiáng)度 T= 857.46N·m = 0.75 z =16

14、 h = m =3mml = 70mm Dm = m·z =3×16 =48mm p =100140Mpa§3-3·2 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T2 =1260.74N·m不考慮效率損失： 水平方向：垂直方向：2、求支座反力由兩只軸承支承在軸上A、B兩點(diǎn) (1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) 合成反力： 二、軸承壽命計(jì)算：A、B兩點(diǎn)均選用 53514 Cr = 140000 N n = 980 r/min§3-3·3 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用

15、在軸上的力：輸入扭矩T3 =1811.71N·m(1) Z3齒輪對(duì)軸的作用力 (2) Z4齒輪對(duì)軸的作用力2、求支座反力(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) 合成反力：二、軸承壽命計(jì)算：A點(diǎn)選用：53520 Cr = 275000 N n = 668.182 r/minB點(diǎn)選用：42318E Cr = 295000 N n = 668.182 r/min三、 鍵的強(qiáng)度驗(yàn)算：1、鍵的擠壓強(qiáng)度 T=1811.71 N·m D =120mm k = h / 2 = 18/2 = 9mm l = 54mmp =100120 MPa 2、鍵的剪切強(qiáng)度 T=1811.7

16、1 N·m D =120mm b = 32mm l = 54mm = 90 MPa §3-3·4 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T4 =3156.4N·m不考慮效率損失： (1) 、在X、Y方向的力 (2) 在X、Y方向的合力 2、求支座反力由兩只軸承支承在軸上A、B兩點(diǎn) (1) 水平面的反力： (2) 垂直面的反力： (3) 合成反力： 二、軸承壽命計(jì)算：A、B兩點(diǎn)均選用 53519 Cr = 248000 N n =375.852r/min §3-3·5 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、

17、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩T5 =3093.27N·m(1) Z6齒輪對(duì)軸的作用力 (2) 漸開線花鍵因制造安裝誤差所產(chǎn)生的徑向力2、求支座反力：(1) 水平面的反力：(2) 垂直面的反力： (3) PO產(chǎn)生的支座反力： (4) 合成反力: 二、軸承壽命計(jì)算：A點(diǎn)選用：42228 Cr = 288000 N n = 375.852 r/minB點(diǎn)選用：42226 Cr = 245000 N n =375.852 r/min三、漸開線花鍵強(qiáng)度驗(yàn)算：擠壓強(qiáng)度 T= 3093.27N·m = 0.75 z = 21 h = m = 4mml = 52mm Dm = m

18、3;z =4×21 = 84mm p =100140Mpa§3-3·6 行星輪心軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受力分析：1、傳動(dòng)件作用在軸上的力：輸入扭矩 太陽輪對(duì)行星輪的切向力內(nèi)齒圈對(duì)行星輪的切向力2、求支座反力：由五只軸承支承在軸上 二、軸承壽命計(jì)算：選用五只292206E Cr = 36200 N ncx = 248 r/min 動(dòng)載系數(shù) FK =1.5 旋轉(zhuǎn)系數(shù) Fn =1.1 §3-3·7 軸的軸承壽命計(jì)算一、軸的受機(jī)力分析：1、已知：W重(13.5T) P牽引力(22T) L機(jī)長(6470mm) Fa軸向力(2T) 磨擦系數(shù)(0.3) D滾筒直徑(850mm) n滾筒轉(zhuǎn)速(84.07r/min) T 扭矩(13413.925N·m)(1) 滾筒軸實(shí)際牽引阻力POX POX=P牽 - ( F1 + 2F2 + F3 ) 式中：F1：機(jī)器與溜子摩擦力F2：牽引鏈偏心力矩所產(chǎn)生的與溜子側(cè)面的摩擦力F3：弧形擋煤板阻力(作用在搖臂殼上)，約等于牽引力15POX = 22000 - ( 4050+1807.60+3300 ) = 13