滚动轴承选择计算举例

4.滚动轴承选择计算举例

【例2-1】 试选择农用水泵所用的深沟球轴承，已知轴颈直径d=35mm，转速n=2900r/min，径向载荷F_r=1800N，轴向载荷F_a=700N，要求寿命L_h≥6000h，工作温度t＜100℃。

解：

（1）由上述给定条件试选轴承

试选6307型轴承，查表2-12

C_r=33.4kN C_0r=19.2kN

n_lim=8000r/min（脂润滑）。

（2）按额定动载荷计算

由式（2-2）

对球轴承ε=3，

P=f_p（XF_r+YF_a）

由

查表2-12 e=0.24 Y=1.8

由 查表2-12，X=0.56

查表2-5，水泵f_p=1

代入得P=0.56×1800N+1.8×700N=2268N

故6307型轴承能满足要求。

（3）按额定静载荷校核

由式（2-10）C_0r≥S₀P₀

查表2-7，选取S₀=1

P₀=X₀F_r+Y₀F_a

由

查表2-12，时，X₀=1，Y₀=0

得 P₀=F_r=1800N

代入上式，C₀=17560N＞S₀P₀=1800N满足要求。

（4）极限转速校核

n_max=f₁f₂n_lim

由 查图2-5 f₁=0.98

查图2-6 f₂=1

代入n_max=0.98×1×8000r/min=7840r/min

n=2900r/min＜n_max 满足要求。

【例2-2】 试选择支承圆锥齿轮轴的圆锥滚子轴承（见图2-7），已知轴颈直径d=30mm，轴承的径向载荷F_r1=640N，F_r2=2000N，圆锥齿轮作用在轴上的轴向载荷F_A=250N，轴的转速n=1450r/min，轴承的工作温度t＜100℃，载荷有轻微冲击，要求轴承的使用寿命L_h=30000h。

图2-7 轴和轴承受力简图

解：

（1）按题意试选30208型轴承

查表2-25 C_r=63kN，C_0r=74kN，n_lim=6000r/min（脂润滑），e=0.37

时 X=0.4，Y=1.6；

时 X=1，Y=0；

当时（其中Y₀=0.9），P₀=F_r

当时 P₀=0.5F_r+0.9F_a

（2）按额定动载荷计算(https://www.daowen.com)

因为 S₂+F_A=625N+250N=900N＞S₁

所以 F_a1=S₂+F_A=900N，F_a2=S₂=625N

P=f_p（XF_r+YF_a）

查表2-5，f_p=1.2

，X=0.4，Y=1.6

P₁=1.2（0.4×640+1.6×900）N=2035N

因为，X=1，Y=0

P₂=f_p（XF_r2+YF_a2）=f_pF_r2=1.2×2000N=2400N

由式（2-2）

C_1r、C_2r均小于C_r=41200N，满足要求。

（3）按额定静载荷校核

由式（2-10）C₀≥S₀P₀

查表2-7，取S₀=1

P₀₁，P₀₂均小于C₀=29500N，满足要求。

（4）极限转速校核

由式n_max=f₁f₂nlim

，由图2-5，得 f₁=1

，由图2-6得 f₂=0.72

n_maxl=1×0.72×6000r/min=4320r/min

由图2-5得 f₁=1

由图2-6得 f₂=1

n_max2=1×1×6000r/min=6000（r/min）

n小于n_max1和n_max2，满足要求。

【例2-3】 试选择推力球轴承，轴颈直径d=30mm。轴承载荷和转速的变化规律为：P₁=2900N，n₁=640r/min，q₁=0.2；P₂=2700N，n₂=1075r/min，q₂=0.3；P₃=700N，n₃=2000r/min，q₃=0.5，要求轴承寿命L_h≥16000h，工作温度t＜100℃。

解：

（1）求平均转速和平均载荷

由式（2-8）

n_m=q₁n₁+q₂n₂+q₃n₃=0.2×640+0.3×1075r/min+0.5×2000r/min=1450.5r/min

由式（2-7）

（2）按额定动载荷计算

由式（2-2）

其中：球轴承ε=3

查表2-26选用51206型，C_a=28kN，C_0a=54.2kN n_lim=3200r/min（脂润滑）

按额定静载荷和极限转速校核从略。