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轴承径向和轴向变位的变化率

【摘要】:轴向载荷Fa是指通过载荷作用中心,沿着轴承中心线方向的载荷分量。轴向载荷Fa和径向载荷Fr的合成向量F与轴承径向平面之间的夹角β称为载荷角,如图2-17所示。如图2-17所示,在轴向载荷Fa和径向载荷Fr的作用下,轴承内、外套圈将相对移动δa和δr。图2-18 与的关系如果轴承的接触角保持不变,则由轴承中载荷分布理论可求出轴承的轴向位移和径向位移的比值。因此假定:轴承正好是半圈套圈滚道承受载荷时,δa=0。

(1)载荷角 作用于轴承上的载荷,一般都可分解为两个分量。即轴向载荷Fa和径向载荷Fr

轴向载荷Fa是指通过载荷作用中心,沿着轴承中心线方向的载荷分量。

径向载荷Fr是指通过载荷作用中心在与径向平面平行的平面内的载荷分量。

轴向载荷Fa和径向载荷Fr的合成向量F与轴承径向平面之间的夹角β称为载荷角,如图2-17所示。

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图2 - 17 载荷角β

由图2-17可得

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(2)载荷角与轴承变位的关系 当轴承承受载荷时,由于滚动体和套圈滚道之间的弹性变形,轴承内圈中心将相对于外圈中心移动一定的距离。如图2-17所示,在轴向载荷Fa和径向载荷Fr的作用下,轴承内、外套圈将相对移动δaδr。一般轴承套圈相对移动的方向(即δaδr的合成向量)和FaFr的合成向量方向是不重合的。

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图2-18 978-7-111-44275-2-Chapter02-113.jpg978-7-111-44275-2-Chapter02-114.jpg的关系

如果轴承的接触角保持不变,则由轴承中载荷分布理论(见本章第3节)可求出轴承的轴向位移和径向位移的比值978-7-111-44275-2-Chapter02-115.jpg。图2-18为978-7-111-44275-2-Chapter02-116.jpg978-7-111-44275-2-Chapter02-117.jpg的关系。图中实线适用于点接触,虚线适用于线接触。

角接触球轴承中,内、外套圈是可分离的。内、外套圈的相对位置不同,轴承中的载荷分布也不同。因此假定:轴承正好是半圈套圈滚道承受载荷时,δa=0。δa﹥0表示轴承中套圈滚道承受载荷部分大于半圈滚道,即内外套圈互相压紧的情况。δa﹤0表示轴承套圈滚道承受载荷的部分小于半圈,即内外圈趋于分离的情况。

在图2-18中,正号(+)表示δa的方向为使内、外套圈互相压紧的方向,负号(-)表示δa的方向为使内、外套圈互相分离的方向。

(3)纯径向位移和纯轴向位移 如果轴承内、外套圈相对平移了δaδr,则由载荷分布理论可知(见本章第3节),在承受载荷最大的滚动体与套圈滚道接触处,沿接触法线方向总的弹性变形量为

δmax=δasinα+δrcosα (2-51)

如果仅有纯径向位移,则δa=0,这时由式(2-51)可得

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如果轴承仅有纯轴向位移,则δr=0,这时由式(2-51)可得

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将式(2-42)、式(2-48)代入式(2-52)、式(2-53)中可得

对点接触:

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对线接触:

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式中,K为轴承弹性变形常数,可由式(2-43)和式(2-49)求出。

标准设计的各类钢制滚动轴承K值可近似由表2-8中查出。

表2-8 标准设计各类钢制滚动轴承的K

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式(2-54)~式(2-57)中,Qmax的单位是N。