配合的计算
根据用途选定最合适的配合,考虑到负荷的大小、回转条件、温度条件及轴承的安装、拆卸等各种条件,设计在薄壁的轮套、软的材质或中空轴上安装轴承时,比普通的过盈量大。
(1) 负荷的大小和过盈量 轴和内轮的过盈量随着径向负荷加载会减少,其量采用下式求得的大的值。
△F=0.08*(d/B*Fr)0.5/1000(mm) | 但 Fr0.3*Cor时 | △F=0.02*Fr/B/1000(mm) | 但 Fr>0.3*Cor时 | | | (2) 轴承和轴及轮套的温度影响 轴承的内轮、外轮、钢球在轴承运转中产生各种温度差,其影响给轴、外壳和过盈量带来变化。轴承内部的温度和外壳周边的温度差以△T表示,轴和轴承配合面的温度差可假定成(0.1~0.15)*△T表示。因此,其温度变化所产生的内轮过盈量的减少量△T由下式求得。
△dT=(0.1~0.15)*△T*a*d0.0015*△T*d/1000(mm) | | | 另外,外轮和外壳间的过盈量因两者的温度差及膨胀率有时也会增加。外壳材质使用铝和铅等线膨胀系数大的材质时,过盈量在低温时增加。
(3) 有效过盈量和配合面的精加工 配合面的粗糙度,根据配合、被压缩有效的过盈量,比计算出的过盈量小。其外见的过盈量的减少量,受配合面的精加工程度影响,但一般有效过盈量由下式可求得。
[ 磨削轴 ]··· | △d=d/(d+2)*△da (mm) | [ 车削轴 ]··· | △d=d/(d+3)*△da (mm) | 结合以上,内轮回转负荷时的内轮和轴需要的外见过盈量如下。 | △da(△dF+△dT)*((d+3)/d or (d+2)/d) (mm) | | | (4) 配合面的面压和最大应力 轴承带过盈装入时,配合面的圆周方向应力120Mpa(12kgf/mm2)以下的话,沟道不破裂、安全。
. | 面压..Pm (MPa) | 轴和内轮 | (空心轴) | Pm=(E△db(1-(d/db)2*(1-(d0/d)2))/(2d(1-(d0/db)2)) | (实心轴) | Pm=(E△db/(2d))*(1-(d/db)2) | | 外壳和 外轮 | (Dh) | Pm=(E△Da(1-(Da/D)2*(1-(D/Dh)2))/(2D(1-(Da/Dh)2)) | (Dh=) | Pm=(E△Da/2D)*(1-(Da/D)2) | | . | 圆周方向应力...t (MPa) | 轴和内轮 | (空心轴) | t=(E△db(1+(d/db)2*(1-(d0/d)2))/(2d(1-(d0/db)2)) | (实心轴) | t=(E△db/(2d))*(1+(d/db)2) | | 外壳和 外轮 | (Dh) | t=(E△Da(1-(D/Dh)2))/(D(1-(D/Dh)2)) | (Dh=) | t=E△Da/D | | | (5) 压引力和拉引力 压引力和拉引力根据配合面表面、面压和摩擦系数由下式求得。
Kp=9.8***Pm*B*(d or D) (N) | 但内轮轴或外轮压入外壳时···=0.12 内轮从轴或把外轮从外壳拉出时···=0.18 | | | ●记号的意思
△dF=因负荷造成的过盈量的减少量(mm) | Cor=基本额定静负荷(N) | d=公称轴承内径(mm) | △db=内轮的有效过盈量(mm) | B=公称轴承宽度(mm) | do=中空轴的内径(mm)、中实轴时do=0(mm) | Fr=径向负荷(N) | Da=外轮沟道径,一般Da=(4*D+d)/5(mm) | △dT=因温度差造成的过盈量的减少量(mm) | D=公称轴承外径(mm) | △T=轴承内部和外壳周围的温度差(℃) | Dh=外壳外径(mm),钢体时Dh=∞ | a=线膨胀系数(1/℃) | Kp=压引力或拉引力(N) | △d=有效过盈量(mm) | μ=配合面的摩擦系数 | △da=表观过盈量(mm) | db=内轮沟道径,一般db=(4*d+D)/5(mm) | E=钢的纵向弹性系数=208000(Mpa) | | | | 下图是超薄壁型67系列在△=31℃车削轴压入时,一定的径向负荷比和不发生线夹的最低过盈量。
下图是68系列内轮和中实轴配合的有效过盈量,显示了配合面圆周方向应力的关系,在图δt=13(Mpa)的点以下的应力是安全的,考虑到有效过盈量上限便可。
下图显示了在同样配合条件下,压入时和拆卸拉出时各自需要的力。
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