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圆柱齿轮减速器中滚动轴承的摩擦学设计

2022-04-11 作者:火狐体育官网   来源:火狐体育官方网站app

  圆柱齿轮减速器中滚动轴承的摩擦学设计Voll7No3 2oo4-07 机械研究与应用 MECHANICALRESEARCH&APPUCATION 第l7 湖南大学衡阳分校机械系,湖南衡阳421101摘要:在设计减速器中油润滑的滚动轴承时,常规寿命计算很充裕文章提出的磨 粒磨损寿命计算跟实际相符,并从润滑的角度采 取相应的有效措施来延长轴承的使用寿命 关键词:滚动轴承;寿命计算;磨粒磨损;润滑 中图分类号:THI3246 文献标识码:A 文章编号:1007-4414200403-0050—02 采用油润滑的优点减速器中的滚动轴承既有滚动摩擦,又有滑动摩擦滑 动摩擦是由于滚动轴承在表面曲线的偏差和负载下变形造成 的随着速度和负载的增加,滚动轴承的滑动摩擦增大为了 减少摩擦,磨损,降低温升和噪音,防止轴承和部件生锈,采用 油润滑很必要因为可以通过飞溅方式达到同时润滑齿轮和 轴承的目的而且油润滑比采用润滑脂润滑的启动力矩小, 摩擦损失小,同时冷却系统的优点 为使油飞溅起来,靠飞溅润滑的轴承获得足够的润滑油, 齿轮的圆周速度必须满足一定的条件如图1当齿轮的线速 度不够时,可在较高速度的轴上安装溅油轮 滚动轴承寿命计算u】21 常规的寿命计算模型 在进行减速器中的滚动轴承的组合设计时,为了避免滚 动轴承发生疲劳破坏,需要对其进行常规的寿命计算,计算模 型为:=10 60ncP]h 为基本额定动载荷kN为温度系数;P 为当量载荷 kN 为载荷系数 22 磨粒磨损的寿命计算 实际中,滚动轴承往往由于润滑剂不清洁或密封不良引 起磨粒磨损因为滚动体与滚道接触的各部分的滑移速度通 常是不一样的,故磨粒磨损常常不均匀,这将导致固有的应力 分布出现变化,降低疲劳寿命 根据实验给出各种工作状态下滚动轴承磨粒磨损的线磨 损度与运转时间的关系曲线,磨粒磨损产生的径向游隙增 量:At,=e0 式中:e0 为轴承尺寸和几何形状系数,其值根据轴承内径在图 查得:减速器工作状态常为e—g,按规定的允许游隙增量计算得出其滚动轴承允许的线,再由[]和 工作状态直接可以继续查出滚动轴承的磨损运转寿命 足寸和几何肜捩参数Pnpm3{s67R91o203040 轴承内孔商径draml矗5019I2o0s001000 计算结果对比举例:某二级圆柱齿轮减速器的高速轴采用30306 轴承 支撑,输入功率14kW,,I=1500rrain轴承径向载荷F= 1540N,轴向F=450N,轴承用L—FC10 号油润滑通常传 动装置中,轴承的工作寿命一般要求大于7200h 31 常规寿命计算 取=10,=12,计算得出:已 h=29449h7200h, =37458h7200h,计算结果很充裕然而实际当中,经常出 现滚动轴承达不到使用寿命,提前失效 32 考虑磨粒磨损的寿命计算见表1 磨料磨损计算参数值…收稿日期:2003 lO作者简介:杨益梅1972 一,女,讲师,在读硕士,从事机械设计及理论的教学与科研 工作 50?第17 机械研究与应用MECHANICALRESEARCH&APPUCATION Vol17No3 2OO4_7 从以上发现,工作状态越恶劣,轴承使用寿命越短 润滑设计模型【4】为了减少磨粒磨损,延长使用寿命,必须充分保证边界油 膜的存在根据弹性流体动力润滑理论,球和滚子轴承的最 小油膜厚度h i,可以用以下公式计算:hm=110m 式中:为取决于轴承类型的常数;Iv 为润滑剂压粘指数;D 轴承外径lnln;吼为常压下润滑剂粘度;为轴承的转速rmin 润滑判断准则: A:^JR- l+JR 止12[A] 式中:[A]为许用膜厚比;,分别为两表面轮廓算术平均 偏差之和 解决方法为了防止滚动轴承过度的磨粒磨损,必须改善润滑方法, 如采用一些润滑油的净化方法:过滤,沉淀和离心,粘附,磁 选,后面两种方法常作为与前者同时使用的净化方法另外, 采用合理的密封方法可以防止外界水,灰尘,切屑或其它杂物 等进入轴承内,充分发挥轴承的工作效能和延长其寿命 结论摩擦学设计是一门正处于发展完善过程中的科学,许多 问题还有待进一步完善特别是高等院校机械类学生在进行 减速器的课程设计过程中,往往忽略了滚动轴承的摩擦学设 计,希望本文能引起更多的关注 参考文献: [1]徐灏机械设计手册第2 卷[M]北京:机械工业出版社,2000 [2]王连明机械设计[M]哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1998 [3]吴宗泽机械设计课程设计手册[M]北京:高等教育出版社, 1992 [4]陈海线;高副接触摩擦学设计模型的构建[J]山东工业工程学 报20026:l9—21 上接第48 砂带磨削是一种根据工件加工要求,并以相应的接触方式应用砂带进行加工的磨削工艺它是一种粘满尖锐磨粒的 带状砂布取代砂轮——多刀多刃的切削工具,它的制造工 艺使得磨粒具有较小的负前角与较大的后角,磨粒等高性好, 磨粒间容屑空间大,磨粒与工件接触面积小,可使全部磨粒同 时参加切削因而不仅效率高,而且磨削热产生少,散热效果 好,可有效减少工件变形砂带磨削与工件是柔性接触,具有 较好的跑合和抛光作用,工件表面粗糙度可达Ra08~0 21un我们选用的砂带磨削形式如图2 所示 砂带磨削示意图2磨削工艺参数的选择 工艺参数符号 t,:砂带速度;t,:工件转速;:纵向进给;口:磨削深度; :接触压力 磨削用量对金属切削率的影响 采用较低的t,,适当提高t,以及选用较小的,可获得 较高的金属切削率 磨削用量对表面粗糙度JR的影响 提高兄随之降低;t,提高随之上升增大随 之增大;砂带粒度号越大,R下降越明显 根据以上两条原则,下面对磨削用量进行选择 磨削用量选择 a砂带速度:t,与被加工材料有关,我们选择=10~ 20ms b接触压力Fu:Fu 直接影响磨削效率和砂带寿命,根据 工件材质,热处理状况,磨削余量及磨后表面粗糙度的要求进 行选择我们按砂带每10ram宽选50N c工件转速t,:粗磨选择2O~30mrain,精磨控制在 20mraino 的选择:粗磨时选大些,精磨时应小些,我们选择:粗磨在017~3mmr;aP 在005~01lnln; 精磨在04~2mmr;口在001~O05mm 通过实施上述加工方案,经对工件进行检查,各项技术指 标均达到或超过图纸要求,尤其是重要形面tF230H8 结语笔者提出的基于普通通用机床加工高精度大型液压缸的 方案与措施经实践证明是可行的,效果是良好的对于不具 备专用机床而又需加工类似零件的企业本文具有良好的借鉴 价值 参考文献: [1]孟少农机械加工工艺手册第二卷[M]北京:机械工业出 版社,1991 [2]赵如福金属机械加工工艺人员手册第三版[M]上海:上 海科学技术出版社,1997


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