四、滑动轴承的计算
选择轴承的类型:
选整体式液体静压轴承,因为此种类类型的轴承用于低速轻载,且难以形成稳定油膜。
轴承材料选择及性能 计算轴承宽度
表6.轴承材料
材[p] [v] [pv] 最高轴颈 料牌号 /M/m//MPa. 工作硬度、 类(名称) Pa s m/s BHS 温度 别 ZCuAll0F铝 e3 15 4 12 280 300 青 (10-3铝铜 青铜)
一般轴承的宽径比B/d范围在0.3-1.5,宽径比小,有利于提高运转稳定性,提高端卸量以降低温度。但轴承宽度越小,轴承承载能力也随之降低。综合考虑宽经比取0.5
B所以轴承宽度B?()d?0.5?35?17.5mm
d计轴颈圆周速度
?ndV??0.73m/s
60x1000(1)按从动齿轮所受径向力计算,两滑动轴承所受径向力之和为
F?0.85△pBD.5?152?5652.5Ne?0.85?2.5?17
式中:△p的单位为MPa,B和De的单位为mm。 每个轴承所受径向力为
F1?F2?F4845??2826.25N 22(2)轴承PV值
F?n2826.25?400??0.80MPa/m?s
19100B19100?74(3)齿轮轴颈线速度
?dn??152?400V???3.18m/s
60?100060?1000(4)轴承单位平均压力(比压)
F2826.25p???1.0625MPa
d?B0.152?0.0175PV?(5)选择轴瓦材料
查机械设计中表12-2,在保证p??p?,v??v?,pv??pv?的条件下,选定轴承材料为ZCuAll0Fe3
(6)换算出润滑油的动力粘度
已知选用的润滑油的运动粘度v=220cSt
取润滑油密度??900kg/m3 润滑油的动力粘度:
???v?10-6?900?220?10-6?0.198Pa?s
(7)计算相对间隙 由式
n94009()()6060????0.0001 ,取为0.00125 3131109109(8)计算直径间隙
???d?0.00125?30?0.0375mm
44(9)计算承载量系数
2F?22422.5?0.00125由式Cp???1.46
2??B2?0.198?0.63?0.015(10)计算轴承偏心率
根据的值查《机械设计》中表12-6,经过查算求出偏心率??0.738 (11)计算最小油膜厚度
d?(1??)?4.91?m 2(12)确定轴颈、轴承孔表面粗糙度十点高度
按照加工加工精度要求取轴颈表面粗糙度为0.8,轴承孔表面粗糙度为1.6,
由式hmin?查机《械械设计》书中表7-6得轴颈Rz1?0.8?m,轴承孔Rz2?1.6?m。
(13)计算许用油膜厚度 取安全系数S=2,由式
?h??S(Rz1?Rz2)?2?(0.8?1.6)?4.8?m
因hmin??h?,故满足工作可靠性要求。
(14)计算轴承与轴颈的摩擦系数
d1.5因轴承的宽径比B/d=0.5,取随宽径比变化的系数??计算摩擦()?0.35,
B系数
2??400???60f??0.5????0.5?0.00125?0.35?0.00858 6?p0.00125?2.5?10??0.198?(15)查出润滑油流量系数
由宽径比B/d=0.5及偏心率??0.738查《机械设计》书中图12-16,得润滑油流量系数
q?0.22 ??Bd(16)计算润滑油温升
按润滑油密度??900kg/m3,取比热容c?1800J/(kg?C),表面传热系数
?s?80W/(m2?C),由式
0.00858)?2.5?106 ?0.00125?t???25.365?C??80?q???s1800?900?0.22?c??????vBd???0.00125?0.63??(f()p(17)计算润滑油入口温度
?t25.365??50?C?37.3175?C 由式ti?tm?22因一般取ti?35?40?C,故上述入口温度适合。 (18)选择配合
根据直径间隙??0.0375mm,按GB/T1800.3-1998选配合
0.0740尺寸公差为?35??0.020mm,轴颈尺寸公差?35?0.025mm。
F8,查得轴承孔h7(19)求最大、最小间隙
?max?0.099mm ?min?0.020mm因??0.0375mm,在?max与?min之间,估算配合合用
五、轴的强度计算
轴的强度计算一般可以分为三种:
1.按扭转强度或刚度计算;2.按弯矩合成刚度计算;3.精确强度校核计算。根据任务要求我们选择第一种,此法用于计算传递扭矩,不受或受较小弯矩的轴。
材料选用40Cr ,[?T]?35~55MPa,A0?112~97
d?A03d-轴端直径,mm
T-轴所传递的扭矩,N.m
P9.25?A03?0.285A0 n400T?9.55?106P-轴所传递的功率,Kw
n-轴的工作转速,r/min
?T-许用扭转剪应力,Mpa
P n又0.285A0为27.645~31.92,考虑有两个键槽,将直径增大15%,则:
dmin?27.645?1.15?31.79175,
?T?T?WT9.55?1060.2d39.25P9.55?106400?34.365MPa?[?] n?T30.2?31.79175考虑加工安全等其他因素,则取35。 轴在载荷作用下会发生弯曲和扭转变形,故要进行刚度校核。轴的刚度分为扭转刚度和弯曲刚度两种,前者用扭转角衡量,后者以挠度和偏转角来衡量。
轴的扭转刚度
轴的扭转刚度校核是计算轴的在工作时的扭转变形量,是用每米轴长的扭转角度量的。轴的扭转变形要影响机器的性能和工作精度。
T轴的扭转角??73504?0.11?/m
d查《机械设计手册》表5-1-20可知满足要求。 2、轴的弯曲刚度
轴在受载的情况下会产生弯曲变形,过大的弯曲变形也会影啊轴上零件的正常工作,因此,本泵的轴也必须进行弯曲刚度校核。
yp?(0.01~0.03)mn?0.05~0.15
?p?0.001~0.002rad