軸承選型設(shè)計(jì)實(shí)例（錐齒輪 鏈輪 角接觸球軸承 深溝球軸承）

oilpig

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大家好，我是機(jī)械新手，非科班出生，靠自己查資料摸索。最近要對(duì)一已知的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定靠譜的軸承，同時(shí)整個(gè)體積（軸增加的額外長(zhǎng)度）要盡量小。現(xiàn)將整個(gè)設(shè)計(jì)思路及計(jì)算公布出來(lái)。里面的東西都是東拼西湊得到的。里面有很多非專業(yè)的描述，希望各路高手批評(píng)指正，我也算是對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)起到拋磚引玉的作用。（沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下，力的單位為N，長(zhǎng)度單位為mm）
1 G. S- n! g% l( i) A' H
1.設(shè)計(jì)需求（工況）分析
# B$ h9 B  l2 _* X2 N. G2 w9 I   圖 “傳動(dòng)簡(jiǎn)圖” 主要是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的組成作了介紹。需要關(guān)注的是，從動(dòng)錐齒輪要占用5mm的軸長(zhǎng)，鏈輪的厚度為4mm，準(zhǔn)備在鏈輪兩側(cè)加上合適的軸承，運(yùn)動(dòng)的速度設(shè)定為60 round/min。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)受力情況的分析請(qǐng)參照 “傳動(dòng)簡(jiǎn)圖_受力分析”，主要目的是獲得當(dāng)前工況下整個(gè)軸會(huì)受到的力。（其中齒輪受力一部分是參考的KHK網(wǎng)站的齒輪資料）

2.角接觸球軸承方案
  兩個(gè)軸承都采用角接觸球軸承的方案。中間軸承選用S 726 J，邊上的軸承選用S 725 J，具體參數(shù)參考 “分離型角接觸球軸承”。
" u# d. m. I6 j  M- V  由于軸承軸長(zhǎng)較短，首先計(jì)算“支反力作用點(diǎn)”。然后在這個(gè)基礎(chǔ)上計(jì)算力臂，通過(guò)力矩平衡計(jì)算出軸上所受的徑向力，請(qǐng)參考 ”角接觸球軸承分析與計(jì)算（step1-step3）“
  計(jì)算角接觸球軸承由于受徑向力而產(chǎn)生的派生軸向載荷。其中關(guān)于判定系數(shù)的計(jì)算尤其不放心。在得到了軸承的徑向和軸向荷載后就可以計(jì)算出相應(yīng)的壽命，請(qǐng)參考 ”角接觸球軸承分析與計(jì)算（step4-step6）“。

3.深溝球軸承方案
  兩個(gè)軸承都采用深溝球軸承的方案。中間軸承選用624，邊上的軸承選用619/4，具體參數(shù)參考 “深溝球軸承資料”。
  按照軸承尺寸計(jì)算力臂及受力情況，其中關(guān)于軸向載荷的計(jì)算尤其不放心。最后也計(jì)算出了相應(yīng)的壽命，請(qǐng)參考 ”深溝球軸承分析與計(jì)算“。
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這款產(chǎn)品或作為醫(yī)療儀器的關(guān)鍵傳動(dòng)部位，所以我按照”每天8h工作的機(jī)械，但經(jīng)常不是滿載荷使用“的標(biāo)準(zhǔn)（10000~25000）進(jìn)行設(shè)計(jì)最終的設(shè)計(jì)結(jié)果為：

	中間軸承（left） （hours）	邊上軸承（right）（hours）	額外添加的軸長(zhǎng)（mm）
角接觸球軸承	23614.97	55070.05	11
深溝球軸承	11919.62	56097.72	9

現(xiàn)在有下面幾點(diǎn)疑問(wèn)：
$ G/ b* H& T! j! ?3 j+ B+ ^
1. 請(qǐng)各路高手對(duì)其中的細(xì)節(jié)進(jìn)行指導(dǎo)，我也是花了不少精力來(lái)寫這個(gè)帖子的，希望能將其完善，嘿嘿

  a; V& }3 v7 h8 g2. 請(qǐng)問(wèn)有沒(méi)有更好的設(shè)計(jì)方法和手段，在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，能減少需要額外增加的體積
" ~2 x( N) u' \! H
$ j& V( R9 O) Y& }% x/ E3. 我是按照背靠背的方式來(lái)安裝角接觸球軸承的，就是根據(jù)手冊(cè)里面說(shuō)的這種狀態(tài)下的軸承對(duì)于傾覆力矩的抗性最好。但是我在計(jì)算過(guò)程中對(duì)于角接觸球軸承在對(duì)抗傾覆力矩方面由于深溝球軸承百思不得其解。。。這也是我非常憂心的。。。不知道怎樣將該力矩考慮進(jìn)去。請(qǐng)賜教！
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品豐-程

要玩，來(lái)玩點(diǎn)大的，小的真的沒(méi)啥意思。。。轉(zhuǎn)速才60一分鐘。。。。。

Pascal

1. 上裝配圖，才好討論。
2. 醫(yī)療器械，轉(zhuǎn)速低，壽命不是問(wèn)題；考慮過(guò)噪音問(wèn)題么？

oilpig

品豐-程 發(fā)表于 2014-10-18 22:39
要玩，來(lái)玩點(diǎn)大的，小的真的沒(méi)啥意思。。。轉(zhuǎn)速才60一分鐘。。。。。

轉(zhuǎn)速是不快，不過(guò)需要承受的拉力還是挺大的，關(guān)鍵是鏈輪和錐齒輪本來(lái)就很小，軸承不能太大

oilpig

Pascal 發(fā)表于 2014-10-18 23:13
* ]# m) h# k6 Z2 _0 b, `1. 上裝配圖，才好討論。
2. 醫(yī)療器械，轉(zhuǎn)速低，壽命不是問(wèn)題；考慮過(guò)噪音問(wèn)題么？

/ K7 T2 I# A" V3 Y馬上補(bǔ)一張裝配圖，噪音問(wèn)題暫時(shí)還未考慮。。。現(xiàn)在正就絕“傾覆力矩”，就怕不穩(wěn)

東海fyh126

貌似鏈輪不應(yīng)該放里面，不知道樓主是啥意思？

oilpig

東海fyh126 發(fā)表于 2014-10-19 09:51
/ l7 f, T3 Z+ M" O+ x- T貌似鏈輪不應(yīng)該放里面，不知道樓主是啥意思？

8 k$ X8 L7 W6 h/ Z+ h  a這個(gè)傳動(dòng)方式不是我定的，我主要是針對(duì)這個(gè)已知傳動(dòng)方式設(shè)計(jì)合適的軸承