軸承選型設計實例（錐齒輪 鏈輪 角接觸球軸承 深溝球軸承）

oilpig

大家好，我是機械新手，非科班出生，靠自己查資料摸索。最近要對一已知的傳動機構設計穩定靠譜的軸承，同時整個體積（軸增加的額外長度）要盡量小。現將整個設計思路及計算公布出來。里面的東西都是東拼西湊得到的。里面有很多非專業的描述，希望各路高手批評指正，我也算是對相關設計起到拋磚引玉的作用。（沒有特殊說明的情況下，力的單位為N，長度單位為mm）
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1.設計需求（工況）分析
6 z8 [: S1 r0 |' f4 E8 W   圖 “傳動簡圖” 主要是對整個系統的組成作了介紹。需要關注的是，從動錐齒輪要占用5mm的軸長，鏈輪的厚度為4mm，準備在鏈輪兩側加上合適的軸承，運動的速度設定為60 round/min。對于整個系統受力情況的分析請參照 “傳動簡圖_受力分析”，主要目的是獲得當前工況下整個軸會受到的力。（其中齒輪受力一部分是參考的KHK網站的齒輪資料）

1 A+ u( g/ _- g2.角接觸球軸承方案
  兩個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，具體參數參考 “分離型角接觸球軸承”。
  由于軸承軸長較短，首先計算“支反力作用點”。然后在這個基礎上計算力臂，通過力矩平衡計算出軸上所受的徑向力，請參考 ”角接觸球軸承分析與計算（step1-step3）“
* Y1 a& H/ z7 _  計算角接觸球軸承由于受徑向力而產生的派生軸向載荷。其中關于判定系數的計算尤其不放心。在得到了軸承的徑向和軸向荷載后就可以計算出相應的壽命，請參考 ”角接觸球軸承分析與計算（step4-step6）“。
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3.深溝球軸承方案
0 S3 N3 J# _4 j( p% |: o- W8 t7 }  兩個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，具體參數參考 “深溝球軸承資料”。
  按照軸承尺寸計算力臂及受力情況，其中關于軸向載荷的計算尤其不放心。最后也計算出了相應的壽命，請參考 ”深溝球軸承分析與計算“。

這款產品或作為醫療儀器的關鍵傳動部位，所以我按照”每天8h工作的機械，但經常不是滿載荷使用“的標準（10000~25000）進行設計最終的設計結果為：

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

現在有下面幾點疑問：

1. 請各路高手對其中的細節進行指導，我也是花了不少精力來寫這個帖子的，希望能將其完善，嘿嘿

+ p2 r# M9 G3 l3 _# o# ~* M) e2. 請問有沒有更好的設計方法和手段，在滿足設計要求的情況下，能減少需要額外增加的體積

: y( H2 n+ c2 w% \( P: Z3. 我是按照背靠背的方式來安裝角接觸球軸承的，就是根據手冊里面說的這種狀態下的軸承對于傾覆力矩的抗性最好。但是我在計算過程中對于角接觸球軸承在對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去。請賜教！

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品豐-程

要玩，來玩點大的，小的真的沒啥意思。。。轉速才60一分鐘。。。。。

Pascal

1. 上裝配圖，才好討論。
2. 醫療器械，轉速低，壽命不是問題；考慮過噪音問題么？

oilpig

品豐-程 發表于 2014-10-18 22:39
要玩，來玩點大的，小的真的沒啥意思。。。轉速才60一分鐘。。。。。

轉速是不快，不過需要承受的拉力還是挺大的，關鍵是鏈輪和錐齒輪本來就很小，軸承不能太大
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oilpig

Pascal 發表于 2014-10-18 23:13
1. 上裝配圖，才好討論。
* |8 q3 d- v  R  C2. 醫療器械，轉速低，壽命不是問題；考慮過噪音問題么？

馬上補一張裝配圖，噪音問題暫時還未考慮。。。現在正就絕“傾覆力矩”，就怕不穩
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東海fyh126

貌似鏈輪不應該放里面，不知道樓主是啥意思？

oilpig

東海fyh126 發表于 2014-10-19 09:51
貌似鏈輪不應該放里面，不知道樓主是啥意思？

; A8 y7 ]$ u$ z7 R& S! `" ^這個傳動方式不是我定的，我主要是針對這個已知傳動方式設計合適的軸承
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