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1、滚动轴承应力计算及其对轴承寿命、失效的影响研究 摘 要 滚动轴承是应用极为广泛的重要机械基础件。无论是飞机、汽车、船舶、机床，还是家用电器、IT、OA机器等，凡是有旋转的地方，都离不开轴承。所以，有人把轴承称为工业的粮食。在实际的轴承应用过程中，有很大一部分轴承的失效是故障失效，即非正常失效。导致轴承失效的原因有很多，其中由不适当的轴承安装调整方法所造成的轴承失效比例占整体失效比例的很大一部分，因此本文对轴承安装造成的应力进行计算分析。通过分析表明在轴承的过盈配合安装中，会在轴承的内圈与轴的接触表面、外圈与轴承座的接触表面和外圈沟道处产生很大的应力，不正确安装方法的会使这些表面的应力过大或者过
2、小，使轴承在配合过程中发生蠕动或者胀裂，从而使轴承过早的失效。所以，必须选用正确的安装方法。在滚动轴承安装前，必须对轴、轴承和轴承座都进行检修，对使用过的轴、轴承座，更应该做全面的精度检验，不合要求的零件要给予修复和更换。在安装过程中，要采用正确的安装方法。一般滚动轴承的安装方法，根据轴承的结构、尺寸大小和与之配合的性质可分为圆柱孔轴承的安装和圆锥孔轴承的安装。关 键 词：滚动轴承，安装，应力，寿命，失效ROLLING BEARING STRESS CALCULATIONAND THE IMPACT STUDY OF BEARINGLIFE AND FAILUREABSTRACTRolling
3、 bearing is the extremely wide range of important mechanical basis. Whether it is aircraft,Automobiles, ships, machine tools, or household appliances, the IT, OA machine, any rotation of the place can not be separated from the bearing. Therefore, some people think that the bearings are the industria
4、l food. In the bearing application process, a large part of the bearing failure is the fault failure, that is non-normal failure. Resulting bearing failure for many reasons, among them, a large part of the failure is caused by the incorrect bearing installation method, therefore, this paper calculat
5、e and analyze the stress of bearing installation. Through the analysis shows that in the bearing interference with the installation, Will generate a big stress in the bearing inner ring and shaft contact surfaces, the outer ring and the bearing block contact surface and the outer channel. Incorrect
6、installation methods make these surface stress is too large or too small，Lead to bearing creeping or splitting in the matching process，so that the bearing failure prematurely. Therefore, we must choose the correct installation method. In the pre-installation of the rolling bearing, we must repair th
7、e shaft and bearing. Particularly the used shaft, bearing we must do a complete overhaul, for those non-conforming parts must give the repair and replacement. During the installation process, we must adopt the correct installation method. General rolling bearing installation method, according to the
8、 bearing structure, the size and match properties can be divided into the tapered bore bearing mounting and tapered bore bearing mounting.KEY WORDS：Rolling bearing, Installation, Stress, Life, Failure 目 录前 言1第1章 绪论21.1 研究课题的提出21.2 研究课题的意义21.3 国内外同类研究的现状2第2章 轴承安装引起的应力与变形42.1 内外压力引起的圆环应力42.1.1 基础方程式42
9、.1.2 压力引起的圆环应力72.1.3 圆环直径的位移82.2 配合压力82.2.1 配对圆环的压力92.2.2 内圈的配合压力102.2.3 外圈的配合压力122.3 沟底直径的变化132.3.1 内圈沟道的膨胀132.3.2 外圈沟道的膨胀152.4 套圈内产生的应力162.4.1 内圈应力162.4.2 外圈应力172.5 当量沟底直径182.5.1 根据均值法计算当量沟底直径202.5.2 根据绝对平均法计算当量沟底直径222.5.3 当量沟底直径计算方法的总结及在轴承中的应用242.6 必要的过盈量252.6.1 载荷引起的过盈量减小252.6.2 温差引起的过盈量减小262.6.
10、3 表面粗糙度引起的过盈量的减小272.6.4 必要的过盈量和极限值272.7 6206深沟球轴承计算实例 27第3章 滚动轴承安装应力对轴承寿命、失效的影响303.1滚动轴承安装时过盈配合的必要性303.2 安装应力对轴承寿命、失效的影响303.2.1 内圈的安装应力对轴承的寿命、失效的影响303.2.2 外圈的安装应力对轴承的寿命、失效的影响31第4章 滚动轴承正确的安装方法324.1 安装轴承前的准备工作324.1.1 轴承安装前的检修324.1.2 安装环境的准备334.1.3 安装前的清洗工作334.2 滚动轴承的安装344.2.1 圆柱孔轴承的安装354.2.2 圆锥孔轴承的安装3
11、5结 论36参考文献37致谢38前 言滚动轴承是应用极为广泛的重要机械基础件。无论是飞机、汽车、船舶、机床，还是家用电器、IT、OA机器等，凡是有旋转的地方，都离不开轴承。所以，有人把轴承称为工业的粮食。然而在实际的轴承应用过程中，有很大一部分轴承的失效是故障失效，即非正常失效。导致轴承失效的原因有很多，其中由不适当的轴承安装调整方法所造成的轴承失效比例占整体失效比例的很大一部分。因此要对轴承的安装应力进行计算，进而分析其对轴承寿命和失效的影响。本文通过对轴承安装造成的应力进行计算分析，表明在轴承的过盈配合安装中会在轴承的内圈与轴的接触表面、外圈与轴承座的接触表面和外圈沟道处产生很大的应力，不
12、正确安装方法的选择会使这些表面的应力过小或者过大，进而使在配合过程中发生蠕动或者胀裂轴承，从而使轴承过早的失效。所以，必须选用正确的安装方法。在滚动轴承安装前，必须对轴、轴承和轴承座都进行检修，对使用过的轴、轴承座，更应该做全面的精度检验，不合要求的零件要给予修复和更换。在安装过程中，要采用正确的安装方法。滚动轴承的安装方式有机械式、液压式和加热式三种。对于小尺寸（0.3，因此，按照通常推荐的方法，应采用，但因为较大，为了安全起见，我们采用0.0074mm。2、温差引起的过盈量减小 假设轴承内部与轴承座周围的温差为 50，则过盈量减小量为 3、总过盈量 对以上计算得到的过盈量进行适当修正，即加
13、上表面粗糙度引起的过盈减小量，便可求得总过盈量。由式，得 为安全起见，我们取11为必须过盈量。4、沟底的当量 要对配合带来的影响进行定量的计算，首先要计算沟底当量直径。由式得。根据表3-2，假设=0.95，因此，由式可得沟底当量直径为5、配合压力 在（3）中计算得到的结果=0.011mm为过盈量，进行过盈配合，求配合压力。由式得有效过盈量为将该值作为式的，并假设轴与轴承材料的弹性模量相同，则 6、直径变化 由式得内圈沟底直径膨胀量为内圈的膨胀也将使轴承的内部游隙减小，需引起注意。7、套圈应力 配合引起的套圈最大应力计算如下。1）径向 根据，配合面径向的最大应力，即呈压应力。2）周向 由式得到内径面周向的最大应力为呈拉应力。3）极限过盈量下的应力 在上文中提到，过盈量必须控制在d/1000以下，即本例轴承的过盈量上限为0.030mm，此时，轴承中会产生多大的应力呢？由式、式可知，配合压力与过盈量成比例关