轴承选型设计实例（锥齿轮 链轮 角接触球轴承 深沟球轴承）

oilpig

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大家好，我是机械新手，非科班出生，靠自己查资料摸索。最近要对一已知的传动机构设计稳定靠谱的轴承，同时整个体积（轴增加的额外长度）要尽量小。现将整个设计思路及计算公布出来。里面的东西都是东拼西凑得到的。里面有很多非专业的描述，希望各路高手批评指正，我也算是对相关设计起到抛砖引玉的作用。（没有特殊说明的情况下，力的单位为N，长度单位为mm）

5 N, o6 m) a2 b9 x+ `1.设计需求（工况）分析
   图 “传动简图” 主要是对整个系统的组成作了介绍。需要关注的是，从动锥齿轮要占用5mm的轴长，链轮的厚度为4mm，准备在链轮两侧加上合适的轴承，运动的速度设定为60 round/min。对于整个系统受力情况的分析请参照 “传动简图_受力分析”，主要目的是获得当前工况下整个轴会受到的力。（其中齿轮受力一部分是参考的KHK网站的齿轮资料）
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6 |4 \( x. K# X/ ^, T4 W2 }2.角接触球轴承方案
7 V& B; g  L  _9 o( @2 F  两个轴承都采用角接触球轴承的方案。中间轴承选用S 726 J，边上的轴承选用S 725 J，具体参数参考 “分离型角接触球轴承”。
  由于轴承轴长较短，首先计算“支反力作用点”。然后在这个基础上计算力臂，通过力矩平衡计算出轴上所受的径向力，请参考 ”角接触球轴承分析与计算（step1-step3）“
7 Z0 h0 W# ~9 C# ~2 J+ A/ m1 L  计算角接触球轴承由于受径向力而产生的派生轴向载荷。其中关于判定系数的计算尤其不放心。在得到了轴承的径向和轴向荷载后就可以计算出相应的寿命，请参考 ”角接触球轴承分析与计算（step4-step6）“。

3.深沟球轴承方案
  两个轴承都采用深沟球轴承的方案。中间轴承选用624，边上的轴承选用619/4，具体参数参考 “深沟球轴承资料”。
9 k9 \8 _4 F; M( }8 i) @( d1 A  按照轴承尺寸计算力臂及受力情况，其中关于轴向载荷的计算尤其不放心。最后也计算出了相应的寿命，请参考 ”深沟球轴承分析与计算“。
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4 T2 g/ U% z+ t# `; e" u这款产品或作为医疗仪器的关键传动部位，所以我按照”每天8h工作的机械，但经常不是满载荷使用“的标准（10000~25000）进行设计最终的设计结果为：

	中间轴承（left） （hours）	边上轴承（right）（hours）	额外添加的轴长（mm）
角接触球轴承	23614.97	55070.05	11
深沟球轴承	11919.62	56097.72	9

7 z! D( Q; @) j& h/ C! b, I1 ^现在有下面几点疑问：

! {; Z: N; Z1 O/ K% T9 U2 {* k1. 请各路高手对其中的细节进行指导，我也是花了不少精力来写这个帖子的，希望能将其完善，嘿嘿
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2. 请问有没有更好的设计方法和手段，在满足设计要求的情况下，能减少需要额外增加的体积

, E" g5 j( @+ z6 a% L3. 我是按照背靠背的方式来安装角接触球轴承的，就是根据手册里面说的这种状态下的轴承对于倾覆力矩的抗性最好。但是我在计算过程中对于角接触球轴承在对抗倾覆力矩方面由于深沟球轴承百思不得其解。。。这也是我非常忧心的。。。不知道怎样将该力矩考虑进去。请赐教！

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oilpig

东海fyh126 发表于 2014-10-19 09:51
+ y- d1 k4 P- x4 o4 i/ k9 I; Z貌似链轮不应该放里面，不知道楼主是啥意思？

这个传动方式不是我定的，我主要是针对这个已知传动方式设计合适的轴承
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东海fyh126

貌似链轮不应该放里面，不知道楼主是啥意思？

oilpig

Pascal 发表于 2014-10-18 23:13
1. 上装配图，才好讨论。
2. 医疗器械，转速低，寿命不是问题；考虑过噪音问题么？

马上补一张装配图，噪音问题暂时还未考虑。。。现在正就绝“倾覆力矩”，就怕不稳

oilpig

品丰-程 发表于 2014-10-18 22:39
1 L6 i6 B( f: J% A0 F要玩，来玩点大的，小的真的没啥意思。。。转速才60一分钟。。。。。

转速是不快，不过需要承受的拉力还是挺大的，关键是链轮和锥齿轮本来就很小，轴承不能太大
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Pascal

1. 上装配图，才好讨论。
2. 医疗器械，转速低，寿命不是问题；考虑过噪音问题么？

品丰-程

要玩，来玩点大的，小的真的没啥意思。。。转速才60一分钟。。。。。