机械必威体育网址

标题: 滚动轴承摩擦力计算的难题 [打印本页]
作者: 怕瓦落地2011    时间: 2012-9-23 12:02
标题: 滚动轴承摩擦力计算的难题
1.下图是引自西德慕尼黑工业大学教授尼曼的著作《机械零件》，在此请教各位大侠为何图中零载荷时摩擦系数为无穷大？
; ^; K0 e- N/ P: M1 L# ]' u# Z- L: o5 F
[attach]261462[/attach]) a$ E0 z* L' `
# q5 l) @, D7 o! V" M
2.另外，在计算摩擦力矩时，我用了两种方法分别进行计算：一种是《机械零件》一书提到的估算公式Mr=md^e*c/1000,
( b2 G: u( i* F另一种是《滚动轴承设计图册》中提到的帕姆恒经验公式。相关参数分别是轴承6004，径向荷载100N，而计算结果分别是4.7Nmm与7.4Nmm左右
* G" N1 }  T' u( F: j  T为何结果会相差这么大？1 s( B# g1 i! S1 a
1 E" W4 P; ^( ^" P$ g& D% \
3 k2 r2 l9 Y; C; E5 y: y% Q2 V
作者: 翔梦随风    时间: 2012-9-23 12:15
个人感觉，在第一个图上不能理解为无穷大吧。滚动轴承的摩擦系数应该说很小的。可否理解为，径向载荷过小的话，讨论摩擦系数就无意义了呢？
作者: 怕瓦落地2011    时间: 2012-9-23 13:31
翔梦随风 发表于 2012-9-23 12:15
7 E/ ^% z  C  x  T! g) o& w9 n个人感觉，在第一个图上不能理解为无穷大吧。滚动轴承的摩擦系数应该说很小的。可否理解为，径向载荷过小的 ...

, _  G( z4 b2 A# a+ G$ K, ^( c当然载荷为零讨论摩擦力是没有意义的，但为什么随着载荷的增大，摩擦系数反而急剧地减小最后趋于一定值？这如何解释？) a! x* W; T( f
作者: 留在未来    时间: 2012-9-23 19:58
像这种问题，太理论了，在应用中又很少人会考虑进去的，知道的人就会比较少，能做出正确回答的人就更少了。1 h+ V. b" I. M7 d% D+ X8 M
我也不知，占楼捞分等真相……
作者: 子子61961    时间: 2012-9-23 21:32
怕瓦落地2011 发表于 2012-9-23 20:01 , u: F8 s( A6 F) q! m, f- U
看来扯淡的帖子要比我这受欢迎多了，真正的技术帖子却没多少人回复

3 C9 T0 l+ q+ q不回复的情况，一种是不被感兴趣，还有一种是被感兴趣但是太难了。
1 F. ~7 p5 \, ~* h5 v( T俺估计你这是后者。
  O- \! f% \# ~. p+ i& u# c+ `5 ~  n6 J" L
俺的一个理解是：物体与物体的接触面，微观来看，都是一些尖刺对尖刺的，6 |9 E+ [8 p. V
很多摩擦原理的书里都会有类似的图2 }/ ^/ q# p/ D; N) h

+ L& K$ g  [% a如果径向力小，就是一些尖刺与尖刺之间进行滚动摩擦
6 o! q/ X, a+ h1 \8 ]/ x如果径向力大，尖刺处的压强过大，会使尖刺压变形变钝，
; r0 a" s# a7 O$ a- G7 `6 [/ s结果就是山峰没有以前那么高了，
. Z  c& C1 U& ]+ t" h, V于是乎就容易滚动了。
1 s: c4 j3 C- L2 r# E猜测，猜测。% _3 Q$ T# ~  T" ~9 L9 r4 G6 x

9 j- F. l. g4 m; b& M摩擦学还是挺深奥的，以前读过一些书，. x1 u9 D& e  x8 }; q7 x8 K* Y, V* K) y' L
说是有些机理现在也不是很明白，只能靠做实验取得经验数值来使用。
: h) |- @5 R2 L, l" M! m
作者: 十年一梦    时间: 2012-9-24 13:12
本帖最后由 十年一梦 于 2012-9-24 13:15 编辑
; x" j/ |) G* @4 d$ {
- ]; \! N/ z* B/ B) r( ?1. 尼曼书中提到了组成摩擦功的8项因素；载荷增加到一定程度，摩擦系数成为定值，其实是摩擦功或力矩不再随载荷增大而增大；而上述的8项因素中哪项目是主要的原因，需要理论分析和试验研究。
3 W& N; x; Y/ V- z+ `/ h, z4 s  W; A1 ?8 J
2. 6004深沟球轴承， 尺寸20X42X12
1 J" q: i9 h0 u
  L+ f% E# f% {' k+ y+ u9 }% |  a.尼曼书中方法：Mr=md^e*c/1000，
+ y. q1 ^0 M+ D8 T$ z  q6 y; L1 s$ |9 h9 ]" k: E! w- N+ R8 y
                  m=0.1 (由图14.22查出，F/C=0.02, 曲线4)1 x1 j: ~/ M6 m0 a6 u
                  d=20mm" r( J5 r& b. ?, d1 v0 l
                  e=3/4
  u* A' P1 n0 ^0 v0 j' q5 j                  c=5000N
, m/ l& `* x% M                    2 e. ]/ l5 A3 W( J3 T: e5 u; a
    得到 Mr=9.46Nmm
( B6 ^( k% [$ h; ?6 U  `
& c# o$ U# u4 b4 e, W. {& e4 `   b.帕姆恒经验公式: M=ML+Mv/ m+ n3 C' i0 k; A
& q7 R0 g6 Z: l9 k# Y3 |- Z! w
                      ML=f1*K* [(d+D)/2] Ncm
( o8 S5 t3 U3 U; e' P! j: o                      2 R* N- g) U8 Z1 F. O- ~
  f1=0.0009(P0/C0)^0.55；其中  P0=100N， C0=5000N; 得到f1=1.047e-42 m, V3 b( u' @* O
  K取100
7 [; p0 t# S1 X, b8 X8 ~# F& _7 I- @+ C* W6 L3 z
得到 ML=1.047e-4*100*31=0.325Ncm=3.25Nmm
& u: s! t& W& K$ Y: H
6 V8 @* j9 F. U  P! s/ }0 u                    Mv=f0*[(d+D)/2]^3*159*10^-7
- Z; {5 D: E% ?8 J( k7 _
9 Q# ?, {1 {' y8 X6 L  f0取1.5（这里我取了1.5到2中的小值）& ^  ?; L' F' t. \$ D7 x% V. l
  
. x4 _" c; w9 ]7 `4 W6 A 得到 Mv=1.5*31^3*159e-7=0.711Ncm=7.11Nmm
' l0 b" n- u1 {$ i2 \  ]8 ^9 p6 C4 V) Q, U4 K4 e( ~
            M=ML+Mv=10.36Nmm6 b- n% a; @" y. I
6 U6 |8 \7 {, b8 ^0 P) u
结论：参数的选取对结果影响很大，如Mv中f0取2，则Mv=9.47Nmm, M=12.72Nmm。5 H2 v" k! z* ]4 S# O; f
: e6 X, A1 m! [% J  p: K3 w; }
3. 收获：2 J0 Z4 J9 V. v6 e+ `- P5 w9 D
) b% r# j6 F6 M' {7 I/ c
a. 幸好楼主提到的这两本书我都有，且大致翻过；没有这两本书的人可能要花不少时间找到书才能参与讨论，特别是第二本的书名应为《滚动轴承应用设计图集》(傅天民 张奇 编译)；# [% r- O/ u  g
b.通过算这个题，对这个小概念有了些了解，多谢楼主；但离深入把握还差得远；
2 T* v4 @) W( }( ^6 Pc. 不懂德文，也没找到帕姆恒的原文，无从得知其公式是怎么来的；设计图集中的公式中轴承尺寸单位是mm,结果单位却是Ncm, 不明白是怎么回事，又查《essential concepts of bearing technology 》，公式是一样的，单位没有给出，可恨的是其例题都在书后附有的光盘里！（此书在Amazon中定价120.87美刀，等我发了财一定买本带光盘的原版！）; X; c/ Q6 |0 O' H
d. 写贴期间两次误操作，浪费了40分钟；就想：是否老鹰可以添加个退出发贴时的提示功能？又想：大环境如此，抱怨老鹰没用，我用Notepad写好再发过来，不就没事了？* X2 n  T  _8 a- }0 }" o( C0 ?0 h
作者: 怕瓦落地2011    时间: 2012-9-24 19:11
a.尼曼书中方法：Mr=md^e*c/1000，* W( ^. y" _2 e3 J6 y% F

$ l" [2 _3 m- \- Y" e+ K3 H' x                  m=0.1 (由图14.22查出，F/C=0.02, 曲线4)
3 |& M: D! a6 a8 E* _7 @                  d=20mm
5 b: f. }# t8 p$ g9 o. q; q                  e=3/4( {5 N1 A) p% H8 p1 Q
                  c=5000N
' e3 {! j- o2 X/ r* v* G; k                    * S/ Y4 K' |* _* K+ q: d! `
    得到 Mr=9.46Nmm
- c- ^" ]' i% M0 L) \0 E====================7 y% l# |; L0 b2 G" ^* t! V9 _
难道是我算错了，同样的数值，同样的公式我的结果是4.73Nmm
作者: 怕瓦落地2011    时间: 2012-9-24 19:23
Mr=md^e*c/10004 f; B0 T, h; Y! o2 x& b( z; R' ]
                 令 m=0.1 9 N: S3 h; M& b
                  d=20mm
% \& z' q) n8 i1 Q                  e=3/4- {8 y2 c% J, f, M$ C
                  c=5000N
2 a, q+ e1 s7 j# q( S8 B& u则d^e=20^0.75=9.45    m*9.45=0.945   c*0.945=4725  
  O# l6 L5 r) _- l$ @则Mr=4.73Nmm
作者: 怕瓦落地2011    时间: 2012-9-24 19:47
十年一梦 发表于 2012-9-24 13:12 * H; ~: a4 \* M) U- [" |) C
1. 尼曼书中提到了组成摩擦功的8项因素；载荷增加到一定程度，摩擦系数成为定值，其实是摩擦功或力矩不再随 ...
* C7 u/ r' e! X$ @8 ~8 w5 k+ O- w
仔细分析一下参数取值就会发现，帕姆恒的经验公式可能会更准确些，因为尼曼著作中的公式，指数m可能并不是0.75(该书只是举例说明一下m=3/4)
1 Z/ F2 k! S3 Q$ P$ k: x; n- V5 u# U; j' g1 e0 ]) b
作者: honyo2011    时间: 2012-9-25 14:01
机械的理论关系到微观物质变化，还真是说不清楚哦！比如滚动摩擦来自于受力后物体表面的微小变形。
作者: 丶/hx    时间: 2012-9-25 16:43
每次碰到知识库 都看不懂  气死我了{:soso_e193:}
作者: leftwall    时间: 2012-9-25 16:44
怕瓦落地2011 发表于 2012-9-23 13:31
8 ]  y( t4 q1 r当然载荷为零讨论摩擦力是没有意义的，但为什么随着载荷的增大，摩擦系数反而急剧地减小最后趋于一定值？ ...

$ I' Y5 v$ W; F! Q实际总结出来的表格吧，未必会有明确的理论解释{:soso_e100:}
. f8 `" J  k1 h3 w3 V, {# K
作者: 657684758    时间: 2012-9-26 15:38
谢谢楼主分享，相关的书籍还要查阅一下，才能参与讨论哦。
作者: 长江漂流    时间: 2012-9-27 13:58
我也想要知道：摩擦材料的选择与物体表面微观的变形有什么关系？
作者: 人生绚丽    时间: 2013-9-8 17:31
完了，听你们这一说我是真自卑啊



欢迎光临 机械必威体育网址 (//www.szfco.com/) Powered by Discuz! X3.4