第10章滚动轴承
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滚动轴承故障诊断滚动轴承是应用最为广泛的机械零件质疑,同时,它也是机器中最容易损坏的元件之一。
许多旋转机械的故障都与滚动轴承的状态有关。
据统计,在使用滚动轴承的旋转机械中,大约有30%的机械故障都是由于轴承而引起的。
可见,轴承的好坏对机器工作状态影响极大。
通常,由于轴承的缺陷会导致机器产生振动和噪声,甚至会引起机器的损坏。
而在精密机械中(如精密机床主轴、陀螺等),对轴承的要求就更高,哪怕是在轴承上有微米级的缺陷,都会导致整个机器系统的精度遭到破坏。
最早使用的轴承诊断方法是将听音棒接触轴承部位,依靠听觉来判断轴承有无故障。
这种方法至今仍在使用,不过已经逐步使用电子听诊器来替代听音棒以提高灵敏度。
后来逐步采用各式测振仪器、仪表并利用位移、速度或加速度的均方根值或峰峰值来判断轴承有无故障。
这可以减少对设备检修人员的经验的依赖,但仍然很难发现早期故障。
随着对滚动轴承运动学、动力学的深化研究,对轴承振动信号中频率成分和轴承零件的几何尺寸及缺陷类型的关系有了比较清楚的了解,FFT级数的发展也使得利用频率域分析和检测轴承故障成为一种有效的途径。
也是目前滚动轴承监测诊断的基础。
从发展的历程看,滚动轴承故障检测诊断技术大致经历了以下阶段:1961年,W.F.Stokey完成了轴承圈自由共振频率公式的推导,并发表;1964年,O.G.Gustafsson研究了滚动轴承振动和缺陷、尺寸不均匀及磨损之间的关系,这与目前诊断滚动轴承故障的方法是基本一致的;1969年,H.L.Balderston根据滚动轴承的运动分析得出了滚动轴承的滚动体在内外滚道上的通过频率和滚动体及保持架的旋转频率的计算公式。
至此,有关滚动轴承监测诊断的理论体系已经基本完成;1976年,日本新日铁株式会社研制了MCV-021A机器检测仪,其方法是通过检测低频、中频和高频段轴承的信号特征来判断轴承的工作状态;1976~1983年之间,日本精工公司也积极在滚动轴承检测仪器方面做工作,相继推出了NB系列轴承检测仪,利用1~15kHz范围内的轴承振动信号的有效值(rms)和峰峰值(p-p)来诊断轴承的故障;1980年代至今,以改良频率分析的方法来精密诊断滚动轴承的故障、确定故障位置,一直是精密诊断采取的必备方法,其中包括细化谱分析、倒频谱分析、共振解调技术、包络分析技术等。
轴承章节知识整理一.滚动轴承1.轴承的功用:轴承是支承轴的零(部)件,并保持轴的正常工作位置和旋转精度。
2.轴承的分类按轴承工作摩擦性质,可分为滚动轴承和滑动轴承。
按轴承所受载荷方向不同,可分为径向轴承、止推轴承和径向止推轴承。
3.轴承的结构组成:内圈、外圈、保持架、滚动体保持架的作用:避免滚动体直接接触,减少发热和磨损;内圈:装在轴颈上,与轴一起转动;外圈:装在轴承座孔中,固定不动;滚动体:在两套圈之间滚动并传递载荷。
滚动体分为:球和滚子(圆柱形、圆锥形、滚针、鼓形等)4.轴承的选材:内圈、外圈、滚动体选用轴承铬钢GCr6、GCr9、GCr15 、GCr15SiMn ,硬度60~65 HRC;要求:具有较高的硬度、接触疲劳强度、耐磨性和冲击韧性。
加工工艺:磨削和抛光。
保持架:低碳钢冲压成形;铜、铝、工程塑料。
为适应某些特殊要求,有些滚动轴承还要附加其他特殊元件或采用特殊结构,如轴承无内圈或外圈、带有防尘密封结构或在外圈上加止动环等。
5.滚动轴承的优点:1)在一定条件下,摩擦阻力小,效率高。
2)灵敏,工作稳定,且不随速度变化。
3)轴颈直径相同条件下,滚动轴承宽度较小。
4)滑简便,易于维护、密封。
5)内部间隙小,回转精度高。
6)标准化专业生产,供应充足,互换性好。
滚动轴承的缺点:1)在轴颈直径相同条件下,滚动轴承径向尺寸大。
2 )抗冲击能力较差。
3).寿命较短。
4.)安装精度要求高,由于滚动轴承不能剖分,有时(如位于长轴中部时)安装困难。
5)高速时噪音大。
6.滚动轴承的分类按载荷方向分,可分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承。
按滚动体形状分球轴承和滚子轴承。
8. 滚动轴承的代号前置代号、基本代号、后置代号等部分组成,其中基本代号是滚动轴承代号的核心。
前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时,在其基本代号左右添加的补充代号。
前置代号用字母表示;后置代号用字母(或加数字)表示。
滚动轴承的基本代号类型代号(数字或字母)、尺寸系列代号【径系列代号(数字)、宽度(高度)系列代号(数字)】和内径代号(数字)备注:内径为22、28、32及≥500mm的轴承,内径代号直接用内径毫米数表示,但标注时与尺寸系列代号之间要用“/”分开。
《机械设计手册软件版2008》是化学工业出版社出版图书,机械设计手册用于常用的连杆结构设计制作,简单实用,是创新制作中不可缺少的助手。
平面连杆机构设计与分析的功能包括文件管理、机构选型、平面连杆机构设计、平面连杆机构运动分析、平面连杆机构运动仿真。
第1章软件系统概况与安装方法11.1 软件系统概况11.2 软件系统安装需求21.3 软件系统安装步骤31.4 添加《机械设计手册(新编软件版)2008》81.5 卸载《机械设计手册(新编软件版)2008》81.6 注册《机械设计手册(新编软件版)2008》81.7 启动《机械设计手册(新编软件版)2008》9第2章主界面介绍102.1 功能划分102.2 菜单区112.2.1 “文件”菜单112.2.2 “视图”菜单112.2.3 “常用公式计算”菜单122.2.4 “常用设计计算程序”菜单122.2.5 “帮助”菜单132.3 工具栏132.4 导航器142.4.1 目录导航功能142.4.2 索引导航功能172.4.3 模糊导航功能182.4.4 书签导航功能192.5 资料显示区19第3章主要功能使用介绍22 3.1 数据保存223.2 数据查询233.3 数据检索243.4 查询结果输出25第4章公差与配合查询28 4.1 功能简介与界面构成28 4.2 操作注意事项294.2.1 公差查询操作注意事项30 4.2.2 配合查询操作注意事项33 4.3 查询实例364.3.1 公差查询实例364.3.2 配合查询实例37第5章形状与位置公差查询39 5.1 功能简介与界面构成39 5.2 操作注意事项405.3 查询实例42第6章螺栓连接设计校核6.1 功能简介与界面构成456.2 螺栓连接设计和强度校核计算方法476.2.1 受轴向载荷-松螺栓连接强度校核与设计476.2.2 受横向载荷-铰制孔螺栓连接强度校核与设计47 6.2.3 受横向载荷-紧螺栓连接强度校核与设计486.2.4 受轴向载荷-紧螺栓连接-静载荷强度校核与设计49 6.2.5 受轴向载荷-紧螺栓连接-动载荷强度校核与设计51 6.3 程序使用方法和设计实例526.3.1 受轴向载荷-松螺栓连接526.3.2 受横向载荷-铰制孔螺栓连接526.3.3 受横向载荷-紧螺栓连接536.3.4 受轴向载荷-紧螺栓连接-静载荷546.3.5 受轴向载荷-紧螺栓连接-动载荷54第7章键连接设计校核567.1 功能简介与界面构成567.2 键连接强度校核计算方法577.2.1 平键连接强度校核计算方法577.2.2 半圆键连接强度校核计算方法597.2.3 楔键连接强度校核方法597.2.4 切向键连接强度校核计算方法607.2.5 矩形花键连接强度校核计算方法617.2.6 渐开线花键连接强度校核计算方法62 7.3 程序使用方法和设计实例647.3.1 平键连接647.3.2 半圆键连接657.3.3 楔键连接657.3.4 切向键连接667.3.5 矩形花键连接677.3.6 渐开线花键连接68第8章弹簧设计708.1 功能简介与界面构成708.2 设计方法718.2.1 螺旋弹簧718.2.2 碟形弹簧868.3 设计实例938.3.1 压缩弹簧938.3.2 拉伸弹簧978.3.3 扭转弹簧1008.3.4 碟形弹簧102第9章渐开线圆柱齿轮传动设计1059.1 功能简介与界面构成1059.2 渐开线圆柱齿轮传动设计方法106 9.2.1 转矩与功率1069.2.2 传动比i的计算1079.2.3 圆柱齿轮传动简化设计计算公式1079.2.4 齿轮疲劳强度校核公式1079.2.5 计算中的有关数据及各系数的确定1099.2.6 外啮合变位斜齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式118 9.2.7 圆柱齿轮极限偏差、公差计算公式1209.2.8 齿厚极限偏差1219.2.9 中心距极限偏差值1229.3 设计实例1229.3.1 设计信息1229.3.2 设计参数1239.3.3 布置与结构1249.3.4 材料及热处理1249.3.5 确定齿轮精度等级1259.3.6 齿轮基本参数1259.3.7 疲劳强度校核1279.3.8 程序用数据维护129第10章滚动轴承设计与查询13110.1 功能简介与界面构成13110.2 滚动轴承承载能力计算方法13310.2.1 滚动轴承承载能力的一般说明13310.2.2 滚动轴承的寿命计算13310.2.3 温度系数ft 13310.2.4 当量动载荷13410.2.5 载荷系数fp 13410.2.6 动载荷系数X、Y 13410.2.7 成对轴承所受轴向力13710.2.8 成对轴承当量动载荷13810.2.9 修正额定寿命计算13810.3 设计实例13910.3.1 单个(角接触球轴承)轴承设计界面13910.3.2 成对(角接触球轴承)轴承设计界面143第11章平面连杆机构设计与分析14811.1 功能简介与界面构成14811.2 平面连杆机构设计方法15311.2.1 按两连架杆对应位置设计15311.2.2 按两连架杆对应位置呈连续函数关系设计铰链四杆机构15511.2.3 按从动件的急回特性设计15611.2.4 按从动件的近似停歇要求设计15811.2.5 按传动角设计15911.3 平面连杆机构设计与分析运行流程与实例161第12章平面凸轮机构设计16912.1 功能简介与界面构成16912.2 设计方法17112.2.1 设计流程17112.2.2 设计步骤17112.2.3 凸轮设计公式17212.3 平面凸轮机构设计运行实例176 第13章普通圆柱蜗杆传动设计184 13.1 功能简介与界面构成184 13.2 设计方法18513.3 设计实例190第14章摩擦轮传动设计19514.1 功能简介与界面构成195 14.2 设计方法19914.2.1 圆柱摩擦轮设计19914.2.2 槽形摩擦轮传动设计计算202 14.2.3 端面摩擦轮传动设计计算204 14.2.4 圆锥摩擦轮传动设计计算206 14.3 设计实例208第15章带传动设计21715.1 功能简介与界面构成217 15.2 设计方法22115.2.1 V带传动设计22115.2.2 平带传动计算22315.2.3 同步带传动计算225 15.2.4 圆弧齿同步带传动计算226 15.2.5 多楔带传动计算228 15.3 设计实例23015.3.1 V带传动设计23015.3.2 平带传动设计23215.3.3 同步带传动设计235 15.3.4 圆弧齿同步带传动设计237 15.3.5 多楔带传动设计240第16章链传动设计24316.1 功能简介与界面构成243 16.2 设计方法24816.2.1 滚子链传动设计248 16.2.2 齿形链传动计算250 16.3 设计实例25216.3.1 滚子链传动设计实例252 16.3.2 齿形链传动设计实例254 第17章螺旋传动设计25717.1 功能简介与界面构成257 17.2 滑动螺旋传动设计262 17.2.1 设计方法26217.2.2 滑动螺旋传动设计实例26717.3 滚动螺旋传动设计27417.3.1 设计方法27417.3.2 滚动螺旋传动设计实例279 第18章轴的设计28718.1 功能简介与界面构成287 18.2 设计方法29418.3 设计实例303第19章机械工程常用公式计算316 19.1 列表公式的计算31619.2 数学计算器31719.3 用户自定义公式的计算318 19.4 用户自定义公式的保存319 19.5 用户自定义公式的删除320 19.6 组合公式的设计32019.7 组合公式的计算32219.8 组合公式的删除32319.9 组合公式的修改32319.10 计算结果的保存、查阅324 19.10.1 保存32419.10.2 查阅324第20章机械工程常用英汉词典327 20.1 功能简介与界面构成32720.2 使用方法328第21章机械设计禁忌查询系统33321.1 功能简介和界面构成33321.1.1 功能简介33321.1.2 界面构成33321.2 机械设计禁忌查询系统操作334 21.3 退出系统336第22章用户自定义数据管理33722.1 功能说明33722.2 数据文件准备33722.2.1 网页数据文件准备33722.2.2 表格数据文件准备33822.2.3 图像数据文件准备33822.3 数据导入33822.3.1 数据分类节点建立33822.3.2 导入网页数据33922.3.3 导入表格数据34222.3.4 数据节点的删除34522.3.5 数据分类节点的删除34622.4 用户自定义数据保存、恢复及共享346 22.4.1 用户自定义数据保存34622.4.2 用户自定义数据恢复34622.4.3 用户自定义数据共享346附录《机械设计手册(新编软件版)2008》软件目录348 ……[看更多目录]第1章软件系统概况与安装方法1 1.1 软件系统概况11.2 软件系统安装需求21.3 软件系统安装步骤31.4 添加《机械设计手册(新编软件版)2008》81.5 卸载《机械设计手册(新编软件版)2008》81.6 注册《机械设计手册(新编软件版)2008》81.7 启动《机械设计手册(新编软件版)2008》9第2章主界面介绍102.1 功能划分102.2 菜单区112.2.1 “文件”菜单112.2.2 “视图”菜单112.2.3 “常用公式计算”菜单122.2.4 “常用设计计算程序”菜单122.2.5 “帮助”菜单132.3 工具栏132.4 导航器142.4.1 目录导航功能142.4.2 索引导航功能172.4.3 模糊导航功能182.4.4 书签导航功能192.5 资料显示区19第3章主要功能使用介绍22 3.1 数据保存223.2 数据查询233.3 数据检索243.4 查询结果输出25第4章公差与配合查询28 4.1 功能简介与界面构成28 4.2 操作注意事项294.2.1 公差查询操作注意事项30 4.2.2 配合查询操作注意事项33 4.3 查询实例364.3.1 公差查询实例364.3.2 配合查询实例37第5章形状与位置公差查询39 5.1 功能简介与界面构成39 5.2 操作注意事项405.3 查询实例42第6章螺栓连接设计校核45 6.1 功能简介与界面构成456.2 螺栓连接设计和强度校核计算方法476.2.1 受轴向载荷-松螺栓连接强度校核与设计476.2.2 受横向载荷-铰制孔螺栓连接强度校核与设计47 6.2.3 受横向载荷-紧螺栓连接强度校核与设计486.2.4 受轴向载荷-紧螺栓连接-静载荷强度校核与设计49 6.2.5 受轴向载荷-紧螺栓连接-动载荷强度校核与设计51 6.3 程序使用方法和设计实例526.3.1 受轴向载荷-松螺栓连接526.3.2 受横向载荷-铰制孔螺栓连接526.3.3 受横向载荷-紧螺栓连接536.3.4 受轴向载荷-紧螺栓连接-静载荷546.3.5 受轴向载荷-紧螺栓连接-动载荷54第7章键连接设计校核567.1 功能简介与界面构成567.2 键连接强度校核计算方法577.2.1 平键连接强度校核计算方法577.2.2 半圆键连接强度校核计算方法597.2.3 楔键连接强度校核方法597.2.4 切向键连接强度校核计算方法607.2.5 矩形花键连接强度校核计算方法617.2.6 渐开线花键连接强度校核计算方法627.3 程序使用方法和设计实例647.3.1 平键连接647.3.2 半圆键连接657.3.3 楔键连接657.3.4 切向键连接667.3.5 矩形花键连接677.3.6 渐开线花键连接68第8章弹簧设计708.1 功能简介与界面构成708.2 设计方法718.2.1 螺旋弹簧718.2.2 碟形弹簧868.3 设计实例938.3.1 压缩弹簧938.3.2 拉伸弹簧978.3.3 扭转弹簧1008.3.4 碟形弹簧102第9章渐开线圆柱齿轮传动设计105 9.1 功能简介与界面构成1059.2 渐开线圆柱齿轮传动设计方法106 9.2.1 转矩与功率1069.2.2 传动比i的计算1079.2.3 圆柱齿轮传动简化设计计算公式1079.2.4 齿轮疲劳强度校核公式1079.2.5 计算中的有关数据及各系数的确定1099.2.6 外啮合变位斜齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式118 9.2.7 圆柱齿轮极限偏差、公差计算公式1209.2.8 齿厚极限偏差1219.2.9 中心距极限偏差值1229.3 设计实例1229.3.1 设计信息1229.3.2 设计参数1239.3.3 布置与结构1249.3.4 材料及热处理1249.3.5 确定齿轮精度等级1259.3.6 齿轮基本参数1259.3.7 疲劳强度校核1279.3.8 程序用数据维护129第10章滚动轴承设计与查询13110.1 功能简介与界面构成13110.2 滚动轴承承载能力计算方法13310.2.1 滚动轴承承载能力的一般说明13310.2.2 滚动轴承的寿命计算13310.2.3 温度系数ft 13310.2.4 当量动载荷13410.2.5 载荷系数fp 13410.2.6 动载荷系数X、Y 13410.2.7 成对轴承所受轴向力13710.2.8 成对轴承当量动载荷13810.2.9 修正额定寿命计算13810.3 设计实例13910.3.1 单个(角接触球轴承)轴承设计界面13910.3.2 成对(角接触球轴承)轴承设计界面143第11章平面连杆机构设计与分析14811.1 功能简介与界面构成14811.2 平面连杆机构设计方法15311.2.1 按两连架杆对应位置设计15311.2.2 按两连架杆对应位置呈连续函数关系设计铰链四杆机构15511.2.3 按从动件的急回特性设计15611.2.4 按从动件的近似停歇要求设计15811.2.5 按传动角设计15911.3 平面连杆机构设计与分析运行流程与实例161第12章平面凸轮机构设计16912.1 功能简介与界面构成16912.2 设计?? 18413.1 功能简介与界面构成18413.2 设计方法18513.3 设计实例190第14章摩擦轮传动设计19514.1 功能简介与界面构成195 14.2 设计方法19914.2.1 圆柱摩擦轮设计19914.2.2 槽形摩擦轮传动设计计算202 14.2.3 端面摩擦轮传动设计计算204 14.2.4 圆锥摩擦轮传动设计计算206 14.3 设计实例208第15章带传动设计21715.1 功能简介与界面构成217 15.2 设计方法22115.2.1 V带传动设计22115.2.2 平带传动计算22315.2.3 同步带传动计算22515.2.4 圆弧齿同步带传动计算226 15.2.5 多楔带传动计算22815.3 设计实例23015.3.1 V带传动设计23015.3.2 平带传动设计23215.3.3 同步带传动设计23515.3.4 圆弧齿同步带传动设计237 15.3.5 多楔带传动设计240第16章链传动设计24316.1 功能简介与界面构成243 16.2 设计方法24816.2.1 滚子链传动设计248 16.2.2 齿形链传动计算250 16.3 设计实例25216.3.1 滚子链传动设计实例252 16.3.2 齿形链传动设计实例254 第17章螺旋传动设计25717.1 功能简介与界面构成257 17.2 滑动螺旋传动设计262 17.2.1 设计方法26217.2.2 滑动螺旋传动设计实例267 17.3 滚动螺旋传动设计274 17.3.1 设计方法27417.3.2 滚动螺旋传动设计实例279 第18章轴的设计28718.1 功能简介与界面构成287 18.2 设计方法29418.3 设计实例303第19章机械工程常用公式计算316 19.1 列表公式的计算31619.2 数学计算器31719.3 用户自定义公式的计算318 19.4 用户自定义公式的保存319 19.5 用户自定义公式的删除320 19.6 组合公式的设计32019.7 组合公式的计算32219.8 组合公式的删除32319.9 组合公式的修改32319.10 计算结果的保存、查阅324 19.10.1 保存32419.10.2 查阅324第20章机械工程常用英汉词典327 20.1 功能简介与界面构成327 20.2 使用方法328第21章机械设计禁忌查询系统333 21.1 功能简介和界面构成333 21.1.1 功能简介33321.1.2 界面构成33321.2 机械设计禁忌查询系统操作334 21.3 退出系统336第22章用户自定义数据管理33722.1 功能说明33722.2 数据文件准备33722.2.1 网页数据文件准备33722.2.2 表格数据文件准备33822.2.3 图像数据文件准备33822.3 数据导入33822.3.1 数据分类节点建立33822.3.2 导入网页数据33922.3.3 导入表格数据34222.3.4 数据节点的删除34522.3.5 数据分类节点的删除34622.4 用户自定义数据保存、恢复及共享34622.4.1 用户自定义数据保存34622.4.2 用户自定义数据恢复34622.4.3 用户自定义数据共享346附录《机械设计手册(新编软件版)2008》软件目录348《机械设计手册(新编软件版)2008》是一种支持制造业信息化工程的、集成基础信息资源的数字化手册软件,由机械设计常用基础资源数据库、常用设计计算和查询程序、机械工程常用公式计算、机械工程常用英汉词汇、用户自定义数据等模块组成。