服务案例

轴颈轴承摩擦——工程静力学
2023-02-14
来源: 让云科技

一、轴颈 轴承摩擦

轴承是用于支撑旋转轴的机械元件。转轴与支承轴承之间存在轴承摩擦。尽管存在其他类型的轴承,包括滚珠轴承、滚子轴承和流体动力轴承,但我们将重点关注干摩擦轴颈轴承。油润滑轴颈轴承需要流体力学知识才能分析,而干式轴颈轴承在轴和轴承之间有点接触,因此可以在静力学中进行分析,它们比其他类型的轴承更易磨损和生热;因此,仅在运动受限的情况下才建议使用干式轴颈轴承。

二、转轴和固定轴承

干摩擦轴颈轴承由圆形轴承表面组成,支撑旋转或静止的轴。支撑力作用在两个圆形表面的单个切点处。轴承防止轴在径向方向上运动,但不防止由于轴推力引起的轴向运动。

1、支撑轴的径向轴承

图 1显示了支撑轴的径向轴承P.最初,接触点沿着负载的作用线直接位于负载下方。当一个顺时针的时刻M 施加旋转轴,轴和轴承之间的摩擦导致表面粘在一起,轴爬上轴承表面,直到达到悬垂运动并发生滑动。同样,当 CCW 时刻M应用时,接触点将向左移动。

图1 。接触点 相对于轴相对于轴承的相对运动方向移动。

三种情况下轴的自由体图如图2所示。在接触点我们看到一个法向力N和摩擦力F可以分解为一个垂直合力R 法向力在接触点处垂直于轴,这使得它们的作用线穿过轴的中心。不施加力矩时,不存在摩擦力,但在其他两种情况下,摩擦力会产生力矩M=Frf关于与施加的力矩相反的轴的中心M

图2 。轴自由体图

2、关联轴颈轴承的载荷、法向力和摩擦力的最直接过程是执行以下步骤:

(1)、假设轴和轴承孔具有相同的半径,但将轴画小一点以强调切点处的接触点。

(2)、将法向力和摩擦力合并为一个摩擦合力

(3)、确定摩擦圆的半径,rf1这是一个围绕中心的圆,与摩擦合力相切R.

摩擦圆半径是轴半径的函数r和摩擦角Φ秒.

(4)、最后,绘制轴的自由体图,其中包含所有施加的载荷和摩擦合力R,

然后求解平衡方程以找出未知数。

三、固定轴和旋转轴承

另一种轴颈轴承设计有固定轴和旋转轴承。虽然求解过程与上述过程非常相似,但主要区别在于您将绘制旋转轴承而不是轴的自由体图。

图 3显示了带有固定轴和旋转轴承的径向轴承的示意图。

在本节中,我们看到接触点沿轴承相对悬垂运动的方向或与轴的相对运动相反的方向移动; 这对于干摩擦轴承是正确的,但对于油润滑轴承,轴开始时以这种方式移动,但随着轴速度的增加,流体动力油楔形成,以与滑水者大致相同的方式在另一个方向移动轴举起并高速掠过水面。

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