侧推轴承寿命计算

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1、本论文涉及公司内部技术文件及资料，其仅作工程师职称评定之用，不得做其它任何用途。SKF轴承在侧向推进器中的受力分析及寿命计算邓访摘要本文对船用侧向推进器中使用的SKF轴承，进行了受力分析，采用ISO寿命理论及SKF新寿命理论对其轴承寿命进行计算，以及对用VB6.0编制的侧推轴承受力分析及寿命计算程序界面的简单介绍。关键词侧向推进器SKF轴承克林根堡伞齿轮轴承受力分析轴承寿命轴承寿命计算程序VB6.01、概述轴承的应用范围非常广泛，从与我们生活息息相关的家用钟表、轿车、到高速列车、船舶工程机械，到高

2、科技领域的机器人、航空航天等各个领域，都需大量应用到轴承，可以说有机器转动的地方就需要用到轴承。本文主要讲述船用侧向推进器（简称侧推）中SKF轴承受力分析和轴承寿命的计算，以及影响轴承的若干主要因素。以及提供功率为400kw、输入转速1800r/min、桨叶直径1300mm,可变螺距螺旋桨的侧推各轴承的受力分析及寿命计算结果。最后尝试用VB6.0编制各型号侧推中，各种工况下的侧推轴承受力分析计算及轴承寿命计算的通用程序，以及对其程序界面的简介。2、受力分析2.1、侧推结构简介第14页共14页侧推结

3、构简图如下：原动机（电动机、柴油机等）的动力通过弹性联轴器、输入轴（如图中序2）伞齿轮（如图中序3）传到桨轴，将原动机（电动机、柴油机）转速降至螺旋桨所需的合适转速，使螺旋桨朝一定方向旋转，螺旋桨和导管产生的推力，通过齿轮箱传递给船体，使船运动。在这整个结构中，起支撑作用，使将原动机传递的功率传递到螺旋桨最终持续转动的重要部件就是输入轴上的3个轴承（轴承A1、A2、B），和桨轴上的4个轴承（轴承C1、C2、D1、D2）。以输入转速1800r/min、桨叶直径1300mm，WKM侧推型号KT-55B

4、3为例，具体使用轴承型号如下：轴承编号A1A2BC1C2D1D2位置输入轴上桨轴上轴承类型推力轴承滚子轴承滚子轴承推力轴承滚子轴承推力轴承滚子轴承轴承型号29317E222172322029317E2302229326E23028第14页共14页2.2、侧推结构模型简化及受力分析侧推齿轮传动属于重载中低速传动，采用的是摆线齿锥齿轮，齿形为克林根堡(Klingelnberg)，属于等高齿。（机械设计手册（化工）、第3部，第14-201页，第14-228页）小齿轮受力分析：小齿轮齿宽中点分度圆上的切向

5、力P1=2000T/dm1=19.1×10^6P/(n1dm1)小齿轮轴向力S1=P1×(tanαsinδ1+sinβcosδ1)/cosβ小齿轮径向力T1=P1×(tanαcosδ1-sinβsinδ1)/cosβ(d1为主动轮大端分度圆直径，mmdm1为主动轮齿宽中点处的直径，mmn1为主动轮转速，r/min第14页共14页P为传递功率kwα为齿形角，δ1为主动轮节锥角，β为螺旋角)P=400kw,n1=1800r/minz1=13,z2=43B=73mm,d1=125.47mm,dm1=10

6、4.2mm，dm2=345.17α=20°，δ1=16.94°，β=35°带入数据计算如下：主动轮切向力P1主动轮轴向力S1主动轮径向力T1螺旋桨推力U螺旋桨重量W联轴节重量Wukgkgkgkgkgkg40733256900602028030由于输入轴与桨轴垂直安装，所以P1与P2，S1与T2，T1与S2大小相等，方向相反，即P1=P2，S1=T2，T1=S2）各轴承的受力分析：在整个简化后的模型中，外界作用力来自于电机输入功率P、联轴节重力Wu、螺旋桨重力W、以及海水对螺旋桨的推力U；忽略输入轴

7、、桨轴、以及各轴承的重力，对各轴承进行受力分析⑴、轴承A1载荷计算A1为球面滚子推力轴承，理论上讲它不受径向力，仅受来之伞齿轮和联轴节的合力；径向合力：FrA1=0轴向合力：FaA1=T1-Wu⑵、轴承A2载荷计算A2为球面滚子轴承，理论上不受轴向推力，受到其它外力在径向产生的合力；由Wu产生WuA2=0由P1产生PA2=P1(a-Dmg/2)/b由S1产生SA2=S1(a-Dmg/2)/b由T1产生TA2=T1Dmp/2b第14页共14页径向合力：FrA2=[(TA2-SA2)^2+PA2^2]

8、^(1/2)轴向合力：FaA2=0⑴、轴承B载荷计算B为球面滚子轴承，理论上不受轴向推力，受到其它外力在径向产生的合力；由Wu产生WuB=0由P1产生PB=P1(a-Dmg/2+b)/b由S1产生SB=S1(a-Dmg/2+b)/b由T1产生TB=T1Dmp/2b径向合力：FrB=[(TB-SB)^2+PB^2]^(1/2)轴向合力：FaB=0⑵、轴承C1载荷计算C1为球面滚子推力轴承，理论上讲它不受径向力，仅受来之伞齿轮和联轴节的合力；径向合力：FrC1=0轴向合力：FaC1=U