H 型轴承计算步骤

例：设计一轴向、径向等刚度的封闭H型轴承，其刚度应不小于3×10⁵N/cm，轴承摩擦功耗不大于10W。已知：润滑气体为80℃氢气(η_s0＝2.19×10^-9N·s/cm²)；p_a＝10N/cm²；工作转速n＝30000r/min(ω＝3.14×10³1/s)；轴径d＝1cm；推力盘直径2R₂＝1.8cm

选用H型轴承，计算步骤和结果见下表

计  算  项  目

单   位

计 算 公 式 及 说 明

结 果

轴  径  d

cm

已  知

1

推力轴承外径  2R₂

cm

已  知

1.8

转  速  n

r/min

已  知

3×10⁴

环境压强  p_a

N/cm²

已  知

10

工作气体粘度  η

N·s/cm²

80℃氦，查有关资料

2.19×10^-9

角 速 度  ω

1/s

3.14×10³

推力轴承内径  2R₁

cm

2R₁＝d

1

推

力

轴

承

外内径比 

1.8

间  隙  h₀

cm

选  取

2×10^-4

槽的螺旋角  β

(°)

选  取

73.5

槽宽系数 

选  取

0.6

槽长系数 

选  取

0.8

槽深系数 

选  取

3.0

槽  数  Z

取25

外径上槽宽  b_g2

cm

0.135

槽终端半径  R_g

cm

0.58

槽终端宽度  b_g1

cm

0.087

槽  深  Δ

cm

4×10^-4

压缩数  Λ_H

83.5

径

向

轴

承

间  隙  c

cm

c＝h₀

2×10^-4

槽的螺旋角  β

(°)

查表球轴承槽的结构参数

23

槽宽系数 

查表球轴承槽的结构参数

0.35

槽长系数 

查表环形螺旋槽推力轴承槽的荐用参数

0.60

槽深系数 

查表球轴承槽的结构参数

2.6

压缩数  Λ

25.8

槽  数  Z

取10

宽径比  B/D

1.68

轴承宽度  B

cm

B＝1.68×1

1.7

槽  长  L_g/2

cm

0.51

槽  宽  b_g

cm

0.11

槽  深  Δ

cm

3.2×10^-4

刚度系数 

4.65

刚  度  G

N/cm

4.1×10⁵

摩擦力矩  M

N·cm

8.8

功  耗  N

W

N＝Mω

2.72