找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 11869|回复: 14

滚动轴承摩擦力计算的难题

 火.. [复制链接]
发表于 2012-9-23 12:02:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
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?
2 O9 X0 l/ v9 T1 t: n0 }0 G( K, g7 T

; f& \5 h5 R' f# D' A# p5 H
& t7 S0 W4 n) B2.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,$ s$ L) e2 d3 p6 q
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6 H" ?) m1 Z$ Z
为何结果会相差这么大?
% j1 P7 a9 G1 }4 t9 Z
9 ~* t! p  T. s8 ]1 x& a/ }4 [  ]7 Z) b4 e6 n4 V

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?注册会员

×

点评

高手点评,不好加分^_^  发表于 2012-9-26 20:30
经验公式相差大很正常,如果为了解决实际问题,可以做试验,统计,如果是搞研究,你用的公式太简单,用模拟程序可以得到更准确的值。 反过来说,就是不同品牌的同一型号的轴承,摩擦力矩相差的比你这还大。  发表于 2012-9-25 22:35
滚动轴承有最小负荷,低于最小负荷,轴承不能正常运转,更不要谈论摩擦系数。所以径向负荷不会低于一定值。  发表于 2012-9-25 22:30

评分

参与人数 1威望 +20 收起 理由
老鹰 + 20

查看全部评分

回复

使用道具 举报

发表于 2012-9-23 12:15:25 | 显示全部楼层
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?

评分

参与人数 1威望 +10 收起 理由
老鹰 + 10

查看全部评分

 楼主| 发表于 2012-9-23 13:31:31 | 显示全部楼层
翔梦随风 发表于 2012-9-23 12:15 ' T: G! n+ \! C/ K* w$ y' a
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 ...
! a  z; I8 f- c1 V. Y! R! A" d
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?
2 C6 U* G$ o- G8 e- `4 _& K% k1 L7 I

点评

负荷太小轴承不能正常运转?这还是第一次听说  发表于 2012-9-26 19:36
负荷的增加会改变轴承内部滚动体的受力分布,所以适当的负荷,会提高轴承的运转精度,寿命,会降低轴承的摩擦系数。  发表于 2012-9-25 22:30

评分

参与人数 1威望 +20 收起 理由
老鹰 + 20

查看全部评分

发表于 2012-9-23 19:58:08 | 显示全部楼层
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。
5 v! j; @" r* K! S8 e2 U2 K; ^* b我也不知,占楼捞分等真相……
发表于 2012-9-23 21:32:28 | 显示全部楼层
怕瓦落地2011 发表于 2012-9-23 20:01
# b7 \/ o9 J7 W# g3 _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

, [% k! O6 h! P0 `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。8 {2 [: B2 {; c$ s
俺估计你这是后者。
9 o1 b1 H9 u8 n' u) `" R1 ]6 d8 u0 u9 r; L2 Q
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,
8 A/ K  G- j, z# ]! f很多摩擦原理的书里都会有类似的图; F1 N( C3 N9 e6 `7 {, z. j4 M

/ T* q+ k1 h# m9 V) i1 M( o& G1 E如果径向力小,就是一些尖刺与尖刺之间进行滚动摩擦" t  s* ?) C7 e, g( X, Q
如果径向力大,尖刺处的压强过大,会使尖刺压变形变钝,
$ b! [0 L0 i- E7 a结果就是山峰没有以前那么高了,3 E  J: v3 _* M" I* n7 S" D4 [( x
于是乎就容易滚动了。5 L, j9 m2 X7 I6 a, d
猜测,猜测。2 Z, P# q. J' g" y/ ?" q
3 E$ X4 x; j# p+ O/ |
摩擦学还是挺深奥的,以前读过一些书,
; q: L. V; r2 p& U; ?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。0 `' h* f4 `! G7 I& z

点评

大径向力滚动过后,如果尖刺被压倒不再抬起的话,再做大径向力实验的时候数据就会改变。但实际上数据是稳定的,说明可以假定尖刺被压倒后是会抬起来的。猜测而已。  发表于 2012-9-25 11:38
这真的很难吗,我看不是的,其实主要在于我们总是喜欢偷懒去估,而不是去仔细分析  发表于 2012-9-24 18:54
如果是这样,那大径向力滚动过后再改小径向力,由于尖刺变钝了,那小径向力摩擦力应该也一样了。  发表于 2012-9-24 08:49

评分

参与人数 1威望 +20 收起 理由
老鹰 + 20 热心助人,专业精湛!

查看全部评分

发表于 2012-9-24 13:12:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 十年一梦 于 2012-9-24 13:15 编辑 + ~, W, L; F& O
# a1 ^6 C* J7 \" ?
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。$ V4 o) p& B: x1 o
8 T, Q( i1 l0 z6 ^: b
2. 6004深沟球轴承, 尺寸20X42X12
- O! ~! G  ?& L# X: ^
' h7 p9 q9 w; ~- ~/ {  a.尼曼书中方法:Mr=md^e*c/1000, 7 y4 \7 \3 i( Y: x. E- m# j

; a3 J0 n) ~" A  l$ ?                  m=0.1 (由图14.22查出,F/C=0.02, 曲线4)
6 L  o3 g1 N* f2 H+ \- v2 m% m                  d=20mm
/ m0 {/ b6 X/ b8 {                  e=3/4
6 z0 G2 F* m* u; |8 M                  c=5000N) F! d& n% b; N1 w$ X0 }
                    ! K+ b- K% Y( X& M9 F
    得到 Mr=9.46Nmm  r  ]* R# f% r6 h# |* z2 f/ ?

: I- D; X  F/ U! {- U" B   b.帕姆恒经验公式: M=ML+Mv
) ]+ }) {5 _5 |: P+ Q7 X, n! f3 n, Z( Y, o3 k
                      ML=f1*K* [(d+D)/2] Ncm
$ I: V# P' W3 @! h) e4 X4 x                     
, T) P. n4 p9 m3 F  z( N  {  f1=0.0009(P0/C0)^0.55;其中  P0=100N, C0=5000N; 得到f1=1.047e-4- g" R0 s( t: Q/ ~; I
  K取100" H  s0 `5 k- J( }9 T8 D

) o* t5 j  [$ ^2 _* T得到 ML=1.047e-4*100*31=0.325Ncm=3.25Nmm) Y( x* B: ?# d! H7 b

. _( T0 [. {4 o5 w/ e3 e2 F4 l                    Mv=f0*[(d+D)/2]^3*159*10^-77 b4 E$ h8 |5 e" h: A. J
. G  o- r( r+ ]8 H6 m  s  ^
  f0取1.5(这里我取了1.5到2中的小值)
! ?* ~2 K/ w& b; T/ ?  
! B* a/ R& G( r' [+ Q 得到 Mv=1.5*31^3*159e-7=0.711Ncm=7.11Nmm
2 C6 C- |" G9 {$ P/ q9 O! H1 G1 C# H% f- c
            M=ML+Mv=10.36Nmm7 e" R7 ~% d! V$ h) K. H% @( ^" U

6 T% k" ~" J5 D* T7 ]8 d9 f  v 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。
/ P6 }2 \% ~6 l2 o$ @& R" e6 a) k% V8 Y! Y) _0 e/ ]9 t
3. 收获:
/ p# Y. t, v8 w: K4 M4 `: T$ R
3 R/ c' T- d# q5 |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);# I+ g# P6 b7 t6 S% r3 d
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;6 r* V) B" x1 e3 M$ k4 n
c. 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!)+ i* X1 E( F$ \
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?+ ^  f9 d, _* A' x

点评

自动保存草稿功能吧,好像在其他论坛见过  发表于 2012-9-25 16:47
我的第一种方法结果错误,应为4.73Nmm, 忘了乘0.5, 多谢楼主验证。教训。  发表于 2012-9-25 02:54
不错,感谢这位网友的热情回复  发表于 2012-9-24 19:32

评分

参与人数 1威望 +30 收起 理由
老鹰 + 30

查看全部评分

 楼主| 发表于 2012-9-24 19:11:03 | 显示全部楼层
a.尼曼书中方法:Mr=md^e*c/1000,
0 e2 v/ `# g/ V* G
8 I' \$ J9 j' q& T( u                  m=0.1 (由图14.22查出,F/C=0.02, 曲线4)7 Q( @) L5 w: |8 E  p* ]2 S7 B( A
                  d=20mm1 ?* l* W9 S- G* P8 X/ V
                  e=3/40 o. H# s1 g1 U1 Y9 ~
                  c=5000N
! O  n5 W3 b+ x- v/ i                    
& T* m4 ~( j# |; m! G    得到 Mr=9.46Nmm
$ f$ A+ \& H  C1 F9 s3 V, [====================/ C/ A5 Y; A& [, J6 C% O
难道是我算错了,同样的数值,同样的公式我的结果是4.73Nmm

评分

参与人数 1威望 +10 收起 理由
老鹰 + 10

查看全部评分

 楼主| 发表于 2012-9-24 19:23:02 | 显示全部楼层
Mr=md^e*c/1000
5 _! z, n6 ]3 }! ]: p                 令 m=0.1 ' }! Y" S0 ]& S* \; K1 z( B
                  d=20mm
1 \3 e: g6 B" L# z                  e=3/4( m: F( V7 D- S; e, k
                  c=5000N3 f4 D0 Y3 {* ^( M
则d^e=20^0.75=9.45    m*9.45=0.945   c*0.945=4725  
5 T1 g& H! d2 C/ ^' V则Mr=4.73Nmm

点评

是我算错了,多谢!  发表于 2012-9-25 02:55
十年一梦是不是把五按成一了??  发表于 2012-9-24 19:23
 楼主| 发表于 2012-9-24 19:47:34 | 显示全部楼层
十年一梦 发表于 2012-9-24 13:12 * H8 S3 \& P  Q
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 ...

' L+ {) q! W# O- j6 [3 K# h  O7 P4 p1 B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)
5 L. k( l: h) ]' H* s- {0 _6 M8 L0 p% a+ S) r
发表于 2012-9-25 14:01:25 | 显示全部楼层
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。

点评

受到老鹰大侠的关注非常荣幸啊!哈哈哈  发表于 2012-9-25 17:08

评分

参与人数 1威望 +10 收起 理由
老鹰 + 10

查看全部评分

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

Archiver|手机版|小黑屋|机械社区 ( 京ICP备10217105号-1,京ICP证050210号,浙公网安备33038202004372号 )

GMT+8, 2025-10-20 19:52 , Processed in 0.124877 second(s), 20 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.5 Licensed

© 2001-2025 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表