怕瓦落地2011 发表于 2012-9-23 12:02:21

滚动轴承摩擦力计算的难题

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.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,
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
为何结果会相差这么大?


翔梦随风 发表于 2012-9-23 12:15:25

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?

怕瓦落地2011 发表于 2012-9-23 13:31:31

翔梦随风 发表于 2012-9-23 12:15 static/image/common/back.gif
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 ...

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?

留在未来 发表于 2012-9-23 19:58:08

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。
我也不知,占楼捞分等真相……

子子61961 发表于 2012-9-23 21:32:28

怕瓦落地2011 发表于 2012-9-23 20:01 static/image/common/back.gif
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

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。
俺估计你这是后者。

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,
很多摩擦原理的书里都会有类似的图
http://tech.86cut.com/techfiles/image/7c92857d-efb9-412d-a566-2b449d3abe72.gif
如果径向力小,就是一些尖刺与尖刺之间进行滚动摩擦
如果径向力大,尖刺处的压强过大,会使尖刺压变形变钝,
结果就是山峰没有以前那么高了,
于是乎就容易滚动了。
猜测,猜测。

摩擦学还是挺深奥的,以前读过一些书,
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。

十年一梦 发表于 2012-9-24 13:12:23

本帖最后由 十年一梦 于 2012-9-24 13:15 编辑

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。

2. 6004深沟球轴承, 尺寸20X42X12

a.尼曼书中方法:Mr=md^e*c/1000,

                  m=0.1 (由图14.22查出,F/C=0.02, 曲线4)
                  d=20mm
                  e=3/4
                  c=5000N
                  
    得到 Mr=9.46Nmm

   b.帕姆恒经验公式: M=ML+Mv

                      ML=f1*K* [(d+D)/2] Ncm
                     
f1=0.0009(P0/C0)^0.55;其中P0=100N, C0=5000N; 得到f1=1.047e-4
K取100

得到 ML=1.047e-4*100*31=0.325Ncm=3.25Nmm

                  Mv=f0*[(d+D)/2]^3*159*10^-7

f0取1.5(这里我取了1.5到2中的小值)

得到 Mv=1.5*31^3*159e-7=0.711Ncm=7.11Nmm

            M=ML+Mv=10.36Nmm

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。

3. 收获:

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);
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;
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!)
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?

怕瓦落地2011 发表于 2012-9-24 19:11:03

a.尼曼书中方法:Mr=md^e*c/1000,

                  m=0.1 (由图14.22查出,F/C=0.02, 曲线4)
                  d=20mm
                  e=3/4
                  c=5000N
                  
    得到 Mr=9.46Nmm
====================
难道是我算错了,同样的数值,同样的公式我的结果是4.73Nmm

怕瓦落地2011 发表于 2012-9-24 19:23:02

Mr=md^e*c/1000
               令 m=0.1
                  d=20mm
                  e=3/4
                  c=5000N
则d^e=20^0.75=9.45    m*9.45=0.945   c*0.945=4725
则Mr=4.73Nmm

怕瓦落地2011 发表于 2012-9-24 19:47:34

十年一梦 发表于 2012-9-24 13:12 static/image/common/back.gif
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 ...

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)

honyo2011 发表于 2012-9-25 14:01:25

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。
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