滚动轴承的组合设计
机械设计-滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的组合设计 滚动轴承的配合
轴承内圈孔与轴配合
基孔制
轴的公差： k6、m6、n6、js6
轴承外圈与轴承座孔
基轴制
座孔的公差： H7、J7、JS7
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的润滑
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的组合设计
轴承的固定：两端固定和一端固定、一端游动。
一端固定、一端游动： 定义：一个支点双向固定，承受轴向力、 另一端游动。 适用于：工作温度变化较大的长轴。
滚动轴承的组合设计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ润滑和密封
滚动轴承的组合设计
轴承组合的调整：轴承间隙的调整、轴承的预紧、轴承组合位置的调整。
目的：减小摩擦、减轻磨损、吸振、降温、降噪。
分类： 润滑油润滑
特点：摩擦阻力小、能散
热；
适用：高速、高温环境；
黏度大些：高温、载荷大的
场合使用； 黏度小些：反之。 方式：浸油润滑、滴油润滑、
喷雾润滑。
润滑脂润滑
固体润滑
特点：强度高、可承受较大载
荷、不容易流失、便于 密封和维护；
适用：常用；
适用：重载或高温环境；
轴承间隙的调整：
一是加减垫片的厚度； 二是螺钉调整；
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的组合设计
轴承组合的调整：轴承间隙的调整、轴承的预紧、轴承组合位置的调整。
轴承的预紧： 目的：消除游隙。 方法：增加金属垫片、磨窄套圈。
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的组合设计
轴承组合的调整：轴承间隙的调整、轴承的预紧、轴承组合位置的调整。
机械设计基础-13.6滚动轴承的组合设计
第六节滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计的内容包括：轴承的定位和紧固、轴承的配置设计、轴承位置的调节、轴承的润滑与密封、轴承的配合以及轴承的装拆等问题。
（一）支承部分的刚性和同心度：若座体刚度低，则滚动体受力增大，因此，应适当增加壁厚、采用加强筋，并使轴承座孔同心，减小轴的偏转。
（二）轴承的配置（轴系固定）：支承部件的主要功能是对轴系回转零件起支承作用，并承受径向和轴向作用力，保证轴系部件在工作中能正常地传递轴向力以防止轴系发生轴向窜动而改变工作位置。
为满足功能要求，必须对滚动轴承支承部件进行轴向固定。
固定的目的：当轴受到外载荷作用时，使轴有正确的位置、防止轴的轴向窜动以及轴受热膨胀后将轴承卡死。
固定方法：两端固定、一端固定一端游动、两端游动。
1、双支点单向固定（两端固定）：两个轴承各限制一个不同方向的轴的轴向移动（只固定内、外圈相对的一个侧面）。
适用于较短的轴系（跨距≤400）温升不高的场合。
为了补偿轴的受热膨胀，装配时应留有一定的轴向间隙。
(a) (b)图所示为两端固定方法，每个支点的外侧各有一个顶住轴承外圈的轴承盖，它通过螺钉与机座联接，每个轴承盖限制轴系一个方向的轴向位移，合起来就限制了轴的双向位移。
轴向力FA的力流路线是通过轴肩、内圈、外圈及轴承盖来实现的。
图(a)为采用深沟轴承的结构，只能承受少量的轴向力；图(b)为采用角接触轴承的结构，可承受较大轴向力。
这种支承形式属功能集中型，每个轴承均承受径向力、轴向力的复合作用，简化了支承结构。
轴系部件工作时，由于功率损失会使温度升高，轴受热后伸长，从而影响轴承的正常工作。
因此支承部件结构设计时必须考虑热膨胀问题。
a、预留轴向间隙对于上图所示的两端固定结构型式，其缺陷是显而易见的。
由于两支点均被轴承盖固定，当轴受热伸长时，势必会使轴承受到附加载荷作用，影响轴承的使用寿命。
因此，两端固定型式仅适合于工作温升不高且轴较短的场合(跨距L400mm)，还应在轴承外圈与轴承盖之间留出轴向间隙C，以补偿轴的受热伸长。
机械设计(9.8.1)--滚动轴承的静强度计算
一、轴承的轴向固定
1.全固式—两端单向固定
适用于跨距较小，温度不高的轴系结构
一、轴承的轴向固定
承受径向载荷时，该载荷由两个轴承共同承担
1.全固式—两端单向固定
R
一、轴承的轴向固定
轴向外载荷向右轴向外载荷向左
1.全固式—两端单向固定
F
F
一、轴承的轴向固定
2.固游式—一端双向固定，一端游动
适用于跨距较大，工作温度较高的轴系结构
固定支点
游动支点
一、轴承的轴向固定
2.固游式—一端双向固定，一端游动
F F
轴向外载荷向右轴向外载荷向左
一、轴承的轴向固定
3.轴承内圈定位方法
①轴肩②轴环③轴套
一、轴承的轴向固定
3.轴承内圈定位方法
④轴用弹性挡圈⑤轴端挡板⑥圆螺母和止动垫圈
一、轴承的轴向固定
4.轴承外圈定位方法
③套杯台肩
①轴承端盖②孔用弹性挡圈④螺纹环固定
9-8 滚动轴承的组合设计 （一） 二、轴向位置及游隙调整
二、轴向位置及游隙调整
蜗杆传动的中间平面
锥齿轮传动的锥顶重合
9-8 滚动轴承的组合设计（一） 三、支承部件的刚度与同轴度
三、支承部件的刚度与同轴度
1.刚度
影响轴承的
寿命和旋转
精度
9-8 滚动轴承的组合设计（一） 三、支承部件的刚度与同轴度
三、支承部件的刚度与同轴度
2.同轴度
一次镗孔减少误差套杯结构满足一次镗孔。
机械设计基础滚动轴承
较高 低
2’~4’ 不允许
能承受较大旳径向。因 线性接触，内外圈只允 许有小旳相对偏转。除U 构造外，还有内圈无挡 边(NU)、外圈单挡边 (NF)、内圈单挡边(NJ)等 型式
只能承受径向载荷。承 载能力大，径向尺寸特 小。一般无保持架，因 而滚针间有摩擦，极限 转速低。
几点阐明：因为构造不同，各类轴承旳使用性能也不相同，现阐明如下。
设计：潘存云
主要承受径向载荷，
同步也能承受少许
中
轴向载荷。因为外
2˚ ~3˚ 滚道表面是以轴承
中点为中心旳球面，
故能调心。
表16-2 滚动轴承旳主要类型和特征（续）
轴承名称、 类型及代号
构造简图 承载方向 极限转速 允许角偏差
主要特征和应用
调心滚 子轴承 20230C
设计：潘存云
能承受很大旳径向载荷
前置代号
基本代号共5位
（ 成套轴承分 部件代号
0
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代 系列代号 代号
号
后置代号 或加
注：
代表字母；
代表数字
1. 前置代号----成套轴承分部件代号。 是轴承代号旳基础，有三项 2. 基本代号：表达轴承旳基本类型、构造和尺寸。
类型代号 ----左起第一位，为0（双列角接触球轴承） 则省略。
6 2 2 03
轴承内径 d=17 mm 直径系列代号，2(轻)系列 宽度系列代号，2(宽)系列 深沟球轴承 7 (0) 3 12 AC / P6
公差等级6级 公称接触角 α=25˚ 轴承内径 d=12×5=60 mm 直径系列代号，3(中)系列 宽度系列代号，0(窄)系列，代号为0，不标出 角接触球轴承
滚动轴承的组合结构设计应考虑的问题
中 ｏ期 ｚ ６
ＴＧ。２ ＥＹ ０ ￣ Ｔ － Ｏ Ｏ Ｉ“ ＩＮ Ｎ ￣
Ｄ Ｉ ０ ３ ６ ／ ． ｓ ．０ １ ９ ２ ２ １ ，０ ０ ３ Ｏ ：１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ －８ ７ ．０ ０ ２ 。６ ｓ
滚动轴承的组合 结构设计应考虑 的 问题
廉振红 ’ 王增胜 １ ，郑州职业技术学院机械 工程 系汽车教研 室 ；２ ，黄 河科技 学院机械 工程教研 室
端游 动 的 支 点 结 构 ，如 图 ２ 示 。 固定 所
ห้องสมุดไป่ตู้
端 由单 个轴 承或轴承组承受双 向轴向力 ， 而 游动端则保证轴伸缩时能 自由游 动。为 在 机械设计基础 课程教学 中，滚 动轴承装置设计这部分内容是生产一线技 术人 员直接接触最为广泛的实际问题 。而 传统教学 中对此却不太重视 ，因此 ，把 轴 承的 固定 、装拆、调整 、润滑、密封等 实 避 免松脱 ， 游动轴承 内圈应与轴作轴 向固 定（ 常采 用弹性挡 圈） 用 圆柱滚子轴承作 。 游 动支点时 ， 轴承外 圈要与机座作轴 向固 定， 靠滚子与套 圈间的游动来保证轴的 自
盎一 ． 盘
２ 滚 动轴承 的配 合
轴 承 与轴或 轴 承座 的配 合 目的是把
轴都得到轴 向定位 。
内 、外 圈牢 固地 固定 于 轴 或轴 承 座 上 ， 使 之相互 不发 生有 害的 滑动 。 如配 合面 产生滑 动 ，则会 产生 不正常 的发 热和 磨 损 ，以 及因磨 损产 生粉 末进 入轴 承 内而
单 。
规 格 、牌 号的端 面应 装在 可 见部位 ，以
便将来更换。 ３ ２ 拆 卸 ． 最 简单 的办法是用錾子顶在内圈或外 圈端面上 ，用手锤在周边轻轻敲 击将轴 承 拆下 。一般 使用拉出器拆卸 ，使用时将 钩 爪 紧挂在 内圈上，螺杆顶在轴端面 ，用手 柄旋进螺杆 ，就 能把 轴承拉出 ，如 图 ５ｃ （）
滚动轴承及其组合设计 PPT课件
α
图 例
α
α
二）滚动轴承的主要类型和特点
1.调心球轴承 承载类型——主承径向负荷FR ，
也能承受少量的双向轴向负荷FA 特点——具有调心性能，θ = 20~30 类型代号：（10000） 2.调心滚子轴承 承载类型——主承径向负荷FR 也能承受少量的双向轴向负荷FA 特点——具有调心性能，θ =0.50~20 类型代号：（20000） FA FA FA FA FR
特宽：3 特宽：4 特宽：5 特宽：6
轻：2
中：3
重：4
滚针轴承
:NA
尺寸系列代号表示方法 向心轴承 直径 系列 代号
2 （轻） 3 （中） 4 （重）
推力轴承 高度系列代号 2 7 9 1 2
FA
FR
α
FR
FA
圆锥滚子轴承安装形式一： 正装（面对面安装）
正装简图
圆锥滚子轴承安装形式二： 反装（背对背安装）
反装简图
5.推力球轴承 结构特点：由紧圈（内孔较小，装在轴上） 松圈（内孔较大，装在机座上）和滚动体
组成，套圈与滚动体可分离。
紧圈
滚动体
FA
承载类型——只能受轴向负荷FA 极限转速nlim低
FR
3.推力调心滚子轴承 承载类型——可承很大的轴向负荷FA 和一定径向负荷FR 特点——具有调心性能，θ =20~30 类型代号：（29000） 4.圆锥滚子轴承 结构特点：内外圈可分离,公称接触角有 120，260，α越大，承轴向载 荷的能力就越大。 承载类型——能承受较大的径向负荷FR 和单向的轴向负荷FA。 类型代号：（30000） 使用要求：成对使用 FR
θ
调心轴承简图
三、滚动轴承的主要类型和特点
滚动轴承的组合设计
图8.31 安装轴承内圈
图8.32 同时安装轴承内外圈
滚动轴承的组合设计
（2）滚动轴承的拆卸 对于不可分离型轴承，可根据具体情况使用图8.33所示方法拆卸。 为便于拆卸，与轴承配合的轴和衬套都有规定的安装尺寸，这些尺寸可由轴承标准 中查得。图8.34所示为没有按安装尺寸要求设计轴肩和轴承衬套的错误示例：图（a) 表示轴肩h过高；图（b)表示衬套孔径过小；图（c）表示轴肩圆角半径ras大于轴承 圆角半径ra。
常用的预紧方法有：①夹紧一对圆锥滚子轴承的外圈而预紧，如图8.27(a)所 示；②用弹簧预紧，可以得到稳定的预紧力，如图8.27(b)所示；③在一对轴承中 装入长度不等的套筒而预紧，这时预紧力可由两套筒的长度差控制，如图8.27(c) 所示，这种装置刚性较大；④夹紧一对磨窄了的外圈而预紧，如图8.27(d)所示， 反装时可磨窄内圈并夹紧。
3.检查轴承的完好程度
对机器进行定期维修时，应认真检查轴承的完好程度。轴瓦损坏或间隙超 过允许极限应重新修配；滚动轴承损坏、松旷应更换；润滑系统的油路应清 洗畅通。
机械设计基础
19
图8.33 滚动轴承的拆卸
图8.34 轴承装置的错误实例
滚动轴承的组合设计
8.滚动轴承的润滑和密封
（1）滚动轴承的润滑 使用滚动轴承，必须对轴承加以润滑。这是因为：①滚动体与滚道、滚动体与保持 架、保持架与内外圈之间均有滑动摩擦，润滑可以降低摩擦，减少磨损和发热量;②轴 承的摩擦发热使轴承温度升高，用油润滑时可以对轴承起冷却作用，从而降低轴承的 工作温度，延长轴承的使用寿命;③良好的润滑状态，可在滚动体与滚道间形成一层使 两者隔开的油膜，使接触压力减小，延长轴承的寿命；④轴承零件表面覆盖一层润滑 剂，可以防止表面氧化生锈。 （2）滚动轴承的密封 轴承密封的作用是：避免润滑剂的流失，防止外界灰尘、水分及其他杂物侵入轴承 。密封装置可直接设置在轴承上(称为密封轴承)，也可设置在轴承的支承部位。密封 方法分为非接触式（表8.20）和接触式（表8.21）两大类。实践中可以把它们适当组 合起来使用。
滚动轴承轴系的组合结构设计方案
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y设计说明书设计课题：滚动轴承，轴系的组合结构设计课程名称：机械学基础姓名：潘瑞学号：6090410429班级： 0936104院系：英才学院自动化设计要求：一钢制圆轴，装有两胶带轮A和B，两轮有相同的直径D=360mm，重量为P=1kN，A轮上胶带的张力是水平方向的，B轮胶带的张力是垂直方向的，它们的大小如下图所示。
设圆轴的许用应力[σ]=80MPa，轴的转速n=960r/min，带轮宽b=60mm，寿命为50000小时。
1>. 按强度条件求轴所需的最小直径2>. 选择轴承型号<按受力条件及寿命要求）3>.按双支点单向固定的方法，设计轴承与轴的组合装配结构，画出装配图<3号图纸）4>. 从装配图中拆出轴，并画出轴的零件图<3号图纸）2kN设计步骤：一、根据强度条件计算轴所需的最小直径1、先计算C、D支点处的受力从而可得D点所受轴向力从而可得D点所受轴向力2、计算弯矩，求得最小直径水平方向上：时时竖直方向上：时时时Fdx 水平方向：竖直方向:120 Nm97.5 Nm由弯矩图判断可得：C点为危险点，故可得：解得所以，最小直径为37.7mm。
二、轴材料的确定根据已知条件的[σ]=80MPa，为对称循环应力状态下的许用弯曲力，确定材料为合金钢。
以上最小直径是按弯曲扭转组合强度计算而得来的，即在[σ]=80MPa的合金钢情况下，，强度足以达到要求。
三、受力条件及寿命要求选择轴承型号由前面的受力分析可知：所要设计的轴仅受径向作用力，故优先考虑选择深沟球轴承。
分析：若选择深沟球轴承，,,,，，，，所以：根据题意经查GB/T 276-1994，选择6412型深沟球轴承，，。
带入验证：所以，，符合要求，故选择6412。
以下为深沟球轴承6412的相关参数如下表所示：/mm|d: 60四、设计轴承与轴的组合装配结构1、确定轴上零件的位置及轴上零件的固定方式首先确定将B胶带轮放在箱体内部中央，深沟球轴承对称的分布在B胶带轮两边，轴的左侧外延伸端安装A胶带轮。
滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合设计组合设计的内容包括：1）固定 2）调整 3）配合与装拆 4）润滑与密封。
组合设计合理与否将影响轴系的受力、运转精度、轴承寿命及机器性能。
1.滚动轴承的轴向固定实际上是对整个轴系起固定作用，承受轴向力，防止轴系发生轴向蹿动。
常用两种固定方法：1）两端固定这是最常见的固定方式，两个轴承外圈都在单方向用轴承盖进行固定。
适合于工作温升不高的短轴（跨距 L ≤ 400 mm），考虑到轴的受热伸长，应留出热补偿间隙 C （对于深沟球轴承：C=0.2-0.4mm；对于向心角接触轴承：其轴向间隙可在轴承内部调整，其值比深沟球轴承小得多）。
2）一端固定、一端游动适合于工作温升高的长轴（跨距 L ＞ 400 mm），固定支点的轴承外圈左右均固定，承担双向轴向力，游动支点的轴承只承受径向力，不承受轴向力，当轴受热伸长时，游动支点随轴一起向外移动，避免轴承受到附加载荷作用，防止轴承卡住。
A轴向力，R径向力。
注意：固定支点的内圈亦需进行轴向固定。
2.滚动轴承组合的调整1）间隙的调整与控制为保证轴承正常工作，装配轴承时一般要留出适当的游隙或间隙。
垫片调整：通过增、减垫片厚度来调整间隙。
螺钉调整：用于轴向力不是太大的轴承组合。
2）轴系部件位置的调整使轴上零件处于准确的工作位置（通常用垫片调整）。
3.滚动轴承的配合及装拆1）滚动轴承的配合内圈与轴颈：采用基孔制，孔的配合代号不用标注。
外圈与座孔：采用基轴制，轴的配合代号不用标注。
配合的选取原则：转动套圈、速度高、受载大、工作温度变化大——选较紧的配合（过盈）；不动套圈、常拆轴承——选较松的配合（间隙）。
2）滚动轴承的装拆轴肩高度应低于内圈厚度；轴肩开槽。
4.滚动轴承的润滑及密封润滑的目的：减少摩擦磨损、冷却、吸振、防锈。
密封的目的：防尘、防水、防止润滑剂流失。
转速不高时用接触式密封；转速较高时用非接触式密封。
滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合设计滚动轴承是一种常用的旋转运动传动元件，它通过滚动元件之间的滚动摩擦来实现对轴承载荷的支撑和传递。
滚动轴承的设计是一个复杂的过程，需要考虑多个因素，如轴承类型、尺寸、材料、精度等，以满足特定的工作条件和需要。
首先，滚动轴承的组合设计需要选择合适的轴承类型。
常见的滚动轴承类型包括深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承等。
不同类型的轴承适用于不同的工况和载荷条件，因此在组合设计时需要对轴承类型进行选择。
其次，滚动轴承的尺寸设计是关键。
尺寸设计是根据工件的要求（如轴承座孔径、外径、宽度等）和轴承的尺寸标准进行匹配。
在确定轴承尺寸时，需要考虑轴承的额定负荷、转速、安装条件等因素，以确保轴承在工作条件下能够稳定运行。
第三，滚动轴承的材料选择是十分重要的。
常见的轴承材料有钢、塑料、陶瓷等。
不同的材料具有不同的特性，如耐磨性、抗腐蚀性、疲劳寿命等。
在组合设计时，需要根据工作环境和轴承的要求来选择合适的材料。
第四，滚动轴承的精度设计是确保轴承性能和寿命的关键。
精度设计包括轴承的圆度、偏心度、内外圈的圆度误差、滚子直径误差等。
在组合设计时，需要根据轴承的使用要求和精度标准来选择合适的轴承精度等级，并保证轴承的加工和装配精度。
此外，滚动轴承的组合设计还需要考虑轴承的润滑和密封方式。
滚动轴承的润滑方式有油润滑和脂润滑两种，而密封方式则有金属盖封和橡胶密封等。
正确选择合适的润滑和密封方式，能够提高轴承的使用寿命和工作效率。
在滚动轴承的组合设计过程中，还需要进行轴承的寿命计算和强度校核。
轴承的寿命计算是根据工作条件和载荷计算轴承的额定寿命，并确定轴承的适用性。
强度校核则是根据轴承的负载情况和材料强度计算轴承的强度，并验证轴承的安全性。
总之，滚动轴承的组合设计是一个复杂的过程，需要综合考虑轴承类型、尺寸、材料、精度等因素。
只有在合理选择和设计的基础上，才能获得满足特定工作条件和要求的滚动轴承组合，提高轴承的性能和寿命。
机械基础教案(劳动版)——第二十五讲 滚动轴承的组合设计
第二十五讲学时：2学时课题：7.2.4 滚动轴承的组合设计目的任务：能够正确的进行轴承的组合设计重点:轴承的轴向固定难点：轴承的调整教学方法：多媒体7.2.4 滚动轴承的组合设计为保证滚动轴承的正常工作，除了要合理选择轴承的类型和尺寸外，还必须正确、合理地进行轴承的组合设计。
轴承的组合设计主要解决的问题是：轴承的轴向固定、轴承与其它零件的配合、轴承的调整、润滑与密封等问题。
1.滚动轴承的支承结构类型（1）两端固定式(图中调整垫片可移动）深沟球轴承的两端固定式圆锥滚子轴承的两端固定式（2）一端固定、一端游动式一端固定、一端游动式2.滚动轴承的轴向固定从上面各图可以看到,内圈和外圈的轴向定位。
3.轴承轴向位置的调整4.滚动轴承的配合与装拆（1）滚动轴承的配合由于滚动轴承是标准件，因此内圈与轴采用基孔制。
n6、m6、k6、js6。
外圈与箱体座孔采用基轴制。
J7、J6、H7、G7。
(2) 滚动轴承的安装与拆卸装轴承装润滑脂5.滚动轴承的润滑与密封（1）滚动轴承的润滑滚动轴承常用的润滑剂有润滑脂、润滑油及固体润滑剂。
润滑方式和润滑剂的选择，可根据轴颈的速度因数dn的值来确定。
最常用的滚动轴承润滑剂为润滑脂。
脂润滑适用于dn值较小的场合，其特点是润滑脂不易流失、便于密封、油膜强度较高，故能承受较大的载荷。
各种润滑方式下轴承的允许dn值（mm.r/min）脂润滑油润滑油浴润滑滴油润滑循环油润滑喷雾润滑深沟球轴承70000 250000 400000 600000 ＞600000 调心球轴承70000 250000 400000角接触球轴承 70000 250000 400000 600000 ＞600000 圆柱滚子轴承 120000 250000 400000 600000圆锥滚子轴承 100000 70000 230000 300000调心滚子轴承 80000 120000 250000推力球轴承40000 60000 120000 150000注：d——轴承内径（mm）;n——轴承转速（r/mm）（2）滚动轴承的密封对轴承进行密封是为了阻止灰尘、水、和其它杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失。
机械设计基础杨可桢版滚动轴承
向心轴承 径向接触: α =0°→以FR(径向载荷)为主
角接触 : 0°＜ α ≤ 45° →FＲ＋FＡ(径向)
推力轴承 角接触 : 45°＜ α ＜ 90°→FA＋FR(轴向)
α=0
°
轴向接触:
α
α
=90°
→FＡ(轴向载荷)
α
α
径向接触 角接触向心 角接触推力
轴向接触
二. 滚动轴承旳基本类型和特点 p.253 表16-2
FR2F
面 FR2F=FR1F＋F=4803＋4500=9303N FR1F
F
最不利情况: F 与H、V面旳合力共面
L
K
轴承径 向力
FR1=
F2 R1H
F2 R1V
FR1F
13758N
FR2=
F2 R2H
F
2 R 2V
FR2F
19002N
四. 轴承旳轴向载荷FＡ P.260
1.径向接触轴承－ (6 、 1 、 2类) 1
一.轴承功用
→支承轴及轴上零件,并确保旋转精度 降低轴与支承间旳摩擦与磨损
二.特点: 1.摩擦阻力小, 功率损耗少, 起动敏捷 2.润滑简便, 易于更换, 价格低。 3.抗冲击能力差, 高速时出现噪音; 寿命也比不 上液体润滑旳滑动轴承
三. 滚动轴承旳设计→ ┌轴承本身旳设计→┌类型旳选择 │ 四. 滚动轴承旳构造└尺: 寸旳选择 └轴承组合设计→安装、调整、 └ FA2 ＝ F1′ ＋ Fa
⑴当F1′+Fa＞ F2′
⑵当F1′+Fa＜ F2′
⑵当F1′+Fa ＜ F2′→
左边压紧→S1 S1
→ F1′+Fa ＋S1＝ F2′
滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合设计
为了保证轴承的正常工作，除了合 理地选择轴承的类型和尺寸外，还必须 正确设计轴承装置（轴承组合），正确 地解决轴承安装、配合、紧固、调整、 润滑和密封等问题。在具体进行设计时 应该主要考虑以下几个方面的问题：
滚动轴承的组合设计
1. 滚动轴承组合的轴向固定
机器中的轴的位置是靠轴承来定位的。 当轴工作时，既要防止轴向窜动，又要保 证轴承工作受热膨胀时的影响（不致受热 膨胀而卡死），轴承必须有适当的轴向固 定措施。常用的轴向固定措施有以下三种：
滚动轴承的组合设计
右端也可采用外圈无挡边圆柱滚子轴承为游动端， 这时的内、外圈的固定方式如图1-84所示。
图1-84 一端固定、一端游动式支承
滚动轴承的组合设计
（3）双支点游动。如图1-85所示，左、右两端都采用圆柱滚子 轴承，轴承的内、外圈都要求固定，以保证在轴承外圈的内表面与滚 动体之间能够产生左右轴向游动。此种支承方式一般只用在人字齿轮 传动这种特定的情况下，而且另一个轴必须采用两端固定结构。该结 构可避免人字齿轮传动中，由加工误差导致干涉甚至卡死现象。
滚动轴承的组合设计
（1）双支点各单侧固定（两端固定）。对于两支点距 离小于350 mm 的短轴，或在工作中温升较小的轴，可采 用图1-83所示的简单支承结构。
图1-83 两端固定式支承
滚动轴承的组合设计
（2）一支点双侧固定，Байду номын сангаас一支点游动（一端 固定、一端游动）。当轴的支点跨距较大(大于350 mm)或工作温度较高时，因这时轴的热伸长量较大， 采用上一种支承预留间隙的方式已不能满足要求。 左端轴承的内、外圈两侧均固定，使轴双向轴向定 位，而右端可采用深沟球轴承做游动端，为防止轴 承从轴上脱落，轴承内圈两侧应固定，而其外圈两 侧均不固定，且与机座孔之间是间隙配合。
滚动轴承及其组合设计共34页文档
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
滚动轴承及其组合设计
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
34
滚动轴承设计
用总转数
表示
五、滚动轴承的疲劳寿命计算
2. 轴承的寿命计算式
(1) 载荷-寿命曲线
对一批轴承，在不同载荷下作 寿命试验所得曲线
(2) 基本额定动载荷
使滚动轴承的基本额定寿命为
时，轴承所承受的载荷
基本额定动载荷 C
径向
轴向
向心轴承 纯径向载荷
推力轴承 纯轴向载荷
径向载荷系数 X 和轴向载荷系数 Y 的确定 基本额定静载荷，轴承的极限静载荷值，亦分 轴承尺寸 五、滚动轴承的疲劳寿命计算
4. 角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷
的计算
作用于滚动体的法向反力
径向分力
轴向分力
由于存在接触角
(1) 派生轴向力
派生轴向力
承受径向载荷
五、滚动轴承的疲劳寿命计算
对轴承 1：
同类轴承：
C
轴承尺寸
承载能力
五、滚动轴承的疲劳寿命计算
(3) 寿命计算式 外载为 P 时轴承的寿命 以小时表示 考虑到温度变化，引入温度系数 滚子轴承 球轴承
校核轴承寿命
已知
轴承型号 ( 即C )
外载
轴承寿命
预期寿命
？
？
选择轴承型号 ( 即C )
已知
外载
预期寿命
满足预期寿命时轴承的
所选轴承的
五、滚动轴承的疲劳寿命计算
装拆方便
价格
球轴承比滚子轴承低
精度低的价格低 (一般公差等级选 0 级 )
内外圈分离的轴承 (圆锥滚子轴承 )
二、滚动轴承的选择
2. 尺寸选择
轴承内径
与轴颈直径相等
直径系列
载荷很小
滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合设计选择正确的轴承类型及尺寸后，还要考虑轴承与其他零件之间的相对关系。
即以轴承组合为主体的配套设计包括轴承轴向固定、轴承组合的调整、轴承与其他零件的配合装拆等机械结构的设计。
滚动轴承常用于机械设备中轴类零件的支承。
滚动轴承能够使轴的运转精度得到保障，能够发挥轴承的性能。
支承结构的设计，需要综合多方面的因素进行考虑，比如轴承的配置、轴承的固定、轴向定位结构与调整、轴承游隙调整、轴的热膨胀补偿、轴承的润滑和密封等问题。
滚动轴承的固定1、轴承配置轴类零件通常采用前后双点支承结构，每个支承由1或2个以上轴承组成。
可根据轴的载荷方向来选择轴承布局。
向心轴承对称布置，可以适用于纯径向载荷的轴，同型号的角接触轴承，可以适用于受径向和轴向载荷作用的轴。
两个角接触轴承的配置可采用下3种方式之一。
（1）背对背排列外圈宽面相对即称为背对背，背对背排列适用于载荷作用中心处于轴承中心线之外的结构形式。
这种排列方式优点较多，比如支点间跨距大，悬臂长度较小，其末端刚性大。
当轴受热膨胀伸长时，轴承游隙将变大，因此轴承不会出现卡死。
如果采用预紧安装,预紧量将会在轴受热膨胀伸长时减小。
（2）串联排列外圈窄面或外圈宽面都朝向一侧即称为串联排列，适用于载荷作用中心处于轴承中心线同一侧的结构形式。
（3）面对面排列外圈窄面相对即称为面对面，面对面适用于排列载荷作用中心处于轴承中心线之内的结构形式。
这种排列方式结构相对简单、装拆方便。
但是，当轴受热伸长时，由于轴承游隙减小，非常容易造成轴承卡顿或卡死，因此要注意轴承游隙的调整。
2、支承结构的基本形式轴的径向自由度通常由两个轴承支承来共同限定，而轴向限位则可以有多种不同的限位方式，机械工程中常见支承结构有以下3种基本形式。
（1）两端固定支承两个支承点分别限制轴的一个方向的轴向位移,称为两端固定支承。
两端固定支承适用于轴类零件所受纯径向载荷或者轴向载荷小的综合载荷作用。
通常采用滚动轴承组成两端固定支承时，在其中一个支承侧，使轴承外圆与外壳孔间采用过渡的配合，同时要在轴承外圈与端盖间预留少量的空隙,以提供轴的热膨胀长空间。
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课时授课计划
第六十三次课
【教学课题】：§14-11 滚动轴承的组合设计【教学目的】：掌握滚动轴承的组合设计的内容，方法
【教学重点及处理方法】：滚动轴承的组合设计的内容，方法
处理方法：详细讲解
【教学难点及处理方法】：轴承的组合设计的内容，方法
处理方法：举例讲解
【教学方法】: 讲授法
【教具】：课件
【时间分配】：引入新课5min
新课80 min
小结、作业5min
第六十三次课
【提示启发引出新课】
经过寿命计算选定了轴承的类型，如果没有合理的结构保证，则可能使轴承在工作时由于设计的一些理想条件得不到保证而不能在设计寿命内正常工作，甚至提前失效。
因此必须在轴承的组合设计中考虑这些问题。
【新课内容】
§14-11 滚动轴承的组合设计
一、轴承的配置
1、正安装（面对面配置）
两轴承外圈窄端面相对。
此方式结构简单，装拆、调整方便，但当轴受热膨胀时，轴承游隙会减小，所以应注意轴向游隙的调整，以防卡死。
适合于传动零件在两轴承之间的场合。
一般机器中多采用正安装。
2、反安装（背对背配置）
两轴承外圈窄端面相背。
此方式轴系刚度较好，但结构
复杂，装拆、调整不便，在轴受热伸长时，轴承的游隙会增大。
适合于传动零件处于外伸端的场合。
二、滚动轴承支承的轴系结构
滚动轴承的基本结构有三种基本类型。
1、双支点单向固定支承
每个轴承内、外圈沿轴向只有一个方向受约束。
也叫两端固定。
2、单支点双向固定支承
一个支承限制轴的双向轴向位移（称固定支承），另一个支承可沿轴向移动（称游动支承），不能承受轴向负荷。
适合于工作温度较高和支点跨距较大的场合。
3、双支点游动支承
两个支承均无轴向约束，又称两端游动支承。
常用于人字齿轮场合，以防齿轮卡死和人字齿两侧受力不均匀。
三、滚动轴承的固定
1、周向固定
其作用是保证轴承受力后，轴承的内圈与轴颈、外圈与座孔之间不致于产生相对圆周运动。
利用外圈与轴承座孔、内圈与轴颈之间的配合进行固定；
以轴承为基准件。
轴承内孔与轴颈采用基孔制，外径和座孔采用基轴制配合；
转动圈比坚定圈紧。
旋转座圈一般应保证有过盈量，不转的座圈应保证有较小的间隙的间隙配合或过渡配合。
2、轴向固定
见表14-11
四、滚动轴承支承的调整
1、轴向间隙的调整
调整垫片：增减轴承端盖与机座结合面之间的垫片厚度进行调整。
调节压盖：用螺钉调节可调压盖（调节杯）的轴向位置。
调整环：增减轴承端面和压盖间的调整环的厚度进行调整。
2、轴系位置的调整
五、滚动轴承的游隙和预紧
1、轴承的游隙
✓轴承游隙可分为径向游隙和轴向游隙；
✓游隙过大，旋转精度降低；
✓游隙过小，摩擦增大，温度升高，轴承寿命降低。
✓游隙代号在轴承代号的后置代号中标注出。
共分六组：
1、2、0、3、4、5，以字母C和游隙组别数字表示。
2、滚动轴承的预紧
预紧：在安装轴承时采用某种措施，使滚动轴承内保持一个相当的轴向力，以消除轴承游隙，并使滚动体和内、外套圈之间产生预变形。
作用：增加轴承刚度，减小轴承工作时的振动，提高轴承的旋转精度。
预紧方法：
✓定位预紧：在轴承的风（或外）套圈之间加一金属垫片或磨窄某一套圈的宽度，在受到一定轴向力后产生预变形而预紧。
✓定压预紧：利用弹簧的压紧力使轴承承受一定的轴向负荷并产生预变形而预紧。
六、滚动轴承的装拆
要求：1）压力应直接加于配合较紧的套圈上2）不允许通过滚动体传递装拆力
3）要均匀施加装拆力
1、滚动轴承的安装
压入法：
温差法：
2、滚动轴承的拆缷
压力机拆缷：
拆缷器拆缷：
【小结】：掌握滚动轴承的组合设计。
【作业】：10
【后记】：
课时授课计划
第二十次课
【教学课题】：§15-1 联轴器离合器
【教学目的】：掌握常用联轴器和离合器的结构，工作原理
【教学重点及处理方法】：联轴器和离合器的结构，工作原理
处理方法：详细讲解
【教学难点及处理方法】：工作原理
处理方法：结合图讲解
【教学方法】: 讲授法
【教具】：三角板
【时间分配】：引入新课5min
新课80 min
小结、作业5min
第二十次课
【提示启发引出新课】
联轴器和离合器都是用来联接轴与轴，以传递运动和转距。
有时也可作为一种安全装置用来防止被联接件承受过大的载荷，起到过载保护的作用。
用联轴器联接两轴时，只有在机器停止运转后才能使两轴分离。
离合器在机器运转时可使两轴随时接合和分离。
联轴器和离合器的种类很多，大多已标准化，可直接从标准中选用。
【新课内容】
16.3.1联轴器
联轴器联接的两轴，由于制造和安装等误差，将引起两轴轴线位置的偏移，不能严格对中。
联轴器所联接两轴的偏移形式如下：
联轴器分为两类，一类是刚性联轴器，用于两轴对中严格，且在工作时不发生轴线偏移的场合。
另一类是挠性联
轴器，用于两轴有一定限度的轴线偏移场合。
挠性联轴器又可分为无弹性元件联轴器和弹性联轴器。
1.刚性联轴器
（1）套筒联轴器
如图所示，套筒联轴器由套筒和联接零件（销钉或健）组成。
这种联轴器构造简单，径向尺寸小；但对两轴的轴线偏移无补偿作用。
多用于两轴对中严格、低速轻载的场合。
当用圆锥销作联接件时，若按过载时圆锥销剪断进行设计，则可用作为安全联轴器。
（2）凸缘联轴器
如图所示，凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓组成。
这种联轴器有两种对中方式：一种是通过分别具有凸槽和凹槽的两个半联轴器的相互嵌合来对中，半联轴器采用普通螺栓联接；另一种是通过铰制孔用螺栓与孔的紧
配合对中，当尺寸相同时后者传递的转矩较大，且装拆时轴不必作轴向移动。
2.无弹性元件挠性联轴器
(1) 十字滑块联轴器
十字滑块联轴器
齿式联轴器
3. 弹性联轴器
常用的弹性联轴器有：弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器等。
1）弹性套柱销联轴器
构造与凸缘联轴器相似，只是用套有弹性套的柱销代替了联接螺纹，利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移。
这种联轴器重量轻、结构简单、但弹性套易磨损、寿命较短，用于冲击载荷小、启动频繁的中、小功率传动中。
弹性套柱销联轴器已标准化（GB4323-84）。
2）弹性柱销联轴器
4.联轴器的选择
常用联轴器多已标准化，选用时，首先应根据工作条件选择合适的类型，然后再按转矩、轴径及转速选择联轴器的型号尺寸，必要时应对个别薄弱零件进行强度验算。
（1）类型的确定
选择联轴器的类型时，应根据机器的工作特点及要求，结合联轴器的性能选定。
两轴对中精确，轴本身刚度较好时，可选用凸缘联轴器；对中困难，轴的刚性差时，可选用具有补偿偏移能力的联轴器；两轴成一定夹角时，可选用万向联轴器；转速高，要求能吸振和缓冲的，可采用弹性联轴器。
（2）型号的确定
类型确定以后，再根据转矩、轴径及转速从有关标准手册中选择型号、尺寸。
选择时注意：
1）计算转矩不超过所选型号的规定值；
2）工作转速不大于所选型号的规定值；
3）两轴径在所选型号的孔径范围内。
联轴器的计算转矩可按下式计
= KT 算 T
c
为计算转矩(Nmm)； K为工作式中, T为名义转矩(Nmm )； T
c
情况系数，由手册查取。
16．3．2 离合器
离合器应使机器不论在停车或运转中都能随时接合或分离，而且迅速可靠。
离合器按其工作原理可分为牙嵌式、摩擦式和电磁式三类。
对于已标准化的离合器，其选择步骤和计算方法与联轴器相同。
1.牙嵌式离合器
牙嵌式离合器的结构如图所示，它是由两个端面带牙的半离合器组成。
主动半离合器用平键与主动轴联接，从动半离合器用导向键(或花键)与从动轴联接。
主动半离合器上安装有对中环，以保证两个半离合器对中。
操纵时，通过操纵杆移动滑环，使两个半离合器的牙面嵌入（接合）或分开（分离）。
2. 摩擦离合器
摩擦离合器是靠摩擦盘接触面间产生的摩擦力来传
递转矩的。
摩擦式离合器可在任何转速下实现两轴的接合或分离；接合过程平稳，冲击振动较小；有过载保护作用。
但尺寸较大，在接合或分离过程中要产生滑动摩擦，故发热量大，磨损较大。
图示为单片摩擦离合器的工作原理图。
在主动轴和从动轴上分别安装了摩擦盘，操纵环可以使摩擦盘沿轴向移动。
接合时将从动盘压在主动盘上，主动轴上的转矩即由两盘接触面间产生的摩擦力矩传到从动轴上
特殊功用离合器
1.安全离合器
1.超越离合器
【小结】：掌握常见联轴器和离合器的结构、工作原理。
【作业】：1
【后记】：。