轴承组合的设计
【精品】轴承及齿轮传动的组合设计
【精品】轴承及齿轮传动的组合设计
轴承及齿轮传动的组合设计是机械设计中常见且重要的一种设计方式。
该设计能够实现高效的能量传递和转换，常用于各种工程机械、汽车、船舶等设备中。
在进行轴承及齿轮传动的组合设计时，需要考虑以下几个方面：1. 轴承的选型：根据传动功率、转速、工作环境等因素选取合适的轴承类型，常见的轴承包括滚动轴承、滑动轴承等。
轴承的选型要满足设计要求，同时考虑到使用寿命和可维护性。
2. 齿轮的选型：根据传动功率、转速、传动比等因素选取合适的齿轮类型，常见的齿轮有圆柱齿轮、斜齿轮、锥齿轮等。
齿轮的选型要满足传动效率要求，同时考虑到噪音、振动和承载能力。
3. 轴承和齿轮的布局：轴承和齿轮的布局要合理，避免相互干扰和噪音振动问题。
尽可能减小齿轮传动的轴向力和径向力，提高传动效率和稳定性。
4. 润滑和密封：合适的润滑和密封措施能够减少齿轮和轴承的磨损，延长使用寿命。
根据工作条件选取合适的润滑剂和密封结构，同时考虑到维护便利性。
5. 模块化设计：现代机械设备通常采用模块化设计思想，轴承和齿轮传动的组合设计也应尽可能模块化，方便制造和维护。
轴承及齿轮传动的组合设计需要综合考虑轴承和齿轮的选型、布局、润滑和密封等方面，合理设计能够提高传动效率和使用寿命，降低噪音、振动和故障率，从而更好地满足工程机械和设备的需求。
轴承组合的类型及特点
轴承组合的类型及特点为了保证轴承能够正常工作，除了合理选择轴承类型、尺寸外，还应正确的进行轴承的组合结构设计。
即解决轴系的轴向位置固定、轴承与相关零件的配合、间隙的调整、装拆、润滑和密封等几个方面的问题。
一、不同轴承组合类型的特点及其适用场合注意事项1、内圈固定问题：1）轴肩固定：承受大的轴向力；2）轴肩和弹性挡圈：用于深沟球轴承，所受轴向力不大，且转速不高的场合；3）轴肩和轴端压板：用于高转速及承受中等大的轴向力的场合；4）轴肩和圆螺母及止推垫圈：用于承受大的轴向力的场合。
5）设计时应该注意轴肩处圆角应小于轴承内圈圆角；轴肩高度应小于轴承内圈厚度（通常应不大于轴承内圈高度的3/4，过高不便于轴承的拆卸）。
2、外圈固定问题：1）孔肩和孔用弹性挡圈：用于深沟球轴承，所受轴向力不大的场合；2）止动环嵌入轴承外圈的止动槽内；3）端盖固定：单向固定承受大的轴向力，用于转速及很大轴向力的各类轴承；4）螺纹环：转速高、轴向力大且不宜使用轴承盖紧固的场合。
5）为了拆卸方便，孔肩高度要小于轴承外圈；6）轴承组合设计时，一根轴上的两个轴承座孔，必须保证同轴度，应一次镗出：轴承尺寸不同时刻加衬筒。
二、滚动轴承轴系支点固定结构1、双支点单向固定普通工作温度（t≤70℃）的短轴（跨距L≤400mm），常采用双支点单向固定的型式。
即两端支点中的每个支点分别承受一个方向的轴向力，限制轴承一个方向的运动，两个支点合起来就限制了轴的双向移动。
轴向力不大时，可采用深沟球轴承。
轴向力较大时，可选用一对角接触球轴承或一对圆锥滚子轴承。
考虑到轴工作时因受热而伸长，在轴承盖与外圈端面之间应留出0.25~0.4mm热补偿间隙（间隙很小，结构图上不必画出），间隙或游隙的大小，常用垫片或调整螺钉调节。
2、单支点双向固定应用场合：当轴承的跨度较长或工作温度较高时，轴有较大的热膨胀伸缩量，这时应采用单支点双向固定的轴承组合结构。
结构特点：两个方向的轴向力由同一支点上的轴承承受，这个支点上的轴承应是可以承受双向轴向载荷的轴承或轴承组合，这一端称为固定端。
轴承类型及组合设计
浅析轴承的类型及组合设计为了保证轴及轴上零件准确地绕规定的轴线转动，必须按照机械运动学原理约束轴的5个自由度，仅保留一个绕规定轴线转动的自由度。
轴承就是用来支承轴及轴上零件、保持轴的旋转精度和减少转轴与支承之间摩擦和磨损的部件。
按轴承工作时的摩擦性质不同，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承。
按其承受载荷的方向，可分为承受径向载荷的向心轴承、承受轴向载荷的推力轴承和同时承受径向载荷与轴向载荷的向心推力轴承。
滑动轴承按其工作表面的摩擦状态可分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承。
液体摩擦滑动轴承的轴颈与轴承的工作表面完全被油膜隔开，所以摩擦因数很小，一般仅为0.001-0.008；非液体摩擦滑动轴承的轴颈与轴承工作表面之间虽有润滑油存在，但在表面局部凸起部分仍会发生金属的直接接触，因此，摩擦因数较大，容易磨损。
滚动轴承是精密机械中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。
与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小、启动灵活、效率高、润滑方便和互换件好等优点，而且它已标准化，对设计、使用、润滑、维护都很方便，因此在一般精密机械中应用较广。
其缺点是抗干扰能力差，工作时有噪声，工作寿命不及液体摩擦滑动轴承。
1、滚动轴承的结构滚动轴承的基本结构由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。
内圈用来和轴颈装配，外圈用来和轴承座装配。
通常是内圈随轴颈回转，外圈固定，但也有外圈回转而内圈不动，或是内、外圈同时回转的情况。
当内、外圈相对转动时，滚动体即在内、外圈的滚道间滚动。
常用的滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子、非对称球面滚子等几种。
轴承内、外圈上的滚道，有限制滚动体侧向位移的作用。
保持架的主要作用是均匀地隔开滚动体。
如果没有保持架，则滚动体转动时将会因两滚动体接触处产生的较大相对滑动速度而发生磨损。
保持架有冲压的和实体的两种。
冲压保持架一般用低碳钢冲压制成，它与滚动体间有较大的间隙。
实体保持架常用铜合金、铝合金或塑料经切削加工制成，有较好的定心作用。
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。
滚动轴承的组合结构设计应考虑的问题
中 ｏ期 ｚ ６
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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。
滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合设计作者：侯毅红来源：《今日湖北·下旬刊》2014年第04期摘要为了使轴承能正常工作，除正确选择轴承的型号外，还必须正确地进行滚动轴承的组合设计，也就是必须根据轴承的具体要求及结构特点，对轴承的固定、调整、润滑、密封、配合以及装拆等进行全面的考虑。
关键词滚动轴承设计一、保证支承的刚度和同轴度轴和安装轴承的轴承座或机体必须有足够的刚度.否则会因这些零件的变形而使滚动体的运动受到阻碍，影响旋转精度，导致轴承过早损坏。
轴承座应有适当的厚度，或加肋以增加刚度（图1）。
同一轴上各轴承孔要保证必要的同轴度，否则轴安装后会产生较大变形，影响轴承运转因此，应尽可能采用整体结构的机壳，并采用直径相同的轴承孔，以便于两个轴承孔可一次镗出。
当两个轴承空分在两个外壳上时，则应把两个外壳组合在一起进行镗孔。
图1 轴承座的刚度二、轴承的固定和调整1、轴的支承结构的基本形式轴的支承结构形式常用的有以下两种。
（1）两端单向固定如图（2）所示，利用轴肩或挡油环顶住轴承内圈，轴承盖顶作外圈，每一个支承只能限制轴一个方向的轴向移动，两个支承合起来就限制了轴的双向移动。
这种固定方式称为两端单向固定。
考虑温升后轴的伸长，对深沟球轴承需在轴承外圈与轴承端盖间留有a=0.2—0.4mm的间隙.对于角接触轴承（圆锥滚子轴承和角接触球轴承）是在安装时使轴承内部留有适当的铀向间隙，此间隙是靠增减轴承端盖与箱体间的垫片来保证，也可用调节螺钉改变轴承外圈上压盖的位置来实现调整间隙。
两端单向固定结构简单，便于安装，仅适用于温升不高的短轴。
图2 两端单向固定图3 一端固定，一端游动（2）一端固定、一端游动对工作温度较高的长轴，由于其热伸长量大，应将一个支承处的轴承内、外围两侧固定，而另一支承的轴承可沿铀向自由移动（图3）。
可作轴向游动的支承称为游动支承，显然游动支点不能承受轴向载荷。
2、轴向位量的调整为了使轴上零件具有准确的工作位置，要求轴承组合的轴向位置可以调整。
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。
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。
主传动件结构设计,轴的结构设计,轴承组合设计
主传动件、轴和轴承组合是机械设备中的重要组成部分，它们的设计对于设备的性能和使用寿命具有重要影响。
以下是对这三个方面的结构设计进行简要介绍：一、主传动件结构设计主传动件是机械设备中的核心部件，它负责将动力传递到工作机构，实现设备的运动和功能。
主传动件的结构设计需要考虑以下几个方面：1. 传动方式：根据设备的工作需求和结构特点，选择合适的传动方式，如齿轮传动、链传动、带传动等。
2. 传动精度：为了保证设备运动的准确性和稳定性，需要选择高精度的传动件，并进行精确的装配和调整。
3. 承载能力：根据设备的工作负载和转速要求，选择具有足够承载能力的传动件，以确保设备的安全运行。
4. 可靠性：主传动件的结构设计应考虑其可靠性和耐久性，采用耐磨、耐腐蚀的材料和结构，以减少故障和维修频率。
二、轴的结构设计轴是机械设备中的重要支撑和传动部件，它承担着传递动力和运动的任务。
轴的结构设计需要考虑以下几个方面：1. 轴径和长度：根据设备的工作负载和转速要求，选择合适的轴径和长度，以确保轴的强度和刚度。
2. 支撑结构：根据设备的工作环境和要求，选择合适的支撑结构，如轴承支撑、滚轮支撑等，以提高轴的稳定性和精度。
3. 材料选择：轴的材料应具有良好的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等特性，常用的材料有碳钢、合金钢等。
4. 表面处理：为了提高轴的耐磨性和耐腐蚀性，可以对轴的表面进行喷涂、镀层等处理。
三、轴承组合设计轴承是机械设备中的重要支承部件，它可以使轴在设备中灵活运动，并承受一定的载荷。
轴承组合设计需要考虑以下几个方面：1. 轴承类型选择：根据设备的工作环境和要求，选择合适的轴承类型，如深沟球轴承、圆柱滚子轴承等。
2. 轴承配合选择：根据轴径和轴承内径的大小关系，选择合适的配合方式，如过盈配合、间隙配合等。
3. 安装方式：根据设备的工作环境和要求，选择合适的安装方式，如两侧安装、两端安装等。
4. 密封装置：为了防止轴承润滑油的泄漏和外部杂质的侵入，需要设计合适的密封装置。
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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• 曲路密封（迷宫式密封） 曲路密封（迷宫式密封）
八．保证支承部分的刚性和同心度 1.机壳及轴承座孔应有足够的壁厚 机壳及轴承座孔应有足够的壁厚、 1.机壳及轴承座孔应有足够的壁厚、缩短悬臂部 分并设置加强筋； 分并设置加强筋；对于轻合金或非金属机壳应 采用钢或铸铁衬筒。 采用钢或铸铁衬筒。
一根轴上的两个轴承座孔，必须保证同轴度， 2. 一根轴上的两个轴承座孔，必须保证同轴度， 应一次镗出：轴承尺寸不同时可加衬筒。 应一次镗出：轴承尺寸不同时可加衬筒。
注意：安装时密封唇应朝向密封部位。 注意：安装时密封唇应朝向密封部位。 密封唇向内——防漏；向外 防漏； 防尘； 密封唇向内 防漏 向外——防尘； 防尘 两个相反方向——既防尘又防漏。 既防尘又防漏。 两个相反方向 既防尘又防漏
2）非接触式密封：避免接触处产生滑动摩擦。 非接触式密封：避免接触处产生滑动摩擦。 • 间隙密封（图13-33）：间隙为0.1∼0.3mm。 间隙密封（ 13-33）：间隙为0.1 0.3mm ）：间隙为0.1∼ mm。 于脂润滑； 用 于脂润滑；
１)轴肩固定: 承受大的轴向力 2)轴肩和弹性挡圈：用于深沟球轴承， 2)轴肩和弹性挡圈：用于深沟球轴承，所 轴肩和弹性挡圈 受轴向力不大，转速不高； 受轴向力不大，转速不高； 3)轴肩及轴端压板： 3)轴肩及轴端压板：用于高转速及承受中等 轴肩及轴端压板 大的轴向力； 大的轴向力； 4)轴肩和圆螺母及止退垫圈： 4)轴肩和圆螺母及止退垫圈：用于承受大的轴向力 轴肩和圆螺母及止退垫圈 注意：为使端面贴紧， 注意：为使端面贴紧， 轴肩处圆角<轴承内圈圆角； 轴肩处圆角<轴承内圈圆角； 轴肩高度<轴承内圈厚度。 轴肩高度<轴承内圈厚度。
二、讨 论
分析齿轮轴系错误并改正之， 分析齿轮轴系错误并改正之，轴承采用脂润滑
该齿轮轴件的固定 1）小齿轮左端无轴向固定 ） 2）小齿轮缺少周向固定 3）大齿轮轴向固定不可靠 ） 4）轴承外圈无固定 5）弹性挡圈多余 ）
2、滚动轴承的装拆与调整 、 1）轴肩高于轴承内圈 ） 2）套筒高于轴承内圈 ） 3）箱体与端盖间缺少垫片 ） 3 、滚动轴承的密封 1）轴承端盖缺少密封 ） 2）缺少封油环 ）
五．滚动轴承的装拆 装内圈——套筒垫着锤 套筒垫着锤 装内圈 拆内圈——钩爪器 钩爪器 拆内圈
注意：轴肩＜ 注意：轴肩＜内圈 孔间＜ 孔间＜外圈
六．轴承的润滑 一般根据dn值选择润滑方式 一般根据dn值选择润滑方式 dn 轴承内径， （d——轴承内径，mm； 轴承内径 mm； ） 轴的转速， n——轴的转速，rpm 轴的转速
• 毡圈密封（图13-30）：结构简单但摩擦严重。 毡圈密封（ 13-30）：结构简单但摩擦严重。 ）：结构简单但摩擦严重 v<4∼5m/s处 主要用于脂润滑。 用于 v<4∼5m/s处，主要用于脂润滑。
• 皮圈密封：安装方便，易于更换。 皮圈密封：安装方便，易于更换。 15m/s，要求轴颈淬硬，增强耐磨性。 v<10～15m/s，要求轴颈淬硬，增强耐磨性。
4 、转动件与静止件的关系 1）套筒与轴承 ） 端盖接触 2）端盖与轴接触 ） 5 、零件结构工艺性 箱体加工面与 非加工面没分开
注意：在分析轴系结构时， 注意：在分析轴系结构时，要将轴的结构设计要 求和轴承组合设计要求等结合起来综合考虑， 求和轴承组合设计要求等结合起来综合考虑，避 免片面化， 免片面化，结构设计技能对机电专业人员来说是 至关重要的，应予以重视。 至关重要的，应予以重视。
转速及很大轴向力的各类轴承； 转速及很大轴向力的各类轴承；
螺纹环：转速高、 4) 螺纹环：转速高、轴向力大且不宜使 用轴承盖紧固的场合。 用轴承盖紧固的场合。
二. 轴承组合的轴向固定 1．两端固定（双支点单向固定）： 两端固定（双支点单向固定）： 单向固定 用于工作温度不高的短轴
2．一端固定，一端游动（单支点双向固定）： 一端固定，一端游动（单支点双向固定）： 双向固定 用于工作温度较高的长轴 ；
三．轴承间隙及轴上零件的位置调整 轴承与端盖间隙调整： １. 轴承与端盖间隙调整：加减轴承与端盖间的垫片 轴承组合位置的调整： ２. 轴承组合位置的调整： 加减衬筒端面与机架之间的垫片厚度。 加减衬筒端面与机架之间的垫片厚度。
四．滚动轴承的配合及其选择 轴承配合是指内圈与轴颈及外圈与座孔的配合。 轴承配合是指内圈与轴颈及外圈与座孔的配合。 基准制：因为滚动体为标准件， 1. 基准制：因为滚动体为标准件， 因此：轴承内孔—轴 因此：轴承内孔 轴： 基孔制 轴承外径—座孔 座孔： 轴承外径 座孔：基轴制 转动圈比不动圈的配合紧些，且转速越高、 2. 转动圈比不动圈的配合紧些，且转速越高、 载荷越大、振动越强烈时，配合应越紧。 载荷越大、振动越强烈时，配合应越紧。 转动圈与旋转部分的配合： 转动圈与旋转部分的配合：n6, m6, k6, js6 不动圈与不动部分的配合： 不动圈与不动部分的配合：J7, J6, H7, G7 游动圈或经常拆卸的轴承应选取较松的配合。 3. 游动圈或经常拆卸的轴承应选取较松的配合。
2. 轴承外圈的紧固方法（图13-24） 轴承外圈的紧固方法（ 13-24）
1) 孔肩和孔用弹性挡圈：用于深沟球轴承，所受 孔肩和孔用弹性挡圈：用于深沟球轴承， 轴 向力不大； 向力不大； 止动环嵌入轴承外圈的止动槽内； 2) 止动环嵌入轴承外圈的止动槽内；
3)端盖固定:单向固定承受大的轴向力,用于高 3)端盖固定:单向固定承受大的轴向力, 端盖固定
§4 - 6
轴承组合的设计
为了保证轴承正常工作， 为了保证轴承正常工作，除了正确选 择轴承类型和尺寸外， 择轴承类型和尺寸外，还应合理地设计轴 承组合。 承组合。 在轴承组合设计时，应注意以下几个 在轴承组合设计时， 方面的问题： 方面的问题：
一．滚动轴承的轴向固定 包括轴承内、 包括轴承内、外圈的固定 轴承内圈的固定方法（ 13-23） 1. 轴承内圈的固定方法（图13-23）
继续
三、总 结
轴系结构设计应注意的问题： 轴系结构设计应注意的问题：
1、轴上零件的定位 轴上零件的固定(结合轴承组合的固定） 2、轴上零件的固定(结合轴承组合的固定） 1）轴向 2）周向 3、轴上零件的装拆与滚动轴承调整 4、滚动轴承的密封 5、零件的结构工性 6、转动件与静止件的关系
１．脂润滑：用于较低的dn值，不便经常添 脂润滑：用于较低的 值 加润滑剂或不允许使用油润滑的 场合，它能承受较大载荷， 场合，它能承受较大载荷，不易 流失，容易密封。 流失，容易密封。 ２．油润滑：用于高速、高温、脂润滑不能 油润滑：用于高速、高温、 求时。 满足要 求时。
七．轴承的密封装置 密封的目的：阻止灰尘、 1. 密封的目的：阻止灰尘、水、酸及其他杂物 进入轴承；阻止润滑剂流失。 进入轴承；阻止润滑剂流失。 密封装置：接触式、非接触式。 2. 密封装置：接触式、非接触式。 1）接触式：在轴承盖内放置软材料与转动轴 接触式： 直接接触密封。 直接接触密封。