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64h-第九章滚动轴承小结
S '2
A2=S1-FA
A1=S1
正安装：外圈窄边相对， 正安装ห้องสมุดไป่ตู้外圈窄边相对，S相对
3、FA+S2=S1 、
轴系力平衡， 轴系力平衡，则
S1 = FA + S 2 A2=S2 A1=S1
S1 R1 Fa S2 R2
S1 R1 Fa S2 R2
总结： 总结：
正安装：外圈窄边相对， 正安装：外圈窄边相对，S相对
三、滚动轴承组合设计
3、轴承的配合、装拆与预紧 、轴承的配合、
冷压法 热套法 用工具拆卸 长度不等的套筒弹簧等预紧
4、支承部分的刚度和同轴度 、 5、轴承的润滑 、
1）、脂润滑 ）、脂润滑 ）、
2）、油润滑：油浴润滑、飞溅润滑、喷油润滑。 ）、油润滑 油浴润滑、飞溅润滑、喷油润滑。 ）、油润滑：
6、滚动轴承的密封 、
C0：受力最大滚动体与滚道接触处, 永久变形量的 受力最大滚动体与滚道接触处, 总和达到滚动体直径的0.0001 0.0001时 轴承上所加载荷。 总和达到滚动体直径的0.0001时,轴承上所加载荷。
二、基本计算
1、疲劳寿命计算
的步骤： *求L（Lh)(C)的步骤： （ 的步骤
1、求派生轴向力Si的大小、方向 求派生轴向力S 的大小、 方向：从小口指向大口。大小： 方向：从小口指向大口。大小： Si=f(Ri) 求轴向力A 2、求轴向力Ai的大小 通过F 定出松、紧端; 通过FA、Si定出松、紧端; 紧端： 松端： 紧端：A紧=S松±FA 松端：A松=S松 3、求径向系数 ，轴向系数 、 径向系数X 轴向系数Y 表9 − 6，Ai 与e比较 → X , Y i i Ri
求当量动载荷P 4、求当量动载荷P 5、求L（Lh)(C`)
第9章滚动轴承
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择
角接触球轴承
类型代号:70000C/AC/B
尺寸系列代号: 19、（1）0、（0）2、 （0）3、（0）4、
特点:可承受径向载荷 和单向轴向载荷。
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择 推力圆柱滚子轴承
类型代号:80000 尺寸系列代号: 11、12 特点:只能承受单向轴向 载荷。要求轴刚度大。
转化原则 寿命相同
计算寿命时条件不 同，不方便比较
第四节 滚动轴承寿命计算
当量动载荷 1.仅能承受径向载荷的轴承 圆柱滚子轴承（N0000型） 和滚针轴承（NA0000型） 2.仅能承受轴向载荷的推力轴承 推力球轴承（51000、52000型） 推力圆柱滚子轴承（80000型） 径向载荷
PR
轴向载荷
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择 双列深沟球轴承
类型代号:40000 尺寸系列代号: 2（2） （2）3 特点:可同时承受径向载 荷和双向轴向载荷，比 深沟球轴承承载能力大。
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择 推力球轴承
类型代号:50000 尺寸系列代号:11、12、 13、14 特点:只能承受单方向的 轴向载荷，极限转速较低。
(3)调心性能
轴承座孔不平行 调心轴承
非调心轴承
非调心轴承
轴承座孔不同轴 调心轴承 轴挠曲变形 非调心轴承 调心轴承
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择
(4)轴承的安装和拆卸 无内圈
第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择
2. 尺寸选择
类型——类型代号，根据载荷的大小、性质选取
内径——内径代号，根据轴径选取
第九章 滚动轴承
第一节 概述 第二节 常用滚动轴承的类型、代号及选择 第三节 滚动轴承内部载荷分布及失效分析
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。
机械设计基础--滚动轴承
?
RV2 RH2 Fr
角 接 触 球 轴 承
RV1 RH1 1,角接触轴承的派生轴向力 Fs O -支反力作用点,即法线与轴线的交点. 向心角接触轴承(角接触球轴承,圆锥滚子 轴承)受纯径向载荷作用后,会产生派生轴 FS 向分力 FS . O F 派生轴向力: si ≈ 1.25 Fr tgα 注意 F 的
Fr1 ● 若 FS1 + FA > FS2
Fr2
轴向合力向右,轴有向右移动的趋势,
但外圈被固定, 右轴承被压紧,会产生反力FS2′, 即:Fa1=FS1 (放松端) 使轴向力平衡, 使得 FS 1 + FA = FS 2 + FS 2 ′ FS2 和 FS2′ 都是右轴承所受的力,故: Fa 2 = FS 2 + FS 2 ′ = FS 1 + FA 而左轴承被放松, 故:Fa1 = FS 1
(放松端)
1 FS2′
FS1
2
FA
FS2
● 若 FS2 + FA < FS1, 轴向合力向左,轴有向左移动的趋势, 右轴承被压紧,会产生反力FS 2′, 使轴向力平衡:
FS 1 = FS 2 + FA + FS 2 ′ Fa1 = FS 1
(放松端)
∴
Fa 2 = FS 1 FA(压紧端)
归纳如下: 根据排列方式判明派生轴向力 FS 1,FS2 的方向; 判明轴向合力指向及轴可能移动的方向, 分析哪端轴承被"压紧",哪端轴承被"放松"; "放松"端的轴向载荷等于自身的内部轴向力, "压紧"端的轴向载荷等于除去自身派生轴向力 后其它轴向力的代数和. 对于能够承受少量轴向力而α=0 的向心轴承: (如深沟球轴承) 因为:α=0 , FS1=0 ,FS2= 0 所以:Fa=FA 图中: Fa1=0 Fr1 Fa2=FA FA
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。
16 滚动轴承
§16-2 滚动轴承的代号
国家标准GB/T292-93中规定，轴承的代号用字母加数字表示 ，由基本代号、前臵代号和后臵代号三部分构成。
前臵代号 轴 承 的 分 部 件 代 号 五 基本代号 四 三 二 一 尺寸系 列代号 宽 直 度 径 系 系 列 列 代 代 号 号 内 部 结 构 代 号 密 封 与 防 尘 结 构 代 号 保 持 架 及 其 材 料 代 号 后臵代号 特 殊 轴 承 材 料 代 号 公 差 等 级 代 号 游 隙 代 号 多 轴 承 配 臵 代 号 其 它 代 号
③ 7206C/P63——表示内径30mm ，的轻窄系列角
接触球轴承，α=15°， 6 级公差等级， 3 组径向游 隙。
§16-3 滚动轴承的选择计算
滚动轴承的选用，首先是轴承类型的选择。正确地 选择出合适的轴承类型，首先必须熟悉各类轴承的 特点，然后考虑机械设备对轴承的要求，包括工作 载荷、转速、寿命、旋转性能等方面的要求。
滚动 体形 状
§16-1 滚动轴承的基本类型和特点
轴承 类型
3. 按工作时能否调心可分为调心轴承和非调心 轴承。 4.按安装轴承时其内、外圈可否分别安装，分 为可分离轴承和不可分离轴承。 5.按公差等级可分为0、6、5、4、2级滚动轴 承，其中2级精度最高，0级为普通级。另外 还只有用于圆锥滚子轴承的6x公差等级。
基本代 号1
代号 内径 d
00 10
01 12
02 15
03 17
04～96 代号×5
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。
Chapter18滚动轴承的组合结构设计课堂PPT
200 200 Fr1H=20+032F0te=52×022=0804.165N
- F r2 H = F teF r1 H = 13 .85 N 53
山东大学专用
Fr2H
Fr1V
26 Fr1H
作者： 潘存云教授
求总径向载荷
Fr1= Fr21V+Fr21H =2.2 325 8 +8.4 126 5 =8.7 65 5 N
▲ 对轴承适当地预紧，以此提高轴承的旋转精度，增
加轴承装置的刚度、减小机器工作时轴的振动 24
山东大学专用
作者： 潘存云教授
滚动轴承例题分析
设根据工作条决定在轴的两端反装两
个角接触球轴承。已知轴上齿轮受切向力 Ft=2200N，径向力Fr=900N，轴向力 Fa=400 N，齿轮分度圆直径d=314 mm， 齿轮转速n=520 rpm，运转中有中等冲击 载荷，轴承预期计算寿命L’h=15000 h。设 初选两个轴承型号均为7207C，试验算轴 承是否可达到预期计算寿命的要求。
14
作者： 潘存云教授
接触式密封：
矩形断面的 毛毡圈被安 装在梯形槽 内，它对轴 产生一定的 压力而起到 密封作用。
潘存云教授研制
密封唇朝 里，目的 是防漏油。
防漏油
密封唇朝外， 主要目的是防 灰尘、杂质
防灰尘
潘存云教授研制
潘存云教授研制
密封圈用皮革、塑 料或耐油橡胶制成， 有的具有金属骨架， 有的没有，制成标 准件。
K7
M6
M7
N6
N7
P6 P7
零线 0
山东大学专用
21
作者： 潘存云教授
六、滚动轴承的安装与拆卸 装拆滚动轴承时，要特别注意以下两点： 1.不允许通过滚动体来传力，以免使滚道或滚动体造
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。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钢 衬 筒
L
肋板
使用钢衬筒的轴承座孔
用加强筋增强轴承座孔刚性
12.3.4 滚动轴承的组合设计
▲ 一根轴上两个支承的座孔，必须尽可能地保持同心， 以免轴承内外圈间产生过大的偏斜。
●采用整体结构的外壳，并把两个轴承孔一次镗出；
●在一根轴上的不同尺寸的轴承孔仍应一次镗出， 这时可利用衬筒来安装尺寸较小的轴承。
一支点双向固定、另一端支点游动
两端均游动
预留补偿间隙 C=0.2~0.4 mm
双支点各单向固定
小锥齿轮轴支承 结构之一
L1
特点：
1、面对面安装 2、轴支承刚性差 3、调整轴承游隙容易 4、调节外圈可对轴承进行预紧 5、受热膨胀后易卡死
b
6、轴装配较容易 7、轴上应力集中小
12.3.4 滚动轴承的组合设计
12.3.5 滚动轴承的润滑与密封 补充：滚动轴承的预紧
加金属垫片 方法
磨窄套圈
潘存云教授研制
12.3.5 滚动轴承的润滑与密封 1.滚动轴承的润滑
轴承中润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还可以起散 热、减少接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用。
润滑方式
油润滑 脂润滑
按dn 值查表12--14
脂润滑优点：油膜强度高，不易流失、便于密封，充 填一次，可运转较长时间。
选用深沟球轴承时，外 圈与端盖间应留有间隙。
选用圆柱滚子轴承时， 外圈应双向固定。
固定支承
游动支承
游动支承
12.3.4 滚动轴承的组合设计
12.3.4 滚动轴承的组合设计
12.3.4 滚动轴承的组合设计
常用的轴承配置方法：
双支点各单向固定 一个支点双向固定、另一端游动 两端均游动
人字齿轮由于本身的轴向限 位作用，其中一根轴设计成 两端固定的形式，另外一根 轴必须游动，否则会卡死。
轴承内圈的拆卸
装内圈于轴上 内外圈上同时受力
12.3.4 滚动轴承的组合设计
轴承外圈的拆卸
h1
h1
12.3.4 滚动轴承的组合设计
12.3.5 滚动轴承的润滑与密封
补充：滚动轴承的预紧
目的： 提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减少
机器工作时轴的振动。
对某些可调游隙的轴承，在安装时用某种方法在轴 承中产生并保持一轴向力，使内、外圈产生相对移动 以消除轴承中的轴向游隙，并在滚动体和内、外圈接 触处产生预压变形。
12.3.4 滚动轴承的组合设计
目的：为了正确解决轴承的安装、配置、紧固、调整、 润滑、密封等问题。
补充： 支承部分的刚性和同心度
▲ 轴及轴承座必须有足够的刚性，以避免变形使滚动 体的滚动受阻滞；
● 轴承座孔壁应有足够的厚度； ● 轴承座的悬臂应尽可能地缩短，并增加肋板； ● 采用套杯以防止座孔被压坏。
两端游动
12.3.4 滚动轴承的组合设计 3. 滚动轴承的配合
----指内圈与轴颈、外圈与轴承座孔的配合。
▲ 滚动轴承作为一种通用的标准件，规定采用以下配 合类型： 内圈----轴 → 基孔制
外圈----轴承座孔 → 基轴制
1）载荷：载荷较大时，应选用较紧的配合；载荷 方向不变时，转动圈配合宜紧一些，而不动圈配合 宜松一些。
螺钉调整
调整垫片
螺钉调整
加减垫片
12.3.4 滚动轴承的组合设计 4. 滚动轴承的装拆
装拆轴承时，要特别注意：
1) 不允许通过滚动体来传力，以免使滚道或滚动体造成损伤。
2) 由于轴承的配合较紧，装拆时应使用专门的工具。
潘存云教授研制
错误的施力 正确的施力
错误
正确
12.3.4 滚动轴承的组合设计
滚动轴承的安装
闭式齿轮传动
12.3.4 滚动轴承的组合设计 2.滚动轴承的轴向固定
---将轴承内圈或外圈相对于轴或轴承座实施紧固。 1）内圈的紧固方法：
弹性挡圈固定 圆螺母与止 轴端挡圈固定 动垫圈固定
紧定衬套、圆螺 母、止动垫圈与 锥孔内圈固定。
12.3.4 滚动轴承的组合设计
2）外圈的紧固方法：
端Hale Waihona Puke 孔盖用油润滑优点：摩擦阻力小、能散热，可在高速、高温 环境下使用。
12.3.5 滚动轴承的润滑与密封
当滚动轴承的速度较低（dn≤ 2×105 mm.r/min）时， 常采用脂润滑。
在高温、高速的条件下，通常采用油润滑。 飞溅润滑----是一般闭式齿轮传动装置中的轴承常用的润滑方法。
即当箱内齿轮的圆周速度较大（v≥ 2 ~ 3 m/s）时，利 用齿轮转动时飞溅带起的油来润滑轴承。
固
挡
定
圈
轴承外圈止动槽 螺纹环紧固
12.3.4 滚动轴承的组合设计 1. 滚动轴承的支承结构
----指一个轴系应采用几个轴承支承、如何支承、 如何配置等问题。
合理的轴承配置应考虑：
▲ 轴在机器中有正确的位置 ▲ 防止轴向窜动 ▲ 轴受热膨胀后不致将轴承卡死
等因素
滚动轴承的支承结构
双支点各单向固定 用于工作温度不高的短轴（L≤350mm）
12.3.4 滚动轴承的组合设计
2）装卸：常装卸的轴承，应选用间隙配合或过渡配合。
3）转速： 转速较高、振动较大时，宜选过盈配合。
对一般机械，由于轴承内圈与轴一起转动，外圈固定
不动，
轴常用 → k6、 座孔常用 m→6 G7、H7、J7、K7、
M7
12.3.4 滚动轴承的组合设计
轴承游隙的调整
方法： 加减垫片的厚度
12.3.5 滚动轴承的润滑与密封 2.滚动轴承的密封装置
密封方式的选择与润滑的种类、工作环境、温度、密 封表面的圆周速度有关。
分类
毛毡圈密封 接触式 密封圈密封
非接触式
间隙密封 迷宫式密封
组合式 ---毛毡迷宫式密封
12.3.5 滚动轴承的润滑与密封
接触式密封：
矩形断面的毛毡圈被安 装在梯形槽内，对轴产生一 定的压力而起到密封作用。
毛毡圈密封 适用场合：
脂润滑，要求环境清洁，轴颈圆周轴速度v <4 ~ 5 m/s，工作温 度不超过90℃。
接触式密封：
密封唇朝外， 目的是防灰尘
密封唇朝里，目
的是防漏油
(a)
适用场合：
密封圈密封
(b)
密封圈用皮革、塑料或耐油橡 胶制成，有的具有金属骨架，有 的没有，制成标准件。
L2 b
小锥齿轮轴支承结构之二
小锥齿轮轴支 承结构之二
L2
特点：
1、背靠背安装
b
2、轴支承刚性好
3、调整轴承游隙不容易
4、调节内圈可对轴承进行预紧
5、受热膨胀后不易卡死
6、轴装配不容易 7、轴上应力集中大
常用的轴承配置方法：
双支点各单向固定
一个支点双向固定、另一端支点游动
两端均游动
L 适用于工 作温度较 高的长轴