轴承端盖设计

5.7 轴承部件的结构设计

绝大多数中、小型减速器均采用滚动轴承，滚动轴承是标准件，设计时只需要选择轴承的类型和型号并进行轴承的组合设计即可。

滚动轴承部件的结构设计主要考虑轴承的支承结构型式、支承刚度、以及轴承的固定、调整、拆装、密封及润滑等。下面就轴承端盖结构、调整垫片、轴承的润滑与密封等方面作一介绍。

1 ．轴承端盖

轴承端盖用以固定轴承、调整轴承间隙并承受轴向力。

轴承端盖的结构有嵌入式和凸缘式两种。每种又有闷盖和透盖之分。

嵌入式轴承端盖结构简单、紧凑，无需固定螺钉，外径小，重量轻，外伸轴尺寸短。但装拆端盖和调整轴承间隙困难，密封性能差，座孔上开槽，加工费时。嵌入式轴承端盖多用于重量轻、结构紧凑的场合，其结构和尺寸见表 5.1 。

凸缘式轴承端盖安装、拆卸、调整轴承间隙都比较方便，密封性能也好，所以应用广泛。但缺点是外廓尺寸大，又需一组螺钉来联接。其结构和尺寸见表 5.2 。

表 5.1 嵌入式轴承端盖的结构尺寸

e 2 =5～10mm

s=10～15mm

m 由结构确定

D 3 =D+e 2 , 装有 o 型圈的，按 o

型圈外径取整

d1、 b1等由密封尺寸确定

表 5.2 凸缘式轴承端盖的结构和尺寸

do =d3 +1mm ， d3—端盖联接螺栓直径，尺寸见右表。D1=D+2.5d3

D2 =D1 +2.5d3

e=1.2d3

e 1 ≥ e

m 由结构确定

D4 =D- （ 10～15 ） mm

b1、d1由密封尺寸确定

b=5～10mm

h=(0.8～1)b 轴承外径

D

螺栓直径

d 3

端盖上螺栓数

目

45～65

70～100

110～140

150～230

6

8

10

12～16

4

4

6

6

当端盖与孔的配合处较长时，为了减少接触面，在端部铸出或车出一段较小的直径，但必须保留有足够的长度 e1，一般此处的配合长度为e1= （ 0.10~0.15 ） D ， D 为轴承外径，图中端面凹进δ值，也是为了减少加工面。如图 5.8 所示。

图 5.8 轴承端盖端部结构

图 5.9 穿通式轴承端盖

由于端盖多用铸铁铸造，所以要很好考虑铸造工艺。例如在设计穿通式轴承端盖图 5.9 时，由于装置密封件需要较大的端盖厚度（图 5.9a ），这时应考虑铸造工艺，尽量使整个端盖厚度均匀，如图 5.9b ）、c ）所示是较好的结构。

2 ．轴伸出端的密封

轴伸出端的密封的作用是防止轴承处的润滑剂流出和箱外的污物、灰尘和水气进入轴承腔内，常见的密封种类有接触式密封和非接触式密封两大类，接触式密封有毡圈密封、 O 形橡胶圈密封、唇形密封，非接触式密封有沟槽密封和迷宫密封。

下面主要介绍毡圈密封和 O 形橡胶圈密封。

（ 1 ）毡圈密封

将矩形毡圈压入梯形槽中使之产生对轴的压紧作用而实现密封，如图 5.10 。它的结构简单，价格低廉，安装方便，但接触面的摩擦磨损大，毡圈寿命短，功耗大，一般用在轴颈圆周速度 v ＜ 5m/s 、工作温度 t ＜ 90 0 C 、脂润滑的轴承中。安装前，毡圈需用热矿物油（ 80～90° C ）浸渍。

图 5.10 毡圈密封装置

（ 2 ） O 形橡胶圈密封

利用安装沟槽使 O 形橡胶圈受到压缩而实现密封，在介质作用下产生自紧作用而增强密封效果。 O 形橡胶圈有双向密封的能力，其结构简单， O 形橡胶圈为标准件，可直接选用。

3 ．调整垫片

调整垫片可用来调整轴承间隙、游隙以及轴的轴向位置。在端盖与机体之间放置由若干薄片组成的调整垫片组，如图 5.9 所示。垫片组是由厚度不同的垫片组成的，垫片的厚度及片数见表 5.3 。也可根据需要自行设计调整垫片，垫片材料多为软钢片或薄铜片。

表 5.3 调整垫片组

组别 A 组 B 组 C 组

厚度0.50 0.20 0.10 0.50 0.15 0.10 0.50 0.15 0.12

片数 3 4 2 1 4 4 1 3 3

4 ．轴承的润滑与密封

1 ）润滑

根据轴颈的速度，轴承可以用润滑脂或润滑油润滑。当浸油齿轮圆周速度小于 2m/s 时，宜用润滑脂润滑；当浸油齿轮圆周速度大于 2m/s 时，可以靠机体内油的飞溅直接润滑轴承，或引导飞溅在机体内壁上的油经机体剖分面上的油沟流到轴承进行润滑，这时必须在端盖上开槽，如图 5.8 。为防止装配时端盖上的槽没有对准油沟而将油路堵塞，可将端盖的端部直径取小些，使端盖在任何位置油都可以流入轴承（图5.11 所示）。

图 5.11 油润滑端盖

2 ）轴承靠箱体内侧的密封

当润滑方式确定后，要考虑箱体内侧的密封，按密封作用可分为封油环和挡油环两种。

（ 1 ）封油环

它用于脂润滑轴承，为了防止润滑油进入轴承将油脂稀释而带走润滑脂，图 5.12a ）、 b ）、 c ）所示为固定式封油环，结构尺寸可参考轴伸出处的密封装置确定。图 5.12d ）、 e ）、所示为旋转式封油环，利用离心力可以甩掉从箱壁流下的油以及飞溅起来的油和杂质，封油效果比固定式好。图 e ）中旋转式封油环尺寸见） f 图。

图 5.12 封油环密封装置

（ 2 ）挡油环

对于斜齿轮传动，为了防止润滑油被轮齿沿轴向推动，造成一个轴承内的润滑油被吸出，而另一个轴承内进油较多，应在轴承面向箱体内壁的一侧加设挡油环。如图 5.13 所示，挡油环与座孔留有较大的间隙，允许一定的油量仍能溅入轴承腔内进行润滑。

图 5.13 挡油环密封装置

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