滚动轴承的组合结构设计

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1、为保证轴承正常工作，除正确选择轴承类型和确定型号外，还需要合理的进行轴承的组合设计，主要解决轴系的轴向固定、轴承与相关零件的配合、间隙调整和润滑密封等方面的问题。1．轴系支点的轴向固定型式    为保证滚动轴承轴系能正常传递轴向力且不发生串动，在轴上各零件定位固定的基础上，必须合理地设计轴系支点的轴向固定结构。（1）两端单向固定    如图13、图14所示，轴系中的每个轴承分别承受轴系一个方向的轴向力，限制轴系的一个方向的移动，两个支点的轴承合起来就能承受轴系双向的轴向力，从而限制了轴系沿轴向的双向移

2、动，这种固定方式称为两端单向固定。它适用于工作温度变化不大的短轴，为允许轴工作时有少量热膨胀，轴承安装时应留有0．25mm～0．4mm的轴向间隙，结构图上不必画出间隙。 图13两端固定的深沟球轴承轴系图14两端固定的角接触轴承轴系 （2）一端双向固定、一端游动     如图15a、b、c所示，轴系中一个支点为固定端，由单个轴承或轴承组承受轴系的双向轴向力，限制轴系的双向移动，另一个支点为游动端，能使轴沿轴向自由游动。为避免松脱，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

3、，轴承外圈要与机座作轴向固定，靠滚子与套图间的游动来保证轴的自由伸缩。这种固定方式适用于较长的轴或工作温度变化大的轴，此时轴的热膨胀伸缩量大。 a)b)c) 图15一端固定、一端游动轴系 （3）两端游动     要求能左右双向游动的轴，可采用两端游动的轴系结构。图16为人字齿轮传动的高速主动轴，为了自动补偿轮齿两侧螺旋角的制造误差，使轮齿受力均匀，采用允许轴系左右少量轴向游动的结构，故两端都选用圆柱滚子轴承。与其相啮合的低速齿轮轴系则必须两端固定，以便两轴都得到轴向定位。    轴承在轴上的轴向定位常

4、用轴肩或套筒，定位端面应与轴线有较好的垂直度。为保证可靠定位，轴肩圆角半径rl必须小于轴承的圆角半径r。轴肩高度通常不大于内圈高度的3/4，过高不便于轴承拆卸（图17）。  图16两端游动轴系图17轴承拆卸  轴承内圈的轴向固定可选用轴端挡圈、圆螺母、轴用弹性挡圈等结构（18）。外圈可采用机座孔端面、孔用弹性挡圈、压板、端盖等形式固定（19）。  图18轴承内圈的轴向固定结构图19轴承外圈的轴向固定结构 图20轴承间隙的调整 （2）轴承的预紧     向心角接触轴承可通过预紧的方法使滚动体和内、外套圈

5、之间产生一定预变形，使轴承带负游隙运行。预紧可增加轴承刚度，提高旋转精度，延长轴承寿命。通过加金属垫片、磨窄套圈或调整两轴承之间内、外套筒的宽度来得到一定的预紧量（图21），固定结构中必须要有可调环节（如圆螺母）。预紧量的合理数值应参考有关资料或通过试验取得。 （3）轴承组合位置的调整     轴承组合位置的调整的目的，是使轴上零件（如齿轮、带轮等）具有准确的工作位置。如圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合；又如蜗杆传动，要求蜗轮主平面通过蜗杆的轴线。图22为圆锥齿轮轴承组合位置调整，垫片1用来调整锥

6、齿轮轴的轴向位置，垫片2用来调整轴承间隙。 图21轴承的预紧图22轴承组合位置的调整 4．滚动轴承的润滑     滚动轴承润滑的目的降低摩擦阻力和减轻磨损，还有吸振、冷却、防锈和密封等作用。    合理的润滑对提高轴承性能，延长轴承的使用寿命有重要意义。    滚动轴承的润滑剂可以是脂润滑、润滑油或固体润滑剂。滚动轴承的润滑方式可根据速度因数dn值，参考表12选择。d为轴颈直径，mm；n为工作转速，r／min。 表12滚动轴承润滑方式的选择轴承类型dn（mm·r／min）值浸油飞溅润滑滴油润滑喷油润滑

7、油雾润滑脂润滑深沟球轴承≤2.5×105≤4×105≤6×105＞6×105≤(2～3)×105角接触球轴承圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承≤1.6×105≤2.3×105≤3×105——推力轴承≤0.6×105≤1.2×105≤1.5×105——     低速时常用脂润滑，脂润滑能承受较大载荷，且结构简单，易于密封。润滑脂的装填量一般不超过轴承空间的1／3～l／2，装脂过多，易于引起摩擦发热，影响轴承的正常工作。    速度较高的轴承都用油润滑，润滑和冷却效果均较好。减速器轴承常用浸油或飞溅润滑。浸油润滑时

8、油面不应高于最下方滚动体的中心，否则搅油能量损失较大易使轴承过热。喷油或油雾润滑兼有冷却作用，常用于高速情况。    滚动轴承润滑剂的选择主要取决于速度、载荷、温度等工作条件。一般情况下，采用的润滑油粘度应不低于13mm2/s～32mm2/s（球轴承油粘度略低，而滚子轴承略高）。载荷大、工作温度高时宜选用高粘度油，容易形成油膜；而dn值大或喷雾润滑时选用低粘度油，搅油损失小，冷却效果好。脂润滑轴承在低速、工作温度65℃以下时可选钙基脂，较高温度时选钠基脂