第十二章滑动轴承1
《机械设计基础》第十二章 滑动轴承解析
一、向心轴承
1、轴承的压强p 限制轴承压强p，以保证润滑油不被过大的压力所挤出，轴瓦不致产生 过度的磨损。即
轴承径向载荷，N
F p [ p] Bd
轴瓦材料的许用压强，MPa
轴瓦宽度，mm
轴颈直径，mm
2、轴承的pv值 pv值简略地表征轴承的发热因素，它与摩擦功率损耗成正比。Pv值越 高，轴承温升越高，容易引起边界油膜的破裂。
F
润滑油应由非承载区引入，所以在顶部 开进油孔。 在轴瓦内表面，以进油口为中心沿纵向、 斜向或横向开有油沟，以利于润滑油均匀分布 在整个轴颈上。
油沟的形式 B 一般油沟离轴瓦端面保持一定距离，以防止漏油。
当载荷垂直向下或略有偏斜时，轴承中分面常为水平方向。 当载荷方向有较大偏斜时，则轴承中分面斜着布置（通常倾斜45º ）。
3）验算压强p p
根据上述计算，可知选用铸锡锌铅青铜（ZQSn6-3-3）作为轴瓦材 料是足够的，其[p]＝8N/mm2，[pv]＝10N· m/(mm2· s)。
§12-5 动压润滑的形成原理
B板静止不动，A板以速度v向左运动，板间充满润滑油。
当板上无载荷时两平行板之间液体的速度呈三角形分布，板A、B之间 带进的油量等于带出的油量，因此两板间油量保持不变，即板A不会下沉。 若板A上承受载荷F时，油向两侧挤出，于是板A逐渐下沉，直到与B 板接触。 两平行板之间是不可能形成压力油膜的
pvm≤[ pv]
平均直径，（d1＋d2）/2
例12－1 试按非液体摩擦状态设计电动绞车中卷筒两端的滑动轴承。钢绳 拉力W为20kN，卷筒转速为25r/min，结构尺寸如图所示，其中 轴颈直径d＝60mm。 解： 1）求滑动轴承上的径向载荷 当 钢绳绕在卷筒的边缘时，一侧滑动轴 承上受力最大，为
《机械基础》第十二章轴承教案
《机械基础》教案课题第十二章轴承课型理论课课时2授课班级授课时间授课教师教材分析本节课的内容是关于《机械基础》中的第十二章。
要求学生理解机械基础的功用、结构，课标要求是掌握机械基础的作用。
选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《机械基础》（第七版），学习内容是机械基础的内容和各项方法。
学情分析知识储备：对机械有着初步的了解。
能力水平：熟悉机械基础的发展史。
学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。
学习目标知识目标：理解滚动轴承的基本知识。
能力目标：能够掌握滑动轴承的基本内容。
素质目标：1.认识到机械的重要性。
2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。
学习重难点教学重点：1. 滚动轴承的基本知识。
2.滑动轴承的基本内容。
教学方法讲授法、讨论法、演示法、实物教学法课前准备教师准备：教学课件学生准备：课前预习教学媒体多媒体教室、多媒体课件教学过程教学环节教师活动设计学生活动设计设计意图活动一：创设情境生成问题1.情境导入让学生阅读教材导入情景，引导学生思考：轴承基本知识。
2.展示学习目标认识到轴承的重要性。
掌握轴承基本知识的具体内容。
1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。
2.查看并记住本节任务的学习目标。
1.通过情景问话，引出本课主题。
同时激发学习兴趣。
2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。
活动二：调动思维探究新知一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。
二.1.新课讲解:借助PPT讲授机械基础基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图，对轴承基本知识有一个初步的了解。
轴承支承转动的轴及轴上零件，以保证轴的旋转精度，减少轴与轴座之间的摩擦和磨损滚动轴承滑动轴承12—1 滚动轴承一、滚动轴承的结构和类型1．滚动轴承的结构学习机械基础基本知识的总体认知(1)听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。
第十二章 滑动轴承
C. 增大相对间隙中 C 。
(34) 在干摩擦状态下，动摩擦与极限静摩擦力的关系是 A 相等 B 动摩擦力大于极限静摩擦力 B 。
C 动摩擦力小于极限静摩擦力
(35) 液体的粘度标志着
A 液体与固体之间摩擦阻力的大小
B 液体与液体之间摩擦阻力的大小
(36) 根据牛顿粘性液体的摩擦定律， 在如图12-3所示两板之间分别用两种液体， 若它们 在任意点处的剪应力相等，并且 d v / d y 相等，这两种流体的粘度 A 相等 B 不相等 A 。
A. 起动力矩小 C. 供油系统复杂
(8) 设计液体动压径向滑动轴承时，若通过热平衡计算发现轴承温升过高，下列改进措 施中，有效的是 C 。 B. 减小供油量 D. 换用粘度较高的油 B 。 B. 双层及多层金属轴瓦 D. 非金属轴瓦 D 制成的。 C 铜合金 D. 多孔质金属
A. 增大轴承宽径比 C. 增大相对间隙 (9) 巴氏合金用于制造 A. 单层金属轴瓦 C. 含油轴承轴瓦 (10) 含油轴承是采用 A. 塑料 (11) 下述材料中， A. 20CrMnTi C
6
(47) 液体摩擦动压向心滑动轴承中，承载量系数 C p 是 A 偏心率 x 与相对间隙 B 相对间隙 与宽径比 l / d C 宽径比 l / d 与偏心率 D 润滑油粘度 、轴颈公称直径 d 与偏心率
C
的函数。
(48) 液体动压向心滑动轴承，若向心外载荷不变，减小相对间隙 ，则承载能力 A ，而发热 A. 增大 A 。 B. 减小 C. 不变
(16) 动压液体摩擦径向滑动轴承设计中，为了减小温升，应在保证承载能力的前提下 适当 A 。 B. 减小 ，减小 B d D. 减小 ，增大 B d 。
A. 增大相对间隙 ，增大宽径比 B d C. 增大 ，减小 B d
第12章 (滑动轴承)
二、轴瓦材料 轴瓦材料的要求： 耐磨性、减磨性、 抗粘着性、 适应性、 磨合性、嵌荐性、 抗疲劳性、 强度、 导热性、 防腐性、附油性、工艺性、经济性。
轴承合金 铸造锡锑轴承合金——高速重载 轴 铸造铅锑轴承合金——中速中载 衬 铸造锡磷青铜————中速重载
铜合金 铸造锡铅锌青铜———中速中载 铸造铝铁青铜————低速重载
（正滑动轴承座，JB/T2560-1991） 轴套 润滑装置
特点： 简单、刚性好
无法调整因磨损而产生的间隙（可用电镀修理） 装拆不方便
应用：低速、轻载、间歇工作的场合
2．对开式（剖分式）径向滑动轴承 结构：轴承体—轴承座、轴承盖、螺纹联 接、台阶形榫口 轴瓦（剖分） 润滑装置 特点：装拆方便 可调垫片，调隙 结构复杂
一、设计计算准则： 力求在磨擦面间保持形成边界油膜。 压力限制p≤[p] 发热限制pυ≤[pυ] 散热限制υ≤[υ]
二、径向滑动轴承的条件性设计计算
1．确定轴承结构，选择轴瓦材料 2．选定宽径比B/d=0.3∽1.5
塑性大、轴刚度大、载荷小，取大值
3．验算工作能力 1）压强校核
p=Fr/Bd≤[p] 2）速度校核
为了贴附牢固，轴瓦基体内表面粗糙度值要 小，且制出沟槽。
厚轴瓦在使用时可以修刮。
（2）薄壁轴瓦 δ/D=0.025∽0.06mm 双金属轧制，质量稳定，刚度小，轴承体
要精加工，轴瓦内表面不修刮。
2．固定： ——轴套：过盈配合加螺钉 ——厚壁轴瓦：销钉或紧定螺钉，轴承盖、 座压紧
——薄壁轴瓦：凸耳
3．油孔和油槽 油孔——供油，开于非承载区 油槽——配油
当无侧漏时，润滑油在单位时间内流经任意 截面上单位宽度面积的流量为
第十二章滑动轴承
二、摩擦状态 1.干摩擦 固体表面直接接触，因而 →功耗↑ 磨损↑ 不许出现干摩擦！ 2.边界摩擦 运动副表面有一层厚度<1 μ m 的薄油膜， 不足以将两金属表面分开，其表面微观高峰 部分仍将相互搓削。
vv
温度↑ →烧毁轴瓦
v
比干摩擦的磨损轻， f ≈ 0.1~0.3 3.液体摩擦 有一层压力油膜将两金属表面隔开，彼此不 直接接触。 摩擦和磨损极轻， f ≈ 0.001~0.01
v
在一般机器中，处于以上情况的混合状态。 边界摩擦
f
混合摩擦 液体摩擦
o
摩擦特性曲线
η n/p
称无量纲参数η n/p 为轴承特性数η -动力粘度， p-压强， n-每秒转数。
三、磨损 典型的磨损过程 1、磨合磨损过程 在一定载荷作用下形成一 个稳定的表面粗糙度，且在以 后过程中，此粗糙度不会继续 改变，所占时间比率较小。
二、轴瓦的结构
厚壁轴瓦 卷制轴套 薄壁轴瓦 轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布 在整个轴径上。 进油孔 油沟 F
整体轴套
油沟形式
d
宽径比 B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比， 是重要参数。 液体润滑摩擦的滑动轴承: 非液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.5~1 B/d=0.8~1.5
常采用自动调心式轴承，一般 B/d=0.5~1.5。
2、止推（推力）滑动轴承 作用：用来承受轴向载荷 结构特点：由轴承座和止推轴颈组成
a)实心式
b)空心式
c)单环式
d)多环式
§12-2
滑动轴承的失效形式、轴（轴承衬）瓦材料、结构 和轴承润滑
一、失效形式： 1、磨粒磨损 2、刮伤 3、胶合 4、疲劳剥落 5、腐蚀
机械设计(第八版)课后答案 濮良贵 纪名刚第12章滑动轴承
112.1.2 摩擦与润滑种类与特点. （1）干摩擦--表面间无任何润滑剂(或保护膜)的纯金属接触时的摩擦.*（2）①边界摩擦(⑤边界润滑) ②作图 ---③两表面上的极薄的吸附油膜之间的摩擦** （3）①流体摩擦(④流体润滑) ③作图 ②--摩擦发生在润滑内部***（4）混合磨擦----处于 (1)、(2)、(3) 、三者的混合状态. 常见：（3）、（4）*接触峰点之间发生粘接、挤压、剪切、塑性流动 摩擦磨损最严重，f =0.15~0.5**④能降低摩擦阻力，减轻磨损，但膜厚小于粗糙度，强度不高，磨损不可避免。
***摩擦阻力最小，磨损最轻（几乎不发生摩损）212.1.3 磨损（滑动轴承主要失效形式）--摩擦表面的物质不断损失的现象（1）磨损类型：磨粒磨损、疲劳剥落（点蚀）、粘着磨损（胶合）、腐蚀磨损（2）磨损过程（3）不同因素对磨损的影响.1）材料、2）载荷、3）润滑、4）工作温度312.2 径向滑动轴承的结构及组成 (1)轴承座整体式（图11-1） 结构简单剖分式（图11-2） 间隙可调、装拆方便 调心式（图17-3） 顺应轴挠度 （2）轴套与轴瓦（实物）作用： 便于更换节约贵重金属结构： 整体式----轴套实物剖分式---轴瓦(3) 瓦上开油孔、油沟.输送、分布、存储润滑液最简结构：(4) 轴承衬----在钢质轴瓦上贴附一层减摩材料.节约贵重金属结构上需要*衬一定有瓦,瓦不一定有衬.412.4 润滑剂.P279（1）流体润滑剂—油、水润滑油（机油）主要指标：粘度、油性（边界膜性能）（2）润滑脂（黄油）主要指标：锥入度（稠度）、滴点（最高使用温度）（3）固体、气体润滑剂（特殊或专门用途）612.5径向滑动轴承(混合润滑)的条件性计算（1）计算项目(准则)① p= F/dB≤[p] 防止过度磨损② pv≤[pv] 限制轴承温升③ v≤[v] 控制磨损速度(2)设计步骤①选择结构类型②确定宽径比B/d, 一般B/d=0.5～1.5,多数取B/d=1.③按计算准则计算，查表11-2选取材料.④选定配合及表面粗糙度⑤选择润滑剂、润滑方式712.6 液体动压润滑的基本原理。
第12章滑动轴承PPT课件
邓 召
错动。
义
轴承盖上部开有螺纹孔，用以安装油杯。
轴瓦也是剖分式的，通常由下轴瓦承受载荷。
为了节省贵重金属或其它需要，常在轴瓦内 表面上浇注一层轴承衬。
在轴瓦内壁非承载区开设油槽，润滑油通过 油孔和油槽流进轴承间隙。
轴承剖分面最好与载荷方向近似垂直，多数 * 轴承的剖分面是第12水章滑平动轴承的(也有做成6倾斜的)。
用的结构形式有空心式，单环式和多环式， 下
其结构及尺寸见下图。通常不用实心式轴径，
邓 召
因其端面上的压力分布极不均匀，靠近中心 义
处的压力很高，对润滑极为不利。
空心式轴径接触面上压力分布较均匀，润滑条 件较实心式有所改善。
单环式是利用轴颈的环形端面止推，而且可以 利用纵向油槽输入润滑油，结构简单，润滑方 便，广泛用于低速，轻载的场合。
学习目标
滑动轴承的特点和应用场合；对滑动轴承的典型结 构、轴瓦材料及其选用原则有一较全面的认识；掌 握不完全液体润滑滑动轴承和液体动力润滑径向滑 动轴承的设计原理及设计方法 。
*
第12章滑动轴承
1
§12-1 概述
机
根据轴承中摩擦性质的不同，可把轴承分为滑动轴承和滚动轴
械 设
承两大类。
计
滚动轴承由于摩擦系数低，起动阻力小，且已标准化，对设计、下
另外，只能从轴颈端部装拆，对于重型机器的 轴或具有中间轴颈的轴，装拆很不方便，甚至 无法实现
所以这种轴承多用在低速、轻载或间歇性工作的 机器中。
*
第12章滑动轴承
5
(二)对开式径向滑动轴承
机 械
设
对开式滑动轴承由轴承座、轴承盖、剖分式 计
轴瓦和双头螺柱等组成。
下
河科大机械设计作业第12.13章作业解答[1]
![河科大机械设计作业第12.13章作业解答[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/b711f5d0ce2f0066f5332219.png)
第十二章滑动轴承一、分析与思考题12-20 在滑动轴承上开设油孔和油槽时应注意哪些问题？答： 1、应开设在非承载区；2、油槽沿轴向不能开通。
12-21 一般轴承的宽径比在什么范围内？为什么宽径比不宜过大或过小？答：一般B/d为0.3—1.5；B/d过小，承载面积小，油易流失，导至承载能力下降。
但温升低；B/d过大，承载面积大，油易不流失，承载能力高。
但温升高。
12-22 滑动轴承常见的失效形式有哪些？答：磨粒磨损，刮伤，咬粘（胶合），疲劳剥落和腐蚀。
12-23 对滑动轴承材料的性能有哪几方面的要求？答： 1、良好的减摩性，耐磨性和抗咬粘性。
2、良好的摩擦顺应性，嵌入性和磨合性。
3、足够的强度和抗腐蚀能力。
4、良好的导热性、工艺性、经济性。
12-24 在设计滑动轴承时，相对间隙ψ的选取与速度和载荷的大小有何关系？答：速度愈高，ψ值应愈大；载荷愈大，ψ值应愈小。
12-25 验算滑动轴承的压力p、速度v和压力与速度的乘积pv，是不完全液体润滑滑轴承设计的内容，对液体动力润滑滑动轴承是否需要进行此项验算？为什么？答：也应进行此项验算。
因在起动和停车阶段，滑动轴承仍处在不完全液体润滑状态。
另外，液体动力润滑滑动轴承材料的选取也是根据[p]、[pv]、[v]值选取。
12-26 试说明液体动压油膜形成的必要条件。
答： 相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；有相对速度，其运动方向必须使油由大端流进，小端流出； 润滑油必须有一定的粘度，且充分供油； 12-27 对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分析在仅改变下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载能力。
⑴ 转速n=500r/min 改为n=700r/min ； ⑵ 宽径比B/d 由1.0改为0.8;⑶ 润滑油由采用46号全损耗系统用油改为68号全损耗系统用油 ⑷ 轴承孔表面粗糙度由R z =6.3μm 改为R z =3.2μm 。
答：（1）承载能力↑ （2）承载能力↓ （3）η↑，承载能力↑（4）R Z ↓，允许h min ↓，偏心率↑，承载能力↑。
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离合器、联轴器
轴
第十二章 滑动轴承
基本要求：
1. 掌握滑动轴承的结构和材料； 2. 掌握非液体润滑滑动轴承的设计计算； 3. 了解液体润滑工作原理； 4. 掌握雷诺方程及其求解结果分析； 5. 掌握轴承参数对轴承静动特性的影响； 6. 理解轴承的设计步骤。
重点：
1) 轴瓦材料及其应用。 2) 非液体摩擦滑动轴承的设计准则与方法。 3) 液体动压润滑的基本方程及形成液体动压
润滑的必要条件。
§12-1 概述
一. 滑动轴承的特点及其应用场合
① 载荷特重； ② 承受巨大冲击载荷和振动载荷； ③ 回转精度要求高； ④ 转速特大； ⑤ 尺寸很大或很小； ⑥ 结构上要求剖分安装时； ⑦ 特殊工作条件下（如水、腐蚀介质中）。
针入度
承载 润滑脂越稠 摩擦阻力
滴点： 润滑脂工作温度一般应低于滴点20 30 °C
润滑脂有钙基、钠基和锂基之分，一般说来：
钙基
钠基 锂基
抗水性好、耐热性差、价廉
润滑油牌号参
抗水性差、耐热性好、防腐性较好 看P280表12-3
抗水性和耐热性好
铝基 抗水性好、有防锈作用、耐热性差
选 择
1.压力高、速度低时，选针入度小一些的；反之。 2.轴承的工作温度应低于滴点温度地 2030 ℃ 。
其他要求： 抗胶合性 顺应性、嵌入性、跑合性 强度
耐腐蚀性 导热性 工艺性 经济性
2. 常用材料
轴承合金 (巴氏合金) 综合性能好
锡基 铅基
锑、铜金属硬粒
机械强度较低
价昂
轴承合金浇铸在钢或 锡基体或铅基体
铸铁的轴瓦基体上
铜合金 强度高，承载能力大，耐磨性和导热性优于轴承合
金。但其可塑性差，不易跑合，与之相配的轴径须淬硬。
结构型式： 整体式 剖分式
轴瓦内表面结构
整体式轴瓦
轴瓦和轴承座一般采用过盈配合
剖分式轴瓦
为了向摩擦表面间加注润滑剂,在轴承上方开设注油孔
整
体
剖
式
分
轴
式
瓦
轴
瓦
二.轴瓦的定位
油槽 油孔 油室
• 凸缘，紧定螺钉或销钉
• 定位唇：防止轴瓦在轴承中移动
三、 油孔和油槽：将油引入壁轴厚承 定位唇
油槽的位置： 开设在轴承的非承载区，否则将急剧降低轴承的承载能力。
油槽的 尺寸可 查相关 的手册
§12-5 滑动轴承润滑剂的选用
一.润滑脂的选择
润滑脂是润滑油与金属皂的混合物，呈半固体形态。 其稠度大，不易流失，无冷却效果，物化稳定性差，摩阻 大，有缓冲、吸振作用、承载能力大，故只适合低速 （v2m/s）重载、难以经常供油的场合。
润滑脂 的主要指标是针入度和滴点。
润滑方式可根据k pv3 选择，k 2 可用润滑脂或
油杯润滑k，2~16 可用针阀式油杯润滑k，16~32 可 用油环或飞溅润滑， 宜用压力循环润滑。
k 32
§12-6 不完全液体润滑 滑动轴承设计计算
一. 径向滑动轴承
1. 验算平均压力 p：
轴承所承受的径向载荷
轴颈直径
轴瓦材料的许用压力
p F [p] MPa dB
轴承宽度，由B/d定
目的 限制磨损。
2. 验算 pv 值：
限制 pv值目的：控制轴承的温升，防止胶合
p vF dnFn [p]v dB 6 0 101 09 0B 100
3. 限制速度 v：
目的 限制磨损。
v dn [v] m/s 滑动轴承常用配合
601000
H9 H8 H7
d9 f 7 f 6
滑动轴承已标准化
二.类型
按承载分
径向滑动轴承 推力滑动轴承
动压轴承
按摩擦状态分 液体摩擦滑动轴承 静压轴承
非液体摩擦滑动轴承
三.几种摩擦状态
干摩擦： 摩擦面间不加润滑剂，两 表面直接接触
边界摩擦： 摩擦表面间有一层油膜
流体摩擦：摩擦面被流 体层分开。
混合摩擦：处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态
四、润滑油主要特性 1、粘度：衡量流体内摩擦阻力大小的指标。
锡青铜
中速、中载或重载
铅青铜
高速重载
铝青铜
低速重载
粉末冶金 用于载荷平稳、低速和加油不便场合。
铸铁 轻载、低速的轴瓦材料 非金属材料 石墨、塑料、橡胶、尼龙等 摩擦系数小、耐磨、耐腐蚀、承载低、热变形大 常用轴瓦及轴承材料的性能见表12-2
§12-4 轴瓦结构
一.轴瓦的形式和构造： 双金属轴瓦，三金属轴瓦，厚瓦，薄瓦。
牛顿流体：
u
y 粘度↑—— 摩擦力↑——发热↑
2、油性 油吸附于摩擦表面的性能，边界润滑取决于油的吸附能力。
选择原则
高温时，粘度应高一些；低温时，粘度可低一些。
转速高、压力小时，油的粘度应低一些； 反之，粘度应高一些。
五、润滑脂
◆特
点：无流动性，可在滑动表面形成一层薄膜， 承载能力大，但性能不稳定，摩擦功耗大 。
原 3.钙基耐水不耐温，工作温度低于60℃，钠基耐温
则
不耐水，工作温度低于115145℃，锂基最好，
但价格稍贵。
二.润滑油的选择
润滑油选择原则 1）外载大 — 难形成油膜 — 选粘度高的油 2）速度高 — 摩擦大 — 选粘度低的油 3）温度高 — 油变稀 — 选粘度高的油
三. 固体润滑剂
附：润滑方式与润滑装置
自 动 调 心 式
三、止推滑动轴承
(a)实心式 (b)空心式 (c)单环式
(d)多环式
§12-3 滑动轴承的失效 形式及常用材料
一.滑动轴承的失效形式 1.磨粒磨损: 2.刮伤： 3.胶合（咬粘）： 4.疲劳剥落（疲劳磨损）： 5.腐蚀：
二. 轴承材料
1.对轴承材料的要求
基本要求
耐磨性 磨损少 减摩性 摩擦系数小
二. 推力滑动轴承
◆ 适用场合 ：要求不高、难以连续供油，或者低速重载、 温度变化不大 以及作摆动运动的 轴承中。
◆ 性能指标： 针入度和滴点。
§12-2 滑动轴承的主要结构
一.整体式径向滑动轴承 整体式 结构简单 安装困难 间隙不可调
二.剖分式径向滑动轴承
剖分式：结构 较繁间隙可调 广泛采用
可作成水平剖分、倾斜剖分（受力方向与抛分面基本 垂直）、可调心的以适合不同的用途。
第十二章滑动轴承1
第四篇 轴系零、部件
轴承 轴承的功用：1.用来支承轴及轴上的零件，并保证轴的旋
转精度。 2.减少轴与支承面间的摩擦与磨损。 分类：１.（轴承的反力与轴中心线的位置）：
• 径向轴承（轴承的支承反力与轴中心线垂直）； • 推力轴承（轴承的支承反力与轴中心线重合）； • 向心推力轴承（轴承的支承反力与轴中心线有一