滚动轴承设计
深沟轴承（6类）
圆柱滚子轴承（N类）及滚针轴承（NA类）
纯轴向负荷——可选用推力轴承（5类） 径向负荷为主——可用深沟球轴承（6类） 载荷的 方向 同时受 径向负荷 和轴向负 荷时 轴向负荷很大 径向负荷较小 径向负荷，轴 向负荷都很大 角接触球轴承（7类） 圆锥滚子轴承（3类） 可用推力调心滚子轴承 （29类） 也可用圆柱滚子N类（或 深沟球轴承6类）与推力 轴承（5类）联合使用。
直径系 列代号
特轻：0 特轻：1
内径代号
d < 20 mm的轴承 d=10 mm 代号：00 d=12 mm 代号：01 d=15 mm 代号：02 d=17 mm 代号：03 d=20mm～480 mm的轴 承 轴承内径 d
5
窄:
0
特低：7
正常: 1
宽:
2
低：9 正常：1 （单向） 正常：2
（双向）
H
0
通过承载 区时间
通过非承 载区时间
t
滚动体应力的变化 H
0
通过承载 区时间
通过非承 载区时间
t
内圈应力的变化 H
0 外圈应力的变化
t
二. 滚动轴承的失效形式及计算准则
一） 失效形式
1．疲劳点蚀 滚动轴承工作时，由于它的内圈、外圈和滚动体上任意点的接触应力都 是变化的，工作一定时间后，其接触表面就可能发生疲劳点蚀。点蚀发 生后，噪声和振动加剧，发热严重，致使轴承失效。一般在安装、润滑 和密封正常的情况下，疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式。
对一般工作条件下的回转滚动轴承——经常发生点蚀，
主要进行寿命计算，必要时进行静强度校核；
二）计算准则
对于不转动、摆动或转速低（n≦10 r/min）的轴承，要 求控制塑性变形，只需进行静强度计算； 对于高速轴承——由于发热而造成的粘着磨损、烧伤常常 是突出的矛盾，除进行寿命计算外，还需校验极限转速。
调心轴承简图
轴孔不平行 普通轴承支承情况
轴孔不平行 调心轴承支承情况
轴孔不同轴 普通轴承支承情况
轴孔不同轴 调心轴承支承情况
受载挠曲变形 普通轴承支承情况
受载挠曲变形 调心轴承支承情况
§20—2 滚动轴承的载荷、应力、失效形式和设计准则 一．滚动轴承的受力及应力分析（以深沟球轴承为例）
一）受力分析 当深沟球轴承承受径向力FR时， 由于各接触点存在着弹性变形，使 内圈沿FR方向下移一距离δ 。 只有下半圈滚动体受载，上半圈 动体不受载。沿FR作用线上滚动体受 载最大（FQ），而邻近的滚动体受载 逐渐减小（FQ>FQ1>FQ2) FQ2 FQ2
转动。
保持架—将滚动体均匀隔 开，避免摩擦。
滚动体—滚动轴承的核心元件。
常用的滚动体形状
球 圆柱滚子 圆锥滚子
球面滚子
滚
针
轴承内径d——轴承内圈孔径，它与轴颈直径相同，是轴 承公称直径；
轴承外径D—— 轴承外圈外径，它与轴承座孔直径相同；
轴承宽度B—— 轴承两端面间的轴向距离。
滚 动 轴 承 的 主 要 尺 寸
FR
类型代号： （10000）
2.调心滚子轴承——主承径向负荷FR 也能承受少量的双向轴向负荷FA，具 有调心性能，θ =0.50~20
FA
FA
FR
类型代号： （20000）
FA
FA
的轴向负荷FA和一定径向负荷FR，
类型代号： （29000）
4.圆锥滚子轴承——能承受较大的 径向负荷FR和单向的轴向负荷FA。
滚动轴承
轴承盖
本章的主要内容：
1．滚动轴 承选择 类型选择 型号（尺寸）选择——重点 轴承寿命计算——重点
2．滚动轴承部件组合设计 包括轴承内外圈固定、间隙调整、轴承配合、
轴承装拆、润滑与密封等—— 重点
难点：角接触轴承轴向载荷FA的确定
§20-1 概述
一、滚动轴承的基本结构
滚动轴承(rolling bearing)的 基本结构由外圈、内圈、滚动体 (rolling element)和保持架(cage) 组成。 外圈—装在轴承座孔内， 一般不转动。 内圈—装在轴颈上，随轴
1、 基本代号
×
（数字或字母）
× （数字）
×（数字）
× × （数字）
尺寸系列代号 类型代号
调心球轴承 :1 调心滚子轴承:2 推力调心滚子 轴承 :29 圆锥滚子轴承:3 推力球轴承 :5 深沟球轴承 :6 角接触球轴承:7 圆柱滚子轴承:N 滚针轴承 :NA 向心轴承
宽度系列代号
推力轴承
高度系列代号
特宽：3
轻：2
特宽：4
特宽：5 特宽：6
中：3
重：4
代 号：
的商
d为：22、28、32及 d > 500 mm以上轴承 代号：/内径毫米 表示
2、后置代号 后 置 代 号
1 内部结构
C： 角接触球轴 承，α=150 AC：角接触球轴 承，α=250 B： 角接触球轴 承，α=400 B： 圆锥滚子轴 承，接触角 加大 E： 加强型
径向接触轴承， α = 00。
向心角接触轴承 00≤α ≤450。 轴向接触轴承 α =900。 推力角接触轴承 450＜α ＜900。
2．推力轴承：
主要承受轴向载荷
α
α
向心轴承
推力轴承
滚动轴承的主要类型和特点 1.调心球轴承——主承径向负荷FR ，
也能承受少量的双向轴向负荷FA ，
具有调心性能，θ=0.50~20 。
8.圆柱滚子轴承
结构特点：内外圈可分离
FR
承载类型——只能承受径向负荷FR，
不能承受轴向负荷。 外圈无挡边圆柱滚子轴承（N0000） 类型代号： 双列圆柱滚子轴承（NN0000）
N0000
FR
9. 滚针轴承 结构特点：内外圈可分离，可以没有
保持架。
NN0000
FR
承载类型——只能承受径向负荷FR，
公差等级 为0 级 轴承内径 d=30mm 尺寸系列（0） 2,为窄轻系列 深沟球轴承
3 32 15 E （/P0）
公差等级为0级 加强型 轴承内径d = 75mm 尺寸系列3，2 为特宽轻系列
圆锥滚子轴承
例1：试说明轴承代号6206、33215E、7312C及52412/P6的含义。 解答：
7（0）3 12 C（/P0）
二）轴承 的转速
转速较高、负荷较小或要求旋转精度较高时——宜选用球轴承 转速较低、负荷较大或有冲击载荷时——宜选用滚子轴承
三）调心性能的要求
当两轴承座孔同心度难以保证，或轴受载后挠曲变形较大时，应选用 调心球轴承或调心滚子轴承。
四）安装和拆卸方便 当轴承座不是剖分式而必须沿轴向安装和拆卸轴承时，应优先选用内 外圈可分离的轴承 五）考虑经济性 一般，球轴承价格最低，滚子轴承比球轴承价格高。轴承精度愈高，则 价格愈高，选择轴承时，在满足工作要求的前提下，应使成本最低。
α
FR
类型代号： （30000）
结构特点：内外圈可分离；
使用要求：成对使用。
FA
FA
具有调心性能，允许轴线偏20~30。
FR
FA
3.推力调心滚子轴承——可承很大
圆锥滚子轴承安装形式一： 正装（面对面安装）
安装形式简图：
圆锥滚子轴承安装形式二：
反装（背对背安装）
反装简图
紧圈
滚动体
5.推力球轴承
结构特点：由紧圈（内孔较小，装在轴上）
也可同时承受少量双向 轴向负荷FA
FR FA
类型代号： （60000） 7.角接触球轴承 承载类型——能同时承受径向负荷FR 与单向轴向负荷FA 类型代号： （70000） 使用要求：成对使用
α
FA
FR
FA
角接触轴承安装形式一：
正装（面对面安装）
正装简图
角接触轴承安装形式二：
反装（背对背安装）
反装简图
滚动轴承依靠主要元件间的滚动接触来 支承转动零件，具有摩擦阻力小、起动容易、
效率高等优点，因而在各种机械中得到广泛
的应用。滚动轴承已标准化，在一般机械设
计中，只需根据具体工作条件正确地选择轴
承的类型和尺寸，并进行轴承组合设计。
轴承的作用: 支承轴和轴上零件 轴承 滚动轴承
03
13
D
D
B
B
B
B
D
d
d=10 mm轴承——代号：00
d < 20 mm
（3） 轴承公 称内径 代号
d=12 mm轴承——代号：01 d=15 mm轴承——代号：02 d=17 mm轴承——代号：03
的轴承
d = 20 mm～480 mm的轴承：
轴承内径 d 轴承代号为 ： 的商 5
d为：22、28、32 及d > 500 mm以上轴 承 代号：（/内径毫米）直接表示
§20—3滚动轴承的寿命计算
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。
FA
承载类型——只能受轴向负荷FA
松圈
51000
FA
51000——单向推力球
轴承，只能受单向FA 类型代号： （50000）
松圈
紧圈
52000——双向推力球
轴承，能受双向FA
松圈
FA
52000
6.深沟球轴承
承载类型——主要承受径向负荷FR，
公差 技术 要求
代号
宽度系 列代号
高度系 列代号
代号
1、基本代号
调心球轴承 —— 1
调心滚子轴承 —— 2
推力调心滚子轴承 —— 2 圆锥滚子轴承 —— 3
（1） 类型代号
推力球轴承 深沟球轴承
—— 5 —— 6
滚动轴承的结构设计
滚动轴承的结构设计
滚动轴承的结构设计如下：
一、内圈
内圈是滚动轴承的主要组成部分之一，通常与轴配合安装。
内圈的外表面是圆柱形，内孔与轴颈配合，以保持轴承在轴上的正确位置。
内圈的材质通常为高碳钢或不锈钢，经过淬火和回火处理，以提高其硬度和耐磨性。
二、外圈
外圈是滚动轴承的另一个主要组成部分，通常与轴承座或轴承盖配合安装。
外圈的外表面是圆柱形，内孔与内圈配合，以保持轴承的旋转精度和稳定性。
外圈的材质通常为中碳钢或不锈钢，经过淬火和回火处理，以提高其硬度和耐磨性。
三、滚动体
滚动体是滚动轴承的核心部分，通常由球形或圆柱形的钢球或滚珠组成。
滚动体在轴承工作时，在内外圈之间滚动，减少摩擦和磨损，同时传递载荷。
滚动体的材质通常为高碳钢或不锈钢，经过淬火和回火处理，以提高其硬度和耐磨性。
四、保持架
保持架是滚动轴承的重要部件之一，其主要作用是引导滚动体在轴承内正确运动，防止滚动体相互碰撞或卡滞。
保持架的材质通常为轻质材料，如铝合金或塑料，以减轻轴承的重量和提高其旋转效率。
保持架的设计应考虑到滚动体的数量、尺寸和排列方式等因素，以确保轴承的正常运转和使用寿命。
总之，滚动轴承的结构设计需要考虑到多个方面，包括内圈、外圈、滚动体和保持架等。
每个部件都有其特定的作用和要求，共同保证轴承的性能和使用寿命。
同时，在选择和使用滚动轴承时，还需注意其类型、尺寸、载荷、转速等参数是否与使用要求相匹配。
滚动轴承的设计和选择
滚动轴承的设计和选择滚动轴承是工业生产中常见的机械零件。
它属于支承类轴承，由外环、内环、滚子和保持架等几部分组成。
轴承的作用是支撑和定位旋转的轴，承受轴向和径向力以及翻转和倾斜力。
滚动轴承的使用广泛，主要应用于轴的支承和旋转导向，在许多机械设备中都有应用。
设计滚动轴承时，需要考虑多个因素。
滚动轴承的选用与设计密切相关，需要满足不同的使用条件，例如轴的转速、负荷、耐磨性、可靠性和润滑情况。
以下是滚动轴承的设计和选择所需考虑的几个因素：1. 轴承类型常见的轴承类型包括深沟球轴承、圆锥滚子轴承、调心球轴承、调心滚子轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承等。
每种轴承类型具有不同的特点和适用范围，应根据实际需要进行选择。
2. 轴承精度等级轴承精度等级决定了轴承在旋转时的稳定性、噪声和寿命等特性。
标准的轴承精度等级由高到低依次为P0、P6、P5、P4、P2。
在实际应用中，一般选择P5或P4等级的轴承。
3. 轴承负荷轴承负荷分为径向负荷、轴向负荷和复合负荷。
在设计和选择轴承时，需要考虑到轴承的额定静载荷和额定动载荷，并根据工作负荷确定实际的轴承尺寸。
4. 轴承尺寸和材料轴承的尺寸和材料的选择要根据受力情况和轴承使用环境来确定。
轴承的尺寸通常由外径、内径和厚度等参数来定义，轴承材料应具有高的强度、硬度和耐磨性，在选择时应考虑经济性和可靠性。
5. 轴承的润滑方式轴承的润滑方式有干摩擦润滑和润滑油润滑两种。
干摩擦润滑是指轴承在不需要油脂或润滑油的情况下能够正常工作，并且还能够减小生产成本。
润滑油润滑则需要使用润滑油来润滑，以减少轴承的磨损和延长使用寿命。
除以上因素外，滚动轴承的设计和选择时还需要考虑噪音、震动和可靠性等因素。
实际应用中，为了保证轴承的长期可靠性，其工作寿命需要预计和估算。
同时应根据实际工况选取合适的轴承类型和材料，并为轴承提供充足的润滑和保养。
总的来说，滚动轴承的设计和选择需要考虑众多因素，只有在加以综合考虑的前提下才能满足实际需要。
机械设计08滚动轴承
两端单向固定
调整垫片
调整垫片
(a)
(b)
正装
图 13-16
L1
L2
b
b
(a)
(b)
图 13-17
正装 3、7类轴承在大端轴向固定
2、一端双向固定，一端游动
3、两端游动——人字齿轮高速主动轴
深沟球轴承旳游动
圆柱滚子轴承旳游动
低速齿轮轴必须两端固定
二、滚动轴承旳轴向固定 内圈与轴：
1）轴肩
2）轴用弹性挡圈
径向力 径向力（主要） 径向力
轴向力
轴向力
轴向力 （主要）
按滚动体形状： 球 轴承 ——承载能力低，极限转速高 滚子轴承——承载能力高，极限转速低
常用滚动轴承旳类型 表13—1
最常用几种 ： ①深沟球轴承（向心球轴承）——6
表3-1图
②圆锥滚子轴承——3
③角接触球轴承——7
二、滚动轴承旳代号
4）常拆卸旳轴承或游动套圈应取较松旳配合 5）与空心轴配合旳轴承应取较紧旳密合。
六、滚动轴承旳预紧 预紧旳目旳 预紧原理 常用预紧措施： 1）用垫片和长短隔套预紧
(a)
(b)
l
l+ (a)
l+ l (b)
(a)
(b)
l
l+ (a)
l+ l (b)
2）夹紧一对磨窄了旳外圈（或内圈）旳角接触轴承
(a)
L2 b
措施：调整套杯端面与轴承座端面间垫片厚度
五、滚动轴孔旳配合 轴承内圈与轴 基孔制： 松 ————→紧 js6，j6，k6，m6，n6
轴承外圈与轴承座孔 基轴制： 松 ————→紧 G7，H7，JS7，J7
DH7 dk6
滚动轴承设计
实体保持架：用铜合金、 实体保持架：用铜合金、铝合金或酚醛树脂等制 与滚动体间的间隙较小，允许轴承有较高转速。 成，与滚动体间的间隙较小，允许轴承有较高转速。
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
一．滚动轴承的结构特性
1．公称接触角 ．
α角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力。α角越 角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力。 角越 角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力 轴承承受轴向载荷的能力越大。 大，轴承承受轴向载荷的能力越大。
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
3、调心轴承（外圈滚道为球面 ） 、调心轴承（ （1）调心球轴承 ） 类型代号 ：1 承载方向： 承载方向：可同时承受径 向载荷及少量双向轴向载荷 极限转速： 极限转速：中 额定负荷比： 0.6～0.9 额定负荷比： ～ 角偏位能力： ° 角偏位能力：1.5°～3° ° 使用条件： 使用条件：刚性小及难以对中的轴 类型代号 ：2 （2）调心滚子轴承 承载方向： 承载方向：可同时承受径向载荷及少量双向轴向载荷 额定负荷比： 额定负荷比： 1.8～4 ～ 极限转速： 极限转速：低 角偏位能力： 角偏位能力： 1.5°～3° ° ° 使用条件： 使用条件：其他轴承不能胜任的重负荷
主要区别： 主要区别：承受轴向外载荷的能力
第二节 滚动轴承的主要类型及选择
三、滚动轴承的性能和特点
◆ 按轴承的结构形式不同分类： 按轴承的结构形式不同分类：
在实际应用中，滚动轴承的结构形式有很多。作为标准件的滚动轴承，在 在实际应用中，滚动轴承的结构形式有很多。作为标准件的滚动轴承， 标准件的滚动轴承 国家标准中分为13 13种 其中，最为常用的轴承大约有下列６ 国家标准中分为13种，其中，最为常用的轴承大约有下列６种:
深沟球轴承
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。
机械工程中滚动轴承的动力学分析与优化设计
机械工程中滚动轴承的动力学分析与优化设计引言：滚动轴承在机械工程中扮演着重要的角色，广泛应用于各个领域，如汽车工业、飞机制造和工业设备等。
滚动轴承的性能对于机械设备的运行稳定性和效率具有重要影响。
本文将针对滚动轴承的动力学分析与优化设计展开讨论。
1. 滚动轴承的工作原理滚动轴承通过滚珠或滚柱在内外圈之间滚动，从而减小了摩擦和阻力，使机械设备的转动更为平稳。
滚动轴承的工作原理基于滚动接触而不是滑动摩擦，因此具有更低的摩擦损失和更高的效率。
2. 滚动轴承的动力学分析方法在滚动轴承的设计与分析过程中，动力学分析方法是至关重要的。
其中一种常用的方法是基于有限元分析，通过建立轴承的数学模型，分析其在不同工况下的应力和变形情况。
另外，还可以采用实验验证的方法，使用测试设备对滚动轴承进行动态载荷测试，以获取其在实际工作中的性能参数。
这些参数可以用于验证数值分析结果和评估轴承的可靠性。
3. 滚动轴承的优化设计滚动轴承的优化设计旨在提高其性能和寿命。
一种常见的优化方法是通过优化轴承结构和减小摩擦损失来提高轴承的效率。
在轴承结构优化方面，可以通过优化内、外圈的几何形状、滚珠或滚柱的数量和分布等参数来提高轴承的刚度和承载能力。
同时，减小摩擦损失也是提高轴承效率的关键。
例如，可以采用更好的润滑方式、改进润滑油的性能以及优化轴承材料的表面处理等方法来减小轴承的摩擦损失。
4. 滚动轴承的故障分析与预测在机械设备运行过程中，轴承故障是一个常见的问题，会导致设备停机和生产损失。
因此，进行轴承故障分析和预测具有重要意义。
通过对轴承运行状态的监测和振动信号的分析，可以判断轴承是否存在异常，并提前采取维护措施。
此外，还可以使用有限元分析和数值模拟方法，模拟轴承在不同故障模式下的动态响应，为故障诊断提供依据。
5. 结论滚动轴承在机械工程中具有重要地位，其动力学分析与优化设计对于提高机械设备的性能和可靠性起着关键作用。
通过动力学分析方法可以得到滚动轴承在不同工况下的应力和变形情况，为轴承结构的优化设计提供依据。
滚动轴承设计
三.滚动轴承寿命的计算公式
P C时，L10 106，当P C时，L10 ？ 滚动轴承的基本额定寿命和载荷间的关系为：
P L10 const 于是有 C 1 P L10 寿命指数ε
L10
(C ) P
(106 )
球轴承ε=3， 滚子轴承ε=10/3
以小时表示 L10 (106 转) Lh n(r / min) 60 /106
例题. 图示斜齿轮轴系，两端正装两个圆锥滚子轴承
30205，轴上径向载荷FR=3000N,轴向载荷FA=500N,求轴承
讨论
F d 2Fea<=> Fd1 压紧 Ⅰ V
1 Fd 2 Fea Fd1 时
W1 Fd1
Fea
Fd 2 Fea Fd1 W1
放松
V
Ⅱ放松 Fd2 W2 压紧
W1 F d 2Fea Fd1
Fa1 W1 Fd1 Fd 2 Fea Fd1 Fd1 Fd 2 Fea Fa2 Fd 2 2 Fd 2 Fea Fd1时 Fd 2 Fea W2 Fd1 W2 Fd1 F d 2Fea
第十三章 滚动轴承
基本要求
1.了解滚动轴承的构成、结构特点和类型。 2.了解滚动轴承的代号规定，能识别最一般的代号。 3.了解滚动轴承的失效形式，能根据失效作出正确的分析。 4. 能根据使用要求正确选用滚动轴承。 5.工作能力计算。 6.会根据使用要求正确的作出滚动轴承的组合设计（滚动 轴承装置 的设计：安装、调整、润滑、密封等）。
应考虑的因素
类型、尺寸
大小：滚子轴承优于球轴承
方向：径向R（6、1、N）、轴向（5）、 Fr+Fa（7、3、6）
不同类型的轴承所能承受的载荷的类型不尽相同， 同一类型的轴承其承载能力随直径系列的不同而不同。
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。
机械工程中的滚动轴承设计与优化
机械工程中的滚动轴承设计与优化引言机械工程中的滚动轴承设计与优化是一个重要的课题，它直接影响机械设备的使用寿命和性能。
滚动轴承作为一种常见的机械零件，广泛应用于工业生产和日常生活中的许多设备。
本文将探讨滚动轴承的设计原理、参数选择以及优化方法，旨在为机械工程师提供有用的参考。
一、滚动轴承的基本原理滚动轴承是一种能够承受轴向和径向载荷的机械零件。
它由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
滚动轴承的基本原理是通过滚动体在内外圈之间滚动来减小摩擦力和耐受载荷。
这种减小摩擦力的设计使得轴承能够在高速和高负荷下工作，并提高机械设备的效率和寿命。
二、参数选择在滚动轴承的设计过程中，参数选择是非常关键的。
以下是一些常见的参数：1. 轴承类型：滚动轴承有多种类型，包括球轴承、圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承等。
根据具体应用场景和要求，选择合适的轴承类型非常重要。
2. 内外圈直径：内外圈直径的选择直接影响到滚动轴承的承载能力和使用寿命。
一般来说，大直径的轴承能够承受更大的负荷，但也会增加轴承的摩擦力。
3. 滚动体数量和尺寸：滚动体的数量和尺寸对轴承的承载能力和刚度有重要影响。
合理选择滚动体的数量和尺寸可以提高轴承的寿命和性能。
4. 保持架材料：保持架是用于固定滚动体的组件。
选择合适的保持架材料可以提高轴承的寿命和耐磨性能。
三、滚动轴承设计的优化方法滚动轴承的设计优化是为了提高其性能和寿命。
以下是一些常见的优化方法：1. 材料选择：滚动轴承的材料选择对其性能有重要影响。
一般来说，高强度、高硬度和耐磨性好的材料是滚动轴承的理想选择。
2. 表面润滑：良好的表面润滑可以减小滚动轴承的摩擦力和磨损。
使用高质量的润滑油或润滑脂，并定期更换和维护，可以延长轴承的使用寿命。
3. 载荷分布：合理分布和控制载荷对轴承的寿命和性能有重要影响。
通过设计和优化机械结构，合理分配载荷，可以减小轴承的疲劳和磨损。
4. 减小振动和噪音：振动和噪音是滚动轴承设计中需要考虑的关键问题。
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。