滚动轴承的组合设计

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。
Fd2
Fr1
Fae2
Fr2
（3）判明轴承压紧放松情况
向左的合力： Fd1+Fae1=5040N ＜ 向右的合力： Fd2+Fae2=9080N
轴有右移趋势， 故1轴承被“ 压紧”，2轴承“被放
（4）求Fa1、Fa2 松”。
F a 1 F a 2 eF d 2 F a 1 e 5 0 40 0 3 0 8 0 6 0 0 N 00 8
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。
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
b
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
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
12.3.4 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。
Fa2Fd2408N0
例2：已知一对30304轴承所受的载荷情况如图示。 若n=1500 rpm，fp=1，试判断哪个轴承危险， 并求危险轴承的寿命？
注： 30304轴承
C=31.5 KN ，C0=20.8 KN，e=0.3，Y=2，Fd =Fr / 2Y Fa / Fr≤e 时，X=1，Y=0，Fa / Fr >e 时，X=0.4，Y=2
方法： 加减垫片的厚度
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
∴ 轴有左移趋势，1被“压紧”，2被“放 松”
∴ Fa1 = Fae +Fd2 =1000 + 1125 = 2125 N Fa2 = Fd2 = 1125 N
⑷ 求两轴承的当量动载荷 P1、P2
Fa1 21251.42e Fr1 1500
∴ X1=0.4，Y1=2
Fa2 11250.25e ∴ X2=1，Y2=0 Fr2 4500
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。
脂或油润滑，轴颈圆周速度v<4~5 m/s，工作温度:-40~100℃。
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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
孔
盖
用
Fr2
（2）求Fd1、Fd2，并判明指向
由表13---7知，70000AC型轴承的Fd =0.68 Fr
F d 10. F 6 r1 8 0 .6 8 30 2 00 N 040 指向如图示
F d 20. F 6 r2 8 0 .6 8 60 4 00 N 080
2L 1
Fd1
Fae1
L
2
Fre
适用场合：适用于脂润滑或油润滑，密封效果可靠。
滚动轴承典型例题分析
例1： 一对70000AC型轴承的结构如图13---13 a)所示。 已知轴上的Fre = 9000N， Fae1 =3000N，Fae2=5000N，
求：径向载荷Fr1、Fr2 和轴向载荷Fa1 、Fa2 。
2L 1
Fae1
L
2
Fre
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。
滚动轴承的安装
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。
∴ P1 = fp ( X1Fr1+ Y1Fa1 ) = 0.4 × 1500 + 2 × 2125 = 4850 N P2= fp ( X2Fr2+ Y2Fa2 ) =1× 4500 = 4500 N
∵ P1 > P2 ， ∴ 轴承1危险
⑸ 求轴承的寿命 Lh
Lh6 1n 60 0 C P 1 61 0 1605 3 0 41 0 8 5 5 1 30 0 0 506.6(7 h)9
1
2
Fre=3000N
Fae=1000N
2L
L
1
Fd1
2
Fd2
Fre=3000N
Fr1
Fr2
2L
Fae=1000N
L
⑴ 求两轴承的径向载荷Fr1 、Fr2
对1点取矩：Fre×3L=Fr2×2L ∴ Fr2=3/2 Fre=3/2 ×3000=4500N
对2点取矩：Fre×L+Fr1×2L =0 ∴ Fr1= - Fre／2=-3000 ／2= - 1500 N (负号表示方向向下)
δ=0.1~0.3 mm
δ
δ
靠轴与端盖之间的细小环形间
(a)
(b)
隙密封，间隙愈小愈长，效果 愈好，间隙取0.1~0.3 mm。
间隙密封
适用场合： 脂润滑，要求环境干燥清洁。
12.3.5 滚动轴承的润滑与密封
组合式密封：
把多种密封形式组合在一 起，可充分发挥各自的优 点，提高密封效果。
组合密封---毡圈加迷宫
⑵ 求派生轴向力Fd1、Fd2
Fd1=Fr1 ／ 2Y = 1500/2 × 2 = 375 N Fd2=Fr2 ／ 2Y = 4500/2 × 2 = 1125 N
（方向如图示）
1
Fd1
2
Fd2
Fr1
Fr2
2L
L
Fre=3000N Fae=1000N
⑶ 求两轴承的轴向载荷Fa1 、Fa2
∵ Fae +Fd2 = 1000 + 1125 = 2125 N ＞ Fd1= 375 N
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：
b
1、背靠背安装
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
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。