轴承设计和选用

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1、轴承设计和选用轴承设计和选用设计及选用程序设计及选用程序 1、选择轴承的形式（1） 、根据轴承所承受的载荷的种类、方向、大小选择轴承形式。 （2） 、决定机构支撑中固定侧轴承和自由侧轴承。2、额定动载荷计算（1） 、当量动载荷计算： 从轴承形式、外部载荷等 求当量动载荷 P（2） 、额定动载荷计算：从当量动载荷求出轴承的 使用寿命，额定动载荷由样本中查出。3、决定尺寸和组成如此设计空间大时根据额定动载 荷计算决定轴 承的内径、外 径、宽度尺寸设计空间许可时（1） 、将轴承改为滚子轴承 （2） 、选用组合轴承 （3） 、尺寸减小4、额定静载荷计算P0C0（1） 、当量静载荷的计 算：从轴承形式、

2、外部 载荷求出当量静载荷 P0P0C0（2） 、额定静载荷的计算：从轴承形式、 外部载荷求出额定静载荷 C0，或从样本 中查出5、选择材料 （1） 、普通用途：标准材料（高碳铬钢） ，特殊环境：特殊材料 A、低于 125的高温：轴承钢、提高回火温度；高于 125的高温：耐热钢； 高于 300的高温：高温钢；B、腐蚀环境采用不锈钢；C：冲击载荷采用表面 淬火钢。 6、转速极限的探讨 （1） 、计算 dmn（或 PV）值； （2） 、与许用值 dmn（或 PV）比较； （3） 、计算值应在许用值范围内，超过时应改变润滑方式； （4） 、关节轴承应根据 PV 值来选择滑动面的材料配比。7、决定轴承游

3、隙（1） 、确定内外圈的配合等级 （2） 、求过盈量和运转中温度升高引起的游隙减少量及载荷引起的载荷增加量； （3） 、求初期游隙，保证运转时游隙为零或稍正；8、决定精度等级（1） 、大部分情况下，P0 级（普通级）已足够 （2） 、在要求减少回转轴跳动、振动、噪音、温度上升时，可使用精密级或超精 密级，但价格会提高。 9、决定预紧载荷在高速回转情况下，需低振动、低噪音；或要求轴承部位有刚性时，可加预 紧载荷。10、选择润滑剂和润滑方法（1） 、一般用途可选用润滑脂，如使用密封轴承则更方便； （2） 、探讨润滑脂的寿命，如寿命短，应作油脂的更换和补充； （3） 、在高速旋转、高载荷、安定润滑、

4、温度上升低时可使用油润滑；11、密封装置的研讨（1） 、润滑脂润滑：可防止外部的水分、灰尘、气体的侵入，且润滑及密封装置 较简单； （2） 、密封轴承：同润滑脂一样，可以省略系统的润滑及密封装置； （3） 、油润滑：应防止外部异物侵入或漏油，但系统的润滑及密封装置较复杂。 12、磨损寿命探讨（1） 、根据现有资料推算磨损寿命； （2） 、如计算值比要求寿命短时，应强化润滑和密封；13、决定配合 （1） 、根据载荷是静止或回转，按支撑特点决定配合； （2） 、根据固定侧轴承和自由侧轴承决定配合种类； 14、讨论轴和座的精度（1） 、校核轴和座的精度是否与轴承相同或相近。15、使用、安装的探讨（1

5、） 、考虑防止轴承磨损，进行作业环境研究，安装工夹具的设计16、试运转研究在正式运转前，从手动低速回转加速运转的过程检查轴承的振动、噪音、温 升、漏油等情况进行试运转17、从维修方面研究设计（1） 、如轴承寿命与机械寿命相同或更长时，可研究润滑、密封不需要维护的形 式； （2） 、如轴承寿命或油脂较机械寿命短时，应设计为容易更换轴承和补充油脂的 形式，并确定出维修周期； （3） 、根据需要安装监视器，预测轴承的振动、温升等故障和对轴承使用寿命进 行监控。轴承性能：轴承性能： 一、深沟球轴承： 1、结构特点：一般由内圈、外圈、保持架和一组钢球组成，是使用最为简单、 广泛、和价格较低的一种轴承。

6、2、载荷及转速特性：主要承受径向载荷，但也用于承受径向和轴向的联合载 荷，其中轴向载荷不应超过未被利用的径向载荷的 70%；在转速很高不宜 采用推力轴承时，本轴承可以承受双向纯轴向载荷；此时轴承所承受的轴 向载荷一般不应超过 0.250.5C； 3、轴向限位能力与对轴线歪斜的敏感性：深沟球轴承可以将轴（外壳）的两 面轴向移动限制在轴承的轴向游隙内，轴承的内圈（轴）相对于外圈（外 壳）的相对位置误差应加以控制，两轴线的相互倾斜角一般不宜超过210双列深沟球轴承的相互倾斜角一般不宜超过 2，在这个限度内轴承能正常工作。当轴承游隙增大时，倾斜角也相应增大，并且具有角接 触球轴承的特性，可承受较大的轴

7、向载荷，但轴承的倾斜角愈大，轴承使 用寿命也随之有所缩短，并会出现较大的运行噪音。 4、适用范围：与外型尺寸相同的其它类轴承相比，具有摩擦力最小、允许转 速最高的特点，适用于刚性的双支承轴，支承间距离小于轴承内径十倍的 短轴。 二、调心球轴承： 1、结构特点：一般有两列钢球，外圈的内滚道表面为内球面、在内圈轴线与 外圈轴线有较大的倾斜时仍能正常工作。 2、载荷及转速特性：主要承受径向载荷，但也可同时承受较小的轴向载荷， 不能承受纯轴向载荷，因为在纯轴向载荷作用下会只有一列滚子在工作， 会大大减少轴承寿命，允许的转速低于深沟球轴承。 3、轴向限位能力与对轴线歪斜的敏感性：这类轴承可以将轴（外壳）

8、的两面 轴向移动限制在轴承的轴向游隙内，但轴向限位的精度较低，对轴线歪斜 误差的补偿能力最强，轴承的内圈（轴）相对于外圈（外壳）的相互倾斜 角一般可达 23，实际许用的倾角取决于轴承的配置设计及密封形式。4、适用范围：适用于多支承的传动轴，在外载荷的作用下有较大弯曲的双支 承轴，轴承在外壳配合处不能保证严格同轴度的机构中，还可以用于车辆 经受颠簸的轮轴上。三、圆柱滚子轴承： 1、结构特点：与深沟球轴承相比，用圆柱滚子代替钢球，用母线滚道代替球 沟， 2、载荷及转速特性：一般用来承受径向载荷，能力比球轴承大 1.7 倍，普通单 列不能承受轴向载荷，常与承受轴向力的其他轴承联合使用。允许的转速 低

9、于球轴承，在滚子轴承中却是允许工作转速最高的一种。 3、轴向限位能力与对轴线歪斜的敏感性：外圈或内圈无挡边的轴承没有轴向 移动限制能力，轴承对安装误差十分敏感，同时要求轴的刚度好，不宜有 过大的弯曲，以免内外圈轴线相对倾斜，破坏滚子与滚道的均匀线接触， 两轴线的相互倾斜角一般不宜超过 24。4、适用范围：可适用于内圈、外圈要求分别安装的机构，宜用于刚性的双支 承刚性短轴，当轴的伸长显著时，其中一端支承内圈或外圈无挡边的圆柱 滚子轴承，此时另一侧应采用对轴在两侧都有限位能力的轴承。四、角接触球轴承： 1、结构特点：角接触球轴承又称为向心推力轴承，在正常工作时钢球与内圈、 外圈沟道接触点的法线方向

10、与轴线的垂直平面有一个夹角，通常称为接触 角，这种轴承的结构有分离型（接触角为 15）和不可分离型（接触角为15、25、40三种） ，它们的游隙是在安装时调定的。2、载荷及转速特性：可以用来承受径向载荷和轴向载荷，也用于承受纯轴向 载荷，接触角愈大承受轴向力的能力越强；不宜单独承受径向力，单列轴 承只能承受单向轴向载荷；在承受径向载荷时会产生附加轴向力，在轴承 计算时应加以考虑。为承受双向轴向力，常使用成队安装的角接触球轴承， 这样既可避免附加轴向力，又可预紧安装，提高轴承的刚性。有外圈宽端 面相对背靠背 DB 型、外圈窄端面相对面对面 DF，串联安装 DT 型。允许 使用转速与深沟球轴承相近

11、。 3、轴向限位能力与对轴线歪斜的敏感性：成对安装的轴承可以严格限定两个 方向的轴向移动，单列和串联安装的轴承只能限定单向位移，对轴线的歪 斜比较敏感，这会使接触角发生变化，导致载荷不均。 4、适用范围：适用于支承间距不大的刚性的双支承轴，安装使用过程中需要 调节轴承游隙和转速较高的机构，支承刚性强，有较大限制轴倾斜的能力。5、三点、四点接触的结构，可承受交变的以轴向载荷为主的联合载荷，结构 紧凑，轴向游隙小，载荷容量大允许转速高，运行平稳，一般接触角为35。6、成对安装的背靠背轴承，可承受双向轴向载荷，而单个轴承只能承受一个 方向的轴向力，由于轴承作用线外伸，使支承有较大的角度刚性，并能承

12、受倾覆力矩，适用于要求径向、轴向严格限定位置的机构中。 7、成对安装的面对面轴承，可承受双向轴向载荷，而单个轴承只能承受一个 方向的轴向力，由于轴承作用线向内，使支承的角度刚性和承受倾覆力矩 的能力小于背靠背安装轴承。 8、双列角接触球轴承：与成对安装轴承结构相似，可承受双向轴向载荷，但 结构紧凑，适用于轴向安装尺寸较小的场合，有带装球口及两侧带密封装 置的不同结构。五、圆锥滚子轴承： 1、结构特点：为分离型结构，其内圈、外圈和滚动体都成锥形结构，若各锥 面母线延长将交于轴心线的一点，可以承受很大的径向、轴向的联合载荷， 轴承承受载荷的能力取决于轴承内部的接触角，即外圈滚道角度，接触角 越大承

13、载能力也越大，在承受径向载荷时会产生附加轴向力，在轴承计算 时应加以考虑。应注意，由于轴承的轴向游隙过小会使轴承温升较高，偏 大则轴承易损坏，因而安装时的调整应仔细，必要时可采用预过盈安装提高支承刚度。 2、载荷及转速特性：用于承受径向载荷为主，承受径向和轴向的联合载荷， 其轴向载荷承载能力远大于角接触球轴承；在转速较圆柱滚子轴承低，不 宜单独承受径向力； 3、轴向限位能力与对轴线歪斜的敏感性：单列轴承只能承受单向轴向载荷； 在承受径向载荷时会产生附加轴向力，在轴承计算时应加以考虑。为承受 双向轴向力，常使用成对安装的轴承，有较大的的支承角度刚性。对轴线 的歪斜特别敏感，不允许轴相对于外壳孔有

14、倾斜。 4、适用范围：适用于刚性的双支承轴，一般在轴端部的每一个支承内安装一 支轴承，外圈和内圈同名端面相对。 六、推力轴承： 1、结构特点：推力球轴承由带有求形沟道的套圈和全套滚动体的保持架组成， 其中一个套圈安装在轴上，称为轴圈，另一个安装在外壳孔内，称为活圈 或座圈，座圈比轴圈内径大 0.21.0 毫米，单向推力轴承带有一套滚动体， 双向推力球轴承由两面带球沟的中紧圈、两只各带一套滚动体的保持架和 活圈组成，座圈比轴圈内径大 530 毫米，可以承受双向轴向力，应注意， 在运转中，由于惯性力作用钢球与滚道间产生滑动，会使轴承温升较高、 轴承过早损坏，为防止出现这种现象，因而安装时必须加以最

15、小的轴向力 保证钢球与两球面沟接触；双列推力球轴承在交变的轴向载荷下常有一列 钢球处于无载荷状态，这时不但要加以最小的轴向力保证钢球与两球面沟 接触，还要仔细调整其轴向游隙，否则无载荷状态下钢球会因径向窜动而 滑动，产生很大磨损，影响旋转。 2、载荷及转速特性：用于承受纯轴向载荷，其轴向载荷承载能力在球轴承中 最大；一般与承受径向力的轴承联合使用，不宜单独承受径向力；允许使 用的工作转速较低， 3、轴向限位能力与对轴线歪斜的敏感性：单向推力和推力角接触球轴承轴承 只能承受单向轴向载荷；双向推力和推力角接触球轴承轴承能承受双向轴 向载荷，推力角接触球轴承轴承有很小的径向限位作用，推力轴承没有径

16、向限位作用。 4、适用范围：适用于很大轴向力的支承部位，特别是轴垂直安装的场合。轴承使用寿命轴承使用寿命一、当量动载荷 P 和当量静载荷 P0 1、单列深沟球轴承： 当量动载荷：P=XFr+YFa （Fa/Fre） ； P=Fr （Fa/Fre） 当量静载荷：P0=0.6Fr+0.5Fa （P0Fr） ； P=Fr （P0=Fr） 2、单列圆柱滚子轴承： 当量动载荷：P=Fr 当量静载荷：P0=Fr 3、单列圆锥滚子轴承： 当量动载荷：P=0.4Fr+YFa （Fa/Fre） ； P=Fr （Fa/Fre） 当量静载荷：P0=0.5Fr+Y0Fa ； P=Fr （P0Fr） 4、双列圆锥滚子轴承： 当量动载荷：P=Fr+Y1Fa （Fa/Fre） ；P= 0.67Fr+Y2Fa（Fa/Fre） 当量静载荷：P0=Fr+Y0Fa ； 5、单列角接触球轴承： 当量动载荷：P=Fr （Fa/Fre） ； P= XFr+YFa（Fa/Fre） 当量静载荷：P0=0.5Fr+Y0Fa ； P=Fr （P0Fr）