滚动轴承装置设计包括哪些内容

1. 在进行滚动轴承的组合设计时应考虑哪些问题

滚动轴承的组合设计
1 轴承的固定
在确定了轴承的类型和型号以后，还必须正确的进行滚动轴承的组合结构设计，才能保证轴承的正常工作。
轴承的组合结构设计包括：
1）轴系支承端结构；
2）轴承与相关零件的配合；
3）轴承的润滑与密封；
4）提高轴承系统的刚度。
1. 两端固定(两端单向固定)
普通工作温度下的短轴（跨距L<400mm），支点常采用两端单向固定方式，每个轴承分别承受一个方向的轴向力。如图,为允许轴工作时有少量热膨胀，轴承安装时应留有轴向间隙0.25mm-0.4mm（间隙很小，结构图上不必画出），间隙量常用垫片或调整螺钉调节。
特点：限制轴的双向移动。适用于工作温度变化不大的轴。
注意：考虑受热伸长，轴承盖与外端面之间留补偿间隙c，c=0.2~0.3mm。
2．一端双向固定、一端游动
当轴较长或工作温度较高时，轴的热膨胀收缩量较大，宜采用一端双向固定、一端游动的支点结构，如图。
固定端由单个轴承或轴承组承受双向轴向力，而游动端则保证轴伸缩时能自由游动。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，轴承外圈要与机座作轴向固定，靠滚子与套圈间的游动来保证轴的自由伸缩。
特点：一个支点双向固定，另一个支点作轴向游动。
深沟球轴承作为游动支点，轴承外圈与端盖留间隙。
圆柱滚子轴承作为游动支点，轴承外圈应双向固定。
适用：温度变化较大的长轴。
2 轴承组合的调整
1.轴承间隙的调整
调整方法：（1）轴承盖与机座的垫片厚度调整；
（2）用螺钉调整轴承外圈压盖的移动。
2.轴承预紧
目的：提高精度、刚度，减小振动。
安装时根据轴承的预紧力要求使轴承中保持一定轴向力，从而确保一定游隙，
3.轴承组合位置的调整
使轴上零件（齿轮、带轮等）具有准确的工作位置。
3. 滚动轴承的配合
轴承内圈孔与轴的配合采用基孔制；
轴承外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。
4. 滚动轴承的的装拆
金工设计中，应考虑装拆轴承时不损坏轴承和其它零部件。
l在机器保养和修理中需要拆卸某些结构，如果这些结构的拆卸很困难，或者在拆卸中很容易损坏某些零件，则会给保养和修理带来困难或增加成本。结构设计中应事先考虑拆卸的需要。
l滚动轴承通常的设计寿命与整机不一致，需要在使用过程中多次更换，当与轴承之间有装配关系的零件损坏时也需要对轴承进行拆卸，拆卸轴承时应使拆卸力不经过滚动体传递，以防使滚动体发生塑性变形。
拆卸滚动轴承通常使用专门的工具，设计轴系结构式应为工具的使用留有足够得为空间，这些数据可以在滚动轴承手册中找到。

2. 滚动轴承的装配形式有哪几种

（一）、冷装配合法 。

轴承外径达100mm可用套筒和锤子或重压进行冷装。通常使用一个普通的锤子。不宜使用带软金属头的锤子，因为金属碎屑可能会脱落，进入轴承。套筒末端的表面应平整，无毛刺平行。紧靠它应该与压装套环。

在装配或拆卸过程中，轴被装夹在老虎钳中，保护轴不被钳口的铜片损伤很重要。更换的轴承必须与失效轴承的绝对相同。轴承和轴设计时相互配合，不能做任何改变，除非制造了重新设计的机器。

如果轴承和轴配合过松，可出现滑移现象。这将使轴温过高，并导致轴承内圈与轴颈表面的磨损。如果压装配合过紧，轴承的内圈将被拉伸，以至于滚子或滚珠没有空隙旋转自如。

（二） 、热装配合法
热装配合法通过让待配合的两个部分获得不同的温度进行过盈配合，从而使装配更容易的方法。

最常用的轴承装配方法是在其中的与一个内圈与轴过盈配合安装，外圈安装时带一条细线使配合变松。外径超过100mm的永久轴承，必须根据加热方式，加热整个轴承或轴承内圈，使内环容易套入了轴。

在可分离轴承的情况下，只需要加热内圈。轴承应均匀加热，最高温度 121℃。加热轴承方法是：热油浴，热板，感应加热器，烤箱。密封的轴承不能进行热油浴。

(2)滚动轴承装置设计包括哪些内容扩展阅读

滚动轴承的装配工作开始之前，首先需要对滚动轴承进行清洗，保持其干净整洁；然后对滚动轴承进行检查，按照其装配要求进行装配。

1、首先将滚动轴承中残留的润滑脂及防锈油清除干净。

2、先用煤油冲洗滚动轴承，再用汽油洗净，并用干净的布擦干。

3、也可用其它清洗剂清洗，并将轴承用布擦干净。

4、切记，不要用脏油或脏布、棉纱清洗或擦干轴承。

滚动轴承的装配原则：根据轴承结构、尺寸大小、工作条件和轴承部件的配合性质而定，装配时的压力应直接加在待配合的套圈端面上，不允许通过滚动体传递压力。

3. 滚动轴承由哪些元件组成各有什么作用

滚动轴承的结构由部分组成
1.外圈——装在轴承座孔内，一般不转动
2.内圈——装在轴颈上，随轴转动
3.滚动体——滚动轴承的核心元件
4.保持架——将滚动体均匀隔开，避免摩擦
润滑剂也被认为是滚动轴承第五大件，它主要起润滑、冷却、清洗等作用
滚动轴承特征
1.专业化
轴承零件加工中，大量采用轴承专用设备。如钢球加工采用磨球机、研磨机等设备。专业化的特点还体现在轴承零件的生产上，如专业生产钢球的钢球公司、专业生产微型轴承的微型轴承厂等。
2.
先进性
由于轴承生产的大批量规模要求，使得其使用先进的机床、工装和工艺成为可能。如数控机床、三爪浮动卡盘及保护气氛热处理等。
3.自动化
轴承生产的专业化为其生产自动化提供了条件。在生产中大量采用全自动、半自动化专用和非专用机床，且生产自动线逐步推广应用。如热处理自动线及装配自动线等。

4. 滚动轴承的组成有哪些

1、内圈。通常固定在轴颈上，内圈与轴一起旋转。内圈外表面上有供钢球或滚子滚动的沟槽，称为内沟或内滚道。

2、外圈。通常固定在轴承座或机器的壳体上，起支承滚动体的作用。外圈内表面上也有供钢球或滚子滚动的沟槽，称为内沟或内滚道。

3、滚动体。每套轴承都配有一组或几组滚动体，装在内圈和外圈之间，起滚动各传递力的作用。滚动体是承受负荷的零件，其形状、大小和数量决定了轴承承受载荷的能力各高速运转的性能。

4、保持架。将轴承中的滚动体均匀地相互隔开，使每个滚动体在内圈和外圈之间正常地滚动。此外，保持架具有引导滚动体运动，改善轴承内部润滑条件，以及防止滚动体脱落等作用。 在推力轴承中，与轴配合的套圈叫轴圈，与轴承座或机器壳体配合的套圈叫座圈，轴圈和座圈统称垫圈。

5. 30212类轴承的设计参数有哪些

内径d 60 mm

外径D 110 mm

极限转速 nB 4250 1/min

参考速度 T3EB060

6. 滚动轴承装配方法有哪几种

滚动轴承的安装--几种轴承的安装脊族方法

1) 向心推力型轴承的安装

向心推力型轴承包括圆锥滚子轴承和角接触球轴承，它们通常是成对安装的，这类轴承多数是可分离型，因此安装操作一般很方便，只是要注意安装时调整其游隙，而轴承游隙对这类轴承的使用寿命和工作特性至关紧要，具体的调整方法见有关部分。不可分离型的向心推力型轴承一般内部游隙已预调好。

2) 推力轴承的安装

推力轴承一般取轴圈与轴为过渡配合，取座圈与轴承座孔为动配合，因此这类轴承容易安装。
这类轴承安装时要控制轴圈滚道(或沟底)对于轴的轴线的垂直度，如垂直度失控，将使轴承所受载荷偏于一侧而容易发生早期失效，运转性能也大受影响。
这类轴承如是承受单向载荷的，大都成对安装，但运转时只承受一个方向的载荷，因此需要给予一定的预紧力，以防不承受载荷的那一只轴承游隙过松，滚动体在滚道上打滑而发生剧烈磨损。
对于双向推力轴承中的不承受载荷的那列滚动体，也要采用类似方法加以预紧，以防出现类似的剧烈磨损现象。

3) 滚针轴承的安装

有保持架的滚针轴承的安装方法类似于向心轴承，但要求更为仔细，因为滚针轴承的套圈一般很薄，或是很脆而较易碰坏，或是较弱而容易变形。
无保持架的滚针轴承中有的容易散落滚针，在此场合下可用下法进行安装：将散落的滚针表面涂以润滑脂，再将这些滚针一只一只地紧贴着粘附在滚针的套圈(滚针套)内，注意插入时勿擦伤滚针表面或滚道表面，并且插入的滚针数与原来成套轴承中的滚针数相符。
在实际安装时，还可以结合具体情况，设计出专用的安装轴承的工具悄信，或利用安装部位 的轴或轴承座上的螺纹、螺栓孔等，使得轴承樱运弊的安装工作更简便更快捷。

7. 轴的结构设计包括哪些内容

轴上各段的名称

轴的结构和形状取决于下面几个因素：（1）轴的毛内坯种类：（2）轴上作用力容的大小及其分布情况；（3）轴上零件的位置、配合性质及其联接固定的方法；（4）轴承的类型、尺寸和位置；（5）轴的加工方法、装配方法以及其他特殊要求。可见影响轴的结构与尺寸的因素很多，设计轴时要全面综合的考虑各种因素。
对轴的结构进行设计主要是确定轴的结构形状和尺寸。一般在进行结构设计时的已知条件有：机器的装配简图，轴的转速，传递的功率，轴上零件的主要参数和尺寸等。

13.2.1 轴的强度、刚度

轴的强度与工作应力的大小和性质有关。在选择轴的结构和形状时应注意以下几个方面。

1.使轴的形状接近于等强度条件。

2.尽量避免各轴段剖面突然改变以降低局部应力集中。

3.改变轴上零件的布置，有时可以减小轴上的载荷。

4.改进轴上零件的结构也可以减小轴上的载荷。

13.2.2 零件在轴上的固定

1.周向固定（键、花键、销和过盈配合等）

2.轴向固定（轴肩、轴环、螺母、套筒及轴端挡圈定位等）

8. 滚动轴承的装配有哪些技术要求

装配的技术要求

①滚动轴承标有代号的端面应装在可见方向，以便更换时查对。

②轴颈或壳体孔台阶处的圆弧半径应小于轴承上相对应处的圆弧半径。

③轴承装配在轴上和壳体孔中后，应没有歪斜现象。

④在同轴的两个轴承中，必须有一个随轴热胀时产生轴移动。

⑤装配滚动轴承时，必须严格防止污物进入轴承内。

⑥装配后的轴承，须运转灵活、噪声小、工作温度一般不宜超过65℃.

9. 2018-08-25 滚动轴承

16.1 滚动轴承概述

16.1.1 滚动轴承的组成

滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架等四部分组成。

内圈装配在轴上并与轴一起旋转，外圈与轴承座孔装配在一起，起支承作用。

滚动体是滚动轴承的核心元件，它使相对运动表面间的滑动摩擦变为滚动摩擦。保持架将滚动体等距离排列隔开，以避免滚动体直接接触，减少发热和磨损。

16.1.2 滚动轴承的材料及特点

滚动轴承的内圈、外圈和滚动体使用强度高、耐磨性好的轴承钢制造，，工作表面要求磨削抛光，从而达到很高的精度。

轴承保持架有冲压的和实体的两种，冲压保持架一般用低碳钢板冲压制成，与滚动体间有较大的间隙。实体保持架常用铜合金、铝合金或塑料经切削加工制成，有较好的定心作用。

滚动轴承与滑动轴承相比，其特点如下：滚动轴承具有滚动摩擦的特点，摩擦阻力小，启动及运转力矩小，启动灵敏，功率损耗小且轴承单位宽度承载能力较大，润滑、安装及维修方便等。与滑动轴承相比，滚动轴承的缺点是径向轮廓尺寸大，接触应力高，高速重载下轴承寿命较低且噪声较大，抗冲击能力较差。

16.2 滚动轴承的类型及其代号

16.2.1 滚动轴承的结构特性

公称接触角。滚动轴承的滚动体与外圈滚道接触点的法线和轴承半径方向的夹角α，称为轴承公称接触角（简称接触角）。公称接触角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力，接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力越大。

游隙。滚动轴承中滚动体与内圈、外圈滚道之间的间隙，称为滚动轴承的游隙。游隙分为径向游隙和轴向游隙，其定义是当轴承的一个套圈固定不动，另一个套圈沿径向或轴向的最大移动量，称为轴承的径向游隙和轴向游隙。轴承标准中将径向游隙分为基本游隙组和辅助游隙组，应优先选用基本游隙组值，轴向游隙值可由径向游隙值按一定关系换算得到。

16.2.2 滚动轴承的类型

滚动轴承类型繁多，可从不同角度进行分类。按滚动体形状分为球轴承和滚子轴承。球形滚动体与内外圈的接触是点接触，运转时摩擦损耗小，承载能力和抗冲击能力弱；滚子滚动体与内外圈是线接触，承载能力和抗冲击能力强，但运转时摩擦损耗大。按滚动体的列数，滚动轴承又分为单列、双列以及多列。

按轴承所承受的载荷的方向或公称接触角的不同，滚动轴承可以分为以下几种。

向心轴承。向心轴承主要用于承受径向载荷，0°≤α≤45°。向心轴承又分为径向接触轴承（α=0°）和向心角接触轴承（0°<α≤45°）。

推力轴承。主要用于承受轴向载荷，45°<α≤90°。推力轴承又可分为轴向接触轴承（α=90°）和推力角接触轴承（45°<α<90°）。

16.2.3 滚动轴承的代号

为了统一表征各类轴承的特点，便于阻止生产和选用，Gb/T 272-1933和JB/T 2974-2004规定了一般用途的滚动轴承代号的编制方法。滚动轴承代号由字母和数字表示，并由前置代号、基本代号和后置代号三部分构成。基本代号是轴承代号的主体，代表轴承的基本类型、结构和尺寸，由轴承类型代号、直径系列、宽度系列和内径代号构成。前置代号和后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等方面有改变时，在基本代号左右增加的补充代号。

类型代号。类型代号用数字或字母表示。若代号为“0”，则可省略。

尺寸系列代号。尺寸系列代号由轴承的宽度系列代号和直径系列代号组合而成。对于同一内径的轴承，在承受大小不同的载荷时，可使用大小不同的滚动体，从而使轴承的外径和宽度相应地发生了变化。宽度系列是指相同内外径的向心轴承有几个不同的宽度，宽度系列代号有8,0,1,2,3,4,5,6，对应于相同内径轴承的宽度尺寸依次递增。直径系列是指相同内径的轴承有几个不同的外径，直径系列代号有7,8,9,0,1,2,3,4,5，对应于相同内径轴承的外径尺寸依次递增。

内径代号。内径代号表示轴承内圈孔径的大小，滚动轴承内径可以从1mm到几百mm变化。对常用内径d=20~480mm的轴承，内径一般为5的倍数，内径代号的两位数字表示轴承内径尺寸被5除得的商数。对于内径为10mm，12mm，15mm，17mm的轴承，内径代号依次为00,01,02和03。对于内径为500mm，22mm，28mm，32mm的轴承，用公称内径毫米数直接表示，但在与尺寸系列代号之间用“/”分开。

内部结构代号。内部结构代号表示轴承内部结构变化。代号含义随不同类型、结构而异。

公差等级代号。表示轴承的精度等级，分为2级、4级、5级、6级、6X级和0级，共6个级别，依次由高级到低级，其代号分别为/P2,/P4,/P5,/P6,/P5X,/P0。公差等级中，6X级仅适用于圆锥滚子轴承，0级为普通级，在轴承代号中不标出。

游隙代号。常用的轴承径向游隙系列分为1组、2组、0组、3组、4组、和5组，共6个组别，依次由小到大。0组游隙是常用的游隙组别，在轴承代号中不标出。其余的游隙组别在轴承代号中分别用/C1,/C2,/C3,/C4,/C5表示。公差等级代号与游隙代号同时表示时，可进行简化，取公差等级代号加上游隙组号组合表示，例如/P63表示公差等级6，径向游隙3组。

配置代号，表示一对轴承的配置方式。

成套轴承分部件代号。表示轴承的分部件，用字母表示。滚动轴承的分部件表示可以自由地从轴承上分离下来的带或不带滚动体，或带保持架和滚动体的轴承套圈或轴承垫圈，以及可以自由地从轴承上分离下来的滚动体与保持架的组件。

16.3 滚动轴承的选择

16.3.1 轴承的载荷

轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。

根据轴承所受载荷的大小。在选择轴承类型时，由于滚动轴承中主要元件间是线接触，宜用于承受较大的载荷，承载后变形的也较小。而球轴承中主要为点接触，宜用于承受较轻的或中等的载荷，故在载荷较小时，应优先选用球轴承。

根据轴承所受载荷的方向。在选择轴承类型时，对于纯轴向载荷，一般选用推力轴承；对于受较小的纯轴向载荷可选用推力球轴承；较大的纯轴向载荷可选用推力滚子轴承。对于纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。当轴承在承受径向载荷的同时，还有不大的轴向载荷时，可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆柱滚子轴承；当轴向载荷较大的时候，可选用接触角较大的角接触球轴承或圆柱滚子轴承，或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构。

16.3.2 轴承的转速

从工作转速对轴承要求看，可以确定以下几点：球轴承与滚子轴承相比较，有较高的极限转速，故在高速时应优先选用球轴承；在内径相同的条件下，外径越小，则滚动体越小，运转时滚动体加在外圈滚道上的离心惯性力也就越小，因而也就更适于在更高的转速下工作；保持架的材料与结构对轴承转速影响极大，实体保持架比冲压保持架允许更高一些的转速、青铜实体保持架允许更高的转速；推力轴承的极限转速均很低，当工作转速高时，若轴向载荷不十分大，可以用角接触球轴承承受纯轴向力；若工作转速略超过样本规定的极限转速，可以提高轴承的公差等级，或适当加大轴承的径向游隙、选用循环润滑或油雾润滑、加强对润滑油的冷却等措施改善轴承的高速性能。

16.3.3 轴承的调心性能

轴承能够自动补偿轴和箱体中心线的相对偏斜，从而保持轴承正常工作状态的能力成为轴承的调心性。调心球轴承和调心滚子轴承都具有良好的调心性能，它们所允许的轴线偏斜角分别为3°和1°~2.5°。

圆柱滚子轴承和滚针轴承对轴承的偏斜最为敏感，这类轴承在偏斜状态下的承载能力可能低于球轴承。因此在轴的刚度和轴承座孔的支承刚度较低时，应尽量避免使用这类轴承。

16.3.4 轴承的安装和拆卸

便于装拆，也是在选择轴承类型时应考虑的一个因素。在轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸轴承部件时，应优先选用内、外圈可分离的轴承。当轴承在长轴上安装时，为了便于装拆，可以选用其内圈孔为1:12的圆锥孔（用以安装在紧定衬套上）的轴承。

16.3.5 运转精度

用滚动轴承支承的轴，其轴向及径向运转精度既与轴承零件的精度及弹性变形有关，也与相邻部件的精度及弹性变形有关。因此，对于运转精度要求高的轴承，需选用过盈配合。

16.3.6 经济性要求

球轴承比滚子轴承价格便宜，调心轴承价格较高。在满足使用功能的前提下，应尽量选用球轴承、低精度、低价格的轴承。

此外，轴承类型的选择还要考虑轴承装置整体设计要求，如轴承的配置使用性、游动性等要求，如支承刚度要求较高时，可成对采用角接触型轴承，需调整径向间隙时宜采用带内锥孔的轴承，支点跨距大、轴的变形大或多支点轴，宜采用调心轴承，空间受限时，可采用滚针轴承。

16.4 滚动轴承的载荷分析、失效形式和设计准则

16.4.1 滚动轴承的工作情况分析

滚动轴承工作时各元件间的运动关系。滚动轴承是承受载荷而又旋转的支承件。作用于轴承上的载荷通过滚动体由一个套圈传递给另一个套圈。内、外圈相对回转，滚动体既自传又绕轴承中心公转。

滚动轴承中的载荷分布。以向心轴承为例，假定轴承仅受径向载荷，考虑有一个滚动体的中心位于径向载荷的作用线上，上半圈的滚动体不承受载荷，下半圈滚动体受载荷，且滚动体在不同位置受的载荷大小也在变化。

轴承元件上的载荷及应力变化。由轴承的载荷分布可知，滚动轴承工作时，滚动体所处位置不同，轴承各元件所受的载荷和应力随时都在变化。在承载区内，滚动体所受的载荷由0逐渐增加到最大值，然后再逐渐减小到0。滚动体受的是变载荷和变应力。

16.4.2 滚动轴承的失效形式及设计准则

滚动轴承的主要失效形式：

疲劳点蚀。滚动轴承在工作时，滚动体或套圈的滚动表面反复受脉动循环变化接触应力的作用，工作一段时间后，出现疲劳裂纹并继续发展，使金属表面产生麻坑或片状剥落，造成疲劳点蚀。通常疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式，，轴承的设计就是针对这种失效而展开的。

塑性变形。在较大的静载荷及冲击载荷作用下，在滚动接触表面将会产生永久性的凹坑，会增大摩擦力矩，在轴承运转中产生强烈振动和噪声，降低运转精度，即轴承因塑性变形而失效。因此对这种工况下的轴承需做静强度计算。

磨损。由于密封不好、灰尘及杂质侵入轴承造成滚动体和滚道表面产生磨粒磨损，或由于润滑不良引起轴承早期磨损或烧伤。

其他失效形式。由于装拆操作、维护不当引起元件破裂。

滚动轴承设计准则，选定轴承类型后，决定轴承尺寸时，应针对主要失效形式进行计算。疲劳点蚀失效是疲劳寿命计算的主要依据，塑性变形是静强度计算的主要依据。对一般工作条件下做回转的滚动轴承应进行接触疲劳寿命计算，还应做静强度计算；对于不转动、摆动或低速转的轴承，要求控制塑性变形，应做静强度计算；高速轴承由于发热易造成磨损和烧伤，除进行寿命计算外，还要核验极限转速。

此外，决定轴承工作能力的因素还有轴承组合的合理结构、润滑和密封等，它们对保证轴承正常工作其重要作用。

16.5 滚动轴承尺寸的选择计算

16.5.1 基本额定寿命L

一个滚动轴承的寿命是指轴承中任一个滚动体或滚道首次出现疲劳扩展之前，一个套圈相对于另一个套圈的转数，或在一定转速下的工作小时数。

滚动轴承的寿命是相当离散的，由于制造精度、材料的均质程度等的差异，即使是同样材料、同样尺寸以及同一批生产出来的轴承在完全相同的条件下工作，它们的寿命也会不相同。

对一批轴承可用数理统计方法，分析计算一定可靠度R或失效概率n下的轴承寿命。一般在计算中取R=0.9，此时Ln = L10，称为基本额定寿命。

16.5.2 基本额定动载荷C

轴承的寿命与所受载荷的大小有关，工作载荷越大，引起的接触应力也就越大，因而在发生点蚀破坏前所能接受的应力变化次数也就越少，亦即轴承的寿命越短。把基本额定寿命轴承所能承受最大载荷取为基本额定动载荷。基本额定动载荷指的是大小和方向恒定的载荷，是向心轴承承受纯径向载荷或推力轴承承受纯轴向载荷的能力。

16.5.3 当量动载荷P

为了进行寿命计算，须将实际载荷换算成一个与C载荷性质相同的假定载荷。在这个假定载荷作用下，轴承的寿命与实际载荷作用下的寿命相同，称该假定载荷为当量动载荷，用P表示。在恒定的径向载荷Fr和轴向载荷Fa作用下，当量动载荷为 P=XFr+YFa 。其中，X,Y分别是径向动载荷系数和轴向动载荷系数。向心轴承只承受径向载荷时P=Fr；推力轴承只承受轴向载荷时P=Fa。

16.5.4 寿命计算

轴承的载荷P与基本额定寿命L10之间的关系 PⁿL10=Cⁿx1=常数 ，其中，n=ε，下同；P是当量动载荷；L10是基本额定寿命；C是基本额定动载荷；ε是寿命指数，对于球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3。可得滚动轴承的基本额定寿命L10为 L10=(C/P)ⁿ ，在实际工程计算中，轴承寿命常用小时表示，此时基本额定寿命Lh（单位为小时）为 Lh=(10的6次方/60n)·(C/P)ⁿ 。其中，n次方之外的n是轴承的转速，单位r/min。

如果载荷P和转速n已知，预期计算寿命Lh'也确定，则所需轴承应具有的基本额定动载荷C'可计算得出 C'=P(60nLh'/10的6次方)括号内开ε次方 。如果要讲该数值用于高温轴承，需要将C乘以温度系数Ft，即对C值加以修正。考虑机械工作时的冲击、振动对轴承载荷的影响，应将P乘以载荷系数Fp，对当量动载荷进行修正。

修正后，公式变为 L10=(FtC/FpP)ⁿ，Lh=(10的6次方/60n)·(FtC/FpP)ⁿ， C'=FpP(60nLh'/10的6次方)括号内开ε次方/Ft 。这三个公式是设计计算时常用的轴承寿命计算式，由此可确定轴承的寿命或型号。

16.5.5 角接触向心轴承轴向载荷的计算

为了使角接触向心轴承的内部轴向力得到平衡，以免轴窜动，通常这种轴承都要成对使用，对称安装。Fa为轴向外载荷，F'是径向载荷Fr产生的内部轴向力。O₁，O₂点分别为轴承1和轴承2的压力中心，即支反力作用点。把内部轴向力F'的方向与外加轴向载荷Fa的方向一致的轴承标为2，另一端标为轴承1。取轴和与其相配合的轴承内圈为分离体，如达到轴向平衡时，应满足 Fa+F₂'=F₁' 。

如果求得不满足上式的时候，会出现两种情况。当Fa+F₂'>F₁'时，则轴有向右蹿动的趋势，相当于轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”，但实际上轴必须处于平衡位置，所以被“压紧”的轴承所受的总轴向力Fa₁必须与Fa+F₂'相平衡，即 Fa₁=Fa+F₂' ，而被“放松”的轴承2只受其本身内部轴向力F₂'，即Fa₂=F₂'。当Fa+F₂'<F₁'时，同前理，轴承1只受其本身内部轴向力F₁'，即Fa₁=F₁'，轴承2所受的总轴向力为 Fa₂=F₁'-Fa 。

综上，计算角接触向心轴承所受轴向力的方法可以归结为：先通过内部轴向力及外加轴向载荷的计算与分析，判定被“放松”或被“压紧”的轴承；然后确定被“放松”轴承的轴向力仅为其本身内部轴向力，被“压紧”轴承的轴向力则为除去本身内部轴向力后其余各轴向力的代数和。

16.5.6 滚动轴承的静载荷

基本额定静载荷C0。对于转速很低或缓慢摆动的滚动轴承，一般不会产生疲劳点蚀。但为了防止滚动体和内、外因产生过大的塑性变形，应进行静强度计算。轴承受力最大的滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力达到一定值的载荷，作为轴承静载荷的界限，称为基本额定静载荷，以C0表示。对向心轴承来说，基本额定静载荷是指使轴承套圈仅产生相对纯径向位移的载荷的径向分量，称之为径向基本额定静载荷，用C0r表示。对推力轴承，基本额定静载荷是指中心轴向载荷，称为轴向基本额定静载荷，用C0a表示。

当量静载荷P0。如果轴承的实际载荷情况与基本额定静载荷的假定情况不同时，要将实际静载荷换算为一个假想载荷。在该假想载荷下轴承中受载最大的滚动体与滚道接触处产生的永久变形量与实际载荷作用下的相同，把这个假想载荷叫做当量静载荷。其计算式为 P0=X0Fr+Y0Fa ，其中X0,Y0是径向静载荷系数和轴向静载荷系数。

按静载荷选择轴承。公式为 C0≥S0P0 ，其中，S0是静强度安全系数，P0是当量静载荷。S0的取值取决于轴承的使用条件，当要求轴承转动很平稳时，S0应大于1，以避免轴承滚动表面的局部塑性变形量过大；当对轴承转动平稳性要求不高时，或轴承仅做摆动运动时，S0可取1或小于1，以尽量使轴承在保证正常运行的条件下发挥最大的静载能力。

16.6 滚动轴承的组合设计

16.6.1 轴与轴承座孔的刚度和同轴度

轴和安装轴承的箱体或轴承座，以及轴承组合中受力的其他零件必须有足够的刚度。因为这些零件的变形都要阻碍滚动体的滚动而导致轴承的提前失效。

为了保证轴承正常工作，应保证轴的两轴颈的同轴度和箱体上两轴承孔的同轴度。保持同轴度最有效的办法是采用整体结构的箱体，并将安装轴承的两个孔一次加工而成。

16.6.2 轴承的配置

合理的轴承配置应保证轴和轴上零件在工作中的正确位置，防止轴向窜动，固定其轴向位置，当受到轴向力时，能将力传到机体上，同时，为了避免轴因受热伸长致使轴承受过大的附加载荷，甚至卡死，又须允许它有一定的轴向游动量。为此，采取的配置方法有下列三种：

双支点各单向固定。由两个轴承各限制一个方向的轴向移动。考虑到轴受热伸长，在一端的轴承外圈与轴承盖端面之间留有一定的间隙。对于可调游隙式轴承，则在装配时将间隙留在轴承内部。

一支点双向固定，另一端支点游动。对于跨距较大且工作温度较高的轴，其热伸长量较大，应采用一支点双向固定，另一端支点游动的支承结构。作为固定支撑的轴承，应能承受双向轴向载荷，故内、外圈在轴向都要固定。

两支点全游动。当轴和轴上零件已从其他方面得到轴向固定时，两个支承就应该是全游动的。

16.6.3 滚动轴承的轴向固定

轴承内、外圈都应可靠固定，固定方法的选择取决于轴承上的载荷性质、大小及方向，以及轴承类型和其在轴上的位置等。当冲击振动愈严重，轴向载荷愈大，转速愈高时，所用的固定方法应愈可靠。

轴承内圈轴向固定的常用方法有：用轴用弹性挡圈和轴肩固定，主要用于承受轴向载荷不大及转速不很高的单列向心球轴承；用轴端挡圈和轴肩固定，可用于轴径较大的场合，能在高转速下承受较大的轴向载荷；用圆螺母和止动垫圈固定，拆装方便，用于轴向载荷大、转速高的场合；用紧定衬套、止动垫圈和圆螺母固定，用于光轴上轴向力和转速都不大的、内圈为圆锥孔的轴承。

轴承外圈轴向固定的常用方法由：用嵌入箱体沟槽内的孔用弹性挡圈和凸台固定，常用于单列向心球轴承；用轴用弹性挡圈嵌入轴承外圈的止动槽内固定，适用于箱体不变设置凸台且外圈带有止动槽的轴承；用轴承端盖和凸台固定，适用于高速及承受很大轴向载荷的各类向心和向心推力轴承；用轴承盖和套杯的凸台固定，适用于不宜在箱体上设置凸台等场合；用螺纹环固定，适用于轴承转速极高，轴向载荷大，不适用于轴承固定的场合。

16.6.4 滚动轴承游隙的调整方法

为保证轴承正常工作，应使轴承内部留有一定间隙，称为轴承游隙。调整游隙的常用方法有：

加厚或减薄端盖与箱体间垫片的方法来调整游隙；通过调整螺钉，经过轴承外圈压盖，移动外圈来实现，在调整后应拧紧防松螺母；靠轴上的圆螺母来调整，但这种方法由于必须在轴上制出应力集中严重的螺纹，削弱了轴的强度。

当轴上有圆锥齿轮或蜗轮等零件时，为了获得正确的啮合位置，在安装时或工作中需要有适当调整轴承的游隙和位置的装置。

16.6.5 滚动轴承的预紧

滚动轴承的预紧，就是在安装轴承时用某种方法使滚动体和内、外圈之间产生一定的初始压力和预变形，以保证轴承内、外圈均处于压紧状态，使轴承在工作载荷下，处于负游隙状态运转。预紧的目的是：增加轴承的刚度；使旋转轴在轴向和径向正确定位，提高轴的旋转精度；降低轴的振动和噪声，减小由于惯性力矩引起的滚动体相对于内、外圈滚道的滑动；补偿因磨损造成的轴承内部游隙变化；延长轴承寿命。

常用的预紧装置：夹紧一对圆锥滚子轴承的外圈而预紧；在一对轴承中间装入长度不等的套筒而预紧；夹紧一对磨窄了的轴承内圈或外圈而预紧；上述三种装置由于工作时的温升而使各零件间的尺寸关系发生变化时，预紧力的大小也随之改变，采用预紧弹簧，则可以得到稳定的预紧力。

16.6.6 滚动轴承的配合与装拆

为了防止轴承内圈与轴以及外圈与外壳孔在机器运转时产生不应有的相对滑动，必须选择正确的配合。滚动轴承是标准件，其内圈的孔为基准孔，与轴的配合采用基孔制；外圈的外圆柱面为基准轴，与轴承座孔的配合采用基轴制。

选择轴承配合种类时，一般原则是对于转速高、载荷大、温度高、有振动的轴承应选用较紧的配合，而经常拆卸的轴承，应选用较松的配合。

轴承组合设计时，应考虑轴承的装拆，以使在装拆过程中不致损坏轴承和其他零件。

拆卸时，常用拆卸器或压力机把轴承从轴上拆下来。

16.6.7 滚动轴承的润滑

润滑的主要目的是降低摩擦力、减轻磨损。此外，还有降低接触应力、散热、吸振、防锈等作用。

轴承的润滑剂主要有润滑脂和润滑油两种。此外，也有使用固体润滑剂的。

脂润滑。对于球轴承dn<160000，圆柱、圆锥轴承dn<100000~120000，调心滚子轴承dn<80000，推力球轴承dn<40000，一般采用润滑脂润滑。采用脂润滑的结构简单，润滑脂不易流失，受温度影响不大，对载荷性质、运动速度的变化有较大的适应性，使用时间较长。常用润滑脂为钙基润滑脂和钠基润滑脂。

油润滑。从滚动轴承润滑和散热的效果来看，油润滑较好，但需要复杂的供油系统和密封装置。油润滑时，常用的润滑方法有以下几种：油浴润滑，把轴承局部浸入润滑油中；滴油润滑，用给油器使油成滴滴下，油因转动部分的搅动，在轴承箱内形成油雾状，滴下的油将运动中摩擦热量带走，起冷却作用；飞溅润滑，用进入油池内的齿轮或甩油环的旋转将油飞溅进行润滑；喷油润滑，用油泵将润滑油增压，通过油管或机体上特制的油孔，经喷嘴将油喷射到轴承中去，流过轴承的润滑油，经过过滤冷却后再循环使用；油雾润滑，超高速的轴承可以采用油雾润滑，润滑油在油雾发生器中变成油雾。

固体润滑。常用的固体润滑方法有：用黏结剂将固体润滑剂黏结在滚道和保持架上；把固体润滑剂加入工程塑料和粉末冶金材料中，制成有自润滑性能的轴承零件；用电镀、高频溅射、离子镀层、化学沉积等技术使固体润滑剂或软金属在轴承零件摩擦表面形成一层均匀致密的薄膜。常用的固体润滑剂有二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯等。

16.6.8 滚动轴承的密封

密封是为了防止灰尘、水分及其他杂质进入轴承，并组织轴承内润滑剂的流失。

轴承的密封方法很多，通常可归纳成两大类，即接触式密封和非接触式密封

接触式密封。这类密封的密封件与轴接触。工作时轴旋转，密封件与轴之间有摩擦与磨损，故轴的转速高时不宜采用。

毛毡圈密封。将矩形截面毛毡圈安装在轴承端盖的梯形槽内，利用毛毡圈与轴接触起密封作用。

密封圈密封。密封圈由耐油橡胶、皮革或塑料制成。安装时用螺旋弹簧把密封唇口箍紧在轴上，有较好的密封效果，适用于轴的圆周速度v<7m/s，工作温度为-40~100℃的用纸或油润滑的轴承。

非接触式密封。这类密封利用间隙（或加甩油环）密封，转动件与固定件不接触，故允许轴有很高的转速。

间隙密封。在轴承端盖与轴间留有很小的径向间隙而获得密封，间隙越小，轴向宽度越长，密封效果越好。

迷宫式密封。在轴承端盖和固定于轴上转动件间制出曲路间隙而获得密封，有径向迷宫式和轴向迷宫式两种。

挡油环密封。挡油环与轴承座孔间由很小的径向间隙，且挡油环外突出轴承座孔端面∆=1~2mm。工作时挡油环随轴一同转动，利用离心力甩去落在挡油环上的油和杂物，起密封作用。

甩油密封。油润滑时，在轴上开出沟槽或装入一个环，都可以把欲向外流失的油甩开，再经过轴承端盖的集油腔及与轴承腔相通的油孔流回。或者在紧贴轴承处装一甩油环，在轴上车有螺旋式送油槽，可有效防止油外流。

组合密封。将上述各种密封方式组合在一起，以充分发挥其密封性能，提高整体密封效果。