机械设计基础第三版课件第9章

第9章轴和轴承9.1轴的分类及材料选择9.2轴的结构设计9.3轴的强度计算9.4轴的设计举例9.5滚动轴承的基本知识9.6滚动轴承的选择与应用9.7滑动轴承概述9.8滑动轴承的结构和材料9.9滚动轴承与滑动轴承的性能比较

转轴—同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。心轴─只承受弯矩的轴，如定滑轮轴。传动轴─只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。9.1.1轴的分类（1）按照承受载荷的不同，轴可分为：除了刚性轴外，还有钢丝软轴，可以把转矩和运动灵活地传到任何位置，常用于医疗器械和小型机具中。（3）直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴。阶梯轴便于轴上零件的装拆和定位，省材料重量轻，应用普遍。（2）按照轴线形状的不同，轴可分为曲轴和直轴两大类。轴一般是实心轴，有特殊要求时可制成空心轴，如车床主轴。9.1轴的分类及材料选择曲轴是专用零件，主要用在内燃机一类的活塞式机械中。转轴：机器中最常见的轴，通常简称为转轴。

工作时既承受弯矩又承受转矩。心轴：用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩。

例：自行车的前轮轴传动轴：主要用于传递转矩而不承受弯矩，或所承受的弯矩很小的轴。例：汽车中联接变速箱与后桥之间的轴。曲轴空心轴和钢丝软轴

光轴阶梯轴轴的类型9.1.2轴设计应满足的要求及设计步骤轴设计应满足如下要求：（1）应具有合理的结构和良好的工艺性，以便于轴上零件的定位和装拆，便于轴的制造；（2）应具有足够的强度；（3）应具有足够的刚度；（4）振动稳定性好，不发生强烈振动和共振。轴设计的一般步骤：（1）选择轴的材料；（2）进行轴的结构设计；（3）校核轴的强度；（4）校核轴的刚度。9.1.3轴的材料及选择（1）碳素钢—35、40、45、Q235特点：

对应力集中的敏感性小、价格较便宜、可热处理，应用广泛。（2）合金钢—20Cr、40Cr特点：良好的力学性能和热处理工艺性、对应力集中敏感，价格较贵。（3）球墨铸铁特点：铸造性能好、吸振性好、对应力集中不敏感、价格低。注意：常温下合金钢和碳素钢的弹性模量大致相同，用合金钢代替碳素钢不能有助于提高轴的刚度。9.2.1最小轴径的估算轴的扭转切应力为：≤

设计公式为：≥

最小轴径确定时，可结合整体设计将上式所得直径圆整为标准直径或与相配合零件（如联轴器、带轮等）的孔径相吻合。式中，C为由材料和承载情况决定的常数，见教材表9-2。9.2轴的结构设计9.2.2轴的结构设计1.轴的结构设计要求：（1）拟定轴上零件的装配方案

轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不相同。设计时可拟定几种装配方案，进行分析与选择。在满足设计要求的情况下，轴的结构应力求简单。以下是带式输送机减速器中高速轴的三个装配方案及分析。（1）轴和轴上零件要有准确的工作位置（轴向和周向定位与固定）。（2）轴上零件要便于拆装和调整。（3）合理布局轴的受力位置，提高轴的刚度和强度。（4）轴应有良好的加工工艺性。（5）与轴承配合的轴颈必须符合滚动轴承内径系列。2.轴的结构设计步骤（2）确定各轴段的直径（3）确定各段的长度齿轮与轴分开制造，齿轮与带轮均从轴的左端装入，轴段⑤最粗。该方案较常采用。方案一齿轮与轴分开制造，齿轮从轴的右端装入，带轮从轴的左端装入，轴段⑤最粗。该方案也有采用。方案二方案三齿轮与轴一体，结构简单，强度和刚度高，但工艺性较差，轴与齿轮同时失效。适用于轴的直径接近齿根圆直径的情况。9.2.3轴上零件的定位（一）轴上零件的周向定位周向定位的目的是限制轴上零件相对于轴的转动，以传递运动和转矩。通常采用键、花键、销、过盈配合及成型联接等。（二）轴上零件的轴向定位轴向定位的目的是限制轴上零件相对于轴的移动，使其准确可靠地处在正确的位置上，以保证机器正常工作。1）轴肩和轴环定位。结构简单，方便可靠，可承受较大轴向力，最为常用。为了准确定位，轴肩根部圆角应小于轴上零件内孔圆角或倒角尺寸，轴肩高度则应大于轴上零件内孔圆角或倒角尺寸，一般取h=(0.07~0.1)d，d为配合处轴的直径。2）套筒定位。多用于轴上两个零件之间距离不大，或不便于加工出轴肩的地方。此时，应保证套筒与被定位零件可靠接触。3）弹性挡圈定位。结构简单，适用于无轴向力或轴向力较小的情况。轴上的沟槽会引起应力集中，削弱轴的强度。4）圆螺母定位。能承受较大的轴向力，但轴上须加工螺纹，适用于轴向力较大或两零件间距离较大时的定位。弹性挡圈定位圆螺母定位5）圆锥形轴端与压板定位。定位可靠，装拆方便，适用于经常装拆或有冲击的场合。7）紧定螺钉定位。承受的轴向力较小，不适用于高速。6）圆柱形轴端与轴端挡圈定位。定位可靠，方便，常用。圆锥形轴端与压板定位紧定螺钉定位圆柱形轴端与轴端挡圈定位（三）确定各轴段的直径和长度按轴所受的扭矩估算轴的最小轴径dmin。对于转轴，在轴上零件的位置和支点跨距确定之前，尚无法计算弯矩，故只能按扭转强度或类比法初步估算轴的直径d，并将其作为最小轴径。圆轴扭转的强度条件为：或τ—扭转切应力（MPa）；T—转矩（N.mm)；WT—抗扭截面系数（mm3），WT

≈0.2d3；P—轴传递的功率（kW）；n—轴的转速（r/min）；[τ]—许用扭转切应力（MPa）；C—导出常数。（1）确定轴段直径的原则按定位和装拆要求确定轴肩高度及直径定位轴肩的高度宜取大一些，一般大于2mm，但要便于轴上零件的拆卸，如滚动轴承的定位轴肩高度必须低于轴承内圈端面高度。非定位轴肩主要是为了轴上零件装拆和加工方便，轴肩可取小一些，1~2mm即可。有配合要求的轴段，应采用或尽量采用标准直径。轴与标准件配合时，如与联轴器、密封圈、轴承等，其直径必须与标准件的内孔直径一致；轴与非标准件配合时，如与带轮和齿轮等，为加工方便，也应尽量采用标准直径（优先数系）。（2）确定轴段长度的原则轴段长度应与配合零件的宽度相适应，与传动件配合的轴段应略短于轮毂宽度，以保证定位可靠。零件间在轴向应留有适当的运动间隙、装拆和调整空间。轴承应尽可能靠近传动件，以减小两支点间的跨矩或悬臂长度，提高轴的刚度和强度。提高轴强度的措施（一）改进结构，减小应力集中尽量避免在轴上开横孔、切口和凹槽；增大轴肩过渡圆角半径；采用卸荷槽（图a）、过渡肩环（图b）、凹切圆槽（图c）；在轴与轴上零件的过盈配合处，在轮毂上开卸荷槽（图d））。（二）改善轴的表面品质降低轴的表面粗糙度，对轴的表面渗碳、渗氮及碳氮共渗等化学处理，辗压、喷丸等机械强化处理，可显著提高轴的承载能力。（三）合理布置轴上零件图示两种方案中，a)方案轴受到的最大扭矩小，故强度高。9.2.4轴的工艺性在进行轴的紧固设计时，考虑到轴的结构工艺性，应注意以下问题：（1）在满足装配要求的前提下，阶梯轴的阶梯应尽量少，以减少加工过程中的刀具调整量，提高加工效率，且减小轴上的应力集中。（2）车削螺纹和磨削加工时，为保证加工质量，应留有退刀槽（见图9-16）和砂轮越程槽（见图9-17），槽的宽度b可查有关手册。

（3）不同轴段开设键槽时，应使键槽沿同一母线布置。在同一轴段开设几个键槽时，各键槽应对称布置。（4）轴端应倒角。直径相近处的倒角、圆角、退刀槽、越程槽和键槽尺寸应尽量相同，以减少加工过程中的刀具调整量，提高加工效率。

图9-16退刀槽图9-17砂轮越程槽9.3轴的强度计算轴的弯矩和扭矩分析2）画出轴的空间受力图；3）画出轴的水平面受力图，求出水平面支反力，画出水平面弯矩图；4）画出轴的铅垂面受力图，求出铅垂面支反力，画出铅垂面弯矩图；5）画合成弯矩图；6）画轴的扭矩图；7）确定危险截面。1）求出轴上的所有主动力；9.3.1按弯扭强度计算对一般钢制的圆轴（实心），可按工程力学理论求出危险截面的当量应力，其强度条件为：τ

—危险截面上的弯曲应力和扭转切应力（MPa）；M、T—危险截面上的弯矩和扭矩（N.mm）；

—根据扭矩性质而定的折合因数。

；d—危险截面的直径(mm)。≤计算轴径时：≥

由于一般转轴的σbb为对称循环变应力，而τ

与σbb的循环特性往往不同。因此，须引入折算系数α

将非对称的τ折算成对称变应力，此时轴的强度校核公式为：扭转切应力静应力脉动循环变应力对称循环变应力弯曲应力为对称循环变应力α

≈0.3α

≈0.６α

=1切应力折算系数αα—切应力折算系数，见下表。[σ-1bb]—许用对称循环弯曲应力，见下表。材料σb[σ+1][σ0][σ-1]碳钢40013070405001707545600200955570023011065合金钢8002701307590030014080100033015090铸钢40010050305001207040轴的许用弯曲应力轴的弯曲变形以挠度y和偏转角θ来度量，轴的扭转变形以扭转角来度量，变形过大会影响轴的正常工作，故轴的刚度条件为：9.3.2轴的刚度校核y≤[y]

θ≤[θ]

y、θ及可按材料力学的方法计算，许用变形量[y]、[θ]和[]见后表。变形种类适用场合许用值变形种类适用场合许用值挠度/mm一般用途的轴(0.0003~0.0005)l转角/rad调心球轴承≤0.05刚度要求高的轴≤0.0002l圆柱滚子轴承≤0.025感应电机轴≤0.1Δ圆锥滚子轴承≤0.016安装齿轮的轴(0.01~0.03)mn齿轮处轴的截面0.001~0.002安装蜗轮的轴(0.02~0.05)m扭角°/m一般传动0.5~1转角/rad滑动轴承≤0.001较精密传动0.25~0.5深沟球轴承≤0.005重要传动<0.25l—支承间跨矩；Δ—定子与转子之间的气隙；mn—齿轮法向模数；m—蜗轮模数。轴的许用变形量9.5滚动轴承的基本知识特点：摩擦阻力小，起动容易、旋转精度高，润滑维护方便；标准件，互换性好，价格较低。但抗冲击能力不高，噪声较大，径向尺寸大，高速时寿命较低。适用场合：一般工作条件下的轴承，应用广泛。滚动轴承是一种标准部件，它依靠内部元件间的滚动接触来支承轴及转动零件（如齿轮等）工作。9.5.1滚动轴承的构造外圈1：有沟槽。与轴承座装配。内圈2：有沟槽。与轴颈装配。滚动体3：在内、外圈滚道间滚动，实现滚动摩擦。有球形和滚子两大类。保持架4：将滚动体均匀地隔开。（1）滚动轴承的结构滚动轴承运转动画(3D)滚动轴承的内部结构动画(3D)（2）滚动轴承的结构特性游隙：两套圈之间沿径向或轴向的相对位移量，相应称为径向或轴向游隙。其对轴承的寿命、温升和噪声有很大影响。接触角：滚动体与外圈滚道接触处的公法线与轴承径向平面间的夹角α

。接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力越大。角偏差：轴承内、外圈轴线之间的相对角位移θ。其许用值越大，轴承自动适应轴挠曲变形的能力越强。角偏差接触角9.5.2滚动轴承的类型和特点1．按滚动体的形状分球轴承：与套圈滚道点接触，摩擦小。滚子轴承：与套圈滚道线接触，承载能力高。2．按能承受载荷的方向分向心轴承：只能承受或主要承受径向载荷，其接触角α为。推力轴承：只能承受或主要承受轴向载荷，其接触角α为。3.常用滚动轴承的特性（1）调心球轴承（代号1000）主要承受径向载荷，同时可承受少量的双向轴向载荷。极限转速中等。外圈滚道是以轴承中心为球心的球面，故能调心，允许角偏差。（2）调心滚子轴承（代号2000）能承受很大的径向载荷，同时可承受少量的双向轴向载荷。极限转速低。外圈滚道为球面，故能调心，允许角偏差。带紧定衬套的调心滚子轴承利用锥面的楔紧作用可固定在光轴上，装拆方便。（3）圆锥滚子轴承（代号3000）能同时承受较大的径向载荷和单向轴向载荷，极限转速中等，允许角偏差。内外圈可分离，游隙可调，装拆方便，须成对使用。（4）推力球轴承（代号5000）只能承受单向或双向轴向载荷，且载荷作用线必须与轴线重合；高速时滚动体因离心力与保持架摩擦严重，故极限转速低；不允许角偏差。（5）深沟球轴承（代号6000）主要承受径向载荷，同时可承受少量的双向轴向载荷，极限转速高，允许角偏差。在高转速且载荷不大时，可替代推力球轴承承受纯轴向载荷。价格最低，应用最广。（6）角接触球轴承（代号7000）能同时承受较大的径向载荷和单向轴向载荷。极限转速较高，允许的角偏差。公称接触角有三种，须成对使用。（7）推力圆柱滚子轴承（代号8000）只能承受单向轴向载荷（可很大），且载荷作用线必须与轴线重合。极限转速低，不允许角偏差。（8）圆柱滚子轴承（代号N000）（9）滚针轴承（代号NA）只能承受径向载荷（很大），摩擦大，极限转速低，不允许角偏差。一般不带保持架，内外圈可分离，径向尺寸特小。只能或主要承受径向载荷（很大）,极限转速较高，允许角偏差，内外圈可分离。9.5.3滚动轴承的代号直径系列代号宽度高度系列代号内径代号尺寸系列代号类型代号其他代号多轴承配置代号游隙代号公差等级代号特殊轴承材料代号保持架及其材料代号密封与防尘结构代号内部结构代号一二三四五轴承分部件代号后置代号基本代号前置代号

滚动轴承代号的构成滚动轴承代号用于表征轴承的结构、尺寸、类型、精度等。例题：说明下列轴承代号的含义。62205轴承内径为25mm直径系列为2（轻）系列宽度系列为2（宽）系列深沟球轴承例题：说明下列轴承代号的含义。7（0）315AC/P6/C33组游隙6级公差接触角α=25°轴承内径为75mm直径系列为3（中）系列宽度系列为0（窄）系列，不标出角接触球轴承9.6滚动轴承的选择与应用9.6.1失效形式及计算准则1.滚动轴承的失效形式（1）疲劳点蚀—疲劳寿命计算。（2）塑性变形—静强度计算。（3）磨损—限制转速、加强密封和润滑。磨损疲劳点蚀扩展性点蚀2.滚动轴承的计算准则在确定滚动轴承尺寸时，应针对其主要失效形式进行必要的计算。对于一般运转的滚动轴承，其滚动体和滚道发生疲劳点蚀是其主要失效形式，因而主要是进行寿命计算，必要时再作静强度校核。对于不转动、低速或摆动的滚动轴承，局部塑性变形是其主要失效形式，因而主要进行静强度计算。对于其他失效形式，可通过正确的润滑和密封、正确的操作和维护来解决。9.6.2滚动轴承的尺寸选择1.滚动轴承的寿命计算

（1）轴承寿命：轴承的滚动体或套圈首次出现点蚀之前，轴承的转数L或相应的运转小时数Lh。（2）基本额定寿命L：同一型号的轴承，在相同的条件下运转，其中90％的轴承不发生疲劳点蚀所能达到的寿命。一批相同的轴承，即使在完全相同的条件运转，由于材料、热处理及工艺等原因，其寿命是不同的，分布如图所示。基本额定寿命是一种统计寿命，选择轴承时应以它为标准。同一型号的轴承，其基本额定寿命随载荷的不同而变化。通过实验所得的载荷—寿命曲线如图所示。（3）基本额定动载荷C：使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷值，用C表示。基本额定动载荷表征了轴承的承载能力。对于向心轴承其指纯径向载荷，用Cr表示；对于推力轴承其指纯轴向载荷，用Ca表示。C值可查轴承手册确定。轴承载荷—寿命曲线（4）当量动载荷轴承的实际受载情况与轴承寿命实验时的情况是不同的。所以，在计算轴承寿命时，须将轴承受到的实际载荷等效转化为与基本额定动载荷C相当的载荷，即当量动载荷，用P表示。Fr—轴承受到的径向载荷；Fa—轴承受到的轴向载荷；X—径向载荷系数；Y—轴向载荷系数。2）对于只能承受径向力的向心轴承：P=Fr3）对于只能承受轴向力的推力轴承：P=Fa1）对于能同时承受径向力和轴向力的轴承：（5）角接触轴承的轴向载荷计算1）角接触轴承的派生轴向力角接触轴承受径向载荷Fr作用时，由于其存在接触角α，承载区内任一滚动体上的法向力Fi可分解为径向分力Fi"

和轴向分力Fi'。各滚动体上所受轴向分力的总和即为轴承的派生轴向力F'。1.14Fr0.68FreFrF'Fr/2YY=0.4cotα圆锥滚子轴承角接触向心球轴承轴承类型角接触轴承半圈承载时的派生轴向力F'2）角接触轴承的轴向力计算在设计中，为了使角接触轴承的派生轴向力得到平衡，这种轴承须成对使用。其安装方式有两种：正装：两轴承外圈的窄边相对的安装方式。反装：两轴承外圈的窄边相背的安装方式。正装反装Fr1、Fr2

—轴承1、2受到的径向力；F'1、F'2—轴承1、2受到的派生轴向力；FA—轴受到的轴向外载荷。O1、O2—轴承1、2的压力中心。附加轴向力动画3）计算轴向力的“放松压紧法”若轴在轴向外载荷FA、派生轴向力F'1、F'2的作用下不平衡，则轴将向某一端窜动，其结果使其中一端的轴承压紧，另一端的轴承放松。被压紧的轴承轴向反力增加，被放松的轴承轴向反力减小，直至轴达到平衡。按这一分析方法可求出轴向力，步骤如下：①计算出两轴承的派生轴向力F'1、F'2，并标出方向；②计算轴向外力FA、派生轴向力F'1、F'2的合力，确定轴的窜动方向，判断压紧端和放松端；即：Fa放松=F’放松Fa压紧=|FA±F’放松|③放松端轴承的轴向力等于它本身的派生轴向力；压紧端轴承的轴向力等于轴向外力与放松端轴承派生轴向力的代数和。（6）轴承寿命计算根据轴承载荷—寿命曲线，寿命计算如下：其中：Lh—轴承寿命（h）；ε—寿命指数，对于球轴承ε

=3，滚子轴承ε

=10/3；C—基本额定当量动载荷（kN）；P—当量动载荷（kN）；n—轴承转速（r／min）。考虑到实际工作条件与实验条件的差异，寿命公式修正为：其中：

ft—温度修正系数；fp—载荷修正系数。2.滚动轴承的静载荷计算对于低速转动（n＜10r/min）、缓慢摆动或基本不旋转的轴承，其失效形式不是疲劳点蚀，而是因接触应力过大而产生的表面塑性变形。高速转动的轴承，如果受到很大的冲击载荷作用，也可能发生塑性变形。此类轴承均应进行静强度计算。针对的失效形式：轴承元件接触表面的塑性变形。基本额定静载荷：使受载最大的滚动体与滚道接触中心处引起的计算接触应力达到一定值时的载荷，称为轴承的基本额定静载荷，用C0表示。它表征了轴承承受静载荷的能力，C0值可查轴承手册。计算准则：P0=X0Fr+Y0FaS0—安全系数；P0—当量静载荷，其含义类同于当量动载荷；X0、Y0—当量静载荷的径向载荷系数和轴向载荷系数，可由轴承手册查取。轴承工作温度/℃100125150200250300ft10.950.900.800.700.60温度修正系数ft载荷性质载荷系数fp举例无冲击或轻微冲击1.0～1.2电机、汽轮机、通风机、水泵等中等冲击1.2～1.8机床、车辆、动力机械、起重机、造纸机、选矿机、冶金机械、卷扬机械等强烈冲击1.8～3.0碎石机、轧钢机、钻探机、振动筛等载荷修正系数fp按预期寿命要求选择轴承型号时，可按下式确定轴承应具备的基本额定动载荷C值。L'h—轴承的预期寿命（h）。轴承预期寿命参考值机器类型预期寿命Lh/h不经常使用的仪器或设备，如闸门开闭装置等300~500短期或间断使用的机械，中断使用不致引起严重后果，如手动机械等3000~8000间断使用的机械，中断使用后果严重，如发动机辅助设备、流水作业线自动传送装置、升降机、车间吊车、不常使用的机床等8000~12000每日8小时工作的机械（利用率不高），如一般的齿轮传动、某些固定电动机等12000~20000每日8小时工作的机械（利用率高），如金属切削机床、连续使用的起重机、木材加工机械、印刷机等20000~3000024小时连续工作的机械，如矿山升降机、纺织机械、泵、电机等40000~6000024小时连续工作的机械，中断使用后果严重，如纤维生产或造纸设备、发电站主电机、矿井水泵、船舶螺旋桨轴等100000~200000例1：齿轮减速器中的7204C轴承，受的轴向力Fa=800N，径向力Fr=2000N，载荷修正系数fP=1.2，温度正常，温度系数ft=1，工作转速n=700r/min。求该轴承的寿命。解：1）由手册查得7204C轴承，Cr=14500N，Cor=8220N。2）确定载荷系数X、Y。由，由载荷系数表，取e=0.46；由

，则X=1，Y=0。4）计算轴承寿命Lh。3）计算当量动载荷P。例2:

如图，一对角接触球轴承正装，已知轴颈d=40mm，轴承的径向载荷Fr1=1000N、Fr2

=2060N，轴向外载荷FA=880N，转速n=5000r/min，运转中受中等冲击，预期寿命L'h=2000h。试选择轴承的型号。解：1）计算轴承的轴向力

①计算派生轴向力参照轴承标准，暂选接触角为25°的角接触球轴承，则派生力为：计算轴所受轴向力的合力轴右窜，轴承1压紧，2放松方向如图所示。压紧放松

②计算轴承的轴向力2）计算轴承的当量动载荷。由载荷系数表查得e=0.68，而查得X1=0.41，Y1=0.87；X2=1，Y2=0。则当量动载荷为3）计算所需的当量动载荷。查得fP=1.5，ft=1，按P1计算有4）选择轴承型号。按d=40mm和C值，由手册选取7208AC。②③④①9.6.3滚动轴承的组合设计1.滚动轴承的轴向固定（1）轴承内圈的固定方法①轴肩固定。方便、可靠、最常用。④弹簧挡圈固定。轻巧，承受的轴向力小，常用于深沟球轴承。③轴端挡圈固定。用于高速轴向力较大时。②圆螺母固定。可靠，用于高速轴向力较大时。⑤锥套固定。靠摩擦工作，适用光轴、低速、轻载或经常装拆场合。⑤（2）轴承外圈的固定方法弹簧挡圈固定。简单、方便、紧凑，但能承受的轴向力小。轴承端盖固定。最常用，适于高速、轴向力较大时。止动环固定。与带有止动槽的轴承配套，用于剖分式轴承座。螺纹环固定。用于高速、轴向力较大而不便采用轴承盖时。弹簧挡圈固定轴承端盖固定止动环固定螺纹环固定2.滚动轴承的支承形式通常，一根轴需要两个支点，每个支点由一个或两个轴承组成。轴承支承结构应使轴具有确定的工作位置，避免轴受力时窜动，同时能适应轴系的热胀冷缩变形，以防轴承顶死。（1）双支点各单向固定（双固式）轴向固定特点采用一对深沟球轴承。两个支点各限制一个方向的轴向移动，轴被双向固定。通过调整垫片，在轴承盖与外圈端面之间留出补偿间隙C。轴热胀冷缩时，轴可在该间隙内自由伸缩。但因有间隙，使得轴的位置不准确，故C不能太大。对于内外圈不可分离的轴承一般取C=0.2~0.4mm。补偿热膨胀的方法适用场合两支点间的跨距较小、工作温度变化较小、热膨胀量不大，及对轴的位置精度要求不高的场合。双固式方案分析：（2）单支点双向固定（固游式）轴向固定特点右支点限制轴的两个方向的移动，为固定支点；左支点不限制轴的移动，为游动支点。补偿热膨胀的方法热膨胀时，左轴承随轴一起在座孔中滑动。适用场合轴较长、工作温度变化较大，热膨胀量较大的场合，如蜗杆轴等。（3）两端游动支承（双游式）轴向固定特点该轴承内外圈之间可相对移动，故无轴向限位能力，两支点均为游动支点。轴靠人字齿轮间的啮合限位。补偿热膨胀的方法靠轴承内外圈间的相对移动，轴可以向两端自由伸缩。适用场合适用于轴的轴向位置由其他轴上零件限制的情况，如人字齿轮轴，以免过定位，增加摩擦。一端固定一端游动支承动画3、滚动轴承的预紧为提高轴承的刚度和旋转精度，减小振动，在装配机器时，应使轴承受到轴向压力的作用，以消除游隙，并在滚动体和套圈接触处产生弹性预变形。常用的预紧方法如下。夹紧外圈夹紧磨窄后的外圈采用长短套筒后夹紧外圈用弹力夹紧外圈4.滚动轴承的配合滚动轴承是标准件，轴承内孔与轴颈的配合采用基孔制，轴承外圈与座孔的配合采用基轴制。轴承配合种类应根据载荷的大小、方向和性质，轴承类型、转速和使用条件，参考轴承手册推荐来决定。当外载荷方向不变时，动圈应比固定圈的配合紧些。承受旋转载荷的套圈应选较紧的配合，以防止在载荷作用下该套圈产生相对转动。对于游动支承（采用深沟球轴承等），轴承与座孔的配合应松一些，以便轴承游动。转速高、载荷大、振动强烈的轴承，选用较紧的配合；要求旋转精度高时，为了消除振动的影响，应采用较紧的配合。剖分式轴承座，外圈与座孔应采用较松的配合。5.滚动轴承的装拆装配方法：内圈与轴颈采用过盈配合时，可采用压力机压入，或将轴承在油中加热至80~100℃后进行热装。拆卸方法：轴承内圈的拆卸常采用拆卸器（三抓）进行。外圈拆卸则用套筒或螺钉顶出。为便于拆卸，轴肩或孔肩的高度应低于定位套圈的高度，并要留出拆卸空间。9.6.4滚动轴承的润滑与密封1.滚动轴承的润滑目的：减小摩擦和磨损、提高效率、延长寿命、散热、减振、防锈、降低接触应力等。（一）润滑剂的选择脂润滑：轴承dn值在(1.5~2)×105mm.r/min范围时采用。具有不易流失，便于密封，不易造成污染，使用周期长等优点。其填充量不宜超过轴承孔隙的1/3~1/2，过多会引起轴承发热。轴承工作温度/℃dn/mm.r/min使用环境干燥潮湿0~40>80000＜800002号钙基脂，2号钠基脂3号钙基脂，3号钠基脂2号钙基脂3号钙基脂40~80>80000＜800002号钠基脂3号钠基脂3号钡基脂3号锂基脂油润滑：轴承dn值大于2×105mm.r/min或dn值不大但脂润滑不能满足要求时采用。润滑油的粘度可按dn值及工作温度确定，润滑油牌号根据粘度查手册选择。（二）润滑方式的选择轴承类型dn

/（mm•r/min）浸油、飞溅润滑滴油润滑喷油润滑油雾润滑深沟球轴承角接触球轴承圆柱滚子轴承2×1054×1056×105>6×105圆锥滚子轴承1.6×1052.3×1053×105—推力球轴承0.6×1051.2×1051.5×105—2、滚动轴承的密封目的是防止灰尘、水、酸气和其他杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失，以保护轴承。（1）接触式密封毛毡圈密封。适用脂润滑，环境清洁，滑动速度低于4~5m/s，温度低于90℃的场合。唇形密封圈密封。密封圈为标准件，材料为皮革、塑料或耐油橡胶。分有金属骨架和无骨架、单唇和多唇等形式。适用脂或油润滑，滑动速度低于7m/s，温度-40~100℃。2．非接触式密封（1）间隙密封。靠轴与盖间的细小间隙密封，间隙越小越长，效果越好，δ=0.1~0.3mm。适用脂或油润滑，干燥清洁的环境。（2）迷宫式密封。旋转件与静止件间的间隙为迷宫（曲路）形式，并在其中填充润滑脂以加强密封效果。分为径向和轴向两种，径向间隙δ不大于0.1~0.2mm；考虑到轴的热膨胀，轴向间隙应取大些，δ=1.5~2mm。适用脂或油润滑，温度不高于润滑脂的滴点。结构复杂，但密封效果好。（3）组合密封。几种密封组合使用。轴承拆卸器（三爪）9.7滑动轴承概述9.7.1两摩擦表面的摩擦状态

滑动轴承的承载能力与载荷的性质、轴承的材料以及轴和轴承两表面之间的摩擦状态有关。两表面之间的摩擦状态可分为四类。（1）干摩擦状态；（2）边界摩擦状态;（3）液体摩擦状态;（4）混合摩擦状态。9.7.2滑动轴承的主要类型（1）按工作表面的摩擦状态，可分为：液体摩擦轴承：两表面间为液体摩擦状态非液体摩擦轴承：两表面间为边界摩擦状态（2）按承受载荷的方向，可分为：径向滑动轴承：主要承受径向载荷推力轴承：承受轴向载荷

径向推力轴承：同时受径向载荷和轴向载荷

9.8滑动轴承的结构和材料9.8.1滑动轴承的结构1、径向滑动轴承的结构（1）整体式1—轴承座2—轴瓦特点：结构简单，成本低廉。因磨损而造成的间隙无法调整。只能从轴向装拆，不方便。应用：低速、轻载、间歇工作而不需要经常装拆的场合。（2）剖分式径向滑动轴承特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的间隙、装拆方便。应用：需调整间隙、重型轴及经常装拆的场合。1—螺柱2—轴承盖3—轴承座4—上轴瓦5—下轴瓦水平剖分式径向滑动轴承当轴承受到的径向力有较大偏斜时，可采用斜剖分式径向滑动轴承，其剖分角一般为45°。斜剖分式径向滑动轴承（3）自动调心式径向滑动轴承特点：轴瓦与轴承座为球面接触，可自动适应轴的变形。适用：轴的刚度小、制造精度较低的场合。边缘摩擦自动调心式轴承2、推力滑动轴承推力滑动轴承用来承受轴向载荷，典型结构如图所示。轴颈油孔球面推力轴瓦轴承座轴承衬径向轴瓦油孔实心式：端面受力，压力分布不均匀，润滑效果差，边缘磨损快。空心式：压力分布较均匀，润滑条件较实心式改善。单环式：环形端面受力，结构简单，润滑方便，常用于低速、轻载的场合。多环式：可承受较大的单向或双向载荷，但环数较多时,各环间载荷分布不均。实心式空心式单环式多环式轴颈的结构形式9.8.2轴瓦结构和材料一、轴瓦的结构整体式轴瓦：也称轴套，用于整体式轴承。需从轴端安装和拆卸，可修复性差。剖分式轴瓦：用于剖分式轴承。可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。轴承衬：贴附或浇注在轴瓦内表面上的一层减摩耐磨材料。其与轴颈直接接触，对轴承的工作影响很大。油槽形式：油槽的形状和分布应使摩擦副表面得到均匀的润滑。为了不影响轴承的承载能力，油槽应开在非承载区。瓦背轴承衬2、轴瓦的材料滑动轴承的失效形式：轴承表面的磨损、胶合或疲劳剥落。磨损胶合扩展点蚀疲劳剥