16.1 滾動(dòng)軸承概述

16.1.1 滾動(dòng)軸承的組成

滾動(dòng)軸承一般由外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體和保持架等四部分組成。

內(nèi)圈裝配在軸上并與軸一起旋轉(zhuǎn)，外圈與軸承座孔裝配在一起，起支承作用。

滾動(dòng)體是滾動(dòng)軸承的核心元件，它使相對運(yùn)動(dòng)表面間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。保持架將滾動(dòng)體等距離排列隔開，以避免滾動(dòng)體直接接觸，減少發(fā)熱和磨損。

16.1.2 滾動(dòng)軸承的材料及特點(diǎn)

滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈、外圈和滾動(dòng)體使用強(qiáng)度高、耐磨性好的軸承鋼制造，，工作表面要求磨削拋光，從而達(dá)到很高的精度。

軸承保持架有沖壓的和實(shí)體的兩種，沖壓保持架一般用低碳鋼板沖壓制成，與滾動(dòng)體間有較大的間隙。實(shí)體保持架常用銅合金、鋁合金或塑料經(jīng)切削加工制成，有較好的定心作用。

滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承相比，其特點(diǎn)如下：滾動(dòng)軸承具有滾動(dòng)摩擦的特點(diǎn)，摩擦阻力小，啟動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)力矩小，啟動(dòng)靈敏，功率損耗小且軸承單位寬度承載能力較大，潤滑、安裝及維修方便等。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承的缺點(diǎn)是徑向輪廓尺寸大，接觸應(yīng)力高，高速重載下軸承壽命較低且噪聲較大，抗沖擊能力較差。

16.2 滾動(dòng)軸承的類型及其代號

16.2.1 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特性

公稱接觸角。滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體與外圈滾道接觸點(diǎn)的法線和軸承半徑方向的夾角α，稱為軸承公稱接觸角（簡稱接觸角）。公稱接觸角的大小反映了軸承承受軸向載荷的能力，接觸角越大，軸承承受軸向載荷的能力越大。

游隙。滾動(dòng)軸承中滾動(dòng)體與內(nèi)圈、外圈滾道之間的間隙，稱為滾動(dòng)軸承的游隙。游隙分為徑向游隙和軸向游隙，其定義是當(dāng)軸承的一個(gè)套圈固定不動(dòng)，另一個(gè)套圈沿徑向或軸向的最大移動(dòng)量，稱為軸承的徑向游隙和軸向游隙。軸承標(biāo)準(zhǔn)中將徑向游隙分為基本游隙組和輔助游隙組，應(yīng)優(yōu)先選用基本游隙組值，軸向游隙值可由徑向游隙值按一定關(guān)系換算得到。

16.2.2 滾動(dòng)軸承的類型

滾動(dòng)軸承類型繁多，可從不同角度進(jìn)行分類。按滾動(dòng)體形狀分為球軸承和滾子軸承。球形滾動(dòng)體與內(nèi)外圈的接觸是點(diǎn)接觸，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦損耗小，承載能力和抗沖擊能力弱；滾子滾動(dòng)體與內(nèi)外圈是線接觸，承載能力和抗沖擊能力強(qiáng)，但運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦損耗大。按滾動(dòng)體的列數(shù)，滾動(dòng)軸承又分為單列、雙列以及多列。

按軸承所承受的載荷的方向或公稱接觸角的不同，滾動(dòng)軸承可以分為以下幾種。

向心軸承。向心軸承主要用于承受徑向載荷，0°≤α≤45°。向心軸承又分為徑向接觸軸承（α=0°）和向心角接觸軸承（0°<α≤45°）。

推力軸承。主要用于承受軸向載荷，45°<α≤90°。推力軸承又可分為軸向接觸軸承（α=90°）和推力角接觸軸承（45°<α<90°）。

16.2.3 滾動(dòng)軸承的代號

為了統(tǒng)一表征各類軸承的特點(diǎn)，便于阻止生產(chǎn)和選用，Gb/T 272-1933和JB/T 2974-2004規(guī)定了一般用途的滾動(dòng)軸承代號的編制方法。滾動(dòng)軸承代號由字母和數(shù)字表示，并由前置代號、基本代號和后置代號三部分構(gòu)成?；敬柺禽S承代號的主體，代表軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，由軸承類型代號、直徑系列、寬度系列和內(nèi)徑代號構(gòu)成。前置代號和后置代號是軸承在結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、公差、技術(shù)要求等方面有改變時(shí)，在基本代號左右增加的補(bǔ)充代號。

類型代號。類型代號用數(shù)字或字母表示。若代號為“0”，則可省略。

尺寸系列代號。尺寸系列代號由軸承的寬度系列代號和直徑系列代號組合而成。對于同一內(nèi)徑的軸承，在承受大小不同的載荷時(shí)，可使用大小不同的滾動(dòng)體，從而使軸承的外徑和寬度相應(yīng)地發(fā)生了變化。寬度系列是指相同內(nèi)外徑的向心軸承有幾個(gè)不同的寬度，寬度系列代號有8,0,1,2,3,4,5,6，對應(yīng)于相同內(nèi)徑軸承的寬度尺寸依次遞增。直徑系列是指相同內(nèi)徑的軸承有幾個(gè)不同的外徑，直徑系列代號有7,8,9,0,1,2,3,4,5，對應(yīng)于相同內(nèi)徑軸承的外徑尺寸依次遞增。

內(nèi)徑代號。內(nèi)徑代號表示軸承內(nèi)圈孔徑的大小，滾動(dòng)軸承內(nèi)徑可以從1mm到幾百mm變化。對常用內(nèi)徑d=20~480mm的軸承，內(nèi)徑一般為5的倍數(shù)，內(nèi)徑代號的兩位數(shù)字表示軸承內(nèi)徑尺寸被5除得的商數(shù)。對于內(nèi)徑為10mm，12mm，15mm，17mm的軸承，內(nèi)徑代號依次為00,01,02和03。對于內(nèi)徑為500mm，22mm，28mm，32mm的軸承，用公稱內(nèi)徑毫米數(shù)直接表示，但在與尺寸系列代號之間用“/”分開。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號。內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號表示軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化。代號含義隨不同類型、結(jié)構(gòu)而異。

公差等級代號。表示軸承的精度等級，分為2級、4級、5級、6級、6X級和0級，共6個(gè)級別，依次由高級到低級，其代號分別為/P2,/P4,/P5,/P6,/P5X,/P0。公差等級中，6X級僅適用于圓錐滾子軸承，0級為普通級，在軸承代號中不標(biāo)出。

游隙代號。常用的軸承徑向游隙系列分為1組、2組、0組、3組、4組、和5組，共6個(gè)組別，依次由小到大。0組游隙是常用的游隙組別，在軸承代號中不標(biāo)出。其余的游隙組別在軸承代號中分別用/C1,/C2,/C3,/C4,/C5表示。公差等級代號與游隙代號同時(shí)表示時(shí)，可進(jìn)行簡化，取公差等級代號加上游隙組號組合表示，例如/P63表示公差等級6，徑向游隙3組。

配置代號，表示一對軸承的配置方式。

成套軸承分部件代號。表示軸承的分部件，用字母表示。滾動(dòng)軸承的分部件表示可以自由地從軸承上分離下來的帶或不帶滾動(dòng)體，或帶保持架和滾動(dòng)體的軸承套圈或軸承墊圈，以及可以自由地從軸承上分離下來的滾動(dòng)體與保持架的組件。

16.3 滾動(dòng)軸承的選擇

16.3.1 軸承的載荷

軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。

根據(jù)軸承所受載荷的大小。在選擇軸承類型時(shí)，由于滾動(dòng)軸承中主要元件間是線接觸，宜用于承受較大的載荷，承載后變形的也較小。而球軸承中主要為點(diǎn)接觸，宜用于承受較輕的或中等的載荷，故在載荷較小時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。

根據(jù)軸承所受載荷的方向。在選擇軸承類型時(shí)，對于純軸向載荷，一般選用推力軸承；對于受較小的純軸向載荷可選用推力球軸承；較大的純軸向載荷可選用推力滾子軸承。對于純徑向載荷，一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。當(dāng)軸承在承受徑向載荷的同時(shí)，還有不大的軸向載荷時(shí)，可選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承或圓柱滾子軸承；當(dāng)軸向載荷較大的時(shí)候，可選用接觸角較大的角接觸球軸承或圓柱滾子軸承，或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)。

16.3.2 軸承的轉(zhuǎn)速

從工作轉(zhuǎn)速對軸承要求看，可以確定以下幾點(diǎn)：球軸承與滾子軸承相比較，有較高的極限轉(zhuǎn)速，故在高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用球軸承；在內(nèi)徑相同的條件下，外徑越小，則滾動(dòng)體越小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體加在外圈滾道上的離心慣性力也就越小，因而也就更適于在更高的轉(zhuǎn)速下工作；保持架的材料與結(jié)構(gòu)對軸承轉(zhuǎn)速影響極大，實(shí)體保持架比沖壓保持架允許更高一些的轉(zhuǎn)速、青銅實(shí)體保持架允許更高的轉(zhuǎn)速；推力軸承的極限轉(zhuǎn)速均很低，當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，若軸向載荷不十分大，可以用角接觸球軸承承受純軸向力；若工作轉(zhuǎn)速略超過樣本規(guī)定的極限轉(zhuǎn)速，可以提高軸承的公差等級，或適當(dāng)加大軸承的徑向游隙、選用循環(huán)潤滑或油霧潤滑、加強(qiáng)對潤滑油的冷卻等措施改善軸承的高速性能。

16.3.3 軸承的調(diào)心性能

軸承能夠自動(dòng)補(bǔ)償軸和箱體中心線的相對偏斜，從而保持軸承正常工作狀態(tài)的能力成為軸承的調(diào)心性。調(diào)心球軸承和調(diào)心滾子軸承都具有良好的調(diào)心性能，它們所允許的軸線偏斜角分別為3°和1°~2.5°。

圓柱滾子軸承和滾針軸承對軸承的偏斜最為敏感，這類軸承在偏斜狀態(tài)下的承載能力可能低于球軸承。因此在軸的剛度和軸承座孔的支承剛度較低時(shí)，應(yīng)盡量避免使用這類軸承。

16.3.4 軸承的安裝和拆卸

便于裝拆，也是在選擇軸承類型時(shí)應(yīng)考慮的一個(gè)因素。在軸承座沒有剖分面而必須沿軸向安裝和拆卸軸承部件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)、外圈可分離的軸承。當(dāng)軸承在長軸上安裝時(shí)，為了便于裝拆，可以選用其內(nèi)圈孔為1:12的圓錐孔（用以安裝在緊定襯套上）的軸承。

16.3.5 運(yùn)轉(zhuǎn)精度

用滾動(dòng)軸承支承的軸，其軸向及徑向運(yùn)轉(zhuǎn)精度既與軸承零件的精度及彈性變形有關(guān)，也與相鄰部件的精度及彈性變形有關(guān)。因此，對于運(yùn)轉(zhuǎn)精度要求高的軸承，需選用過盈配合。

16.3.6 經(jīng)濟(jì)性要求

球軸承比滾子軸承價(jià)格便宜，調(diào)心軸承價(jià)格較高。在滿足使用功能的前提下，應(yīng)盡量選用球軸承、低精度、低價(jià)格的軸承。

此外，軸承類型的選擇還要考慮軸承裝置整體設(shè)計(jì)要求，如軸承的配置使用性、游動(dòng)性等要求，如支承剛度要求較高時(shí)，可成對采用角接觸型軸承，需調(diào)整徑向間隙時(shí)宜采用帶內(nèi)錐孔的軸承，支點(diǎn)跨距大、軸的變形大或多支點(diǎn)軸，宜采用調(diào)心軸承，空間受限時(shí)，可采用滾針軸承。

16.4 滾動(dòng)軸承的載荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

16.4.1 滾動(dòng)軸承的工作情況分析

滾動(dòng)軸承工作時(shí)各元件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。滾動(dòng)軸承是承受載荷而又旋轉(zhuǎn)的支承件。作用于軸承上的載荷通過滾動(dòng)體由一個(gè)套圈傳遞給另一個(gè)套圈。內(nèi)、外圈相對回轉(zhuǎn)，滾動(dòng)體既自傳又繞軸承中心公轉(zhuǎn)。

滾動(dòng)軸承中的載荷分布。以向心軸承為例，假定軸承僅受徑向載荷，考慮有一個(gè)滾動(dòng)體的中心位于徑向載荷的作用線上，上半圈的滾動(dòng)體不承受載荷，下半圈滾動(dòng)體受載荷，且滾動(dòng)體在不同位置受的載荷大小也在變化。

軸承元件上的載荷及應(yīng)力變化。由軸承的載荷分布可知，滾動(dòng)軸承工作時(shí)，滾動(dòng)體所處位置不同，軸承各元件所受的載荷和應(yīng)力隨時(shí)都在變化。在承載區(qū)內(nèi)，滾動(dòng)體所受的載荷由0逐漸增加到最大值，然后再逐漸減小到0。滾動(dòng)體受的是變載荷和變應(yīng)力。

16.4.2 滾動(dòng)軸承的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

滾動(dòng)軸承的主要失效形式：

疲勞點(diǎn)蝕。滾動(dòng)軸承在工作時(shí)，滾動(dòng)體或套圈的滾動(dòng)表面反復(fù)受脈動(dòng)循環(huán)變化接觸應(yīng)力的作用，工作一段時(shí)間后，出現(xiàn)疲勞裂紋并繼續(xù)發(fā)展，使金屬表面產(chǎn)生麻坑或片狀剝落，造成疲勞點(diǎn)蝕。通常疲勞點(diǎn)蝕是滾動(dòng)軸承的主要失效形式，，軸承的設(shè)計(jì)就是針對這種失效而展開的。

塑性變形。在較大的靜載荷及沖擊載荷作用下，在滾動(dòng)接觸表面將會(huì)產(chǎn)生永久性的凹坑，會(huì)增大摩擦力矩，在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)和噪聲，降低運(yùn)轉(zhuǎn)精度，即軸承因塑性變形而失效。因此對這種工況下的軸承需做靜強(qiáng)度計(jì)算。

磨損。由于密封不好、灰塵及雜質(zhì)侵入軸承造成滾動(dòng)體和滾道表面產(chǎn)生磨粒磨損，或由于潤滑不良引起軸承早期磨損或燒傷。

其他失效形式。由于裝拆操作、維護(hù)不當(dāng)引起元件破裂。

滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，選定軸承類型后，決定軸承尺寸時(shí)，應(yīng)針對主要失效形式進(jìn)行計(jì)算。疲勞點(diǎn)蝕失效是疲勞壽命計(jì)算的主要依據(jù)，塑性變形是靜強(qiáng)度計(jì)算的主要依據(jù)。對一般工作條件下做回轉(zhuǎn)的滾動(dòng)軸承應(yīng)進(jìn)行接觸疲勞壽命計(jì)算，還應(yīng)做靜強(qiáng)度計(jì)算；對于不轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)或低速轉(zhuǎn)的軸承，要求控制塑性變形，應(yīng)做靜強(qiáng)度計(jì)算；高速軸承由于發(fā)熱易造成磨損和燒傷，除進(jìn)行壽命計(jì)算外，還要核驗(yàn)極限轉(zhuǎn)速。

此外，決定軸承工作能力的因素還有軸承組合的合理結(jié)構(gòu)、潤滑和密封等，它們對保證軸承正常工作其重要作用。

16.5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇計(jì)算

16.5.1 基本額定壽命L

一個(gè)滾動(dòng)軸承的壽命是指軸承中任一個(gè)滾動(dòng)體或滾道首次出現(xiàn)疲勞擴(kuò)展之前，一個(gè)套圈相對于另一個(gè)套圈的轉(zhuǎn)數(shù)，或在一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù)。

滾動(dòng)軸承的壽命是相當(dāng)離散的，由于制造精度、材料的均質(zhì)程度等的差異，即使是同樣材料、同樣尺寸以及同一批生產(chǎn)出來的軸承在完全相同的條件下工作，它們的壽命也會(huì)不相同。

對一批軸承可用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，分析計(jì)算一定可靠度R或失效概率n下的軸承壽命。一般在計(jì)算中取R=0.9，此時(shí)Ln = L10，稱為基本額定壽命。

16.5.2 基本額定動(dòng)載荷C

軸承的壽命與所受載荷的大小有關(guān)，工作載荷越大，引起的接觸應(yīng)力也就越大，因而在發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前所能接受的應(yīng)力變化次數(shù)也就越少，亦即軸承的壽命越短。把基本額定壽命軸承所能承受最大載荷取為基本額定動(dòng)載荷?；绢~定動(dòng)載荷指的是大小和方向恒定的載荷，是向心軸承承受純徑向載荷或推力軸承承受純軸向載荷的能力。

16.5.3 當(dāng)量動(dòng)載荷P

為了進(jìn)行壽命計(jì)算，須將實(shí)際載荷換算成一個(gè)與C載荷性質(zhì)相同的假定載荷。在這個(gè)假定載荷作用下，軸承的壽命與實(shí)際載荷作用下的壽命相同，稱該假定載荷為當(dāng)量動(dòng)載荷，用P表示。在恒定的徑向載荷Fr和軸向載荷Fa作用下，當(dāng)量動(dòng)載荷為P=XFr+YFa。其中，X,Y分別是徑向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù)。向心軸承只承受徑向載荷時(shí)P=Fr；推力軸承只承受軸向載荷時(shí)P=Fa。

16.5.4 壽命計(jì)算

軸承的載荷P與基本額定壽命L10之間的關(guān)系P?L10=C?x1=常數(shù)，其中，n=ε，下同；P是當(dāng)量動(dòng)載荷；L10是基本額定壽命；C是基本額定動(dòng)載荷；ε是壽命指數(shù)，對于球軸承ε=3，滾子軸承ε=10/3?？傻脻L動(dòng)軸承的基本額定壽命L10為L10=(C/P)?，在實(shí)際工程計(jì)算中，軸承壽命常用小時(shí)表示，此時(shí)基本額定壽命Lh（單位為小時(shí)）為Lh=(10的6次方/60n)·(C/P)?。其中，n次方之外的n是軸承的轉(zhuǎn)速，單位r/min。

如果載荷P和轉(zhuǎn)速n已知，預(yù)期計(jì)算壽命Lh'也確定，則所需軸承應(yīng)具有的基本額定動(dòng)載荷C'可計(jì)算得出C'=P(60nLh'/10的6次方)括號內(nèi)開ε次方。如果要講該數(shù)值用于高溫軸承，需要將C乘以溫度系數(shù)Ft，即對C值加以修正。考慮機(jī)械工作時(shí)的沖擊、振動(dòng)對軸承載荷的影響，應(yīng)將P乘以載荷系數(shù)Fp，對當(dāng)量動(dòng)載荷進(jìn)行修正。

修正后，公式變?yōu)?b>L10=(FtC/FpP)?，Lh=(10的6次方/60n)·(FtC/FpP)?，C'=FpP(60nLh'/10的6次方)括號內(nèi)開ε次方/Ft。這三個(gè)公式是設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)常用的軸承壽命計(jì)算式，由此可確定軸承的壽命或型號。

16.5.5 角接觸向心軸承軸向載荷的計(jì)算

為了使角接觸向心軸承的內(nèi)部軸向力得到平衡，以免軸竄動(dòng)，通常這種軸承都要成對使用，對稱安裝。Fa為軸向外載荷，F(xiàn)'是徑向載荷Fr產(chǎn)生的內(nèi)部軸向力。O?，O?點(diǎn)分別為軸承1和軸承2的壓力中心，即支反力作用點(diǎn)。把內(nèi)部軸向力F'的方向與外加軸向載荷Fa的方向一致的軸承標(biāo)為2，另一端標(biāo)為軸承1。取軸和與其相配合的軸承內(nèi)圈為分離體，如達(dá)到軸向平衡時(shí)，應(yīng)滿足Fa+F?'=F?'。

如果求得不滿足上式的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)兩種情況。當(dāng)Fa+F?'>F?'時(shí)，則軸有向右躥動(dòng)的趨勢，相當(dāng)于軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松”，但實(shí)際上軸必須處于平衡位置，所以被“壓緊”的軸承所受的總軸向力Fa?必須與Fa+F?'相平衡，即Fa?=Fa+F?'，而被“放松”的軸承2只受其本身內(nèi)部軸向力F?'，即Fa?=F?'。當(dāng)Fa+F?'<F?'時(shí)，同前理，軸承1只受其本身內(nèi)部軸向力F?'，即Fa?=F?'，軸承2所受的總軸向力為Fa?=F?'-Fa。

綜上，計(jì)算角接觸向心軸承所受軸向力的方法可以歸結(jié)為：先通過內(nèi)部軸向力及外加軸向載荷的計(jì)算與分析，判定被“放松”或被“壓緊”的軸承；然后確定被“放松”軸承的軸向力僅為其本身內(nèi)部軸向力，被“壓緊”軸承的軸向力則為除去本身內(nèi)部軸向力后其余各軸向力的代數(shù)和。

16.5.6 滾動(dòng)軸承的靜載荷

基本額定靜載荷C0。對于轉(zhuǎn)速很低或緩慢擺動(dòng)的滾動(dòng)軸承，一般不會(huì)產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕。但為了防止?jié)L動(dòng)體和內(nèi)、外因產(chǎn)生過大的塑性變形，應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。軸承受力最大的滾動(dòng)體與滾道接觸中心處引起的接觸應(yīng)力達(dá)到一定值的載荷，作為軸承靜載荷的界限，稱為基本額定靜載荷，以C0表示。對向心軸承來說，基本額定靜載荷是指使軸承套圈僅產(chǎn)生相對純徑向位移的載荷的徑向分量，稱之為徑向基本額定靜載荷，用C0r表示。對推力軸承，基本額定靜載荷是指中心軸向載荷，稱為軸向基本額定靜載荷，用C0a表示。

當(dāng)量靜載荷P0。如果軸承的實(shí)際載荷情況與基本額定靜載荷的假定情況不同時(shí)，要將實(shí)際靜載荷換算為一個(gè)假想載荷。在該假想載荷下軸承中受載最大的滾動(dòng)體與滾道接觸處產(chǎn)生的永久變形量與實(shí)際載荷作用下的相同，把這個(gè)假想載荷叫做當(dāng)量靜載荷。其計(jì)算式為P0=X0Fr+Y0Fa，其中X0,Y0是徑向靜載荷系數(shù)和軸向靜載荷系數(shù)。

按靜載荷選擇軸承。公式為C0≥S0P0，其中，S0是靜強(qiáng)度安全系數(shù)，P0是當(dāng)量靜載荷。S0的取值取決于軸承的使用條件，當(dāng)要求軸承轉(zhuǎn)動(dòng)很平穩(wěn)時(shí)，S0應(yīng)大于1，以避免軸承滾動(dòng)表面的局部塑性變形量過大；當(dāng)對軸承轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)性要求不高時(shí)，或軸承僅做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，S0可取1或小于1，以盡量使軸承在保證正常運(yùn)行的條件下發(fā)揮最大的靜載能力。

16.6 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)

16.6.1 軸與軸承座孔的剛度和同軸度

軸和安裝軸承的箱體或軸承座，以及軸承組合中受力的其他零件必須有足夠的剛度。因?yàn)檫@些零件的變形都要阻礙滾動(dòng)體的滾動(dòng)而導(dǎo)致軸承的提前失效。

為了保證軸承正常工作，應(yīng)保證軸的兩軸頸的同軸度和箱體上兩軸承孔的同軸度。保持同軸度最有效的辦法是采用整體結(jié)構(gòu)的箱體，并將安裝軸承的兩個(gè)孔一次加工而成。

16.6.2 軸承的配置

合理的軸承配置應(yīng)保證軸和軸上零件在工作中的正確位置，防止軸向竄動(dòng)，固定其軸向位置，當(dāng)受到軸向力時(shí)，能將力傳到機(jī)體上，同時(shí)，為了避免軸因受熱伸長致使軸承受過大的附加載荷，甚至卡死，又須允許它有一定的軸向游動(dòng)量。為此，采取的配置方法有下列三種：

雙支點(diǎn)各單向固定。由兩個(gè)軸承各限制一個(gè)方向的軸向移動(dòng)?？紤]到軸受熱伸長，在一端的軸承外圈與軸承蓋端面之間留有一定的間隙。對于可調(diào)游隙式軸承，則在裝配時(shí)將間隙留在軸承內(nèi)部。

一支點(diǎn)雙向固定，另一端支點(diǎn)游動(dòng)。對于跨距較大且工作溫度較高的軸，其熱伸長量較大，應(yīng)采用一支點(diǎn)雙向固定，另一端支點(diǎn)游動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)。作為固定支撐的軸承，應(yīng)能承受雙向軸向載荷，故內(nèi)、外圈在軸向都要固定。

兩支點(diǎn)全游動(dòng)。當(dāng)軸和軸上零件已從其他方面得到軸向固定時(shí)，兩個(gè)支承就應(yīng)該是全游動(dòng)的。

16.6.3 滾動(dòng)軸承的軸向固定

軸承內(nèi)、外圈都應(yīng)可靠固定，固定方法的選擇取決于軸承上的載荷性質(zhì)、大小及方向，以及軸承類型和其在軸上的位置等。當(dāng)沖擊振動(dòng)愈嚴(yán)重，軸向載荷愈大，轉(zhuǎn)速愈高時(shí)，所用的固定方法應(yīng)愈可靠。

軸承內(nèi)圈軸向固定的常用方法有：用軸用彈性擋圈和軸肩固定，主要用于承受軸向載荷不大及轉(zhuǎn)速不很高的單列向心球軸承；用軸端擋圈和軸肩固定，可用于軸徑較大的場合，能在高轉(zhuǎn)速下承受較大的軸向載荷；用圓螺母和止動(dòng)墊圈固定，拆裝方便，用于軸向載荷大、轉(zhuǎn)速高的場合；用緊定襯套、止動(dòng)墊圈和圓螺母固定，用于光軸上軸向力和轉(zhuǎn)速都不大的、內(nèi)圈為圓錐孔的軸承。

軸承外圈軸向固定的常用方法由：用嵌入箱體溝槽內(nèi)的孔用彈性擋圈和凸臺(tái)固定，常用于單列向心球軸承；用軸用彈性擋圈嵌入軸承外圈的止動(dòng)槽內(nèi)固定，適用于箱體不變設(shè)置凸臺(tái)且外圈帶有止動(dòng)槽的軸承；用軸承端蓋和凸臺(tái)固定，適用于高速及承受很大軸向載荷的各類向心和向心推力軸承；用軸承蓋和套杯的凸臺(tái)固定，適用于不宜在箱體上設(shè)置凸臺(tái)等場合；用螺紋環(huán)固定，適用于軸承轉(zhuǎn)速極高，軸向載荷大，不適用于軸承固定的場合。

16.6.4 滾動(dòng)軸承游隙的調(diào)整方法

為保證軸承正常工作，應(yīng)使軸承內(nèi)部留有一定間隙，稱為軸承游隙。調(diào)整游隙的常用方法有：

加厚或減薄端蓋與箱體間墊片的方法來調(diào)整游隙；通過調(diào)整螺釘，經(jīng)過軸承外圈壓蓋，移動(dòng)外圈來實(shí)現(xiàn)，在調(diào)整后應(yīng)擰緊防松螺母；靠軸上的圓螺母來調(diào)整，但這種方法由于必須在軸上制出應(yīng)力集中嚴(yán)重的螺紋，削弱了軸的強(qiáng)度。

當(dāng)軸上有圓錐齒輪或蝸輪等零件時(shí)，為了獲得正確的嚙合位置，在安裝時(shí)或工作中需要有適當(dāng)調(diào)整軸承的游隙和位置的裝置。

16.6.5 滾動(dòng)軸承的預(yù)緊

滾動(dòng)軸承的預(yù)緊，就是在安裝軸承時(shí)用某種方法使?jié)L動(dòng)體和內(nèi)、外圈之間產(chǎn)生一定的初始壓力和預(yù)變形，以保證軸承內(nèi)、外圈均處于壓緊狀態(tài)，使軸承在工作載荷下，處于負(fù)游隙狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)。預(yù)緊的目的是：增加軸承的剛度；使旋轉(zhuǎn)軸在軸向和徑向正確定位，提高軸的旋轉(zhuǎn)精度；降低軸的振動(dòng)和噪聲，減小由于慣性力矩引起的滾動(dòng)體相對于內(nèi)、外圈滾道的滑動(dòng)；補(bǔ)償因磨損造成的軸承內(nèi)部游隙變化；延長軸承壽命。

常用的預(yù)緊裝置：夾緊一對圓錐滾子軸承的外圈而預(yù)緊；在一對軸承中間裝入長度不等的套筒而預(yù)緊；夾緊一對磨窄了的軸承內(nèi)圈或外圈而預(yù)緊；上述三種裝置由于工作時(shí)的溫升而使各零件間的尺寸關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，預(yù)緊力的大小也隨之改變，采用預(yù)緊彈簧，則可以得到穩(wěn)定的預(yù)緊力。

16.6.6 滾動(dòng)軸承的配合與裝拆

為了防止軸承內(nèi)圈與軸以及外圈與外殼孔在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生不應(yīng)有的相對滑動(dòng)，必須選擇正確的配合。滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，其內(nèi)圈的孔為基準(zhǔn)孔，與軸的配合采用基孔制；外圈的外圓柱面為基準(zhǔn)軸，與軸承座孔的配合采用基軸制。

選擇軸承配合種類時(shí)，一般原則是對于轉(zhuǎn)速高、載荷大、溫度高、有振動(dòng)的軸承應(yīng)選用較緊的配合，而經(jīng)常拆卸的軸承，應(yīng)選用較松的配合。

軸承組合設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮軸承的裝拆，以使在裝拆過程中不致?lián)p壞軸承和其他零件。

拆卸時(shí)，常用拆卸器或壓力機(jī)把軸承從軸上拆下來。

16.6.7 滾動(dòng)軸承的潤滑

潤滑的主要目的是降低摩擦力、減輕磨損。此外，還有降低接觸應(yīng)力、散熱、吸振、防銹等作用。

軸承的潤滑劑主要有潤滑脂和潤滑油兩種。此外，也有使用固體潤滑劑的。

脂潤滑。對于球軸承dn<160000，圓柱、圓錐軸承dn<100000~120000，調(diào)心滾子軸承dn<80000，推力球軸承dn<40000，一般采用潤滑脂潤滑。采用脂潤滑的結(jié)構(gòu)簡單，潤滑脂不易流失，受溫度影響不大，對載荷性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)速度的變化有較大的適應(yīng)性，使用時(shí)間較長。常用潤滑脂為鈣基潤滑脂和鈉基潤滑脂。

油潤滑。從滾動(dòng)軸承潤滑和散熱的效果來看，油潤滑較好，但需要復(fù)雜的供油系統(tǒng)和密封裝置。油潤滑時(shí)，常用的潤滑方法有以下幾種：油浴潤滑，把軸承局部浸入潤滑油中；滴油潤滑，用給油器使油成滴滴下，油因轉(zhuǎn)動(dòng)部分的攪動(dòng)，在軸承箱內(nèi)形成油霧狀，滴下的油將運(yùn)動(dòng)中摩擦熱量帶走，起冷卻作用；飛濺潤滑，用進(jìn)入油池內(nèi)的齒輪或甩油環(huán)的旋轉(zhuǎn)將油飛濺進(jìn)行潤滑；噴油潤滑，用油泵將潤滑油增壓，通過油管或機(jī)體上特制的油孔，經(jīng)噴嘴將油噴射到軸承中去，流過軸承的潤滑油，經(jīng)過過濾冷卻后再循環(huán)使用；油霧潤滑，超高速的軸承可以采用油霧潤滑，潤滑油在油霧發(fā)生器中變成油霧。

固體潤滑。常用的固體潤滑方法有：用黏結(jié)劑將固體潤滑劑黏結(jié)在滾道和保持架上；把固體潤滑劑加入工程塑料和粉末冶金材料中，制成有自潤滑性能的軸承零件；用電鍍、高頻濺射、離子鍍層、化學(xué)沉積等技術(shù)使固體潤滑劑或軟金屬在軸承零件摩擦表面形成一層均勻致密的薄膜。常用的固體潤滑劑有二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯等。

16.6.8 滾動(dòng)軸承的密封

密封是為了防止灰塵、水分及其他雜質(zhì)進(jìn)入軸承，并組織軸承內(nèi)潤滑劑的流失。

軸承的密封方法很多，通常可歸納成兩大類，即接觸式密封和非接觸式密封

接觸式密封。這類密封的密封件與軸接觸。工作時(shí)軸旋轉(zhuǎn)，密封件與軸之間有摩擦與磨損，故軸的轉(zhuǎn)速高時(shí)不宜采用。

毛氈圈密封。將矩形截面毛氈圈安裝在軸承端蓋的梯形槽內(nèi)，利用毛氈圈與軸接觸起密封作用。

密封圈密封。密封圈由耐油橡膠、皮革或塑料制成。安裝時(shí)用螺旋彈簧把密封唇口箍緊在軸上，有較好的密封效果，適用于軸的圓周速度v<7m/s，工作溫度為-40~100℃的用紙或油潤滑的軸承。

非接觸式密封。這類密封利用間隙（或加甩油環(huán)）密封，轉(zhuǎn)動(dòng)件與固定件不接觸，故允許軸有很高的轉(zhuǎn)速。

間隙密封。在軸承端蓋與軸間留有很小的徑向間隙而獲得密封，間隙越小，軸向?qū)挾仍介L，密封效果越好。

迷宮式密封。在軸承端蓋和固定于軸上轉(zhuǎn)動(dòng)件間制出曲路間隙而獲得密封，有徑向迷宮式和軸向迷宮式兩種。

擋油環(huán)密封。擋油環(huán)與軸承座孔間由很小的徑向間隙，且擋油環(huán)外突出軸承座孔端面?=1~2mm。工作時(shí)擋油環(huán)隨軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)，利用離心力甩去落在擋油環(huán)上的油和雜物，起密封作用。

甩油密封。油潤滑時(shí)，在軸上開出溝槽或裝入一個(gè)環(huán)，都可以把欲向外流失的油甩開，再經(jīng)過軸承端蓋的集油腔及與軸承腔相通的油孔流回?；蛘咴诰o貼軸承處裝一甩油環(huán)，在軸上車有螺旋式送油槽，可有效防止油外流。

組合密封。將上述各種密封方式組合在一起，以充分發(fā)揮其密封性能，提高整體密封效果。