【机械设计】轴承组合结构设计，纯干货，必须收藏！

 为了保证轴承能够正常工作，除了合理选择轴承类型、尺寸外，还应正确的进行轴承的组合结构设计。即解决轴系的轴向位置固定、轴承与相关零件的配合、间隙的调整、装拆、润滑和密封等几个方面的问题。（本文主要讲解轴承固定组合设计，其余略）

学习时注意不同组合类型的特点及其适用场合！

几个应该注意的问题：

1、内圈固定问题：

1）轴肩固定：承受大的轴向力；

2）轴肩和弹性挡圈：用于深沟球轴承，所受轴向力不大，且转速不高的场合；

3）轴肩和轴端压板：用于高转速及承受中等大的轴向力的场合；

4）轴肩和圆螺母及止推垫圈：用于承受大的轴向力的场合。

5）设计时应该注意轴肩处圆角应小于轴承内圈圆角；轴肩高度应小于轴承内圈厚度（通常应不大于轴承内圈高度的3/4，过高不便于轴承的拆卸）。

2、外圈固定问题：

1）孔肩和孔用弹性挡圈：用于深沟球轴承，所受轴向力不大的场合；

2）止动环嵌入轴承外圈的止动槽内；

3）端盖固定：单向固定承受大的轴向力，用于转速及很大轴向力的各类轴承；

4）螺纹环：转速高、轴向力大且不宜使用轴承盖紧固的场合。

5）为了拆卸方便，孔肩高度要小于轴承外圈；

6）轴承组合设计时，一根轴上的两个轴承座孔，必须保证同轴度，应一次镗出：轴承尺寸不同时刻加衬筒。

滚动轴承轴系支点固定结构：

1、双支点单向固定

普通工作温度（t≤70℃）的短轴（跨距L≤400mm），常采用双支点单向固定的型式。即两端支点中的每个支点分别承受一个方向的轴向力，限制轴承一个方向的运动，两个支点合起来就限制了轴的双向移动。轴向力不大时，可采用深沟球轴承。轴向力较大时，可选用一对角接触球轴承或一对圆锥滚子轴承。考虑到轴工作时因受热而伸长，在轴承盖与外圈端面之间应留出0.25~0.4mm热补偿间隙（间隙很小，结构图上不必画出），间隙或游隙的大小，常用垫片或调整螺钉调节。

2、单支点双向固定

应用场合：

当轴承的跨度较长或工作温度较高时，轴有较大的热膨胀伸缩量，这时应采用单支点双向固定的轴承组合结构。

结构特点：

两个方向的轴向力由同一支点上的轴承承受，这个支点上的轴承应是可以承受双向轴向载荷的轴承或轴承组合，这一端称为固定端。固定端上的轴承（或轴承组合）相对于轴或箱体孔应双向固定，当轴受热伸长时，另一端上的轴承应能够沿轴向自由移动，不产生附加载荷，不使轴系卡死，称为游动端。

常见的组合：

轴向力不是很大时，固定端深沟球轴承-游动端深沟球轴承；固定端用内外圈均带挡边的圆柱滚子轴承—游动端用外圈双向无挡边的圆柱滚子轴承。

轴向载荷较大时，固定支点可采用两个圆锥滚子轴承（或角接触球轴承）“背对背”或“面对面”组合在一起的结构，也可采用推力轴承和向心轴承组合在一起的结构。

轴承的配置形式

正装（或称为面对面安装）、反装（或称为背对背安装或背靠背安装）：角接触轴承有个压力角，法线中间相交就是面对面，反之就是背靠背。

1）反装（背靠背）时，载荷作用中心处于轴承中心线之外；交点间跨距较大，悬臂长度较小，故悬臂端刚性较大，当轴受热伸长时，轴承游隙增大，轴承不会卡死破坏，但会使定位预紧的预紧量减小。

2）正装（面对面）时，载荷作用中心处于轴承中心线之内，载荷作用中心间跨距小，轴受径向载荷后挠度小；此排列结构简单、拆装方便，当轴受热伸长时，轴承游隙减小，容易造成轴承卡死，因此在安装时要特别注意轴承游隙的调整。

3）串联安装时，载荷作用中心线处于轴承中心线同一侧；它适合轴向载荷大，需多个轴承联合承担的情况，为保证两套或多套轴承轴向受载均匀，需仔细选配轴承内外圈宽度。

3、两端游动

这种轴系结构两端均采用完全不具有定位能力的轴承，整个轴系的轴向位置处于完全浮动状态。

两端游动轴系的轴向位置在工作中是依靠传动零件确定的，一般这种轴系结构应用在双斜齿轮轴系或人资齿轮轴系中。在人字齿轮传动中，为避免人资齿轮两半齿圈受力不均匀或卡死，常将小齿轮做成可以两端游动的轴系结构。

这种轴系的传动零件具有双向轴向定位能力，如果轴承也具有轴向定位能力则构成过定位的轴系，这是不允许的。

附：典型结构图

两个深沟球轴承的组合设计

深沟球轴承与圆柱滚子轴承组合设计

两个圆柱滚子轴承和一个定位深沟球轴承的组合设计

两个角接触球轴承的组合设计

两个圆柱滚子轴承组成的单支点双向固定

附：轴承组合设计原则

两个深沟球轴承组合的设计原则

深沟球轴承和圆柱滚子轴承组合的设计原则

两个圆柱滚子轴承和一个定位深沟球轴承组合的设计原则

两个角接触球轴承组合的设计原则

成对安装角接触轴承组合的应用场合

成对安装角接触球轴承组合的设计原则

注：套圈的配合类型：套圈配合分为压入配合、定位配合和滑动配合3种。转动圈比不动圈的配合紧些，且转速越高、载荷越大、振动越剧烈，配合应越紧；游动圈或经常拆卸的轴承应选取较松的配合。

套圈配合的分类

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