滾動(dòng)軸承應(yīng)力計(jì)算畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

1、<p>　　滾動(dòng)軸承應(yīng)力計(jì)算及其對(duì)軸承壽命、失效的影響研究 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　滾動(dòng)軸承是應(yīng)用極為廣泛的重要機(jī)械基礎(chǔ)件。無(wú)論是飛機(jī)、汽車(chē)、船舶、機(jī)床，還是家用電器、IT、OA機(jī)器等，凡是有旋轉(zhuǎn)的地方，都離不開(kāi)軸承。所以，有人把軸承稱(chēng)為工業(yè)的糧食。在實(shí)際的軸承應(yīng)用過(guò)程中，有很大一部分軸承的失效是故障失效，即非正常

2、失效。導(dǎo)致軸承失效的原因有很多，其中由不適當(dāng)?shù)妮S承安裝調(diào)整方法所造成的軸承失效比例占整體失效比例的很大一部分，因此本文對(duì)軸承安裝造成的應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算分析。通過(guò)分析表明在軸承的過(guò)盈配合安裝中，會(huì)在軸承的內(nèi)圈與軸的接觸表面、外圈與軸承座的接觸表面和外圈溝道處產(chǎn)生很大的應(yīng)力，不正確安裝方法的會(huì)使這些表面的應(yīng)力過(guò)大或者過(guò)小，使軸承在配合過(guò)程中發(fā)生蠕動(dòng)或者脹裂，從而使軸承過(guò)早的失效。所以，必須選用正確的安裝方法。在滾動(dòng)軸承安裝前，必須對(duì)軸、軸承和軸

3、承座都進(jìn)行檢修，對(duì)使用過(guò)的軸、軸承座，更應(yīng)該做全面的精度檢驗(yàn)，不合要求的零件要給予修復(fù)和更換。在安裝過(guò)程中，要采用正確的安裝方法。一般滾動(dòng)軸承的安裝方法，根據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸大小和與之配合的性質(zhì)可分為圓柱孔軸承的安裝和圓錐孔軸承的安裝。</p><p>　　關(guān) 鍵 詞：滾動(dòng)軸承，安裝，應(yīng)力，壽命，失效</p><p>　　ROLLING BEARING STRESS CALCULATION

4、</p><p>　　AND THE IMPACT STUDY OF BEARING</p><p>　　LIFE AND FAILURE</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Rolling bearing is the extremely wide range of importa

5、nt mechanical basis. Whether it is aircraft,Automobiles, ships, machine tools, or household appliances, the IT, OA machine, any rotation of the place can not be separated from the bearing. Therefore, some people think th

6、at the bearings are the industrial food. In the bearing application process, a large part of the bearing failure is the fault failure, that is non-normal failure. Resulting bearing failure for many reasons, among them, a

7、 large</p><p>　　KEY WORDS：Rolling bearing, Installation, Stress, Life, Failure </p><p><b>　　目 錄</b></p><p&

8、gt;<b>　　前 言1</b></p><p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　§1.1 研究課題的提出2</p><p>　　§1.2 研究課題的意義2</p><p>　　§1.3 國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究的現(xiàn)狀2</p>

9、<p>　　第2章 軸承安裝引起的應(yīng)力與變形4</p><p>　　§2.1 內(nèi)外壓力引起的圓環(huán)應(yīng)力4</p><p>　　§2.1.1 基礎(chǔ)方程式4</p><p>　　§2.1.2 壓力引起的圓環(huán)應(yīng)力7</p><p>　　§2.1.3 圓環(huán)直徑的位移8</p>

10、<p>　　§2.2 配合壓力8</p><p>　　§2.2.1 配對(duì)圓環(huán)的壓力9</p><p>　　§2.2.2 內(nèi)圈的配合壓力10</p><p>　　§2.2.3 外圈的配合壓力12</p><p>　　§2.3 溝底直徑的變化13</p><

11、p>　　§2.3.1 內(nèi)圈溝道的膨脹13</p><p>　　§2.3.2 外圈溝道的膨脹15</p><p>　　§2.4 套圈內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力16</p><p>　　§2.4.1 內(nèi)圈應(yīng)力16</p><p>　　§2.4.2 外圈應(yīng)力17</p><p&

12、gt;　　§2.5 當(dāng)量溝底直徑18</p><p>　　§2.5.1 根據(jù)均值法計(jì)算當(dāng)量溝底直徑20</p><p>　　§2.5.2 根據(jù)絕對(duì)平均法計(jì)算當(dāng)量溝底直徑22</p><p>　　§2.5.3 當(dāng)量溝底直徑計(jì)算方法的總結(jié)及在軸承中的應(yīng)用24</p><p>　　§2.6

13、必要的過(guò)盈量25</p><p>　　§2.6.1 載荷引起的過(guò)盈量減小25</p><p>　　§2.6.2 溫差引起的過(guò)盈量減小26</p><p>　　§2.6.3 表面粗糙度引起的過(guò)盈量的減小27</p><p>　　§2.6.4 必要的過(guò)盈量和極限值27</p><

14、;p>　　§2.7 6206深溝球軸承計(jì)算實(shí)例 27</p><p>　　第3章 滾動(dòng)軸承安裝應(yīng)力對(duì)軸承壽命、失效的影響30</p><p>　　§3.1滾動(dòng)軸承安裝時(shí)過(guò)盈配合的必要性30</p><p>　　§3.2 安裝應(yīng)力對(duì)軸承壽命、失效的影響30</p><p>　　§3.2.1

15、內(nèi)圈的安裝應(yīng)力對(duì)軸承的壽命、失效的影響30</p><p>　　§3.2.2 外圈的安裝應(yīng)力對(duì)軸承的壽命、失效的影響31</p><p>　　第4章 滾動(dòng)軸承正確的安裝方法32</p><p>　　§4.1 安裝軸承前的準(zhǔn)備工作32</p><p>　　§4.1.1 軸承安裝前的檢修32</p&g

16、t;<p>　　§4.1.2 安裝環(huán)境的準(zhǔn)備33</p><p>　　§4.1.3 安裝前的清洗工作33</p><p>　　§4.2 滾動(dòng)軸承的安裝34</p><p>　　§4.2.1 圓柱孔軸承的安裝35</p><p>　　§4.2.2 圓錐孔軸承的安裝35&l

17、t;/p><p><b>　　結(jié) 論36</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)37</b></p><p><b>　　致　謝38</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　滾動(dòng)軸承是應(yīng)用

18、極為廣泛的重要機(jī)械基礎(chǔ)件。無(wú)論是飛機(jī)、汽車(chē)、船舶、機(jī)床，還是家用電器、IT、OA機(jī)器等，凡是有旋轉(zhuǎn)的地方，都離不開(kāi)軸承。所以，有人把軸承稱(chēng)為工業(yè)的糧食。然而在實(shí)際的軸承應(yīng)用過(guò)程中，有很大一部分軸承的失效是故障失效，即非正常失效。導(dǎo)致軸承失效的原因有很多，其中由不適當(dāng)?shù)妮S承安裝調(diào)整方法所造成的軸承失效比例占整體失效比例的很大一部分。因此要對(duì)軸承的安裝應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而分析其對(duì)軸承壽命和失效的影響。</p><p>

19、　　本文通過(guò)對(duì)軸承安裝造成的應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算分析，表明在軸承的過(guò)盈配合安裝中會(huì)在軸承的內(nèi)圈與軸的接觸表面、外圈與軸承座的接觸表面和外圈溝道處產(chǎn)生很大的應(yīng)力，不正確安裝方法的選擇會(huì)使這些表面的應(yīng)力過(guò)小或者過(guò)大，進(jìn)而使在配合過(guò)程中發(fā)生蠕動(dòng)或者脹裂軸承，從而使軸承過(guò)早的失效。所以，必須選用正確的安裝方法。在滾動(dòng)軸承安裝前，必須對(duì)軸、軸承和軸承座都進(jìn)行檢修，對(duì)使用過(guò)的軸、軸承座，更應(yīng)該做全面的精度檢驗(yàn)，不合要求的零件要給予修復(fù)和更換。在安裝過(guò)程中，

20、要采用正確的安裝方法。滾動(dòng)軸承的安裝方式有機(jī)械式、液壓式和加熱式三種。對(duì)于小尺寸（<80mm）圓柱孔軸承，當(dāng)配合不太緊時(shí)，用錘子輕輕敲打即可裝入時(shí)采用機(jī)械式。安裝時(shí)最好使用球形表面的軟鋼安裝套筒。安裝緊配合的軸承時(shí)應(yīng)在軸承（內(nèi)或外）圈上使用安裝套筒，要絕對(duì)禁止錘子直接擊打于軸承套圈上。液壓式安裝方法可減小安裝或拆卸力，適用于中型和大型圓錐孔軸承的安裝。加熱式安裝方法適用于安裝緊配合的圓柱孔軸承及機(jī)械式無(wú)法安裝的軸承。</p&

21、gt;<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　§1.1 研究課題的提出</p><p>　　隨著科技的發(fā)展，機(jī)械行業(yè)也得到迅猛的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來(lái)越合理，其性能、精度和效率的要求也越來(lái)越高，從而對(duì)機(jī)械產(chǎn)品重要支撐零件——軸承也相應(yīng)地提出了高精度、高靈敏度、高可靠性、高壽命等要求。然而在軸承的實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中，由于不正

22、當(dāng)?shù)陌惭b造成的軸承過(guò)早的失效或者損壞的比例占整體失效比例的很大一部分。本文通過(guò)對(duì)滾動(dòng)軸承的安裝及其引起的應(yīng)力計(jì)算并進(jìn)行分析，進(jìn)而研究其對(duì)軸承壽命、失效的影響、從而為延長(zhǎng)軸承壽命、推遲軸承失效提供措施。</p><p>　　§1.2 研究課題的意義</p><p>　　通過(guò)對(duì)滾動(dòng)軸承的安裝及其引起的應(yīng)力計(jì)算并進(jìn)行分析，進(jìn)而研究其對(duì)軸承壽命、失效的影響、從而為行業(yè)在使用軸承的過(guò)程中提

23、供一個(gè)參考，進(jìn)一步為延長(zhǎng)軸承壽命、推遲軸承失效提供有效的措施。</p><p>　　§1.3 國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究的現(xiàn)狀</p><p>　　我國(guó)軸承的整體設(shè)計(jì)技術(shù)水平，在近30年來(lái)取得了令人矚目的進(jìn)步。而滾動(dòng)軸承的應(yīng)力分析及計(jì)算也是軸承設(shè)計(jì)及應(yīng)用的重要依據(jù)，因此國(guó)內(nèi)外對(duì)此進(jìn)行了不少的研究。</p><p>　　朱長(zhǎng)偉、李曉華等對(duì)軋機(jī)軸承失效的原因進(jìn)行了分析,

24、結(jié)果表明有40% ~ 50%的軸承失效是由于安裝調(diào)整不當(dāng)造成的。從使用的角度, 合理選擇及安裝軸承能有效的減少失效，提高軸承使用壽命。</p><p>　　馬素青指出滾動(dòng)軸承的安裝在機(jī)械制造中是重要的一步，安裝是否合理不僅與操作人員有直接的關(guān)系，同時(shí)和與軸承連接的軸、殼體的結(jié)構(gòu)尺寸的合理性也有重要關(guān)系。</p><p>　　日本國(guó)滾動(dòng)軸承界權(quán)威、千葉大學(xué)名譽(yù)教授岡本純?nèi)┦吭谄渲鳌肚蜉S

25、承的設(shè)計(jì)計(jì)算》中專(zhuān)門(mén)有一章詳細(xì)滾動(dòng)軸承在配合和使用過(guò)程中的應(yīng)力、變形的計(jì)算，并且明確的指出合適的過(guò)盈量能有效的延長(zhǎng)軸承的壽命。</p><p>　　軸承接觸應(yīng)力和變形的計(jì)算可以通過(guò)現(xiàn)有的仿真軟件進(jìn)行計(jì)算，也可以通過(guò)求解非線性方程進(jìn)行計(jì)算。利用現(xiàn)有的仿真軟件建立軸承的三維動(dòng)態(tài)仿真分析模型，通過(guò)加載邊界條件、選擇適當(dāng)?shù)乃惴?，進(jìn)行面一面接觸分析，可以給出軸承內(nèi)外圈和滾動(dòng)體不同部位的應(yīng)力和變形，這種方法比較直觀，而且計(jì)算

26、速度快，便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算過(guò)程的參數(shù)化，也便于工程應(yīng)用。</p><p>　　本課題通過(guò)對(duì)滾動(dòng)軸承安裝及其引起的應(yīng)力計(jì)算進(jìn)行分析，進(jìn)而研究其對(duì)軸承壽命、失效的影響、從而為延長(zhǎng)軸承壽命、推遲軸承失效提供措施。</p><p>　　第2章 軸承安裝引起的應(yīng)力與變形</p><p>　　§2.1 內(nèi)外壓力引起的圓環(huán)應(yīng)力</p><p>　　&#

27、167;2.1.1 基礎(chǔ)方程式</p><p>　　1、受力平衡 如果圓周上受力不均勻，則當(dāng)套圈壁厚與直徑相比，壁厚較薄時(shí)，便容易變形。但如果壓力均勻地施加于內(nèi)圓周或外圓周，而且壁厚超過(guò)直徑的20%，則視之為厚壁圓環(huán)。滾動(dòng)軸承的套圈壁厚大多為直徑的20%左右，因此我將其視為厚壁圓環(huán)處理。</p><p>　　如圖2-1a所示，內(nèi)徑為,外徑為（圓環(huán)的軸向以單位長(zhǎng)度計(jì)算）的厚壁圓環(huán)承受內(nèi)

28、壓，外壓時(shí)，圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力可通過(guò)以下計(jì)算求得。</p><p>　　現(xiàn)在讓我們考慮位于半徑處的微小扇形體積單元，將其放大至圖2-1b，假設(shè)其厚度為，中心夾角為，各個(gè)面上承受的力處于受力平衡狀態(tài)。另外，這里的下角表示半徑方向（以下簡(jiǎn)稱(chēng)徑向），表示圓周方向（以下簡(jiǎn)稱(chēng)周向）。</p><p>　　就該微小體積單元的受力平衡而言，其圓周方向的受力時(shí)均勻的，處于力平衡狀態(tài)。而徑向的受力平衡呈以下關(guān)

29、系式。</p><p>　　圖2-1 圓環(huán)的壓力與應(yīng)力</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　式中，很小，可近視的認(rèn)為，，于是，</p><p><b>　　因此</b></p><p><b>　　(2-2)</b>&l

30、t;/p><p>　　如果省略無(wú)窮小量，則可得</p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　以下根據(jù)此式求、以及半徑變化量。</p><p>　　2、位移與應(yīng)力 如圖2-2所示，現(xiàn)在將微小圓環(huán)體積單元的徑向位移和周向位移分開(kāi)考慮。</p><p>　　設(shè)半徑處的徑向位移為

31、，則半徑處的位移為，徑向的變形量為兩者之差，即。于是，徑向的應(yīng)變?yōu)?lt;/p><p><b>　　(2-4)</b></p><p>　　另外，半徑發(fā)生變化的話，周向的長(zhǎng)度也將發(fā)生變化。周向應(yīng)變可用下式表示。 圖2-2 微小體積單的位移元</p><p><b>　　(2-5)</b></p&g

32、t;<p>　　與滾動(dòng)軸承的套圈直徑相比，其寬度較小，可將其應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系視為平面應(yīng)力范疇。根據(jù)材料力學(xué)理論，純?cè)谝韵玛P(guān)系式</p><p><b>　　(2-6)</b></p><p>　　式中：——材料的彈性模量；</p><p>　　——泊松常數(shù)，為泊松比。</p><p>　　將式(2-4)及式(

33、2-5)代入上式(2-6)可得</p><p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　將上式(2-7)代入式(2-3)可得</p><p><b>　　(2-8)</b></p><p>　　因?yàn)?、都不等于零，?lt;/p><p><b>　　(2-9)

34、</b></p><p>　　這是一個(gè)二階微分方程式，其通解為</p><p><b>　　(2-10)</b></p><p>　　3、確定積分常數(shù) 現(xiàn)在讓我們來(lái)確定式(2-10)中的積分常數(shù)和。為此，將(2-10)代入式(2-7)可得</p><p><b>　　(2-11)</b&

35、gt;</p><p>　　代入邊界條件，當(dāng)時(shí)，，時(shí)，。于是，式(2-11)中式呈</p><p><b>　　(2-12)</b></p><p><b>　　取兩式之差有</b></p><p><b>　　從而可得為</b></p><p><

36、;b>　　(2-13)</b></p><p>　　其次，在式(2-12)中，上部數(shù)式等號(hào)的兩邊同時(shí)乘以，下部數(shù)式等號(hào)的兩邊同時(shí)乘以，并去兩者之差，有</p><p><b>　　從而可求得為</b></p><p><b>　　(2-14)</b></p><p>　　§

37、;2.1.2 壓力引起的圓環(huán)應(yīng)力</p><p>　　下面讓我們根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，求承受內(nèi)外壓力時(shí)的圓環(huán)應(yīng)力。將式(2-13)，(2-14)的和代入式(2-11)，分別求、可得</p><p><b>　　(2-15)</b></p><p>　　可見(jiàn)，承受內(nèi)壓力或外壓力時(shí)，圓環(huán)徑向承受壓應(yīng)力，而周向則根據(jù)與的大小關(guān)系，承受拉應(yīng)力或壓應(yīng)力。&l

38、t;/p><p>　　§2.1.3 圓環(huán)直徑的位移</p><p>　　1、內(nèi)壓力引起位移量 厚壁圓環(huán)僅承受內(nèi)壓時(shí)，求其半徑處的徑向位移量。為此在式(2-13)及式(2-15)中，設(shè)時(shí)的、分別為、，則</p><p><b>　　(2-16)</b></p><p>　　將上式代入式(2-10)，有</

39、p><p><b>　　(2-17)</b></p><p>　　可見(jiàn)，圓環(huán)將發(fā)生膨脹。</p><p>　　2、外壓力引起的位移量 假設(shè)僅承受外壓力時(shí)的位移量為，則令并進(jìn)行與前文同樣的計(jì)算可得（設(shè)此時(shí)的、為、）</p><p><b>　　(2-18)</b></p><p&

40、gt;　　因此，由式(2-10)可得位移量為</p><p><b>　　(2-19)</b></p><p>　　可見(jiàn)圓環(huán)由于外壓力而收縮。</p><p><b>　　§2.2 配合壓力</b></p><p>　　以上內(nèi)容都是單個(gè)圓環(huán)承受壓力時(shí)的計(jì)算方法，滾動(dòng)軸承內(nèi)圈以過(guò)盈配合安裝于

41、軸，或者外圈以過(guò)盈配合裝入軸承座時(shí)，配合面內(nèi)將產(chǎn)生緊固力，即配合壓力。以下敘述配合壓力的計(jì)算方法。</p><p>　　§2.2.1 配對(duì)圓環(huán)的壓力</p><p>　　作為過(guò)盈配合計(jì)算的基礎(chǔ)，一般假定套圈、軸、軸承座都是厚壁圓環(huán)，相互以過(guò)盈配合安裝在一起。為了敘述方便，內(nèi)側(cè)圓環(huán)標(biāo)以符號(hào)，外側(cè)圓環(huán)標(biāo)以符號(hào)，各尺寸符號(hào)與圖2-3。</p><p>　　1、承

42、受外壓時(shí)圓環(huán)配合面的位移 對(duì)軸承來(lái)說(shuō)，內(nèi)側(cè)圓環(huán)相當(dāng)于安裝在內(nèi)圈內(nèi)的軸，對(duì)軸承座來(lái)說(shuō)，則相當(dāng)于與之配合的外圈。設(shè)過(guò)盈配合引起的外壓力為，則配合面的位移可通過(guò)以下計(jì)算求得。</p><p>　　式(2-19)中，令，,，。另外，考慮到與內(nèi)側(cè)圓環(huán)相配合之圓環(huán)的材質(zhì)不同，設(shè)，（為材料的彈性模量，為泊松常數(shù)，為泊松比）。于是</p><p>　　圖2-3 配對(duì)圓環(huán)</p>&l

43、t;p><b>　　(2-20)</b></p><p>　　2、承受內(nèi)壓時(shí)圓環(huán)配合面的位移 對(duì)軸承來(lái)說(shuō)，外側(cè)圓環(huán)相當(dāng)于安裝在軸上的內(nèi)圈，或者內(nèi)裝外圈的軸承座。假設(shè)過(guò)盈配合引起的內(nèi)壓為，則配合面的位移可求得如下。</p><p>　　在式(2-17)中，令，，，，，，與前文進(jìn)行同樣的計(jì)算可得</p><p><b>　　(

44、2-21)</b></p><p>　　3、配合壓力 假設(shè)前文中每個(gè)相互以過(guò)盈配合安裝，其過(guò)盈量為，它相當(dāng)于互相配合之圓環(huán)雙方的外徑與內(nèi)徑之差，與前文中敘述的徑向位移之間有以下關(guān)系。</p><p><b>　　(2-22)</b></p><p>　　因此，根據(jù)式(2-20)、式(2-21)可得配合壓力為</p>

45、<p><b>　　(2-23)</b></p><p>　　§2.2.2 內(nèi)圈的配合壓力</p><p>　　滾動(dòng)軸承與軸或軸承座相配合時(shí)，其尺寸大多以直徑表達(dá)以下對(duì)計(jì)算式的符號(hào)進(jìn)行置換。</p><p>　　1、軸與內(nèi)圈的配合壓力 軸與內(nèi)圈以過(guò)盈配合安裝時(shí)，將2-4a中的符號(hào)適用于式(2-23)可得，，，；另外

46、，如以下角表示軸的材質(zhì)，表示內(nèi)圈的材質(zhì)，則，，，。因此（內(nèi)圈溝底直徑將在后面詳細(xì)敘述）</p><p>　　圖2-4 軸承安裝部位的尺寸</p><p>　　a）軸與內(nèi)圈 b）外圈與軸承座</p><p><b>　　(2-24)</b></p><p>　　這是計(jì)算軸與內(nèi)圈配合壓力的通式。</p>&l

47、t;p>　　2、軸與內(nèi)圈材質(zhì)相同時(shí) 如果軸與內(nèi)圈的材質(zhì)相同，則式(2-24)中，，，故</p><p><b>　　(2-25)</b></p><p>　　3、軸與套圈材質(zhì)相同且軸為實(shí)心時(shí) 如果軸與內(nèi)圈的材質(zhì)相同，且軸為實(shí)心軸，則式(2-25)中，，于是</p><p><b>　　(2-26)</b>

48、</p><p>　　§2.2.3 外圈的配合壓力</p><p>　　1、外圈與軸承座的配合壓力 就配合壓力來(lái)說(shuō)，外圈與軸承座（如果壁厚較薄，則可視為環(huán)狀物體）的過(guò)盈配合之基礎(chǔ)計(jì)算式與式(2-23)相同。在該式中，采用圖3-4的符號(hào)，令，，，并以下角表示外圈材質(zhì)，表示軸承座材質(zhì)，則，，，。采用與軸和內(nèi)圈配合相同的計(jì)算可得（外圈溝底直徑將在后面詳述）</p>

49、<p><b>　　(2-27)</b></p><p>　　這是計(jì)算外圈與軸承座配合壓力的通式。</p><p>　　2、軸承座與外圈材質(zhì)相同時(shí)的計(jì)算 如果軸承座的材質(zhì)與外圈相同，則在式(2-27)中，令，，并進(jìn)行與內(nèi)圈相同的計(jì)算可得</p><p><b>　　(2-28)</b></p>

50、<p>　　3、軸承座與外圈材質(zhì)相同且為厚壁時(shí) 如果軸承座與外圈的材質(zhì)相同，且壁厚較厚，則在式(2-28)中，令，于是</p><p><b>　　(2-29)</b></p><p>　　§2.3 溝底直徑的變化</p><p>　　§2.3.1 內(nèi)圈溝道的膨脹</p><p>　

51、　內(nèi)圈與軸處于過(guò)盈配合好似，將發(fā)生膨脹，溝底直徑也將增大。圓環(huán)承受內(nèi)壓時(shí)，其半徑處的半徑增加量由式(2-17)決定。設(shè)溝底直徑增大量為，則使用圖2-4a中的符號(hào)，令，,可得</p><p><b>　　(2-30)</b></p><p>　　因?yàn)槭街械南喈?dāng)于配合壓力，故可用式(2-24)中的取代之。另外，以下角表示內(nèi)圈材質(zhì)，表示軸的材質(zhì)，可得</p>

52、<p><b>　　(2-31)</b></p><p>　　如果內(nèi)圈與軸的材質(zhì)相同，則，。于是</p><p><b>　　(2-32)</b></p><p>　　此外，如果軸與內(nèi)圈的材質(zhì)相同，且軸為實(shí)心軸，則上式中，因此</p><p><b>　　(2-33)</b

53、></p><p>　　§2.3.2 外圈溝道的膨脹</p><p>　　外圈與軸承座以過(guò)盈配合安裝時(shí)，外圈將收縮。位于圓環(huán)半徑處的半徑減小量由式(2-19)決定。設(shè)溝道直徑的減小量為(取絕對(duì)值)，并使用圖2-4b中的尺寸符號(hào)，即，,且，同時(shí)以下角表示外圈材質(zhì)，表示軸承座材質(zhì)，使用式(2-27)的并進(jìn)行與軸和內(nèi)圈配合相同的計(jì)算了、可得</p><p>

54、;<b>　　(2-34)</b></p><p>　　如果外圈與軸承座的材質(zhì)相同，則式中的,。與式(2-32)進(jìn)行相同的推導(dǎo)，可得</p><p><b>　　(2-35)</b></p><p>　　如果外圈與軸承座不僅材質(zhì)相同，而且軸承座的壁厚較厚，則在式中令可得</p><p><b&

55、gt;　　(2-36)</b></p><p>　　§2.4 套圈內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力</p><p>　　套圈以過(guò)盈配合安裝時(shí)，其內(nèi)部將產(chǎn)生應(yīng)力。上文敘述了徑向應(yīng)力和周向應(yīng)力，下面參照?qǐng)D3-4所示的軸承尺寸對(duì)其進(jìn)行替換。</p><p>　　§2.4.1 內(nèi)圈應(yīng)力</p><p>　　1、徑向應(yīng)力 內(nèi)圈徑向應(yīng)力

56、計(jì)算推導(dǎo)如下。</p><p>　　在式(2-15)中，令，，，，則任意直徑位置的應(yīng)力可表達(dá)為</p><p><b>　　(2-37)</b></p><p>　　式中是根據(jù)式(2-24)、式(2-25)、式(2-25)求得的配合壓力。另外，由該式可知，為壓應(yīng)力，越大，越小，故最大應(yīng)力發(fā)生在內(nèi)徑面上，設(shè)該值為，并令，則</p>

57、<p><b>　　(2-38)</b></p><p><b>　　它等于配合壓力。</b></p><p>　　2、周向應(yīng)力 與徑向應(yīng)力一樣，對(duì)式(2-15)的進(jìn)行同樣的置換，可得位于直徑處的應(yīng)力為</p><p><b>　　(2-39)</b></p><p

58、>　　為拉應(yīng)力，越大，越小，因此，最大應(yīng)力發(fā)生在內(nèi)徑面上。令，則</p><p>　　(2-40)可見(jiàn)，最大周向應(yīng)力比式(2-38)中的最大應(yīng)力大。</p><p>　　§2.4.2 外圈應(yīng)力</p><p>　　1、徑向應(yīng)力 外圈以過(guò)盈配合安裝于軸承座時(shí)，其徑向應(yīng)力計(jì)算可推導(dǎo)如下。在式(2-15)的表達(dá)式中，令，，，,則位于任意直徑處的應(yīng)力可

59、表達(dá)為</p><p><b>　　(2-41)</b></p><p>　　為壓應(yīng)力，對(duì)外圈來(lái)說(shuō)，越大，的絕對(duì)值也越大，最大應(yīng)力發(fā)生在外徑面，令，則</p><p><b>　　(2-42)</b></p><p><b>　　即與配合壓力相等。</b></p>

60、<p>　　2、周向應(yīng)力 在式(2-15)的表達(dá)式中，令，則可得外圈周向應(yīng)力為</p><p><b>　　(2-43)</b></p><p>　　為壓應(yīng)力，越小，越大，故最大應(yīng)力發(fā)生在外圈溝底上，即時(shí)，</p><p><b>　　(2-44)</b></p><p>　　&#

61、167;2.5 當(dāng)量溝底直徑</p><p>　　在以上計(jì)算中，曾假設(shè)內(nèi)、外圈的溝底直徑分別為及。對(duì)于這種表述，如果套圈不存在溝道，則外徑（對(duì)內(nèi)圈來(lái)說(shuō)）或內(nèi)徑（對(duì)外圈來(lái)說(shuō)）尺寸可直接使用。但由于溝道是實(shí)際存在的，因此，有必要將其轉(zhuǎn)換成具有當(dāng)量直徑的圓環(huán)。</p><p>　　在以上計(jì)算式中，內(nèi)圈溝道呈或，外圈溝道呈或，于是可以認(rèn)為溝道直徑以二次方或一次方的形式，對(duì)各計(jì)算值產(chǎn)生影響。以下敘述

62、當(dāng)量無(wú)溝道圓環(huán)直徑的計(jì)算方法。</p><p>　　滾動(dòng)軸承根據(jù)其型式、尺寸系列、尺寸等的不同而變化萬(wàn)千，種類(lèi)繁多。在此，僅以圖2-5a所示的深溝球軸承為代表進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　圖2-5 用于計(jì)算實(shí)例的深溝球軸承</p><p>　　設(shè)軸承的內(nèi)徑與外徑之比為</p><p><b>　　(2-45)</b>

63、</p><p>　　并且以套圈剖面徑向尺寸A為該軸承各尺寸之基準(zhǔn)。這樣考慮的理由是，同一尺寸系列的滾動(dòng)軸承，不論軸承的大小如何，溝部剖面的縱橫比例基本不變，但內(nèi)外徑并不一定與A成比例。因此，先考慮剖面，然后再考慮內(nèi)外徑比較方便。</p><p>　　本例軸承套圈剖面各部分的尺寸比率如圖2-5b所示。另外，本例軸承的B=A，這種情況在實(shí)際軸承的設(shè)計(jì)中也是比較普遍的。于是，軸承各尺寸可用m、

64、A表示如下。</p><p><b>　　(2-46)</b></p><p>　　§2.5.1 根據(jù)均值法計(jì)算當(dāng)量溝底直徑</p><p>　　1、內(nèi)圈的 首先求內(nèi)圈溝部直徑的均方值。如圖2-6a所示，距剖面</p><p>　　圖2-6 根據(jù)均值法計(jì)算當(dāng)量直徑</p><p>

65、;　　a）內(nèi)圈 b）外圈</p><p>　　對(duì)稱(chēng)軸上點(diǎn)軸向距離為(為變量)處的溝道直徑可表達(dá)為</p><p><b>　　(2-47)</b></p><p><b>　　因此</b></p><p><b>　　(2-48)</b></p><p

66、>　　將的二次方在軸承中心至溝肩位置的范圍內(nèi)對(duì)進(jìn)行積分，并乘以2，作為整個(gè)溝道的積分值，即</p><p><b>　　(2-49)</b></p><p>　　這僅僅是溝道部分的積分值，溝肩部分（直徑為）的二次方積分值也必須加進(jìn)去，即必須加上</p><p><b>　　(2-50)</b></p>

67、<p><b>　　令當(dāng)量直徑為,則</b></p><p><b>　　(2-51)</b></p><p>　　一般情況下，單列軸承的，現(xiàn)以為例進(jìn)行計(jì)算。使用電子計(jì)算機(jī)對(duì)進(jìn)行數(shù)值積分，可得。又，,于是可得。令該值與溝肩直徑比為，則</p><p><b>　　(2-52)</b><

68、/p><p>　　也就是說(shuō)，當(dāng)量圓環(huán)的外徑是溝肩直徑的95%。</p><p>　　同樣，如假設(shè)及3，然后計(jì)算，則分別可得0.9343及0.9218。</p><p>　　2、外圈的 外圈的計(jì)算方法基本上與內(nèi)圈相同。如圖2-6b所示，距中心軸向距離為處的溝道直徑可表達(dá)為</p><p><b>　　(2-53)</b>

69、</p><p>　　因此，令的二次方積分值為，則</p><p><b>　　(2-54)</b></p><p>　　兩側(cè)溝肩直徑的二次方積分值為</p><p><b>　　(2-55)</b></p><p>　　根據(jù)均方值計(jì)算當(dāng)量直徑可得</p>&l

70、t;p><b>　　(2-56)</b></p><p>　　設(shè)于溝肩直徑之比為，則</p><p><b>　　(2-57)</b></p><p>　　與內(nèi)圈一樣，假設(shè)外圈的、2.5及3，經(jīng)計(jì)算可分別得到=1.042、1.052、1.060?？梢?jiàn)，由于外圈溝道的直徑比溝肩部直徑大，所以大于1。</p>

71、<p>　　§2.5.2 根據(jù)絕對(duì)平均法計(jì)算當(dāng)量溝底直徑</p><p>　　1、內(nèi)圈的 將式(2-49)中的二次方改為一次方，便可計(jì)算直徑的一次方均值，即絕對(duì)平均值。實(shí)際上，一次方平均計(jì)算的是面積，采用幾何學(xué)方法更加簡(jiǎn)便的計(jì)算出來(lái)。它采用的具體算法是，將套圈剖面面積減去溝道面積。</p><p>　　令圖2-7a中的扇形部分之面積為，則</p>

72、<p>　　圖.2-7 根據(jù)絕對(duì)平均計(jì)算當(dāng)量直徑</p><p>　　a）內(nèi)圈 b）外圈</p><p><b>　　(2-58)</b></p><p><b>　　的面積為</b></p><p><b>　　(2-59)</b></p>

73、<p><b>　　因此，溝部之面積為</b></p><p>　　如果內(nèi)圈內(nèi)有溝道，則其剖面積為,從中減去溝道剖面面積，便可得到帶有溝道之內(nèi)圈剖面面積，因此，半徑方向的平均高度為</p><p><b>　　(2-60)</b></p><p>　　令絕對(duì)平均法所得之內(nèi)圈外徑為，它與溝肩直徑之比為，則</

74、p><p><b>　　(2-61)</b></p><p>　　以?xún)?nèi)外徑之比m=2、2.5及3為例，計(jì)算，分別可得0.9488、0.9318及0.9182。</p><p>　　2、外圈的 外圈溝道的絕對(duì)平均計(jì)算方法與內(nèi)圈一樣。也就是說(shuō)，無(wú)溝道時(shí)的外圈剖面面積與內(nèi)圈相同（即），因此，平均高度也相同。如圖3-7b所示，令絕對(duì)平均法所得之外圈內(nèi)

75、徑為，它與溝肩直徑之比為，則</p><p><b>　　(2-62)</b></p><p>　　以m=2、2.5及3為例計(jì)算，分別可得1.041、1.051、1.059。</p><p>　　§2.5.3 當(dāng)量溝底直徑計(jì)算方法的總結(jié)及在軸承中的應(yīng)用</p><p>　　總結(jié)以上各計(jì)算結(jié)果可得表2-1?？梢?jiàn)，

76、均方值法與絕對(duì)平均法的計(jì)算結(jié)果非常接近，使用哪種方法都可以。當(dāng)這些數(shù)值根據(jù)圖3-5所示尺寸比例計(jì)算得來(lái)的，如果尺寸比例發(fā)生變化的話，當(dāng)然也會(huì)發(fā)生變化。例如，如果軸承變寬或溝肩部變薄，內(nèi)圈的將變大，外圈的將變小，并都向1趨近。但一般情況下軸承都不會(huì)發(fā)生很大變化。</p><p>　　表2-1 當(dāng)量溝底直徑與溝肩直徑之比</p><p>　　1、內(nèi)圈 將表3-1中的和，以及和統(tǒng)一起來(lái)，

77、分別用和表示。于是由式(2-52)、式(2-61)及式(2-46)可得</p><p><b>　　(2-63)</b></p><p><b>　　因此</b></p><p><b>　　(2-64)</b></p><p>　　將表2-1進(jìn)行簡(jiǎn)化，可得到的實(shí)用值，列于表2

78、-2。</p><p>　　表2-2 的實(shí)用值</p><p>　　2、外圈 對(duì)于外圈，同樣可將及改為，和改為，并由式(2-57)、式(2-62)及式(2-46)得到</p><p><b>　　(2-65)</b></p><p><b>　　因此</b></p><p

79、><b>　　(2-66)</b></p><p>　　的實(shí)用值列于表2-2。 </p><p>　　§2.6 必要的過(guò)盈量</p><p>　　§2.6.1 載荷引起的過(guò)盈量減小</p><p>　　載荷圍繞套圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，為了防止套圈繞軸或軸承座旋轉(zhuǎn)，必須采用過(guò)盈配合。過(guò)盈量依載荷大小而定

80、。A.Palmgren認(rèn)為，對(duì)內(nèi)徑（mm），寬度B（mm）的軸承施加徑向載荷（N）時(shí)，所需的過(guò)盈量(mm)可用下式表示。</p><p><b>　　(2-67)</b></p><p>　　另外，圖2-8所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，曾田認(rèn)為，圖中從上往下第2條曲線為蠕變發(fā)生的上限，推導(dǎo)出了</p><p>　　圖2-8 潤(rùn)滑及間隙的發(fā)生范圍</p

81、><p><b>　　(2-68)</b></p><p>　　相同，由這兩個(gè)計(jì)算式得到的當(dāng)然不一樣?，F(xiàn)在一般推薦的選用準(zhǔn)則是，載荷較大時(shí)，如果使用式(2-67)，怕產(chǎn)生過(guò)盈量不足，因此，（為徑向額定靜載荷）時(shí)，采用式(2-67)，否則采用式(2-68)。</p><p>　　下面計(jì)算選用計(jì)算式時(shí)的臨界載荷。令兩式的相等，則有</p>

82、<p><b>　　(2-69)</b></p><p>　　以深溝球軸承6206為例進(jìn)行說(shuō)明。因d=30mm，B=16mm，故=7680（N），它相當(dāng)于?？梢?jiàn)計(jì)算式的推薦選用在載荷較小的條件下進(jìn)行的。當(dāng)載荷處于之范圍時(shí)，如果用式(2-68)計(jì)算，那么它將比使用式(2-67)計(jì)算出的小，過(guò)低估算了過(guò)盈量。因此，深溝球軸承之載荷不超過(guò)0.7時(shí)，使用式(2-67)似乎更安全。<

83、/p><p>　　§2.6.2 溫差引起的過(guò)盈量減小</p><p>　　滾動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾到上發(fā)生的滾動(dòng)摩擦，保持架與滾動(dòng)體及套圈發(fā)生的滑動(dòng)摩擦，以及潤(rùn)滑劑的攪拌作用，都會(huì)發(fā)熱。軸承內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，將通過(guò)內(nèi)圈向軸傳導(dǎo)，同時(shí)通過(guò)外圈向軸承座傳導(dǎo)。</p><p>　　于是，軸承零件之間將產(chǎn)生溫差。一般情況下，內(nèi)圈溫度比軸高，其膨脹量也比軸大。旋轉(zhuǎn)后的過(guò)盈量將減

84、小。因此必須預(yù)先使用過(guò)盈量增加(mm)。A.Palmgren認(rèn)為，如果軸承內(nèi)部與軸承座周?chē)臏夭顬?，且軸具有冷卻效果時(shí)，配合面的內(nèi)圈溫度將比軸高（10%~15%），并給出了</p><p><b>　　(2-70)</b></p><p>　　式中：d——軸承內(nèi)徑：</p><p>　　a——鋼的線膨脹系數(shù)，大約為.</p>&l

85、t;p><b>　　故</b></p><p><b>　　(2-71)</b></p><p>　　以上關(guān)系式表達(dá)的是內(nèi)圈溫度高于軸的情況，對(duì)外圈與軸承座來(lái)說(shuō)，外圈溫度高于軸承座，因此，過(guò)盈量有可能增大。另外，如果軸及軸承座的材質(zhì)不是鋼，還必須考慮材料線膨脹系數(shù)的影響。</p><p>　　§2.6.3

86、表面粗糙度引起的過(guò)盈量的減小</p><p>　　以上的討論是在配合表面幾何形貌理想，即不存在粗糙度的假設(shè)前提下進(jìn)行的，其過(guò)盈量是理論值。過(guò)盈配合使用配合雙方表面的粗糙形貌壓扁壓平，使有效的過(guò)盈量減小。精密研磨面與軸承配合時(shí)，如果名義過(guò)盈量為，則一般認(rèn)為有效過(guò)盈量可用下式推算。</p><p><b>　　(2-72)</b></p><p>

87、　　§2.6.4 必要的過(guò)盈量和極限值</p><p>　　考慮到前文討論的過(guò)盈量減小的問(wèn)題，過(guò)盈配合所必需的過(guò)盈量必須取較大的值，即</p><p><b>　　(2-73)</b></p><p>　　另外，過(guò)大的過(guò)盈量將使套圈發(fā)生過(guò)大的應(yīng)力（尤其是拉應(yīng)力），難免會(huì)引起套圈破裂，考慮到這個(gè)原因，一般認(rèn)為其上限為d/1000。<

88、;/p><p>　　§2.7 6206深溝球軸承計(jì)算實(shí)例</p><p>　　以深溝球軸承6206為例，就該軸承與軸的過(guò)盈配合問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算。軸承各參數(shù)為</p><p><b>　　內(nèi)徑d：30mm</b></p><p><b>　　外徑D：62mm</b></p><p

89、><b>　　寬度B：16mm</b></p><p>　　基本額定靜載荷：11.3kN</p><p>　　試求承受徑向載荷時(shí)，所需要的過(guò)盈量以及當(dāng)軸為實(shí)心鋼制造時(shí)，該過(guò)盈量引起的配合壓力，內(nèi)圈外徑及內(nèi)圈應(yīng)力。</p><p>　　1、載荷引起的過(guò)盈量減小 首先，求載荷引起的過(guò)盈量減小量。令式(2-67)的計(jì)算值為，式(2-68)

90、的計(jì)算值為，則</p><p>　　由于該載荷條件之>0.3，因此，按照通常推薦的方法，應(yīng)采用，但因?yàn)檩^大，為了安全起見(jiàn)，我們采用0.0074mm。</p><p>　　2、溫差引起的過(guò)盈量減小 假設(shè)軸承內(nèi)部與軸承座周?chē)臏夭顬?50℃，則過(guò)盈量減小量為</p><p>　　3、總過(guò)盈量 對(duì)以上計(jì)算得到的過(guò)盈量進(jìn)行適當(dāng)修正，即加上表面粗糙度引起的

91、過(guò)盈減小量，便可求得總過(guò)盈量。由式(2-73)，得</p><p>　　為安全起見(jiàn)，我們?nèi)?1為必須過(guò)盈量。</p><p>　　4、溝底的當(dāng)量 要對(duì)配合帶來(lái)的影響進(jìn)行定量的計(jì)算，首先要計(jì)算溝底當(dāng)量直徑。由式(2-45)得。根據(jù)表3-2，假設(shè)=0.95，因此，由式(2-64)可得溝底當(dāng)量直徑為</p><p>　　5、配合壓力 在（3）中計(jì)算得到的結(jié)果=

92、0.011mm為過(guò)盈量，進(jìn)行過(guò)盈配合，求配合壓力。</p><p>　　由式(2-72)得有效過(guò)盈量為</p><p>　　將該值作為式(2-26)的，并假設(shè)軸與軸承材料的彈性模量相同，則</p><p>　　6、直徑變化 由式(2-33)得內(nèi)圈溝底直徑膨脹量為</p><p>　　內(nèi)圈的膨脹也將使軸承的內(nèi)部游隙減小，需引起注意。<

93、;/p><p>　　7、套圈應(yīng)力 配合引起的套圈最大應(yīng)力計(jì)算如下。</p><p>　　1）徑向 根據(jù)(2-38)，配合面徑向的最大應(yīng)力，即</p><p><b>　　呈壓應(yīng)力。</b></p><p>　　2）周向 由式(2-40)得到內(nèi)徑面周向的最大應(yīng)力為</p><p>&l

94、t;b>　　呈拉應(yīng)力。</b></p><p>　　3）極限過(guò)盈量下的應(yīng)力 在上文中提到，過(guò)盈量必須控制在d/1000以下，即本例軸承的過(guò)盈量上限為0.030mm，此時(shí)，軸承中會(huì)產(chǎn)生多大的應(yīng)力呢？</p><p>　　由式(2-24)、式(2-26)可知，配合壓力與過(guò)盈量成比例關(guān)系。因此，就本例軸承，對(duì)前文求得的按比例計(jì)算，得</p><p>

95、;　　于是，徑向最大應(yīng)力為</p><p>　　該應(yīng)力是壓應(yīng)力，一般不會(huì)產(chǎn)生多大問(wèn)題。同樣，由式(2-39)、式(2-44)及式(2-24)、式(2-25)、式(2-26)可知，周向應(yīng)力也與成比例關(guān)系。因此</p><p>　　第3章 滾動(dòng)軸承安裝應(yīng)力對(duì)軸承壽命、失效的影響</p><p>　　§3.1滾動(dòng)軸承安裝時(shí)過(guò)盈配合的必要性</p>

96、<p>　　一般情況下，軸承與軸以及軸承座相配合才能使用。載荷相對(duì)于套圈發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)，也就是說(shuō)，當(dāng)徑向載荷的方向不變，但套圈旋轉(zhuǎn)時(shí)；或者套圈靜止，但載荷繞套圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，配合面上承受載荷的位置將發(fā)生接觸變形；同時(shí)在其相反位置將產(chǎn)生間隙。于是配合面的內(nèi)側(cè)零件與外側(cè)零件的圓周長(zhǎng)將不一致，內(nèi)側(cè)零件將在外側(cè)零件的內(nèi)徑面內(nèi)滑移。這種滑移式緩慢的，一般稱(chēng)為蠕變。發(fā)生蠕變后，由于配合面的潤(rùn)滑較差，在加上磨粒的梨耕作用，配合面將產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，使

97、軸承旋轉(zhuǎn)不良、發(fā)熱或引起軸承內(nèi)部磨損，最終導(dǎo)致套圈損壞。為了防止這種現(xiàn)象，需采用過(guò)盈配合，使配合面不產(chǎn)生間隙。除此之外，需要使套圈嚴(yán)格定位時(shí)，也要采用過(guò)盈配合。</p><p>　　§3.2 安裝應(yīng)力對(duì)軸承壽命、失效的影響</p><p>　　§3.2.1 內(nèi)圈的安裝應(yīng)力對(duì)軸承的壽命、失效的影響</p><p>　　在§2.2.2內(nèi)圈的

98、配合壓力中論述了軸與內(nèi)圈以過(guò)盈配合安裝時(shí)，軸與內(nèi)圈的配合壓力的計(jì)算通式，由式(2-24)可知，配合壓力與軸好內(nèi)圈的過(guò)盈量成正比，過(guò)盈量的大小直接影響配合壓力的大小。</p><p>　　在§2.4.1內(nèi)圈應(yīng)力中論述了內(nèi)圈的徑向應(yīng)力的計(jì)算通式，由式(2-38)可知，為壓應(yīng)力，越大，越小，故最大應(yīng)力發(fā)生在內(nèi)徑面上，設(shè)該值為，則，即與配合壓力相等。同時(shí)，內(nèi)圈的周向應(yīng)力，由式(2-39)知為拉應(yīng)力，越大，越小，

99、因此，最大應(yīng)力發(fā)生在內(nèi)徑面上。由式(2-40)知，最大周向應(yīng)力比最大徑向應(yīng)力大。</p><p>　　當(dāng)軸與內(nèi)圈的過(guò)盈量過(guò)大時(shí)，在內(nèi)圈與軸的接觸面上產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力，特別是周向的拉應(yīng)力，在這樣大的拉應(yīng)力狀態(tài)，難免會(huì)使軸承的壽命減少，甚至?xí)馆S承內(nèi)圈破裂，造成軸承損壞。</p><p>　　當(dāng)軸與內(nèi)圈的過(guò)盈量較小時(shí)，軸與內(nèi)圈接觸面處的最大壓力，也不足以彌補(bǔ)載荷帶來(lái)的變形量，使軸與內(nèi)圈產(chǎn)生相對(duì)的

100、蠕動(dòng)使軸承旋轉(zhuǎn)不良、發(fā)熱或引起軸承內(nèi)部磨損，最終導(dǎo)致套圈損壞。</p><p>　　§3.2.2 外圈的安裝應(yīng)力對(duì)軸承的壽命、失效的影響</p><p>　　在§2.2.3外圈的配合壓力中論述了外圈與軸承座的過(guò)盈配合安裝時(shí)，外圈與軸承座配合壓力的計(jì)算通式，由式(2-27)可知，配合壓力與軸好內(nèi)圈的過(guò)盈量成正比，過(guò)盈量的大小直接影響配合壓力的大小。</p>

101、<p>　　在§2.4.1外圈應(yīng)力中論述了外圈的徑向應(yīng)力的計(jì)算通式，由式(2-41)可知，為壓應(yīng)力，對(duì)外圈來(lái)說(shuō)，越大，的絕對(duì)值也越大，最大應(yīng)力發(fā)生在外徑面，則，與配合壓力相等。同時(shí)，外圈的周向應(yīng)力的計(jì)算通式，由式(2-43)可知，為壓應(yīng)力，越小，越大，故最大應(yīng)力發(fā)生在外圈溝底上，，與配合壓力成比例關(guān)系。</p><p>　　當(dāng)外圈與軸承座的配合過(guò)盈量過(guò)大時(shí)，外圈溝底上壓應(yīng)力過(guò)大，使鋼球與溝道之

102、間接觸變形過(guò)大，加速滾動(dòng)體與溝道的磨損，減少軸承使用壽命。</p><p>　　當(dāng)軸承外圈與軸承座配合的過(guò)盈量較小時(shí)，軸承外圈與軸承座接觸面處的最大壓力，也不足以彌補(bǔ)載荷帶來(lái)的變形量，使軸與內(nèi)圈產(chǎn)生相對(duì)的蠕動(dòng)使軸承旋轉(zhuǎn)不良、發(fā)熱或引起軸承內(nèi)部磨損，最終導(dǎo)致套圈損壞。同時(shí)溝底的壓力較小，鋼球易發(fā)生陀螺旋轉(zhuǎn)，使鋼球和滾道之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)加劇摩擦發(fā)熱，減小軸承壽命。</p><p>　　第4章

103、滾動(dòng)軸承正確的安裝方法</p><p>　　軸承安裝的質(zhì)量將影響到軸承的精度、壽命和性能。實(shí)際應(yīng)用中，很多滾動(dòng)軸承發(fā)生的早期意外失效都與錯(cuò)誤的安裝有關(guān)。因此，在安裝軸承前，需要仔細(xì)研究該軸承的安裝方法。</p><p>　　§4.1 安裝軸承前的準(zhǔn)備工作</p><p>　　§4.1.1 軸承安裝前的檢修</p><p>

104、　　滾動(dòng)軸承在安裝之前，應(yīng)對(duì)與之配合的軸、殼體孔、端蓋等零件進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。對(duì)使用過(guò)的軸、殼體孔、更應(yīng)該全面精度檢驗(yàn)，不合要求的零件應(yīng)予以修復(fù)或更換。</p><p><b>　　1、軸的檢修</b></p><p>　?。?）檢驗(yàn)軸頸的偏心，彎曲與直徑變動(dòng)量（圓度）。將軸頂在車(chē)床兩頂尖上，或置于用V形鐵支承的鑄鐵平板上，用千分表指針接觸與軸承配合的軸頸，然后緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)軸

105、，觀察千分表指針在軸頸上的擺動(dòng)。</p><p>　　（2）檢查軸頸的表面粗糙度。軸頸有毛刺、碰痕時(shí)，應(yīng)先用西搓搓掉，再用細(xì)紗布打磨拋光。</p><p>　?。?）檢查軸頸的軸肩垂直度和軸肩根部的圓角半徑。軸肩的垂直度用90°角尺緊靠軸肩處，使其密合，然后借燈光或陽(yáng)光檢驗(yàn)，如漏光均勻或者不漏光，說(shuō)明軸肩垂直。軸肩根部的圓角半徑可以用圓角樣板來(lái)檢驗(yàn)。</p><

106、;p>　?。?）檢驗(yàn)軸頸尺寸?？梢杂们Х殖呋蚯Х直頇z驗(yàn)，當(dāng)軸頸磨損嚴(yán)重、尺寸小于規(guī)定的配合要求，與軸承內(nèi)徑配合松動(dòng)時(shí)，應(yīng)該對(duì)軸頸進(jìn)行修復(fù)。一般修復(fù)的方法有鑲套、焊補(bǔ)、鍍鉻和低溫鍍鐵、滾花四種方法。</p><p><b>　　2、殼體孔的檢修</b></p><p>　?。?）檢驗(yàn)殼體孔的圓度和圓柱度（錐度）。對(duì)整體式殼體孔，用內(nèi)徑千分尺或游標(biāo)卡尺檢驗(yàn)；對(duì)于開(kāi)式

107、殼體孔，必須將兩部分和在一起，并用螺栓擰緊，待接合緊貼后進(jìn)行檢驗(yàn)。</p><p>　?。?）檢驗(yàn)殼體孔與軸擋肩的垂直度。軸擋肩與旋轉(zhuǎn)中心線不垂直時(shí)，載荷易集中在軸承局部的滾動(dòng)體上，使其受力不均勻，產(chǎn)生蠕動(dòng)，并使?jié)L道受壓過(guò)大導(dǎo)致變形影響壽命。</p><p>　　（3）檢驗(yàn)殼體孔的磨損量及同軸度。軸承座的殼體孔由于磨損變形或鏜孔加工誤差，往往會(huì)出現(xiàn)兩邊孔不同心。若不同心，安裝后就會(huì)使軸上的

108、齒輪軸線傾斜，破壞主動(dòng)齒輪與從從動(dòng)齒輪的中心距，損毀機(jī)件，卡死軸承，彎裂軸承殼體孔。</p><p>　　§4.1.2 安裝環(huán)境的準(zhǔn)備</p><p>　　安裝場(chǎng)地應(yīng)與車(chē)床、磨床和其他機(jī)械設(shè)備相距一段距離。場(chǎng)地要求干燥清潔，嚴(yán)防鐵屑、砂粒、灰塵、水分進(jìn)入軸承；應(yīng)有足夠的空間，能安全轉(zhuǎn)移軸承、軸、安裝部件、工具，配備必須的工作臺(tái)、清晰槽。</p><p>　

109、　檢驗(yàn)軸承型號(hào)、尺寸是否符合安裝要求，并根據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和與之配合的各個(gè)零件部件，選擇好適當(dāng)?shù)难b配方法，準(zhǔn)備好安裝時(shí)用的工具和量具。常使用的安裝工具有錘子、銅棒、套筒、專(zhuān)用墊板、螺紋夾具、壓力機(jī)等，量具有游標(biāo)卡尺、千分尺、千分表等。</p><p>　　§4.1.3 安裝前的清洗工作</p><p><b>　　1、軸承的裝前清洗</b></p>

110、;<p>　　新買(mǎi)的軸承上面，絕大多數(shù)都涂有油脂。這些油脂主要用于防止軸承生銹，并不起潤(rùn)滑作用，因此，徹底的清洗才能安裝使用。清洗的方法是：凡是用防銹油封存的軸承，可用汽油或煤油清洗。凡用厚油和防銹油脂如工業(yè)凡士林防銹的軸承，可先用10號(hào)損耗系統(tǒng)用油或變壓器油加熱溶解清洗（油溫不得超過(guò)100℃），把軸承侵入油中，待防銹油脂融化后取出冷卻后，再用汽油或煤油清洗。凡用氣相劑、防銹水和其他水溶性防銹材料防銹的軸承，可用皂類(lèi)基清洗

111、劑，諸如664、平平加（脂肪醇聚氧乙烯醚）、6503、6501等清洗劑清洗。</p><p>　　軸承的清洗質(zhì)量靠手感檢驗(yàn)。軸承清洗完畢后，仔細(xì)觀察，在其內(nèi)外滾道里、滾動(dòng)體上及保持架的縫隙里總會(huì)有一些剩余的油。檢查時(shí)，可先用干凈的塞尺將剩余的油刮出，涂與拇指上，用食指慢慢來(lái)回搓研，手指間如有沙沙響聲，說(shuō)明軸承未清洗干凈，應(yīng)在清洗一遍。最后將軸承拿在手上，捏住內(nèi)圈，撥動(dòng)外圈水平旋轉(zhuǎn)（大型軸承可放在裝配臺(tái)上，內(nèi)圈固定

112、。外圈懸空，壓緊內(nèi)圈，轉(zhuǎn)動(dòng)外圈），以旋轉(zhuǎn)靈活、無(wú)阻滯、無(wú)跳動(dòng)為合格。</p><p>　　對(duì)清洗好的軸承，添加潤(rùn)滑劑后，應(yīng)放在裝配臺(tái)上，下面墊以?xún)舨蓟蚣垑|，上面蓋上塑料布，以待裝配，不允許放在地面或箱子上。挪動(dòng)軸承時(shí)，不允許用手直接拿，應(yīng)帶帆布手套或用凈布將軸承包起后再拿，否則，由于手上有汗氣、潮氣，接觸后易使軸承產(chǎn)生指紋銹。</p><p>　　對(duì)兩面帶防塵蓋或密封圈的軸承，以及涂有防銹

113、、潤(rùn)滑兩用油脂的軸承，因?yàn)樵谥圃鞎r(shí)就已注入了潤(rùn)滑脂，故安裝前不用進(jìn)行清洗。</p><p>　　2、軸和軸承座殼體孔及其他零件的清洗</p><p>　　先用汽油或煤油清洗，干布擦凈，然后涂以少量油以便安裝。這些零件清洗后，應(yīng)注意凡鑄件上有型砂的要徹底清除；凡與軸承配合的零件上有毛刺尖角時(shí)，必須去掉，以免殘砂和金屬碎屑在安裝時(shí)落入軸承內(nèi)部，影響裝配質(zhì)量。</p><p&

114、gt;　　§4.2 滾動(dòng)軸承的安裝</p><p>　　滾動(dòng)軸承是一種精密的機(jī)械零件，品種繁多，軸承的選擇十分重要。但是為了確保使用好的軸承，還有一個(gè)十分重要的問(wèn)題，俺就是軸承的安裝。軸承安裝的質(zhì)量（包括環(huán)境和方法）對(duì)軸承和主機(jī)的工作性能和使用壽命有著直接影響。</p><p>　　滾動(dòng)軸承的安裝方式有機(jī)械式、液壓式和加熱式三種。對(duì)于小尺寸（<80mm）圓柱孔軸承，當(dāng)配合不

115、太緊時(shí)，用錘子輕輕敲打即可裝入時(shí)采用機(jī)械式。安裝時(shí)最好使用球形表面的軟鋼安裝套筒。緊配合時(shí)應(yīng)在軸承（內(nèi)或外）圈上使用安裝套筒，要絕對(duì)禁止錘子直接擊打于軸承套圈上。液壓式安裝方法可減小安裝或拆卸力，適用于中型和大型圓錐孔軸承的安裝。加熱式安裝方法適用于安裝緊配合的圓柱孔軸承及機(jī)械式無(wú)法使用時(shí)。</p><p>　　軸承安裝時(shí)，安裝時(shí)的壓力應(yīng)直接加在緊配合的擋圈端面上，不能通過(guò)滾動(dòng)體傳遞壓力，因?yàn)檫@樣工作表面造成壓痕

116、，影響軸承正常工作，甚至?xí)馆S承損壞。軸承的保持架、密封圈、防塵蓋等零件很容易變形，安裝軸承的壓力不能加在這些零件端面；必須在套圈端面的圓周上施加均等的壓力，將套圈壓入，不等用錘子等工具直接敲擊軸承端面，以免損傷軸承。在過(guò)盈量較小的情況下，可在常溫下用套筒壓住軸承套圈端面，用錘子敲打套筒，通過(guò)套筒將套圈均衡的壓入。大批量安裝時(shí)，可采用液壓機(jī)。壓入時(shí)，應(yīng)保證外圈端面與外殼臺(tái)肩端面、內(nèi)圈端面與軸臺(tái)肩端面壓緊，不允許有間隙。</p>

117、;<p>　　當(dāng)過(guò)盈量較大時(shí)，可采用由油浴加熱胡感應(yīng)加熱器加熱軸承的方法來(lái)安裝，加熱溫度范圍為80～100℃，最高不能超過(guò)120℃。同時(shí)，應(yīng)用螺母或其他適當(dāng)?shù)姆椒ňo固軸承，以防止軸承冷去后寬度方向收縮而使套圈于軸肩之間產(chǎn)生間隙。</p><p>　　軸承的安裝方法應(yīng)根據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸大小和與軸承部件的配合性質(zhì)而定，由此又可以分為圓柱孔軸承的安裝和圓錐孔軸承的安裝兩類(lèi)。</p><

118、;p>　　§4.2.1 圓柱孔軸承的安裝</p><p>　　圓柱孔軸承是常見(jiàn)的軸承類(lèi)型，一下為圓柱孔軸承安裝方法及注意事項(xiàng)：</p><p>　?。?）軸承內(nèi)圈與軸是緊配合，外圈于殼體為較松配合，可用壓力機(jī)將軸承先壓入軸上，然后將軸連同軸承一起裝入殼體中，壓裝時(shí)在軸承端面上墊一軟金屬材料的裝配套管（鋼管或軟鋼管）。裝配套管的內(nèi)徑應(yīng)比軸頸直徑略大，外徑應(yīng)小于軸承內(nèi)徑的擋邊直

119、徑，以免壓在保持架上。</p><p>　?。?）軸承外圈與殼體孔為緊配合，內(nèi)圈與軸為較松配合，可將軸承先壓入殼體中，這時(shí)裝配套管的外徑應(yīng)略小于殼體孔的直徑。</p><p>　?。?）軸承內(nèi)圈與軸、外圈與殼體孔都是緊配合，裝配套管端面應(yīng)做成能同時(shí)壓緊軸承內(nèi)外套圈端面的圓環(huán)，或用以圓盤(pán)和裝配套管，時(shí)壓力同時(shí)傳到內(nèi)外圈上，把軸承壓入軸上和殼體中，此種安裝方法特別適用于自動(dòng)調(diào)心的向心球面軸承的

120、安裝。</p><p>　?。?）加熱安裝軸承所需要的力與軸承尺寸和配合過(guò)盈量的大小有關(guān)，對(duì)于過(guò)盈量較大的中、大型軸承常用熱裝的方法。常見(jiàn)的加熱方法有油池加熱和感應(yīng)加熱兩種。</p><p>　　§4.2.2 圓錐孔軸承的安裝</p><p>　　內(nèi)孔為圓錐孔的軸承總是以過(guò)盈配合安裝。安裝時(shí)，過(guò)盈量不會(huì)死如圓柱形內(nèi)孔軸承那樣，由所選取軸的公差決定，而取決于

121、軸承在錐形軸頸或錐形緊定套上推入距離的長(zhǎng)短。軸承的起始徑向游隙在推入過(guò)程中減小，而推入量的大小決定配合程度，因此，安裝之前必須首先測(cè)量軸承的徑向游隙。</p><p>　　在壓力安裝過(guò)程中，不斷測(cè)量徑向游隙，直至到達(dá)要求的徑向游隙減小量及理想的配合為止。一般有用緊定螺母直接安裝和用推卸套安裝兩種方法。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p>