机械零件材料的选择原则(如何根据配合选择轴承)

Posted 2023-05-29

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机械零件材料的选择原则(如何根据配合选择轴承)

1.轴承的选择

（1）圆柱形内孔的轴承

选择轴承的配合应考虑的几个主要因素如下：

①负荷的类型

根据作用于轴承上的负荷，对套圈旋转情况，可将套圈所承受的负荷分为固定负荷、回转负荷和摆动负荷三种。

a.固定负荷

合成的径向负荷由套圈滚道局部区域所承受，并相应传递至轴或外壳配合表面的相应局部区域风。这种负荷称为固定负荷。

固定负荷的特点是合成的径向负荷量与套圈相对静止。承受固定负荷的套圈一般可选用较松的配合。

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b.回转负荷

作用于轴承套圈上的合成径向负荷向量沿着滚道圆周方向旋转，依次由滚道的各个部位所承受，并相应地传递至轴外壳孔表面的各个部位。这种负荷称为回转负荷，又称循环负荷。

回转负荷的特点是合成径向负荷向量与套圈相对旋转。承受回转负荷的套圈与轴或外壳孔应选用过滤或过盈配合。若采用间隙配合安装，彼此之间会发生打滑现象，从而会导致接触面摩损、摩擦发热，使温度急剧升高，轴承很快损坏。想合过盈量的大小依据运转情况而定，以轴承在负荷作用下工作时，不致引起套圈在轴或外壳孔内的配合表面上出现“爬行”现象为原则。

C.摆动负荷

作用于轴承套圈上的合成径向负荷向量在套圈滚道的一定区域内相对摆动，为滚道一定区域所承受，并相地传递至轴或外壳孔表面的一定区域，或作用于轴承上的负荷是冲击负荷、振动负荷，其负荷方向或数值经常变动者，这种负荷称为摆动负荷，又称不是方向负荷。

轴承承受摆动负荷时，特别是在承受重负荷时，内外圈均应采用过盈配合。内圈摆动旋转时，通常内圈采用回转负荷时的配合。但是，有时外圈必须在外壳外内能够轴承向游动或其负荷较轻时，可采用比回转负荷稍松的配合。

②负荷的大小

轴承套圈在负荷的径向分量作用下，其径向会受到压缩，易引起配合松弛，尢其是在重回转负荷的情况下，容易产生打滑现象。因此，对于重负荷场合，通常应比轻负荷和正常负荷场合的配合更为紧些。总之，负荷愈重，其配合过盈量应愈大。

③工作温度

轴承在运转时，因为套圈的工作温度通常比相邻零件的温度高，轴承内圈可能因热膨胀而与轴承发生松动，外圈可能因热膨胀而影响轴承的轴向游隙，所以，在选择配合时，必须注意考虑套圈间的温度差异和其热传导方向。

④旋转精度

当对轴承的旋转精度和运转的平稳性要求较高时，为了消除轴承部件的弹性变形及振动的影响，应尽可量避免采用间隙配合。

⑤轴和外壳的结构和材质

如果轴和外壳（箱）孔表面开形状不规则，将导致轴承内、外圈的不正常变形，并且受力不均匀。对开式外壳（箱）体，与轴承外圈的配合不宜采用过盈配合，但也不应使外圈在外壳（箱）孔内转动。当轴承安装在薄壁、轻合金外壳（箱）孔或空心轴上时，为了保证轴承有足够的支承面，应采用比安装在厚壁外壳（箱）体、铸铁外壳（箱）体或实心轴上所选择的配合要紧些。

⑥安装与拆卸

在许多复杂结构应用中，为了方便安装与拆卸，需采用间隙配合。根据轴承运转情况，如必须采用过盈配合安装时，则可采用分离型轴承（内、外圈可分别安装的有圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承和推力轴承）或锥形内孔的轴承，可使装卸简便。

⑦非固定端轴承的轴向位移

这种位移是指要求安装在非固定端的轴承的一个套圈能在轴向方向有一定的游动隙。通常将承受固定负荷的套圈（一般为外圈）以间隙配合安装。如果采用内圈或外圈无档边的圆柱滚子轴承（2000型和3200型）或滚针轴承安装于非固定端时，内、外圈均采用过盈配合安装。

（2）圆锥形内孔的轴承

圆锥形内孔的轴承，其安装与拆卸比较方便，可以直接安装于锥形的轴颈上或外部为锥形柱面的中间套筒（紧定套、退卸套）上，然后边中间套筒一起安装于圆柱形的轴上。

轴承外圈与外壳（箱）孔的配合与圆柱形内孔轴承的规则相同。

带紧定套或退卸衬套的非分离型轴承，可用于公差较大的轴承，但是轴的形位公差必须严格控制。

2.轴承与轴和外壳的配合

轴承与轴的配合采用基孔制，轴承与外壳的配合采用基轴制。轴承与轴的配合与机器制造业中所采用的公差配合制度不同，轴承的内径公差多为负公差，因此，在采用相同配合的条件下，轴承内径与轴的配合比通常的配合较为紧密。轴承外径公差虽为负公差，但其公差取值与一般公差制度也不相同。