滚动轴承的预紧：轴向预紧,定位预紧,定压预紧
时间：2010-12-20
滚动轴承的预紧是指采用适当的方法使轴承滚动体和内，外套圈之间产生一定的预变形，以保持轴承内，外圈均处于压紧状态，使轴承带负游隙运行。预紧的目的是：增加轴承的刚度；使旋转轴在轴向和径向正确定位，提高轴的旋转精度；降低轴的振动和噪声；减小由于惯性力矩所引起的滚动体相对于内，外圈滚道的滑动；补偿因磨损造成的轴承内部游隙变化；处长延长轴承寿命。按预载荷的方向可分为轴向预紧和径向预紧，在实际应用中，球轴承多采用轴向预紧，圆柱滚子轴承为径向预紧。
1 轴向预紧
在大多数应用场合，向心轴承通过轴向预紧主要目的是提高轴承的径向刚度和角刚度。轴向预紧还能改变刚度的变化规律。
对于角接触球轴承，径向载荷为零时，其轴向载荷Fa和轴向变形δn之间的关系可按下列近似的经验公式计算
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Ka — 轴承的弹性变形系数。由于角接触球轴承的实际接触角α随轴向载荷的大小而变化,因此Ka不是常数；
Dw — 滚动体直径（mm);
Z — 滚动体数。
根据上式可以做出每个轴承的载荷-变形曲线，如图1-14所示。可以看出，当单个轴承没有预紧时，在轴向载荷作用下，轴承的轴向变形为δa1 ，如果轴承在有预紧载荷Fao时，则在同样的外加轴向载荷Fa作用下，轴承的轴向变形为δaII ，显然δaII <δa1 。因此，单列角接触球轴承可以用预紧的方法提高轴承的轴向刚度。
式中
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对于圆锥滚子轴承，径向载荷为零时，其轴向载荷Fa和轴向变形δa之间的关系式为
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式中 LWE — 圆锥滚子有效长度。
两个相同型号的角接触球轴承或圆锥滚子轴承成对安装时，按照施加预载荷的方法，可分为定位预紧和定压预紧。
2
定位预紧
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当两个相同型号的角接触球轴承成对安装时，其轴向载荷与变形的曲线如图1-16所示，图中两个轴承的载荷-变形曲线的交点，表示在预紧载荷Fao作用下，两个轴承的预紧变形量均为δao。当外加轴向载荷Fa作用于轴上后，轴将沿Fa的方向移动位移量δa，此时，轴承I 变形增加了δa ，轴承II的变形减少了δa 。
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ΔFaII
由力的平衡条件可得
Fa = FaI- FaII
可以看出，在轴向载荷作用下，支承系统的轴向位移量仅为δa 。因此，成对安装角接触球轴承通过预紧可显著提高支承系统的刚度。
若增大Fa，使ΔFaII=Fao ，则轴沿Fa方向的移动量δa=δao，此时轴承II完全不受载荷，则
δaI = 2δao
δaII = 0
使轴承II 完全不随载荷的外加轴向载荷称为卸紧载荷。当预紧的轴承是一对相同型号的角接触球轴承时，其卸紧载荷为
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如果外加轴向载荷Fa 大于上述值时，轴向载荷完全由轴承I承受。此时，成对安装的角接触球轴承仅起到单个轴承的作用，这种情况应当避免。
当两个型号相同的圆锥滚子轴承成对安装时，其轴向载荷与变形曲线如图1-17所示。从图中可以看出，成对安装的圆锥滚子轴承通过预紧可提高刚度一倍。
Fax=2Fao
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3
定压预紧
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