機械設計基礎之軸承的分類及選型

軸承在傳動系統(tǒng)中應用廣泛，各位機械工程師在設計的時候也是經(jīng)常接觸，其優(yōu)點有摩擦阻力小、極限轉速高、價格低廉等。

在進行軸承選型時，我們工程師首先要根據(jù)軸承受力狀況、速度能力、噪聲要求、安裝要求等選擇合適的軸承種類，同時需考慮溫度、環(huán)境的限制條件，選擇合適的軸承材料及潤滑方式，再根據(jù)設計空間尺寸對所選的軸承型號進行壽命計算。

當然，現(xiàn)在球軸承的標準模型還是非常普遍的，大多數(shù)工程師都習慣了通過零件庫直接獲取CAD模型，省去了重復建模的時間，在實際的球軸承設計選型時會快不少。今天，我們以零件庫的模型為例，看下常見的軸承特點。一起看看！

深溝球軸承

特點：主要承受徑向載荷，應用最廣泛。

應用：深溝球軸承主要可承受徑向載荷，但在承受徑向及軸向復合載荷時，也能運行良好；其摩擦系數(shù)小，還適用于高轉速工況；結構簡單，易于達到較高精度，故可批量生產(chǎn)。

角接觸球軸承

特點：較高的軸向承載能力。

應用：角接觸球軸承具有轉速高、精度高、噪聲振動小等優(yōu)點，主要應用于軸向力較高以至于深溝球軸承不適用的場合中。

調(diào)心球軸承

特點：具有調(diào)心功能

應用：調(diào)心球軸承適用于軸易出現(xiàn)繞曲或長軸中軸承座孔定位精度較差的的場合，但由于剛性較差，適用于轉速不高、對噪聲和振動無嚴格要求的工況。

止推球軸承

特點：只能承受單向軸向載荷

應用：該類軸承設計用于高軸向載荷、低速且允許高扭矩的工況中。

滑動軸承

特點：工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲。

應用：滑動軸承應用場合一般在高速輕載工況條件下。

向心軸承

特點：一般有三種不同布置方式?：背對背式布置?(即寬邊相對)?、 面對面式布置?(即狹邊相對)?、 同向排列布置?(即并列)。

應用：主要用于承受徑向載荷的滾動軸承，其公稱接觸角在0°到45°范圍內(nèi)。

推力軸承

特點：用來專門承受軸向力的專用軸承。

應用：主要應用于汽車轉向機構、機床主軸、水力發(fā)電機、立式電動機、船舶用螺旋槳軸、塔吊、擠壓機等。

組合軸承

特點：一套軸承內(nèi)同時由上述兩種軸承結構形式組合而成的滾動軸承。

應用：組合應用，如滾針和推力圓柱滾子組合軸承、滾針和推力球組合軸承、滾針和角接觸球組合軸承等。

關節(jié)軸承

特點：載荷能力大，抗沖擊，抗腐蝕、耐磨損、自調(diào)心、潤滑好等特點。

應用：廣泛應用于工程液壓油缸,鍛壓機床,工程機械,自動化設備，汽車減震器，水利機械等行業(yè)。

滾子軸承

特點：啟動所需力矩小、旋轉精度高、選用方便等優(yōu)點。

應用：滾子軸承屬于滾動軸承中的一種，是現(xiàn)代化機械中廣泛運用的部件之一。

滾針軸承

特點：帶圓柱滾子的滾子軸承，相對其直徑，滾子既細又長。

應用：適用于徑向安裝尺寸受限制的支承結構。

(運轉世界大國龍騰 龍出東方 騰達天下 龍騰三類調(diào)心滾子軸承 劉興邦CA CC E MB MA)

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密封調(diào)心滾子軸承該怎么選？軸承選型標準流程建議

選定軸承時，通常根據(jù)使用的機械種類、部位、主軸規(guī)格、軸承類型、潤滑方式及驅(qū)動方法等條件，經(jīng)過對軸承的壽命、精度、剛性、危險速度等功能進行研究評估后選型。

密封調(diào)心滾子軸承

通常的選型步驟如下：

一、掌握軸承的使用條件并考慮軸承的類型，通常需要確定機械裝置的功能和結構，軸承的使用場所、允許空間，負載的大小和方向，跳動和沖擊的程度，轉速，使用溫度，剛性要求情況，軸承的配置（固定端或自由端），內(nèi)圈和外圈的傾斜，還有預算情況，通過這些使用條件，可以初步確定軸承的形式及相應的配置。

比如使用場所污染、潮濕，則考慮帶封閉端蓋，選用固體潤滑脂，又根據(jù)使用溫度，明確對應潤滑選項，允許空間狹小，則考慮窄型或薄型軸承，根據(jù)負載大小，選擇球軸承或滾子軸承、青銅軸承等，跳動和沖擊程度，確定相應游隙，轉速確定接觸方式，剛性選擇材質(zhì)等等。

高污染場所

在根據(jù)使用條件初步明確軸承使用類型后，則要根據(jù)詳細情況，明確軸承細節(jié)如下：

二、考慮軸承的尺寸，根據(jù)機械裝置的設計壽命，極限轉速，徑向和軸向載荷，動靜載荷，以及安全系數(shù)，確定軸承具體的尺寸，通過來講，極限轉速高，則球更大，內(nèi)外圈更遠，載荷高，則球更密，或載荷更高，滾子滾動體或滾針更小，內(nèi)外圈更寬，相應的轉速也會降低，有少量軸向載荷，考慮帶擋邊的，或者有錐角的，并最終確定使用軸承的尺寸情況。

三、考慮軸承的精度，通過旋轉軸的跳動精度，轉速，力矩變化，確定軸承的精度等級，主要是理論要聯(lián)系實際，主軸精度最關鍵，在主軸高精度的前提下，一般來說，精度越高，轉速越快，噪音越小，造價也越高。

四、考慮軸承的內(nèi)部游隙，通過軸、軸承箱的材質(zhì)和形狀，內(nèi)外圈的偏置、溫度差，軸承配合，預緊量，明確軸承的游隙。

復雜工況

五、考慮保持架，通過轉速、跳動、沖擊、聲音、潤滑，明確保持架類型和材質(zhì)。

六、考慮潤滑方式，通過使用溫度，密封方式，轉速，潤滑方式，使用環(huán)境，明確潤滑方式和潤滑劑，并確定軸承的密封方式。

七、考慮特殊規(guī)格，如果軸承使用在一些特殊的場合，比如幾百甚至幾千度的超高溫，或者零下幾十度甚至零下一兩百度的超低溫，亦或者使用在如無菌環(huán)境、藥品車間，再或者外太空，宇宙飛船等真空環(huán)境時，則需要根據(jù)特殊規(guī)格，選擇特殊材質(zhì)，以超高溫為例，如果是瞬時超高溫，則需要耐高溫涂層，若長期超高溫，則要訂制鎢、錸、鋨等貴金屬材質(zhì)的軸承。

到此，軸承的型號已經(jīng)基本可以確定了，最后需要考慮軸承的安裝和拆卸，根據(jù)安裝環(huán)境確定相關尺寸，明確軸承的安裝和步驟。

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8個軸承選型步驟，簡單易學！

一、了解軸承的使用條件：

1、主機的主要功能與結構:比如，電機-主軸，輸送速度與轉矩。

2、軸承的安裝部位。

3、軸承需承受的大小、方向、性質(zhì)。是否沖擊載荷等。

4、軸承的潤滑條件。

5、軸承周圍環(huán)境條件，如：腐蝕性、清潔度、濕度、環(huán)境溫度、散熱性等。

6、軸承的工作轉速、工作溫度。

二、軸承結構選擇：

1、尺寸空間；

2、承載能力，包括大小、方向和性質(zhì)；

3、極限轉速；

4、剛性；

5、公差等級；

6、調(diào)心性能；

7、安裝與拆卸要求；

8、價格和供貨能力；

9、支撐形式。

三、軸承尺寸選擇：

1、使用壽命和可靠性要求；

2、基本額定動（靜）載荷；

3、軸承尺寸；

4、極限轉速；

5、允許的軸向承載能力（對徑向軸承而言）。

6、安全系數(shù)；

7、尺寸空間。

四、軸承精度選擇：

1、主機的功能與結構：屬于精密機械如機床，還是普通設備；

2、軸和外殼的精度；

3、摩擦力矩；

4、轉速；

5、振動與噪音；

6、剛度；

7、游隙。

五、軸承游隙選擇：

1、軸和外殼的結構和材料；

2、配合；

3、軸承的環(huán)境溫度和工作溫度；

4、軸承的工作轉速；

5、軸承需要受的載荷大??；

6、套圈允許的偏斜量。

六、保持架結構選擇：

1、軸承的工作轉速；

2、振動和噪音；

3、載荷的性質(zhì)：是否沖擊載荷等；

4、潤滑劑和潤滑方式；

5、保持架引導方式。

七、潤滑選擇：

1、軸承的工作轉速；

2、軸承載荷、性質(zhì)；

3、潤滑方式；

4、密封方式。

八、安裝與拆卸的選擇：

1、配合；

2、安裝與拆卸方法。

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如何進行軸承的選型

軸承的選型，可以從以下幾個方面著手：

一、載荷方向、大小和性質(zhì)

所有的向心軸承均可承受徑向載荷，所有推力軸承均可承受軸向載荷，同時承受徑向、軸向載荷（聯(lián)合載荷）時可選用角接觸球軸承和圓錐滾子軸承。

載何的大小通常是由軸承尺寸決定的。尺寸越大的軸承可以承受的載荷相對越大。一般滾子軸承的承載能力大于相同尺寸的球軸承。滿滾子軸承比相應帶保持架的軸承能承受更重的載荷。所以，球軸承大多用在中等或較小的負荷。在重負荷和大軸徑的情況下，滾子軸承一般更為合適。

角接觸球軸承和圓錐滾子軸承需要成對安裝使用。

當載荷不是作用在軸承的中心時，會產(chǎn)生傾覆力矩。這種情況下，比較好的是使用雙列的軸承（如雙列深溝球軸承或雙列角接觸球軸承等），也可使用面對面或背對背配對的單列角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，一般背對背軸承的承受能力更高。

二、轉速

一般軸承工作轉速應低于軸承型號表中所列極限轉速。深溝球軸承、角接觸球軸承和圓柱滾子軸承極限轉速較高，適用于高速運轉場合。推力軸承極限轉速較低。

三、支承限位要求

旋轉機械的軸或其它部件，通常由一個固定端軸承和一個浮動端軸承所支承。能承受雙向軸向載荷的軸承，可以用作固定支承限位的兩個方向的軸向位移。只能承受單方向軸向載荷的軸承可以作單向限位支承。游動支承不限位，可選用內(nèi)、外圈不可分的向心軸承在軸承座孔內(nèi)游動，也可選用內(nèi)、外圈可分離的圓柱滾子軸承，其內(nèi)、外圈可以相對游動。

四、調(diào)心性能

由于各種可能的原因不能保證兩個軸承座孔同軸度或軸的撓度較大時，應選用調(diào)心性能好的調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承、推力球面滾子軸承，這些軸承可以承受在負荷作用下產(chǎn)生的角度誤差，還能補償因加工或安裝失誤造成的初始誤差，而深溝球軸承、圓柱滾子軸承不能承受任何的角度誤差。

五、剛度要求

滾動軸承的剛度是指在負荷作用下，軸承出現(xiàn)彈性變形的程度。這種變形一般很小，可以忽略不計。但在某些應用中，如機床主軸的軸承或小齒輪軸承，剛度就非常重要。

一般滾子軸承的剛度大，球軸承的剛度小。角接觸球軸承、圓錐滾子軸承采用預緊方法可以提高支承的剛度。

六、其他

在徑向空間受限制的場合可選用滾針軸承或滾針和保持架組件；對軸承振動、噪聲有要求的場合，可選用低噪聲的深溝球軸承；要求高旋轉精度的軸承（如機床主軸）和應用于高轉速的工況，應選用精度高于普通級的軸承。

最后，還要強調(diào)的是在選用軸承類型時還應考慮經(jīng)濟性和市場的供應情況。

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