一、 球軸承的分類

球軸承在傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，其優(yōu)點(diǎn)有摩擦阻力小、極限轉(zhuǎn)速高、價(jià)格低廉等。常見的球軸承有以下四種 :

1. 深溝球軸承

特點(diǎn)：主要承受徑向載荷，應(yīng)用最廣泛。

應(yīng)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(fù)合載荷時(shí)，也能運(yùn)行良好；其摩擦系數(shù)小，還適用于高轉(zhuǎn)速工況；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于達(dá)到較高精度，故可批量生產(chǎn)。

圖1 深溝球軸承

2. 角接觸球軸承

特點(diǎn)：較高的軸向承載能力。

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

圖2 角接觸球軸承

3. 調(diào)心球軸承

特點(diǎn)：具有調(diào)心功能

應(yīng)用：調(diào)心球軸承適用于軸易出現(xiàn)繞曲或長(zhǎng)軸中軸承座孔定位精度較差的的場(chǎng)合，但由于剛性較差，適用于轉(zhuǎn)速不高、對(duì)噪聲和振動(dòng)無(wú)嚴(yán)格要求的工況。

圖3 調(diào)心球軸承

4. 止推球軸承

特點(diǎn)：只能承受單向軸向載荷

應(yīng)用：該類軸承設(shè)計(jì)用于高軸向載荷、低速且允許高扭矩的工況中。

圖4 止推球軸承

綜上，對(duì)四種球軸承進(jìn)行特征總結(jié)見表1，讀者可根據(jù)應(yīng)用工況對(duì)軸承進(jìn)行類型的選擇和載荷的分配。

表1 球軸承相關(guān)特征表

角接觸球軸承的接觸角定義為承載作用線和徑向平面之間的夾角，接觸角可分為15°（代號(hào)：C）、25°（代號(hào)：AC）、30°（代號(hào)：A）、40°（代號(hào)：B），接觸角越大，同樣尺寸就能承受越大的軸向力，但大多數(shù)軸承接觸角為15°或25°。

角接觸球軸承在承受純徑向載荷的同時(shí)，由于滾動(dòng)體載荷作用線與徑向載荷作用線不在同一徑向平面內(nèi)，由此會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部軸承分力，因此大多數(shù)角接觸球軸承均為成對(duì)安裝，且相互壓緊，以相互平衡產(chǎn)生的軸向分立，并提高整個(gè)組件軸向剛性。主要的裝配方式有背對(duì)背（DB）、面對(duì)面（DF）、串聯(lián)（DT），如圖5：

圖5 角接觸球軸承裝配

表2 角接觸球軸承裝配方式及特點(diǎn)

軸承選型時(shí)，保持架的種類也是需要我們考慮的，不同材料及制造工藝的保持架適用于不同的場(chǎng)合，見表3。

表3 球軸承保持架主要種類

在軸承設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮潤(rùn)滑方式為油潤(rùn)滑還是脂潤(rùn)滑，對(duì)于轉(zhuǎn)速極高的場(chǎng)合，優(yōu)先使用油潤(rùn)滑，可以最快的帶走軸承熱量。在應(yīng)用脂潤(rùn)滑時(shí)，需要額外考慮低溫條件下的軸承起動(dòng)扭矩，在某些小型機(jī)器中，當(dāng)溫度極低時(shí)，部分潤(rùn)滑脂可能會(huì)導(dǎo)致軸承無(wú)法起動(dòng)。使用脂潤(rùn)滑的深溝球及角接觸球軸承常具有密封結(jié)構(gòu)，常見分類如下：

表4 密封結(jié)構(gòu)主要種類

除傳統(tǒng)軸承外，市場(chǎng)上也有一些帶有特殊結(jié)構(gòu)的球軸承可供選擇，適合有特殊要求的場(chǎng)合。

1. 帶填充槽的深溝球軸承，為了增加承載能力，在內(nèi)圈上加工出填充槽以裝入滾珠，增加的滾珠會(huì)提高徑向承載能力，但會(huì)犧牲軸向承載能力。

2. 帶卡環(huán)的軸承，卡環(huán)卡入軸承外圈凹槽可作為軸承擋肩，簡(jiǎn)化了軸承座的結(jié)構(gòu)并縮小了軸承尺寸。

3. 帶鎖緊的軸承，有獨(dú)立鎖緊裝置，適合安裝于直軸上。

二、 球軸承選型

在進(jìn)行球軸承選型時(shí)，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(shí)需考慮溫度、環(huán)境的限制條件，選擇合適的軸承材料及潤(rùn)滑方式（以上本文第一章已有介紹），再根據(jù)設(shè)計(jì)空間尺寸對(duì)所選的軸承型號(hào)進(jìn)行壽命計(jì)算，設(shè)計(jì)流程圖如圖6。

圖6 軸承選擇流程

軸承壽命主要可以從兩個(gè)類型去考核，當(dāng)疲勞失效為軸承的主要失效形式時(shí)，需校核軸承疲勞壽命，當(dāng)軸承受過(guò)大的靜負(fù)荷或在極低轉(zhuǎn)速下承受沖擊負(fù)荷時(shí)，此時(shí)軸承的壽命不是取決于材料的疲勞，而需考核軸承靜態(tài)強(qiáng)度。需要額外考慮的是，軸承載荷是否小于最小軸承負(fù)荷。

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（以下為部分功能展示）

圖1 齒輪傳動(dòng)幾何尺寸計(jì)算

圖2 齒輪齒條傳動(dòng)幾何尺寸計(jì)算

圖3 旋轉(zhuǎn)氣缸選型計(jì)算

圖4 液壓緩沖器選型計(jì)算

圖5 聯(lián)軸器選型計(jì)算

圖6 表面熱處理的分類

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