机械设计基础-13.3滚动轴承类型选择

第三节滚动轴承类型选择

由于滚动轴承多为已标准化的外购件，因而，在机械设计中，设计滚动轴承部件时，只需：

1、正确选择出能满足约束条件的滚动轴承，包括：合理选择轴承和校核所选出的轴承是否能满足强度、转速、经济等方面的约束；

2、进行滚动轴承部件的组合设计

滚动轴承的选择包括：合理选择轴承的类型、尺寸系列、内径以及诸如公差等级、特殊结构等。

一、类型选择

选用滚动轴承时，首先是选择滚动轴承的类型。选择轴承的类型，应考虑轴承的工作条件、各类轴承的特点、价格等因素。和一般的零件设计一样，轴承类型选择的方案也不是唯一的，可以有多种选择方案，选择时，应首先提出多种可行方案，经深入分析比较后，再决定选用一种较优的轴承类型。一般，选择滚动轴承时应考虑的问题主要有：

1、轴承所受载荷的大小、方向和性质。这是选择轴承类型的主要依据。

(1)载荷的大小与性质

通常，由于球轴承主要元件间的接触是点接触，适合于中小载荷及载荷波动较小的场合工作；滚子轴承主要元件间的接触是线接触，宜用于承受较大的载荷；

(2)载荷方向

若轴承承受纯轴向载荷，一般选用推力轴承；若所承受的纯轴向载荷较小，可选用推力球轴承；若所承受的纯轴向载荷较大，可选用推力滚子轴承；若轴承承受纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承；当轴承在承受径向载荷的同时，还承受不大的轴向载荷时，可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构，分别承担径向载荷和轴向载荷。

2、轴承的转速

通常，转速较高，载荷较小或要求旋转精度较高时，宜选用球轴承；转速较低，载荷较大或有冲击载荷时，宜选用滚子轴承。

推力轴承的极限转速很低。工作转速较高时，若轴向载荷不很大，可采用角接触球轴承承受轴向载荷。

3、轴承的调心性能

当轴的中心线与轴承座中心线不重合而有角度误差时，或因轴受力弯曲或倾斜时，会造成轴承的内、外圈轴线发生偏斜。这时，应采用有一定调心性能的调心球轴承或调心滚子轴承。

对于支点跨距大、轴的弯曲变形大或多支点轴，也可考虑选用调心轴承。

圆柱滚子轴承，滚针轴承以及圆锥滚子轴承对角度偏差敏感，宜用于轴承与座孔能保证同心、轴的刚度较高的地方。

值得注意的是，各类轴承内圈轴线相对外圈轴线的倾斜角度是有限制的，超过限制角度，会使轴承寿命降低。

4、轴承的安装和拆卸

当轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸轴承部件时，应优先选用内外圈可分离的轴承(如圆柱滚子轴承，滚针轴承、圆锥滚子轴承等)。当轴承在长轴上安装时，为了便于装拆，可以选用其内圈孔为1:12的圆锥孔的轴承。

5、经济性要求

一般，深沟球轴承价格最低，滚子轴承比球轴承价格高。轴承精度愈高，则价格愈高。选择轴承时，必须详细了解各类轴承的价格，在满足使用要求的前提下，尽可能的降低成本。

二、尺寸系列、内径等的选择

尺寸系列包括直径系列和宽（高）度系列。选择轴承的尺寸系列时，主要考虑轴承承受载荷的大小，此外，也要考虑结构的要求。就直径系列而言，载荷很小时，一般可以选择超轻或特轻系列；载荷很大时，可考虑选择重系列；一般情况下，可先选用轻系列或中系列，待校核后再根据具体情况进行调整。对于宽度系，一般情况下可选用正常系列，若结构上有特殊要求时，可根据具体情况选用其它系列。

轴承内径的大小与轴颈直径有关，一般可根据轴颈直径初步确定。

公差等级，若无特殊要求，一般选用0级，若有特殊要求，可根据具体情况选用不同的公差等级。

由于设计问题的复杂性，轴承的选择不应指望一次成功，必须在选择、校核乃至结构设计的全过程中，反复分析、比较和修改，才能选择出符合设计要求的较好的轴承方案。