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球軸承在傳動系統中應用廣泛，其優點有摩擦阻力小、極限轉速高、價格低廉等。常見的球軸承有以下四種：

1. 深溝球軸承

特點：主要承受徑向載荷，應用廣泛。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。

圖1 深溝球軸承

2. 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。

圖2 角接觸球軸承

3. 調心球軸承

特點：具有調心功能

應用：調心球軸承適用于軸易出現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。

圖3 調心球軸承

4. 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。

圖4 止推球軸承

綜上，對四種球軸承進行特征總結見表1，可根據應用工況對軸承進行類型的選擇和載荷的分配。

表1 球軸承相關特征表

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：C）、25°（代號：AC）、30°（代號：A）、40°（代號：B），接觸角越大，同樣尺寸就能承受越大的軸向力，但大多數軸承接觸角為15°或25°。

角接觸球軸承在承受純徑向載荷的同時，由于滾動體載荷作用線與徑向載荷作用線不在同一徑向平面內，由此會產生內部軸承分力，因此大多數角接觸球軸承均為成對安裝，且相互壓緊，以相互平衡產生的軸向分立，并提高整個組件軸向剛性。主要的裝配方式有背對背（DB）、面對面（DF）、串聯（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

軸承選型時，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合，見表3。

表3 球軸承保持架主要種類

在軸承設計時，需考慮潤滑方式為油潤滑還是脂潤滑，對于轉速極高的場合，優先使用油潤滑，可以快的帶走軸承熱量。在應用脂潤滑時，需要額外考慮低溫條件下的軸承起動扭矩，在某些小型機器中，當溫度極低時，部分潤滑脂可能會導致軸承無法起動。使用脂潤滑的深溝球及角接觸球軸承常具有密封結構，常見分類如下：

表4 密封結構主要種類

除傳統軸承外，市場上也有一些帶有特殊結構的球軸承可供選擇，適合有特殊要求的場合。

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

2. 帶卡環的軸承，卡環卡入軸承外圈凹槽可作為軸承擋肩，簡化了軸承座的結構并縮小了軸承尺寸。

3. 帶鎖緊的軸承，有獨立鎖緊裝置，適合安裝于直軸上。

二、 球軸承選型

在進行球軸承選型時，首先要根據軸承受力狀況、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、環境的限制條件，選擇合適的軸承材料及潤滑方式，再根據設計空間尺寸對所選的軸承型號進行壽命計算，設計流程圖如圖6。

圖6 軸承選擇流程

軸承壽命主要可以從兩個類型去考核，當疲勞失效為軸承的主要失效形式時，需校核軸承疲勞壽命，當軸承受過大的靜負荷或在極低轉速下承受沖擊負荷時，此時軸承的壽命不是取決于材料的疲勞，而需考核軸承靜態強度。需要額外考慮的是，軸承載荷是否小于小軸承負荷。

1. 軸承疲勞壽命計算

額定壽命

：在一塊疲勞剝落前，90%的一組同樣的軸承將達到或超過的壽命。

軸承調整壽命

：考慮壽命調整系數的額定壽命。

動態額定載荷

：表示在該載荷作用下，一定數量的軸承的額定壽命為一百萬轉。對于向心軸承，載荷是指純徑向載荷（C）；對于推力軸承，載荷是指純軸向載荷

；向心推力軸承，載荷是指產生軸承套圈相互間純徑向位移的載荷的徑向分量（C）。

動態徑向當量載荷

：在一恒定的徑向載荷下，具有與實際載荷相同的壽命。

其中X、Y分別為徑向、軸向動載荷系數，

分別為軸承實際載荷的徑向、軸向分量。X、Y值可查閱軸承公司網站的建議值。

動態軸向當量載荷

：在一恒定的軸向載荷下，滾動軸承具有與實際載荷相同的壽命。

常有：

其中

為可靠性壽命系數，

為材料壽命系數，

為軸承制造商壽命修正系數，均可查閱軸承公司網站的建議值。當

大于實際工作壽命時，軸承疲勞強度滿足要求。

2. 軸承靜態強度校核

靜態額定載荷

：是指可以在軸承滾道上引起看得見的輕微壓痕標記的載荷，對于球軸承一般為產生4200Mpa接觸應力的載荷。

靜態徑向當量載荷

：在一個純徑向力作用下，滾動體中產生的大接觸應力與實際復合外力造成的應力相同。

其中

分別為徑向、軸向靜載荷系數，

分別為軸承實際載荷的徑向、軸向分量。

值可查閱軸承公司網站的建議值。

靜態軸向當量載荷

：在一個純軸向力作用下，滾動體中產生的大接觸應力與實際復合外力造成的應力相同。

當滿足上述公式時，軸承靜強度滿足要求。

3.小軸承負荷

當軸承有可能會較長時間運行在較小載荷工況時，建議咨詢軸承供應商，如果載荷太小，且潤滑不良，軸承容易打滑，造成軸承損傷，影響壽命。

以上，就完成了對軸承壽命、承載能力、轉速、溫度限制等性能指標的考慮，若有不止一個軸承符合要求，應選擇經濟性、性能綜合性佳的軸承。

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