机械设计基础之轴承的分类及选型

轴承在传动系统中应用广泛，各位机械工程师在设计的时候也是经常接触，其优点有摩擦阻力小、极限转速高、价格低廉等。

在进行轴承选型时，我们工程师首先要根据轴承受力状况、速度能力、噪声要求、安装要求等选择合适的轴承种类，同时需考虑温度、环境的限制条件，选择合适的轴承材料及润滑方式，再根据设计空间尺寸对所选的轴承型号进行寿命计算。

当然，现在球轴承的标准模型还是非常普遍的，大多数工程师都习惯了通过零件库直接获取CAD模型，省去了重复建模的时间，在实际的球轴承设计选型时会快不少。今天，我们以零件库的模型为例，看下常见的轴承特点。一起看看！

深沟球轴承

特点：主要承受径向载荷，应用最广泛。

应用：深沟球轴承主要可承受径向载荷，但在承受径向及轴向复合载荷时，也能运行良好；其摩擦系数小，还适用于高转速工况；结构简单，易于达到较高精度，故可批量生产。

角接触球轴承

特点：较高的轴向承载能力。

应用：角接触球轴承具有转速高、精度高、噪声振动小等优点，主要应用于轴向力较高以至于深沟球轴承不适用的场合中。

调心球轴承

特点：具有调心功能

应用：调心球轴承适用于轴易出现绕曲或长轴中轴承座孔定位精度较差的的场合，但由于刚性较差，适用于转速不高、对噪声和振动无严格要求的工况。

止推球轴承

特点：只能承受单向轴向载荷

应用：该类轴承设计用于高轴向载荷、低速且允许高扭矩的工况中。

滑动轴承

特点：工作平稳、可靠、无噪声。

应用：滑动轴承应用场合一般在高速轻载工况条件下。

向心轴承

特点：一般有三种不同布置方式：背对背式布置(即宽边相对)、面对面式布置(即狭边相对)、同向排列布置(即并列)。

应用：主要用于承受径向载荷的滚动轴承，其公称接触角在0°到45°范围内。

推力轴承

特点：用来专门承受轴向力的专用轴承。

应用：主要应用于汽车转向机构、机床主轴、水力发电机、立式电动机、船舶用螺旋桨轴、塔吊、挤压机等。

组合轴承

特点：一套轴承内同时由上述两种轴承结构形式组合而成的滚动轴承。

应用：组合应用，如滚针和推力圆柱滚子组合轴承、滚针和推力球组合轴承、滚针和角接触球组合轴承等。

关节轴承

特点：载荷能力大，抗冲击，抗腐蚀、耐磨损、自调心、润滑好等特点。

应用：广泛应用于工程液压油缸,锻压机床,工程机械,自动化设备，汽车减震器，水利机械等行业。

滚子轴承

特点：启动所需力矩小、旋转精度高、选用方便等优点。

应用：滚子轴承属于滚动轴承中的一种，是现代化机械中广泛运用的部件之一。

滚针轴承

特点：带圆柱滚子的滚子轴承，相对其直径，滚子既细又长。

应用：适用于径向安装尺寸受限制的支承结构。

(运转世界大国龙腾龙出东方腾达天下龙腾三类调心滚子轴承刘兴邦CACCEMBMA)

密封调心滚子轴承该怎么选？轴承选型标准流程建议

选定轴承时，通常根据使用的机械种类、部位、主轴规格、轴承类型、润滑方式及驱动方法等条件，经过对轴承的寿命、精度、刚性、危险速度等功能进行研究评估后选型。

密封调心滚子轴承

通常的选型步骤如下：

一、掌握轴承的使用条件并考虑轴承的类型，通常需要确定机械装置的功能和结构，轴承的使用场所、允许空间，负载的大小和方向，跳动和冲击的程度，转速，使用温度，刚性要求情况，轴承的配置（固定端或自由端），内圈和外圈的倾斜，还有预算情况，通过这些使用条件，可以初步确定轴承的形式及相应的配置。

比如使用场所污染、潮湿，则考虑带封闭端盖，选用固体润滑脂，又根据使用温度，明确对应润滑选项，允许空间狭小，则考虑窄型或薄型轴承，根据负载大小，选择球轴承或滚子轴承、青铜轴承等，跳动和冲击程度，确定相应游隙，转速确定接触方式，刚性选择材质等等。

高污染场所

在根据使用条件初步明确轴承使用类型后，则要根据详细情况，明确轴承细节如下：

二、考虑轴承的尺寸，根据机械装置的设计寿命，极限转速，径向和轴向载荷，动静载荷，以及安全系数，确定轴承具体的尺寸，通过来讲，极限转速高，则球更大，内外圈更远，载荷高，则球更密，或载荷更高，滚子滚动体或滚针更小，内外圈更宽，相应的转速也会降低，有少量轴向载荷，考虑带挡边的，或者有锥角的，并最终确定使用轴承的尺寸情况。

三、考虑轴承的精度，通过旋转轴的跳动精度，转速，力矩变化，确定轴承的精度等级，主要是理论要联系实际，主轴精度最关键，在主轴高精度的前提下，一般来说，精度越高，转速越快，噪音越小，造价也越高。

四、考虑轴承的内部游隙，通过轴、轴承箱的材质和形状，内外圈的偏置、温度差，轴承配合，预紧量，明确轴承的游隙。

复杂工况

五、考虑保持架，通过转速、跳动、冲击、声音、润滑，明确保持架类型和材质。

六、考虑润滑方式，通过使用温度，密封方式，转速，润滑方式，使用环境，明确润滑方式和润滑剂，并确定轴承的密封方式。

七、考虑特殊规格，如果轴承使用在一些特殊的场合，比如几百甚至几千度的超高温，或者零下几十度甚至零下一两百度的超低温，亦或者使用在如无菌环境、药品车间，再或者外太空，宇宙飞船等真空环境时，则需要根据特殊规格，选择特殊材质，以超高温为例，如果是瞬时超高温，则需要耐高温涂层，若长期超高温，则要订制钨、铼、锇等贵金属材质的轴承。

到此，轴承的型号已经基本可以确定了，最后需要考虑轴承的安装和拆卸，根据安装环境确定相关尺寸，明确轴承的安装和步骤。

8个轴承选型步骤，简单易学！

一、了解轴承的使用条件：

1、主机的主要功能与结构:比如，电机-主轴，输送速度与转矩。

2、轴承的安装部位。

3、轴承需承受的大小、方向、性质。是否冲击载荷等。

4、轴承的润滑条件。

5、轴承周围环境条件，如：腐蚀性、清洁度、湿度、环境温度、散热性等。

6、轴承的工作转速、工作温度。

二、轴承结构选择：

1、尺寸空间；

2、承载能力，包括大小、方向和性质；

3、极限转速；

4、刚性；

5、公差等级；

6、调心性能；

7、安装与拆卸要求；

8、价格和供货能力；

9、支撑形式。

三、轴承尺寸选择：

1、使用寿命和可靠性要求；

2、基本额定动（静）载荷；

3、轴承尺寸；

4、极限转速；

5、允许的轴向承载能力（对径向轴承而言）。

6、安全系数；

7、尺寸空间。

四、轴承精度选择：

1、主机的功能与结构：属于精密机械如机床，还是普通设备；

2、轴和外壳的精度；

3、摩擦力矩；

4、转速；

5、振动与噪音；

6、刚度；

7、游隙。

五、轴承游隙选择：

1、轴和外壳的结构和材料；

2、配合；

3、轴承的环境温度和工作温度；

4、轴承的工作转速；

5、轴承需要受的载荷大小；

6、套圈允许的偏斜量。

六、保持架结构选择：

1、轴承的工作转速；

2、振动和噪音；

3、载荷的性质：是否冲击载荷等；

4、润滑剂和润滑方式；

5、保持架引导方式。

七、润滑选择：

1、轴承的工作转速；

2、轴承载荷、性质；

3、润滑方式；

4、密封方式。

八、安装与拆卸的选择：

1、配合；

2、安装与拆卸方法。

如何进行轴承的选型

轴承的选型，可以从以下几个方面着手：

一、载荷方向、大小和性质

所有的向心轴承均可承受径向载荷，所有推力轴承均可承受轴向载荷，同时承受径向、轴向载荷（联合载荷）时可选用角接触球轴承和圆锥滚子轴承。

载何的大小通常是由轴承尺寸决定的。尺寸越大的轴承可以承受的载荷相对越大。一般滚子轴承的承载能力大于相同尺寸的球轴承。满滚子轴承比相应带保持架的轴承能承受更重的载荷。所以，球轴承大多用在中等或较小的负荷。在重负荷和大轴径的情况下，滚子轴承一般更为合适。

角接触球轴承和圆锥滚子轴承需要成对安装使用。

当载荷不是作用在轴承的中心时，会产生倾覆力矩。这种情况下，比较好的是使用双列的轴承（如双列深沟球轴承或双列角接触球轴承等），也可使用面对面或背对背配对的单列角接触球轴承或圆锥滚子轴承，一般背对背轴承的承受能力更高。

二、转速

一般轴承工作转速应低于轴承型号表中所列极限转速。深沟球轴承、角接触球轴承和圆柱滚子轴承极限转速较高，适用于高速运转场合。推力轴承极限转速较低。

三、支承限位要求

旋转机械的轴或其它部件，通常由一个固定端轴承和一个浮动端轴承所支承。能承受双向轴向载荷的轴承，可以用作固定支承限位的两个方向的轴向位移。只能承受单方向轴向载荷的轴承可以作单向限位支承。游动支承不限位，可选用内、外圈不可分的向心轴承在轴承座孔内游动，也可选用内、外圈可分离的圆柱滚子轴承，其内、外圈可以相对游动。

四、调心性能

由于各种可能的原因不能保证两个轴承座孔同轴度或轴的挠度较大时，应选用调心性能好的调心球轴承、调心滚子轴承、推力球面滚子轴承，这些轴承可以承受在负荷作用下产生的角度误差，还能补偿因加工或安装失误造成的初始误差，而深沟球轴承、圆柱滚子轴承不能承受任何的角度误差。

五、刚度要求

滚动轴承的刚度是指在负荷作用下，轴承出现弹性变形的程度。这种变形一般很小，可以忽略不计。但在某些应用中，如机床主轴的轴承或小齿轮轴承，刚度就非常重要。

一般滚子轴承的刚度大，球轴承的刚度小。角接触球轴承、圆锥滚子轴承采用预紧方法可以提高支承的刚度。

六、其他

在径向空间受限制的场合可选用滚针轴承或滚针和保持架组件；对轴承振动、噪声有要求的场合，可选用低噪声的深沟球轴承；要求高旋转精度的轴承（如机床主轴）和应用于高转速的工况，应选用精度高于普通级的轴承。

最后，还要强调的是在选用轴承类型时还应考虑经济性和市场的供应情况。