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1、1. 选择的方法和步骤能否正确选用滚动轴承，对主机能否获得良好的工作性能，延长使用寿命；对企业能否缩短维修时间，减 少维修费用，提高机器的运转率，都有着十分重要的作用。因此，不论是设计制造单位，还是维修使用单 位，在选择滚动轴承时都必须高度重视，其选择的全部程序见图1�1。一般来说，选择轴承的步骤可能概括为:1. 根据轴承工作条件（包括载荷方向及载荷类型、转速、润滑方式、同轴度要求、定位或非定位、安装和 维修环境、环境温度等），选择轴承基本类型、公差等级和游隙；2. 根据轴承的工作条件和受力情况和寿命要求，通过计算确定轴承型号，或根据使用要求，选定轴承型号， 再验算寿命；3. 验算所选轴
2、承的额定载荷和极限转速。选择轴承的主要考虑因素是极限转速、要求的确良寿命和载荷能力，其它的因素则有助于确定轴承类型、 结构、尺寸及公差等级和游隙工求的最终方案。1. 类型选择各类滚动轴承具有不同的特性，适用于各种机械的不同使用情况。选择轴承类型时，通常应考虑下列因素。一般情况下：对承受推力载荷时选用推力轴承、角接触轴承，对高速应用场合通常 使用球轴承，承受重的径向载荷时，则选用滚子轴承。总之，选用人员应从不同生产厂家、众多的轴承产 品中，选用合适的类型。轴承所占机械的空间和位置 在机械设计中，一般先确定轴的尺寸，然后，根据轴的尺寸选择滚动轴承。通常是小轴选用球轴承，大轴 选用滚子轴承。但是，当
3、轴承在机器的直径方向受到限制时，则选用滚针轴承、特轻和超轻系列的球或滚 子轴承；当轴承在机器的轴向位置受到限制时，可选用窄的或特窄系列的球或滚子轴承。轴承所受载荷的大小、方向和性质载荷是选用轴承的最主要因素。滚子轴承用于承受较重的载荷，球轴承用于承受较轻的或中等载荷，渗碳 钢制造或贝氏体淬火的轴承，可承受冲击与振动载荷。在载荷的作用方向方面，承受纯径向载荷时，可选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。承受较小的 纯轴向载荷时，可选用推力球轴承；承受较大的纯轴向载荷时，可选用推力滚子轴承。当轴承承受径向和 轴向联合载荷时，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。对于悬臂支撑结构，常采用圆锥滚子轴承或
4、角 接触球轴承，且成对使用。轴承的调心性能当轴的中心线与轴承座中心线不同，有角度误差，或因轴的两支承间距较大而轴的刚性以较小，容易受力 弯曲或倾斜时，可选用具有良好调心性能的调心球或调心滚子轴承，以及外球轴承。此类轴承在轴稍微倾 斜或弯曲情况下，能保持正常工作。轴承调心性能的好坏，与其允许的不同轴度有关，不同轴度值愈大，调心性能愈好。各类轴承允许的不同轴度见表1�1轴承的刚性轴承的刚性，是指轴承产生单位变形所需力之大小。滚动轴承的弹性变形很小，在大多数机械中可以不必 考虑，但在某些机械中，如机床主轴，轴承刚性则是一个重要因素，一般应选用圆柱和圆锥滚子轴承。因 为这两类轴承在承受载荷时，其
5、滚动体与滚道属于点接触，刚性较差。另外，各类轴承还可以通过预紧，达到增大支承刚性的目的。如角接触球轴承和圆锥滚子轴承，为防止轴 的振动，增加支承刚性，往往在安装时预先施加一定的轴向力，使其相互压紧。这里特别指出：预紧量不 可过大。过大时，将使轴承摩擦增大，温升增高，影响轴承使用寿命。轴承的转速每一个轴承型号都有其自身的极限转速，它是由诸如尺寸、类型及结构等物理特性所决定的，极限转速是 指轴承的最高工作转速（通常用r/m）n超过这一极限会导致轴承温度升高，润滑剂干枯，甚至使轴承卡 死。使用场合所要求的速度范围有助于决定采用什么类型的轴承，图1�；2给出了大多数通用轴承的典型速度 范围。D是轴
6、承尺寸，它通常是指轴承的节圆直径，在选择轴承时，使用轴承内径和外径的平均值，单位 mm.用节圆直径D乘以轴旋转速度（单位r/min）得出一极限转速因素（DN），DN在选择轴承类型和尺寸时十 分重要。大多数轴承制造厂家的产品目录都提供其产品的极限转速值，实践证明，在低于极限转速90%的 状态下工作是比较好的。脂润滑轴承的极限转速比油润滑轴承的极限转速低，轴承的供油方式对可达到的极限转速有影响。表 1�；2提供了几种轴承润滑形式的极限转速修正系数（K九必须注意，对脂润滑轴承，其极限转速一般 仅是该轴承采用一个高质量的重复循环油系统时的极限转速的80%，但对油雾润滑系统，其极限转速一般 比相同的
7、基本润滑系统高50%。保持架的设计和结构也影响轴承的极限转速，因为滚动体与保持架表面是滑动接触，用比较贵的、设计合 理的、以高质量和低摩擦材料制成的保持架，不仅可将滚动体隔开来，而且有助于维持滑动接触区的润滑 油膜。但象冲压保持架之类价格低廉的保持架，通常只能使滚动体保持分离。因此，它们存在着易出事故 和令人苦恼的滑动接触，从而导致更低的极限转速。一般来说在较高转速的工作场合下，宜选用深沟球轴承、角接触轴承、圆柱滚子轴承；在较低转速工作场 合下，可选用圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承的极限转速，一般约为深沟球轴承的65%，圆柱滚子轴承的70%，角接触球轴承的60%。推力球轴承的极限转速低，只能用于较
8、低转速的场合对于同一类轴承，尺寸愈小，允许转速愈高。在选用轴承时，应注意要使实际转速低于极限转速。轴承游动和轴向位移通常情况下，一个轴用两个轴承相隔一定的距离给予支承。为了适应轴和外壳不同程度的热涨影响，安装 时应将一个轴承在轴向固定，另一个轴承使之在轴上可以游动（即游动支承），以防止因轴的伸长或收缩引 起的卡死现象。游动支承通常选用内圈或外圈无挡边的圆柱滚子轴承（原2000型、32000型）和滚针轴承， 这主要是此类轴承内部结构允许轴与外壳有适当轴向位移的缘故。此时，内圈与轴，外圈与外壳孔可采用 紧配合。当采用不可分离型轴承做游动支承时，如深沟球轴承、调心滚子轴承，在安装中必须允许外圈与 外
9、壳孔，或内圈与轴采用较松配合，使之轴向可自由游动。图1�3示出几种定位和非定位的圆柱滚子轴承结构圆锥滚子轴承、调心滚子轴承和深沟球轴承基本上属于定位型，当用作非定位时则采用松配合安装。所有 推力滚子轴承均属定位型轴承。便利于轴承的安装和拆卸选用轴承类型时，对轴承安装拆卸是否方便，亦必须考虑周全，特别是对大型和特大型轴承的安装和拆卸 尤为重要。一般的外圈可分离的角接触球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴承，安装拆卸比较 方便，它们的内圈和外圈可分别装于轴上或壳体孔内。此外，内径带圆锥孔的，带紧定套的调心滚子轴承、 双列圆柱滚子轴承和调心球轴承，也比较容易安装拆卸。其它要求 除上述因素
10、外，还应考虑轴承的工作环境温度、轴承密封及对摩擦力矩、振动、噪声等的特殊要求。1.游隙选择游隙是滚动轴承能否正常工作的一个重要因素，分为轴向游隙和径向游隙。选择适当的游隙，可使载荷在 轴承滚动体之间合理分布；可限制轴（或外壳）的轴向和径向位移，保证轴的旋转精度；能使轴承在规定 的温度下正常工作；减少振动和噪声，有利于提高轴承的寿命。因此。在选用轴承时，必须选择适当的轴 承游隙。选择轴承游隙时，应考虑以下几个方面:1.轴承的工作条件，如载荷、温度、转速等;2, 对轴承使用性能的要求（旋转精度、摩擦力矩、振动、噪声）;3. 轴承与轴和外壳孔为过盈配合时导致轴承游隙减小;4, 轴承工作时，内外套圈的
11、温度差导致轴承游隙减小;5. 因轴和外壳材料的膨胀系数不同，导致轴承游隙减小或增大。根据使用经验，球轴承最适宜的工作游隙为近于零；滚子轴承应保持有少量的工作游隙。在要求支承刚性 良好的部件中，轴承允许有一定数值的预紧力。这里特别指出，所谓工作游隙，是指轴承在实际运转条件 下的游隙。还有一种游隙叫原始游隙，是指轴承未安装前的游隙。原始游隙大于安装游隙。我们对游隙的 选择，主要是选择合适的工作游隙。国家标准规定的游隙值分为三组：有基本组（0组）、小游隙辅助组（1、2组）和大游隙辅助组（3、4、5 组）。选择时，在正常工作条件下，宜优先选用基本组，便可使轴承得到合适的工作游隙。当基本组不能满 足使用
12、要求时，则应选用辅助组游隙。大游隙辅助组适用于轴承与轴和外壳孔采用过盈配合，轴承内外圈 温差较大，深沟球轴承需要承受较大轴向负荷或需改善调心性能，心及要求提高极限转速和降低轴承摩擦 力矩等场合；小游隙辅助组适用于要求较高的旋转精度、需严格控制外壳孔的轴向位移，以及需减少振动 和噪声的场合。各类轴承的径向游隙见国家标准的规定。1.公差等级选择轴承的公等级，主要是根据轴对支承的旋转精度要求来确定的。一般情况下，例如具有大啮合公差的正齿 轮减速器，可用PO级轴承，但某些对旋转精度有严格要求或转速很高的轴，如高精度、小跳动的机床主 轴则选用高于PO级的轴承。采用公差等级高的轴承时，其轴的外壳的制造公差
13、应与轴承公差等级相适应，并应具有足够的结构刚度。表1�3列出轴承公差等级选用实例，供参考。2.寿命和可靠性的计算要求的使用寿命L是按照期望设备能工作的总累计时间来确定的，常用单位是工作小时数，寿命的计算也 可用轴承总的转数表示，在计算使用寿命过程中，各种工作状态都必须考虑。设备工作是八小时一班制或 工作日制？它是否整天连续使用？它是否频繁启停或一旦启动就长期工作？表1�；4给出了各种动力传 输应用场合的一般使用寿命值。维修费用、概率寿命及报废也必须加以考虑，是设备长期使用后更换还是定期修理（包括更换轴承）费用 上更节省？当然，在决定所要求的寿命L时，轴承的可靠性是一个主要考虑因素，在
14、轴承工业中标准的可靠性水平通 常规定为90%，那就是说，以大量在相同应用场合下工作的轴承中，有90%的轴承在达到所选定的轴承工 作寿命（L寿命）时仍保持完好，如果要求失效率低，则要求的寿命L需加修正。提高轴承可靠性，使其比90%的可靠性更高，可用降低10%失效率标准轴承的使用寿命来解决。换言之， 如果想获得更高的可靠性，标准轴承的寿命必须降低。例如：对一个可靠性为96%的轴承，必须定义轴承 寿命为L，而不是L。在不增大轴承尺寸的情况下，你必须把原L轴承寿命降低。在后面我们将给出给定轴承的设计动态承载能力，它是速度、轴承实际载荷及设计寿命的函数。在给定的 应用场合下，速度和实际载荷是给定的，因此
15、动态了载能力是设计寿命的函数。为了把可靠性提高到96%， 你可加大轴承的外形尺寸，从而达到工作可靠性为90%时的同样水平，也就是说你可以提高其动态承载能 力，使它高于90%的可靠性所需要的值，这就需选择一个更大的轴承。表1�5给出了寿命修正的百分比。这里L是标准10%失效的轴承寿命，在左边一栏里，是要求的可靠 性失效率，横向以相应读出修正百分比，这是标准L寿命的百分比，它在要求提高轴承可靠性时十分有用。例如，如果你要求轴承的居载能力失效率为4%，工作寿命超过1000小时，为实现这些要求，表上给出的 寿命修正百分比为正常L轴承寿命的53%。用所要求的寿命除以修正百分比，这样可得L为:100
16、0/0。53=1887 （h）这个结果表明：为得到96%可靠性所要求1000小时寿命，对应90%可靠性的轴承寿命把它引入动态承载 能力方程用以计算轴承尺寸是有价值的。载荷和当量载荷的计算假设作用在滚动体表面的力均布，则C值可算得。但是，在动力传输设备中，不同轴度是个普遍存在的问 题。在轴承选择中，你必须加以补偿。表1�；7提供了几种轴承类型允许的不同轴度。如果不超过允许值， 则对此不需加以修正。表1�7允许的（无性能恶化）不同轴度虽然每种类型的轴承对不同轴度有一组基本的修正系数，但生产厂家各自的设计特性也起着重要作用，你 必须考虑这些特性。通常，生产厂家的样本上列出了他们产品的这些系数。外形限制对要求的额定载荷一旦确定了最终值，你必须考虑轴承安装所需的外形尺寸，包括这里所考虑的轴承的安 装及固定。以及与
