19.2 滚动轴承的选用
19.2.1 常用滚动轴承的特性
常用滚动轴承的一般特性见表19-12。
表19-12 常用滚动轴承特性
（续）
19.2.2 滚动轴承的类型选择
要合理地选择滚动轴承的类型，应在熟悉各类轴承工作特性的基础上，分析所使用场合和安装条件对轴承结构和性能的要求。一般在选择轴承时可从以下几方面综合考虑。
19.2.2.1 承载能力
相同外形尺寸下，滚子轴承的承载能力约为球轴承的1.5～3倍。向心类轴承主要用于承受径向载荷；推力类轴承主要用于承受轴向载荷；角接触轴承可同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用。
深沟球轴承有轴向载荷作用时可形成不大的接触角，能承受较小的轴向载荷。在转速很高、离心力很大时，可采用深沟球轴承替代推力类轴承承受纯轴向载荷。
角接触轴承的轴向载荷承受能力与轴承接触角有关，当轴向载荷较大时，应选择具有较大公称接触角的轴承。在联合载荷作用时，也可采用向心轴承和推力轴承的组合分别承受径向力和轴向力。这种组合方式下，各轴承受力合理，且具有较高的刚性。
19.2.2.2 安装条件
轴承安装处的轴颈尺寸和安装空间是初步选择轴承类型的依据之一。一般来说，轴颈尺寸较小时选用球轴承；反之则选用滚子轴承。在选择轴承的宽度和直径尺寸时，应相应地考虑到轴承轴向安装尺寸和径向安装尺寸的大小。
整体轴承座或频繁装拆条件下，考虑安装方便，应选用内外圈可分离的轴承，如圆锥滚子轴承、内圈或外圈分离的圆柱滚子轴承等。具有锥孔带紧定套的轴承，不仅装拆方便，而且还可用于无轴肩的光轴。
19.2.2.3 速度特性
在一定载荷和润滑条件下，滚动轴承所能允许的最高转速称为轴承的极限转速。它与轴承类型、尺寸、精度以及游隙等多种因素有关。轴承性能表中列出各种轴承在油润滑或脂润滑条件下的极限转速，参见19.3.4节。
一般来说，深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承具有较高的极限转速；推力轴承的极限转速低。
相同轴承内径尺寸，表19-3中按直径系列其外径较小的轴承适用于高速。
常用dn值表示轴承一定线速度下的运转性能[d、n分别为轴承内径（mm）和转速（r/min）]。一般dn＞8mm×105r/min的称为高速轴承，dn＞1.8mm×106r/min的称为超高速轴承。
19.2.2.4 摩擦力矩
轴承的摩擦力矩引起温度升高和功率损耗，在精密仪表中还影响系统的精度和可靠性。摩擦力矩与轴承类型、结构、尺寸、制造精度等因素有关，也受载荷、转速、润滑等工作条件的影响。
轴承载荷约为0.1C，润滑良好，工作状态正常时，其摩擦力矩可按式（19-1）计算。
M=0.5μFd （19-1）
式中μ——摩擦因数（表19-13）；
表19-13 摩擦因数
①适用于非密封轴承。
②无轴向载荷。
F——轴承载荷（N），对向心轴承是径向载荷，对推力轴承是轴向载荷；
d——轴承内径（mm）。
19.2.2.5 运转精度
滚动轴承各元件的尺寸精度、轴承套圈径向或轴向的圆跳动误差、轴承的工作游隙及刚度都不同程度地影响着轴承的运转精度；从相邻部件分析，配合表面的形位误差、与轴承的配合状态、定位轴肩的垂直度以及外壳的刚度等也都是运转精度的影响因素。
对于运转精度要求高的场合，应选择具有较高公差等级的轴承，且配合件的精度要与轴承精度相适应；为了达到精确的同心引导，轴承的工作游隙应尽可能小，消除轴承与轴和外壳孔的配合间隙。此外，为减小弹性变形对精度的影响，还应注意选用承载能力较大的轴承。
19.2.2.6 振动和噪声
滚动轴承的振动通过相邻零部件传到机器表面，引起空气振动而形成噪声。
振动和噪声造成环境污染，且直接影响主机性能，是滚动轴承重要的性能指标。轴承振动为轴承运转过程中轴承零件偏离理论位置的运动，用振动速度或加速度衡量。而轴承噪声以离运转轴承一定距离处的声压级作为衡量指标。
轴承产生振动和噪声的主要原因是轴承结构和轴承零件的制造误差。通过改进轴承内部结构、改进保持器的设计、提高滚动体制造精度、降低滚道的波纹度以及改善润滑条件可有效地降低轴承的振动和噪声。
19.2.2.7 调心性能
轴承的调心性能是指轴挠曲、两轴承孔不同轴或其他原因使轴与轴承座孔轴线相对倾斜时轴承内外圈之间能自动调心，保持正常工作的能力。在容许调心的范围内，轴承中不会产生额外附加应力，对寿命没有明显影响，但噪声会略增大。
调心能力主要取决于轴承的结构。调心球轴承和调心滚子轴承外圈滚道为球面，故具有良好的调心性能。带座外球面球轴承中，轴承球面外径与轴承座孔的凹球面相配合，调心范围更大。而圆柱滚子轴承，圆锥滚子轴承和滚针轴承几乎不具有调心性能。
各类轴承容许的调心范围可参考表19-14。
表19-14 轴承容许的调心范围
19.2.2.8 经济性
在使用条件相差不多的情况下选用价格便宜的轴承。
各种常用滚动轴承的性能比较和价格比可参考表19-15。
表19-15 常用滚动轴承性能比较和价格比
注：1.●●为优；●为良；
为中；○为差。
2．价格比以深沟球轴承价格为1的比价，各种轴承取相同精度进行比较。
19.2.3 滚动轴承的精度选择
滚动轴承的精度按公差等级分级，公差中包括尺寸公差和旋转精度的允许偏差。尺寸公差规定了轴承内径、外径和宽度等尺寸的加工精度；旋转精度则指轴承套圈的径向和端面圆跳动、套圈表面对基准面的垂直度、内外圈端面的平行度等。
各类轴承的公差等级分级略有不同，向心轴承公差等级有P0、P6、P5、P4、P2五个等级，圆锥滚子轴承分为P0、P6X、P5、P4四个等级，而推力轴承则为P0、P6、P5、P4四个等级，精度的依次由低到高。
P0级为普通级，各类轴承都有产品，应用最广泛。表19-16列出了部分设备使用高精度轴承的实例，供选择时参考。
表19-16 高精度轴承选用参考
19.2.4 滚动轴承的游隙选择
滚动轴承的游隙分为径向游隙和轴向游隙，它们分别表示一个套圈固定时，另一套圈沿径向和轴向的最大位移。
径向游隙又分为原始游隙、安装游隙和工作游隙。原始游隙是轴承制造出厂时未安装前的游隙，按照标准列为1、2、0、3、4、5六组，数值依次由小到大。0组游隙为基本组。
试验分析表明，轴承的工作游隙为比零稍小的负值时，其使用寿命最大。在选择轴承游隙组别时，应在原始游隙的基础上，考虑安装配合、内外圈热变形以及载荷等因素的影响，以使工作游隙接近于最佳状态。
正常配合安装的轴承在一般使用条件下运行，应优先选用0组游隙。在配合过盈量较大，内外圈温差较大时，或在需要降低摩擦力矩、改善调心性能以及承受较大轴向载荷的场合，宜采用较大的游隙组；而要求振动噪声低、运转精度高，或需要严格限制轴向位移时，则采用较小的游隙组。
角接触球轴承、圆锥滚子轴承和内圈带锥孔的轴承，其工作游隙可在安装或使用过程中调整。