滚动轴承设计与分析
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1.1.1 球轴承

1.深沟球轴承

图1-2所示为一种单列深沟球轴承。深沟球轴承是最常用的滚动轴承,它的结构简单,使用方便,可与多种密封圈、防尘盖和止动环装置配合使用,主要承受径向载荷,也可承受一定的轴向载荷。除基本型外,还有各种变型结构,如带防尘盖的深沟球轴承、双列深沟球轴承等。图1-3所示为双列深沟球轴承,这种轴承与单列深沟球轴承相比具有更高的径向承载能力。

图1-1 滚动轴承的分类

图1-2 单列深沟球轴承

深沟球轴承具有较高的吻合度,而且轴承节圆可以容纳恰当的球径和球数,因此当轴承材料性能优良、制造精度良好、润滑及密封合适时,具有很高的承载能力。如果保持架设计合理,深沟球轴承还能够承受较小的偏心载荷(力矩载荷)。深沟球轴承可以带密封圈或防尘盖或两者皆有,这些组件的作用是防止润滑剂泄漏或防止污渍进入轴承内部。如果润滑充分并能提供冷却,深沟球轴承也能进行高速运转。

2.角接触球轴承

角接触球轴承可以承受径向和轴向联合载荷,如图1-4所示,其标准的接触角为15°、25°和40°。接触角越大,承受轴向载荷能力就越强;接触角越小,则越有利于高速旋转。角接触轴承一般都是成对安装的,按照安装的方式可分为背对背安装和面对面安装,如图1-5所示。图1-6所示为双列角接触球轴承,双列角接触球轴承可以承受任何一个方向的轴向载荷或径向与轴向的联合载荷。从本质上说,这种双列角接触球轴承与成对的角接触球轴承性能相似。

图1-3 双列深沟球轴承

图1-4 角接触球轴承

图1-5 成对角接触球轴承

图1-6 双列角接触球轴承

图1-7a所示为四点接触球轴承,图1-7b所示为三点接触球轴承。这类轴承可承受双向轴向载荷,是一种分离型轴承。四点接触球轴承也可以承受力矩载荷,兼有了单列角接触球轴承和双列角接触球轴承的功能。四点接触球轴承只有形成两点接触时才能保证正常的工作,所以一般适用于那些纯轴向载荷或轴向载荷较大的合成载荷下呈两点接触的场合。由于这种轴承的极限转速较高,因此也适用于高速运转的场合。

3.调心球轴承

图1-8所示为双列调心球轴承,该轴承具有自调心功能,但不能承受力矩载荷。其外圈滚道为内球面形,因此可自动调整由轴或轴承座的挠曲或不同心引起的小角度偏差,适用于长轴中座孔不容易精确定位的场合。

图1-7 四点和三点接触球轴承

4.推力球轴承

图1-9所示为单向推力球轴承,由带滚道的垫圈形滚道圈、球和保持架组件构成。其中,与轴配合的滚道圈为轴圈,与轴承座配合的滚道圈为座圈。为了使轴承具有一定的外部调心功能,可将推力球安装在球面座圈上。推力球轴承可以分为单向推力球轴承(图1-9)和双向推力球轴承(图1-10)。单向推力球轴承仅承受一个方向的轴向载荷,双向推力球轴承可以承受两个方向的轴向载荷。

图1-8 双列调心球轴承

图1-9 单向推力球轴承

图1-10 双向推力球轴承