在不同受力工況下選擇合適的滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)計(jì)中的核心挑戰(zhàn)。軸承的壽命、精度和可靠性直接依賴于載荷特性（方向、大小、性質(zhì)）與軸承類型的匹配。以下是針對(duì)典型受力工況的選型指南：
一、純徑向載荷工況
特點(diǎn)：載荷垂直于軸線，無軸向分量（如皮帶輪、齒輪傳動(dòng)軸）。首選軸承：
深溝球軸承
輕至中等徑向載荷，高轉(zhuǎn)速（如電機(jī)、風(fēng)扇）。
優(yōu)點(diǎn)：低摩擦、低噪音、性價(jià)比高。
圓柱滾子軸承（NU/N/NJ型）
重徑向載荷，允許內(nèi)/外圈軸向位移（如軋機(jī)輥頸、大型電機(jī)轉(zhuǎn)子）。
優(yōu)點(diǎn)：高徑向承載能力，抗沖擊性強(qiáng)。
調(diào)心滾子軸承
極重載荷且存在軸撓曲或?qū)χ姓`差（如礦山破碎機(jī)、振動(dòng)篩）。
優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)調(diào)心（補(bǔ)償角度偏差）。
二、純軸向載荷工況
特點(diǎn)：載荷平行于軸線（如立式泵主軸、起重機(jī)吊鉤）。首選軸承：
推力球軸承（單向/雙向）
中等軸向載荷，高轉(zhuǎn)速（如立式機(jī)床主軸、齒輪箱定位端）。
限制：不能承受徑向力，需與徑向軸承組合使用。
推力圓柱滾子軸承
重軸向載荷，低至中轉(zhuǎn)速（如立式水輪機(jī)推力盤）。
優(yōu)點(diǎn)：軸向承載能力是推力球軸承的2-3倍。
推力調(diào)心滾子軸承
極重軸向載荷 + 沖擊 + 對(duì)中誤差（如船舶螺旋槳軸）。
優(yōu)點(diǎn)：調(diào)心功能，耐沖擊。
三、徑向+軸向聯(lián)合載荷工況
特點(diǎn)：載荷同時(shí)作用于徑向和軸向（如汽車輪轂、錐齒輪軸）。選型關(guān)鍵：軸向載荷占比（徑向載荷Fr vs 軸向載荷Fa）。
1. 軸向載荷較?。‵a ≤ 0.25Fr）
深溝球軸承
輕聯(lián)合載荷，高轉(zhuǎn)速（如小型齒輪箱、家用電器）。
調(diào)心球軸承
輕載荷 + 對(duì)中誤差補(bǔ)償（如長(zhǎng)傳動(dòng)軸）。
2. 軸向載荷中等（Fa ≈ 0.25–0.5Fr）
角接觸球軸承（單列/成對(duì)使用）
15°：高速精密主軸（機(jī)床）。
25°：通用場(chǎng)景（泵、壓縮機(jī)）。
40°：重軸向載荷（汽車輪轂單元）。
中高速、高精度場(chǎng)景（接觸角15°/25°/40°）：
成對(duì)配置（DB/DF/DT）可承受雙向軸向力或提高剛性。
3. 軸向載荷較大（Fa > 0.5Fr）或重沖擊載荷
圓錐滾子軸承（單列/成對(duì)使用）
大接觸角：側(cè)重軸向承載（卡車輪轂）。
小接觸角：側(cè)重徑向承載（減速機(jī)輸出軸）。
重載、中低速場(chǎng)景（接觸角10°–30°）：
成對(duì)安裝可承受雙向軸向力。
調(diào)心滾子軸承
極重聯(lián)合載荷 + 對(duì)中誤差（如冶金軋機(jī)、大型風(fēng)機(jī)）。
四、特殊載荷工況
1. 傾覆力矩（如機(jī)器人關(guān)節(jié)、回轉(zhuǎn)支承）
交叉滾子軸承：緊湊設(shè)計(jì)，同步承受徑向、軸向、力矩載荷。
四點(diǎn)接觸球軸承：雙向軸向力 + 力矩（如起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)）。
2. 極端沖擊/振動(dòng)載荷（如破碎機(jī)、工程機(jī)械）
調(diào)心滾子軸承：滾子對(duì)數(shù)曲線設(shè)計(jì)，抗沖擊性強(qiáng)。
滿裝圓柱滾子軸承（無保持架）：更高承載能力，但轉(zhuǎn)速受限。
3. 高速工況（dn值 > 1×10? mm·r/min）
陶瓷球角接觸軸承：Si3N4球降低離心力，耐高溫（如電主軸）。
油脂潤(rùn)滑深溝球軸承：低發(fā)熱，適用于中小型電機(jī)。
五、選型決策流程圖
六、經(jīng)典案例對(duì)比
七、關(guān)鍵校核公式
壽命計(jì)算（ISO 281）：
L10=(C/P)p
C：額定動(dòng)載荷，P：當(dāng)量動(dòng)載荷，p=3（球軸承）或10/3（滾子軸承）。
2.當(dāng)量動(dòng)載荷：
聯(lián)合載荷：P=X·Fr+Y·Fa
（系數(shù)X,Y查軸承手冊(cè)，與Fa/Fr比值相關(guān)）。
八、總結(jié)：選型黃金法則
純徑向 → 優(yōu)先圓柱滾子/深溝球；
純軸向 → 推力軸承；
聯(lián)合載荷 → 軸向占比決定：
小：深溝球，
中：角接觸球，
大：圓錐/調(diào)心滾子；
特殊需求（高速、力矩、沖擊）→ 專用軸承（陶瓷球、交叉滾子、滿裝滾子）。最終驗(yàn)證：壽命計(jì)算、極限轉(zhuǎn)速、剛性、潤(rùn)滑匹配！
