轴承

对机械设计者而言，轴承是迫不得已的选择，因为它对设备的功能没有任何贡献，它的优点也只体现在缺点方面——能耗尽量少，磨损尽可能慢、所需空间尽可能小、成本尽量低。

轴承对载荷的反应特性，这是对轴承功能和结构的理解轴承受力分析轴承受力是很个性化的问题，各行业，各领域不同，但仍有规律可循，可以把轴承所受载荷分为两类：工作载荷，附加载荷。

但是轴承越厚实就会引发附加效应，比如有尺寸限制场合就无法安装尺寸更大的轴承，质量随尺寸的三次方增大，质量增大则惯性大，响应速度变慢，离心力大、所以更厚实的轴承转速也会相应降低。

工作载荷：为实现基本功能，必须承担的载荷附加载荷：为实现基本功能，派生出来的载荷齿轮、带轮、链轮、叶轮、涡轮、滚轮、车轮等工作时产生的力，通轴传递给轴承的载荷就是工作载荷。

1898年在英国《ThePracticalEngineer》杂志上发表了篇轴承划时代的论文《TheDesignandConstructionofBallBearings》(球轴承的设计和构造)，文章指出，要获得完美的轴承，接触面任何一点都不能产生滑动，一切与钢珠接触的表面都要非常精确，且要用硬钢制造。

理论研发方面：1898年在英国《ThePracticalEngineer》杂志上发表了篇轴承划时代的论文《TheDesignandConstructionofBallBearings》(球轴承的设计和构造)，文章指出，要获得完美的轴承，接触面任何一点都不能产生滑动，一切与钢珠接触的表面都要非常精确，且要用硬钢制造。

下面是深沟球二维和三维剖面图，我们通过剖面图来认识轴承的结构、几何约束、位置关系。

从滚柱轴承结构图不难发现，滚柱除与滚道、保持架、润滑油有摩擦之外，滚柱与挡边还会出现滑动摩擦，这是滚柱轴承发热比球轴承严重的主要原因。

工业革命后，特别是1860年后，轴承快速发展，尤其在自行车上得到大量应用，下图是英国自行车轴承结构图（1880左右）。

方法主要是通过剖面图，认识轴承的结构、几何约束、位置关系，再结合材料特性来理解轴承对载荷的反应规律。

跟上面深沟通分析方法一样，可以通过剖面图，认识圆柱轴承的结构、几何约束、位置关系。

通过厂家样本的剖面图认识轴承的结构，只有认识结构才能理解轴承的功能特点和实际使用中各种可能的情况，如传力路径（最关键）、点线接触、摩擦润滑等，见前面《轴承的分析方法》。

轴承对载荷的反应规律（对轴承特性的理解）方法主要是通过剖面图，认识轴承的结构、几何约束、位置关系，再结合材料特性来理解轴承对载荷的反应规律。

轴承理论与设计先驱（A.

轴承对载荷的反应规律（对轴承特性的理解）

所以，轴承材料、热处理、加工精度、复杂的弹塑性力学、动力学是不必关注的，这些是轴承元件设计者（轴承厂工程师）钻研的内容。

轴承对载荷的反应特性，这是对轴承功能和结构的理解

理想状态圆柱滚珠轴承受力如下图。

轴承受力分析

轴承受力是很个性化的问题，各行业，各领域不同，但仍有规律可循，可以把轴承所受载荷分为两类：工作载荷，附加载荷。

滚动轴承的历史、分析方法及应用设计滚动轴承的历史、分析方法及应用设计精选

只有理解了这些（力学、几何学、材料学），才能理解轴承的功能，及实际使用中种种效应和现象。

调心轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、各种滑动轴承分析方法类似。

轴承的分析方法

轴承的分析方法轴承种类成百上千，应用场合千变万化，而经验相对缺乏。

特别是1860年后，轴承快速发展，尤其在自行车上得到大量应用，下图是英国自行车轴承结构图（1880左右）

但是轴承越厚实就会引发附加效应，比如有尺寸限制场合就无法安装尺寸更大的轴承，质量随尺寸的三次方增大，质量增大则惯性大，响应速度变慢，离心力大、所以更厚实的轴承转速也会相应降低。

受力如下图，θ角减少即可增加轴承承载能力，这就是为什么轴向力较大的场合要选择角接触球轴承，轴向力越大，接触角越大，用极限思想，θ角减少至0，演变成推力球轴承。

制造出实用轴承并获得专利是18世纪末至19世纪初，第一只滚珠轴承专利于1794年8月20日在英国登记，专利号2006，如下图。