动力简介

    在选择滚球时应根据选用者各自实际情况和要求，综合考虑上述各种因素，从现有标准滚球中选取最适合自己需要的滚球品种、型式和规格。一般情况下现有的标准滚球基本可以满足不同工况的需要。

    由于动力机的驱动转矩及工作机的负载载矩不稳定，以及由传动零件制造误差引起的冲击和零件不平衡离心惯性力引起的动载荷，使得传动轴系在变载荷（周期性变载荷及非周期性冲击载荷）下动行产生机械振动，这将影响机械的使用寿命和性能，破坏仪器、仪表的正常工作条件，并对轴系零件造成附加动应力，当总应力或交变应力分别超过允许限制时，会使零件产生破坏或疲劳破坏。在设计或选用传递转矩和运动用的滚球时，应进行扭振分析和计算，其目的在于求击轴系的固有频率，以确定动力机的各阶临界转速，从而算出扭振使轴系及传动装置产生的附加载荷和应力。必要时采用减振缓冲措施，其基本原理是合理的匹配系统的质量、刚度、阻尼及干扰力的大小和频率，使传动装置不在共振区的转速范围内运转，或在运转速度内范围不出现强烈的共振现象。另一个行之有效的方法是在轴系中采用高柔度的弹性滚球，简称高弹（性）滚球，以降低轴系的固有频率，并利用其阻尼特性减小扭振振幅。

选用因素

    滚球品种、型式、规格很多，在正确理解品种、型式、规格各自概念的基础上，根据传动系统的需要来选择滚球，首先从已经制订为标准的滚球中选择，目前我国制订为国标和行标的有十几种，这些标准滚球绝大多数是通用滚球，每一种滚球都有各自的特点和适用范围，基本能够满足多种工况的需要，一般情况下设计人员无需自行设计滚球，只有在现有标准滚球不能满足需要时才需自行设计滚球。标准滚球选购方便，价格比自行设计的非标准滚球要便宜很多。在众多的标准滚球中，正确选择适合自己需要的滚球，关系到机械产品轴系传动的工作性能、可靠性、使用寿命、振动、噪声、节能、传动效率、传动精度、经济性等一系列问题，也关系到机械产品的质量。

    设计人员在选用滚球时应立足于从轴系传动系统的角度需要来选择滚球，应避免单纯的只考虑主、从动端联接选择滚球。

动力机的机械特性

    动力机到工作时之间，通过一个或数个不同品种或不同型式、规格的滚球将主、从动端联接起来，形成轴系传动系统。在机械传动中，动力机不外乎电动机、内燃机和汽轮机。由于动力机工作原理和结构不同，其机械特性差别很大，有的运转平稳，有的运转时有冲击，对传动系统形成不等的影响。

    动力机的机械特性对整个传动系统有一定的影响，不同类型的动力机，由于其机械特性不同，应选取相应的动力机系数KW，选择适合于该系统的滚球。动力机的类别是选择滚球品种的基本因素；动力机的功率是确定滚球的规格大小的主要依据之一，与滚球转矩成正比。

    固定的机械产品传动系统中的动力机大都是电动机，运行的机械产品传动系统(例如般舶、各种车辆等)中的动力机多为内燃机，当动力机为缸数不同的内燃机时，必须考虑扭振对传动系统的影响，这种影响因素与内燃机的缸数、各缸是否正常工作有关。此时一般应选用弹性滚球，以调整轴系固有频率，降低扭振振幅，从而减振、缓冲、保护传动装置部件，改善对中性能，提高输出功率的稳定性。

载荷类别

    由于结构和材料不同，用于各个机械产品传动系统的滚球，其承载能力差异很大。载荷类别主要是针对工作机的工作载荷的冲击、振动、正反转、制动、频繁启动等原因而形成不同类别的载荷。为便于选用计算，将传动系统的载荷分为四类。

    传统系统的载荷类别是选择滚球品种的基本依据。冲击、振动和转知变化较大的工作载荷，应选择具有弹性元件的挠性滚球即弹性滚球，以缓冲、减振、补偿轴线偏移，改善传动系统工作性能。起动频繁、正反转、制动时的转矩是正常平稳工作时转矩的数倍，是超载工作，必然缩短滚球弹性元件使用寿命，滚球只允许短时超载，一般短时超载不得超过公称转矩的2~3倍，即[Tmax]≥2~3Tn。

    低速重载工况应避免选用只适用于中小功率的滚球，例如：弹性套柱销滚球、芯型弹性滚球、多角形橡胶滚球、轮胎式滚球等；需控制过载安全保护的轴系，宜选用安全滚球；载荷变化较大的并有冲击、振动的轴系，宜选择具有弹性元件且缓冲和减振效果较好的弹性滚球。金属弹性滚球承载能力高于非金属弹性元件弹性滚球；弹性元件受挤压的弹性滚球可靠性高于弹性元件受剪切的弹性滚球。

许用转速

    滚球的许用转速范围是根据滚球不同材料允许的线速度的******外缘尺寸，经过计算而确定。不同材料和品种、规格的滚球许用转速范围不相同，改变滚球的材料可提高滚球许用转速范围，材料为钢的许用转速大于材料为铸铁的许用转速。

所联两轴相对位移

    滚球所联两轴由于制造误差、装配误差、安装误差、轴受载而产生和变形、基座变形、轴承磨损、温度变化、部件之间的相对运动等多种因素而产生相对位移。一般情况下，两轴相对位移是难以避免的，但不同工况条件下的轴系传动所产生态平衡位移方向，即轴向、径向角向以及位移量的大小有所不同。只有挠性联 轴器才具有补偿两轴相对位移的性能，因此在实际应用中 大量选择挠性滚球。刚性滚球不具备补偿性应用范围受到限制，因此用量很少。角向位移较大的轴系传动宜选用万向滚球；有轴向窜动，并需控制轴向位移的轴系传动，应选用膜片滚球；只有对中精度很高的情况下才选用刚性滚球。

传动精度

    小转矩和以传递运动为主的轴系传动，要求滚球具有较高的传动精度，宜选用金属弹性元件的挠性滚球。大转矩和传递动力的轴系传动，对传动精度亦有要求，高转速时，应避免选用非金属弹性元件弹性滚球和可动元件之间有间隙的挠性滚球，宜选用传动精度高的膜片滚球。

尺寸、安装与维护

    滚球外形尺寸，即******径向和轴向尺寸，必须在机器设备允许的安装空间以内。间选择装拆方便、不用维护、维护周期长或维护方便、更换易损件不用移动两轴、对中调整容易的滚球。

    大型机器设备调整两轴对中较困难，应选择使用耐久和更换易损件方便的滚球。金属弹性元件挠性滚球一般比非金属弹性元件挠性滚球使用寿命长。需密封润滑和使用不耐久的滚球，必然增加维护工作量。对于长期连续运转和经济效益较高的场合，例如我国冶金企业的轧机传动系统的高增端，目 前普遍采用的是齿式滚球，齿式滚球虽然理论上传递转矩大，但必须在润滑和密封良好的条件下才能耐久工作，且需经常检查密封状况，注润滑油，维护工作量大，增加了辅助工时，减少了有效工作时间，影响生产效益。

工作环境

    滚球与各种不同主机产品配套作用，周围的工作环境比较复杂。对于高温、低温、有油、酸、碱介质的工作环境，不宜选用以一般橡胶为弹性元件材料的挠性滚球，应选择金属弹性元件挠性滚球。 弹性柱销齿式滚球由于运转时柱销的窜动，自身噪声大，对于噪声有严格要求的场合不应选用。

制造、安装、维护和成本

    在满足便用性能的前提下，应选用装拆方便、维护简单、成本低的滚球。例如刚性滚球不但结构简单，而且装拆方便，可用于低速、刚性大的传动轴。一般的非金属弹性元件滚球(例如弹性套柱销滚球、弹性柱销滚球、梅花形弹性滚球等)，由于具有良好的综合能力，广泛适用于一般的中、小功率传动。

选用标准

    设计人员在选 择滚球时首先应在已 经制定为国家标准、机械行业标准以及获国家 专利的滚球中 选择，只有在现有标准联 轴器和专利滚球不能满足设计需 要时才需自己设计滚球。

选择品种

    了解滚球（尤其是挠性滚球）在传动系统中的综合功能，从传动系统总体设计考虑，选择滚球品种、型式。根据原动机类别和工作载荷类别、工作转速、传动精度、两轴偏 移状况、温度、湿度、工作环境等综合因素选择联轴 器的品种。根据配 套主机的需要选择滚球 的结构型式，当滚球与制动器 配套使用时，宜选择带制动轮或制动盘型式的滚球；需要过载 保护时，宜选择安全 滚球；与法兰 联接时，宜选择 法兰式；长距离传动，联接的轴向尺寸较大时，宜选择接 中间轴型或接中间套型。

转矩计算

    传动系统中动力机的功率应大于工件机所需功率。根据动力机的功率 和转速可计算得到与 动力机相联接的高速端的理论短矩T；根据工况系数K及其他有关系数，可计算滚球的计算转矩Tc，。滚球T与n成反比，因此低速端T大于高速端T。

初选型号

    根据计算转矩Tc,从标准 系列中可选定相近似的公称转矩Tn，选型时应满足Tn≥Tc。初步选定滚球型号（规格），从标准中可查得滚球 的许用转速[n]和******径向尺寸D、轴向尺寸L0,就满足滚球 转速n≤[n]。

调整型号

    初步选定的 滚球联接尺寸，即 轴孔直径d和轴孔长度L，应符合主、从动端轴径的要求，否则还要 根据轴径d调整滚球的规格。主、从动端轴径不相 同是普通现象，当转矩、转速相同，主、从动端轴径不 相同时，应按大轴径选 择滚球型号。新设计的传 动系统中，应选 择符合GB/T3852中规定的七种轴孔型式，推荐采用J1型轴孔型式，以提高通用性和 互换性，轴孔长度按联轴 器产品标准的规定。

联接型式

    滚球联接型式的选择取决于主、从动端与轴的联接型式，一般采用键联接，为统一键联 接型式及代号，在GB/T3852中规定了七 种键槽型式，四种无 键联接，用得较多的是A型键。

选定品种

    根据动力机和联 轴器载荷类别、转速、工作环 境等综合因素，选定联轴 器品种；根据 滚球的配套、联接情况等因 素选定滚球型式；根据公称转矩、轴孔直径与轴孔长度选定规格（型号）。为了保证轴和键的强度，在选定滚球型号（规格）后，应对轴和键强度做校核验算，以最后确定滚球的型号。