轴承布置间距(支承跨距)是影响轴系整体刚性和承载能力的关键几何参数。增大轴承间距能显著提高轴系对倾覆力矩(扭矩)的抵抗能力，即提高轴系的角刚度。在承受径向载荷时，轴承间距的增大虽然会降低轴在跨距内的弯曲刚度，但它通过将外部载荷更有效地转化为力偶，使得轴承端点承受的反作用力减小。在承受弯曲载荷的应用中，需要平衡轴承间距对角刚度的有利影响与轴本身弯曲刚度的不利影响。

 

 

一、间距增大对角刚度的积极作用

✅ 抵抗倾覆力矩的能力： 在自动化机械或机床主轴中，轴系经常承受偏心载荷或作用在悬臂端的载荷，产生倾覆力矩。

1.力偶转化： 倾覆力矩由轴承处产生的反作用力偶来平衡。当轴承间距(力臂)增大时，平衡该力矩所需的单个轴承反作用力会相应减小。

2.角刚度提升： 由于轴承受力减小，其弹性变形减小，轴系整体对倾覆力矩的抵抗能力(角刚度)显著提高。这对于要求高定位精度和抗震性的系统至关重要。

✅ 减小轴承受力：

●延长寿命： 轴承反作用力的减小意味着轴承承受的等效动载荷降低，从而延长了轴承的疲劳寿命。

 

二、间距变化对轴本身弯曲刚度的影响

✅ 轴跨距内弯曲刚度的降低： 虽然增大间距有利于角刚度，但会对轴本身的弯曲刚度产生不利影响。

1.弯曲应力： 轴的挠度(弯曲变形)与轴承间距的立方成正比。在两轴承之间跨距内承受径向集中载荷时，间距越大，轴的弯曲变形量越大，导致轴系的径向刚度降低。

2.临界转速下降： 轴承间距的增大通常会导致轴系的一阶或更高阶固有频率下降，从而降低轴的临界转速。在高速应用中，这会限制设备的工作速度。

✅ 平衡设计原则：

●权衡取舍： 在设计中必须权衡轴承布置间距增大带来的有利的角刚度提升与不利的轴跨距内弯曲刚度下降。通常需要通过增加轴径(提高轴截面惯性矩)来补偿间距增大带来的弯曲刚度损失。

 

三、悬臂结构与载荷分配的考量

✅ 悬臂长度与间距的关系： 在存在悬臂载荷(例如安装在轴端部的带轮)的应用中，轴承布置间距的选择尤为关键。

1.减小悬臂： 为了最大限度地减小作用在轴承上的力矩，应尽量使载荷的作用点靠近最近的轴承，即减小悬臂长度。

2.优化载荷分配： 通过优化轴承间距，可以控制两个支承轴承的受力分配，确保任一轴承都不会过度超载，以达到最佳的系统可靠性。在某些情况下，采用紧密布置(小间距)的轴承可以更有效地抵抗径向载荷。

 

刚性总结：

●系统刚性： 轴承布置间距是决定轴系系统刚性的首要因素。间距应根据轴系所受的主要载荷类型(弯曲或力矩)进行优化，并通过轴径的设计来保证所需的临界转速和挠度极限。本文内容是上隆自动化零件商城对“轴承”产品知识基础介绍的整理介绍，希望帮助各行业用户加深对产品的了解，更好地选择符合企业需求的优质产品，解决产品选型中遇到的困扰，如有其他的疑问也可免费咨询上隆自动化零件商城。