単列アンギュラ玉軸受の接触角と負荷するアキシアル荷重の関係についてご紹介します。

単列アンギュラ玉軸受 は洗練された構造と優れた性能を備えたベアリングです。高速、高精度、高負荷の機械装置に広く使用されています。その特性の 1 つはベアリングの接触角であり、これはベアリングの性能、特にアキシアル荷重に耐える能力に直接影響します。接触角とは、軸受の内外輪軌道と鋼球との接触点線と軸受のラジアル面とのなす角度を指します。単列アンギュラ玉軸受では、この角度は通常 15° ～ 40° です。接触角の大きさは、軸受のアキシアル荷重に耐える能力を決定し、軸受の剛性と走行安定性にも影響します。

1. 接触角が大きいほど、軸受のアキシアル荷重容量は強くなります。接触角が大きくなると、鋼球と軌道面との接触面積が増加し、鋼球と軌道面にかかる荷重をより大きく分散できるためである。以下は、さまざまな接触角とアキシアル耐荷重の関係の分析です。
接触角 15°: 接触角 15° の単列アンギュラ玉軸受は、主に高速動作と小さなアキシアル荷重が必要なシナリオで使用されます。接触角が小さいため、ベアリングは高速時の摩擦と温度上昇を低く抑えることができ、工作機械のスピンドルや高速モーターなどの高速用途に適しています。ただし、接触角が小さいため、ベアリングはより小さなアキシアル荷重にしか耐えることができません。アキシアル荷重が大きすぎると、玉と軌道面の接触面に過度の摩耗が発生し、軸受の寿命が低下することがあります。
接触角 25°: 接触角 25° のベアリングは、特定の軸方向荷重に耐え、高速で動作できる一般的な媒体の選択肢です。より優れた走行安定性を維持しながら、接触角 15° のベアリングよりも高いアキシアル荷重に対応できます。自動車のトランスミッション システムや一般産業機器など、アキシアル荷重と高速動作のバランスが必要な一部の用途には、接触角 25° のベアリングが適しています。
接触角 40°: 接触角 40° の単列アンギュラ玉軸受は、より大きなアキシアル荷重に耐えることができ、より高いアキシアル荷重容量が必要な場合に適しています。たとえば、接触角 40° のベアリングは、重機や装置、風力タービン、高負荷工作機械でよく使用されます。このタイプの軸受は剛性が高く、変形に強いという特徴がありますが、接触角が大きいため、高速走行時には摩擦係数も増加し、温度上昇が早くなり効率に影響を与える場合があります。したがって、接触角 40° のベアリングは通常、低速の作業環境で使用されますが、より大きなアキシアル荷重に耐える必要があります。

2. ラジアル荷重を受ける場合、接触角も重要な役割を果たします。接触角が小さいほど、ラジアル力がベアリングの内輪と外輪により直接的に伝達されるため、より大きなラジアル荷重に耐えることができます。ただし、接触角が大きくなると、より多くの力が軸方向に分散されるため、ラジアル荷重に耐えるベアリングの能力は小さくなります。ベアリングを選択するとき、エンジニアは接触角とラジアル荷重およびアキシアル荷重の間の適切なバランスを見つける必要があります。

3. ベアリングの接触角の選択は、主に用途シナリオにおける負荷条件と速度要件によって決まります。装置が高速で動作する必要があり、主にラジアル荷重に耐える必要がある場合は、接触角が小さいベアリングを選択することがより適切ですが、アキシアル荷重が大きく比較的低速であるアプリケーション シナリオでは、接触角が大きいベアリングの方が利点が大きくなります。例えば、自動車のホイールハブユニットでは、車両の重力や路面衝撃によるアキシアル荷重とラジアル荷重を軸受が受ける必要があるため、接触角40°の軸受が選択されることが多いです。精密工作機械の主軸には、高速動作と精密加工の要求から、接触角15°または25°のベアリングが使用されることが多いです。