马延波，孙立明，傅建海，曾献智，宗晓明

(1.洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039；2.万向钱潮股份有限公司，杭州 311215)

往复旋转直线运动球轴承(以下简称直线轴承)是直线轴承的一种，其基本结构由内圈、外圈、钢球及保持架组成，可同时做轴向往复运动及周向旋转运动。该轴承生产成本低、摩擦因数小、精度高、可承受中等强度载荷，是机电设备中关键部件之一，广泛应用于数控机床、自动仪表、冲压模具及汽车工业等领域[1-2]。

为满足轴承承载能力的要求，设计中往往需要较多的钢球个数，这就制约了保持架的强度，一旦保持架强度不够，就会发生断裂，造成轴承失效。因此需对保持架进行受力分析，以保证其强度和工作可靠性。由于保持架实际运动状态比较复杂，难以建立准确的分析模型，因此选取保持架极限运动状态下的受力进行分析具有典型意义(其他运动状态下保持架的受力情况均好于该极限运动状态)。文中以某机构用直线轴承为例，对其保持架在极限运动状态下的受力情况进行有限元仿真分析，以校核保持架的强度。

1 轴承工况及结构特点

某直线轴承如图1所示。该结构中空心转轴充当轴承内圈，直线轴承有轴向限位装置。内圈相对外圈转速为60 r/min，轴向往复运动频率为16 Hz，往复运动行程为5 mm，径向载荷为300 N，球组节圆直径为25 mm，钢球直径为3.5 mm，保持架兜孔直径为3.75 mm。保持架兜孔在圆周上呈螺旋线分布，圆周均布18列，每列3个钢球。

图1 直线轴承