軸承的種類和類型

軸承的種類和類型第一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.1軸承的功用和類型軸承的作用是支承軸。軸在工作時可以是旋轉(zhuǎn)的，也可以是靜止的。1．能承擔(dān)一定的載荷，具有一定的強(qiáng)度和剛度。2．具有小的摩擦力矩，使回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動靈活。3．具有一定的支承精度，保證被支承零件的回轉(zhuǎn)精度。根據(jù)軸承中摩擦的性質(zhì)，可分為滑動軸承和滾動軸承。一、軸承應(yīng)滿足如下基本要求：二、軸承的分類根據(jù)能承受載荷的方向，可分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承。(或稱為徑向軸承、止推軸承、徑向止推軸承）。第二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.1軸承的功用和類型滾動軸承和滑動軸承示例第三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.2滾動軸承的組成、類型及特點14.2.1滾動軸承的組成滾動軸承一般由內(nèi)圈1、外圈2、滾動體3和保持架4組成。內(nèi)圈裝在軸徑上，與軸一起轉(zhuǎn)動。外圈裝在機(jī)座的軸承孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動。內(nèi)外圈上設(shè)置有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈之間相對旋轉(zhuǎn)時，滾動體沿著滾道滾動。保持架使?jié)L動體均勻分布在滾道上，減少滾動體之間的碰撞和磨損。12341233第四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四常見的滾動體有六種形狀，一種是球形，五種是滾子。14.2滾動軸承的組成、類型及特點第五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.2滾動軸承的組成、類型及特點滾動軸承的內(nèi)外圈和滾動體應(yīng)具有較高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用特殊軸承鋼制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等滾動軸承的工作表面必須經(jīng)磨削拋光，以提高其接觸疲勞強(qiáng)度。保持架多用低碳鋼板通過沖壓成形方法制造，也可采用有色金屬或塑料等材料。為適應(yīng)某些特殊要求，有些滾動軸承還要附加其他特殊元件或采用特殊結(jié)構(gòu)，如軸承無內(nèi)圈或外圈、帶有防塵密封結(jié)構(gòu)或在外圈上加止動環(huán)等。第六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.2滾動軸承的組成、類型及特點14.2.2滾動軸承的類型及特點1、按所能承受載荷的方向或公稱接觸角的不同可分為向心軸承和推力軸承向心軸承徑向接觸軸承：公稱接觸角α=0°，主要承受徑向載荷，可承受較小的軸向載荷。向心角接觸軸承：公稱接觸角α=0°～45°，同時承受徑向載荷和軸向載荷。推力軸承推力角接觸軸承：公稱接觸角α=45°～90°，主要承受軸向載荷，可承受較小的軸向載荷。軸向接觸軸承：公稱接觸角α=90°，只能承受軸向載荷。滾動軸承公共接觸角第七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.2滾動軸承的組成、類型及特點第八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.2滾動軸承的組成、類型及特點2、按滾動體的種類可分為球軸承和滾子軸承在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力和耐沖擊能力都好，但球軸承摩擦小、高速性能好。

球軸承滾子軸承第九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四3.按工作時能否調(diào)心可分為調(diào)心軸承和非調(diào)心軸承。

14.2滾動軸承的組成、類型及特點4.按安裝軸承時其內(nèi)、外圈可否分別安裝，分為可分離軸承和不可分離軸承。5.按公差等級可分為0、6、5、4、2級滾動軸承，其中2級精度最高，0級為普通級。另外還只有用于圓錐滾子軸承的6x公差等級。。6.按照運(yùn)動方式可分為回轉(zhuǎn)運(yùn)動軸承和直線運(yùn)動軸承。第十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.2滾動軸承的組成、類型及特點第十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.3滾動軸承的代號前置代號基本代號后置代號

軸承的分

部件代號內(nèi)

部

結(jié)

構(gòu)

代

號密

封

與

防

塵

結(jié)

構(gòu)

代

號保

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材

料

代

號特

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軸

承

材

料

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代

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代

號多

軸

承

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置

代

號其

它

代

號五四三二一類

型

代

號尺寸系

列代號內(nèi)

徑

代

號寬

度

系

列

代

號直

徑

系

列

代

號滾動軸承代號構(gòu)成：代號用于表征滾動軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸、類型、精度等，由GB/T272規(guī)定。前置代號——表示軸承的分部件。基本代號——表示軸承的類型與尺寸等主要特征。后置代號——表示軸承的精度與材料的特征。第十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.3滾動軸承的代號第十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.4滾動軸承的類型的選擇14.4.1影響軸承承載能力的參數(shù)1.游隙內(nèi)、外滾道與滾動體之間的間隙稱為游隙，即為當(dāng)一個座圈固定時，另一座圈沿徑向或間隙或軸向的最大移動量。游隙可影響軸承的運(yùn)動精度、壽命、噪聲、承載能力等。第十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.4滾動軸承的類型的選擇2.極限轉(zhuǎn)速滾動軸承在一定在和和潤滑條件下，允許的最高轉(zhuǎn)速稱為極限轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速過高會產(chǎn)生高溫，潤滑失效產(chǎn)生破壞。3.偏位角安裝誤差或軸的變形等都會引起指南稱內(nèi)外圈中心線法稱相對傾斜，其傾斜角d稱為偏位角。3.接觸角由軸承結(jié)構(gòu)類型所決定的接觸角稱為公稱接觸角。第十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.4滾動軸承的類型的選擇14.4.2滾動軸承類型的選擇載荷條件轉(zhuǎn)速條件裝調(diào)性能調(diào)心性能經(jīng)濟(jì)性軸承受載荷的大小、方向和性質(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)選擇軸承類型時應(yīng)注意其允許的極限轉(zhuǎn)速nlim3類和N類的內(nèi)外圈分離，便于拆裝。為方便長軸上軸承的拆裝，可選用代內(nèi)錐孔和緊定套的軸承軸承內(nèi)、外圈軸線間的偏位角應(yīng)控制在極限之內(nèi)，對安裝精度差的軸承，宜選用調(diào)心軸承。在滿足使用條件的情況下優(yōu)先選用價格低廉的軸承。第十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.5滾動軸承的工作情況分析及計算14.5.1滾動軸承的受載情況分析軸承轉(zhuǎn)動時，承受徑向載荷Fr，外圈固定。當(dāng)內(nèi)圈隨軸轉(zhuǎn)動時，滾動體滾動，內(nèi)、外圈與滾動體的接觸點不斷發(fā)生變化，其表面接觸應(yīng)力隨著位置的不同作脈動循環(huán)變化。滾動體在上面位置時不受載荷，滾到下面位置受載荷最大，兩側(cè)所受載荷逐漸減小。所以軸承元件受到脈動循環(huán)的接觸應(yīng)力。點擊上圖觀看動畫演示第十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.5滾動軸承的工作情況分析及計算14.5.2滾動軸承的失效形式和計算準(zhǔn)則1.失效形式滾動軸承的失效形式主要有三種：疲勞點蝕、塑性變形和磨損第十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四2.計算準(zhǔn)則14.5滾動軸承的工作情況分析及計算對于一般轉(zhuǎn)速的軸承，即10r/min<n<nlim,如果軸承的制造、保管、安裝、使用等條件均良好時，軸承的主要失效形式為疲勞點蝕，因此應(yīng)以疲勞強(qiáng)度計算為依據(jù)進(jìn)行軸承的壽命計算。對于高速軸承，除疲勞點蝕外其工作表面的過熱也是重要的失效形式，因此除需進(jìn)行壽命計算外還應(yīng)校驗其極限轉(zhuǎn)速對于低速軸承，即n<1r/min，可近似地認(rèn)為軸承各元件是在靜盈利作用下工作的，其失效形式為塑性變形，應(yīng)進(jìn)行以下不發(fā)生塑性變形為準(zhǔn)則的強(qiáng)度計算。第十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.5滾動軸承的工作情況分析及計算14.5.3滾動軸承的壽命計算滾動軸承的壽命是指軸承的滾動體或套圈首次出現(xiàn)點蝕之前，軸承的轉(zhuǎn)數(shù)或相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)。顯然，通常談的滾動軸承壽命是指滾動軸承的疲勞壽命。與一般結(jié)構(gòu)件的疲勞壽命一樣，滾動軸承的疲勞壽命的離散性也是相當(dāng)大的（見右圖）。

基本額定壽命：具有90％可靠度時軸承的壽命，用L10表示。

基本額定動載荷：使軸承的基本額定壽命恰好為106轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的載荷值，用字母C表示。軸承的壽命/（106r）第二十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四滾動軸承尺寸的選擇4在進(jìn)行軸承壽命計算時，應(yīng)把作用在軸承上的實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定軸承C值的載荷條件相一致當(dāng)量動載荷（用字母P表示）。各類軸承的當(dāng)量動載荷可按下式計算：式中：Fr與Fa分別為軸承實際承受的徑向載荷與軸向載荷X、Y分別為軸承的徑向動載荷系數(shù)與軸向動載荷系數(shù)為了計及實際載荷波動的影響，可對當(dāng)量動載荷乘上一個載荷系數(shù)fp。載荷性質(zhì)載荷系數(shù)fp舉例無沖擊或輕微沖擊1.0～1.2電機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等中等沖擊或中等慣性力1.2～1.8機(jī)床、車輛、動力機(jī)械、起重機(jī)、造紙機(jī)、選礦機(jī)、冶金機(jī)械、卷揚(yáng)機(jī)械等強(qiáng)大沖擊1.8～3.0碎石機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、振動篩等14.5滾動軸承的工作情況分析及計算第二十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.6滾動軸承的選擇滾動軸承的選擇可分為兩個步驟進(jìn)行：按工作條件首先確定滾動軸承的類型選擇軸承的尺寸公差等級的選擇對于靜止軸承、緩慢擺動或極低速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承按靜載荷計算對于一般運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承，按壽命計算進(jìn)行軸承尺寸的選擇當(dāng)軸承的工作轉(zhuǎn)速n在1～10r/min之間時，有兩種選擇方法：按n=10r/min選擇軸承尺寸；利用壽命公式計算出C值，再按靜載荷強(qiáng)度計算公式計算C0值。進(jìn)行比較，選用其中較大值對應(yīng)的軸承尺寸的軸承。對于轉(zhuǎn)速較高又同時承受沖擊載荷的軸承，不但進(jìn)行壽命計算，還要進(jìn)行軸承的強(qiáng)度校核對于高速軸承，除進(jìn)行壽命計算外還應(yīng)檢驗極限轉(zhuǎn)速。出于成本考慮，在一般的機(jī)械川東重宜選用普通級精度的軸承。第二十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計為了保證軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件正常運(yùn)行，還應(yīng)解決軸承組合的結(jié)構(gòu)問題，其中包括，軸承組合的軸向固定，軸承與相關(guān)零件的配合，間隙調(diào)整、裝拆、潤滑等一系列問題。14.7.1軸承的軸向固定第二十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計14.7.2軸承組的軸向固定除了合理選擇軸承的類型和尺寸外，還必須正確、合理地進(jìn)行軸承的組合設(shè)計。即正確解決軸承的軸向位置固定、軸承與其它零件的配合、軸承的調(diào)整與裝拆等問題。1.兩端固定式第二十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計2.一端固定、一端游動式一端支承的軸承，內(nèi)、外圈雙向固定，另一端支承的軸承可以軸向游動。雙向固定端的軸承可承受雙向軸向載荷，游動端的軸承端面與軸承蓋之間留有較大的間隙。以適應(yīng)軸的伸縮量，這種支承結(jié)構(gòu)適用于軸的溫度變化大和跨距較大的場合。點擊圖像看大圖第二十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計3.兩端游動式第二十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計14.7.3軸承組合的調(diào)整1.軸承間歇的調(diào)整第二十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計第二十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計第二十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計2.軸系位置的調(diào)整第三十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計14.7.4軸承組合支撐部分的剛度和同軸度軸承座孔壁應(yīng)有足夠的厚度，并用加強(qiáng)肋增強(qiáng)其剛性。支撐結(jié)構(gòu)中同一根軸上的軸承座孔盡可能同心。角接觸軸承安裝方式不同時軸承組合的剛性也不同。第三十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計14.7.3軸承的預(yù)緊軸承的預(yù)緊就是在安裝軸承時使其受到一定的軸向力，以消除軸承的游隙并使?jié)L動體和內(nèi)、外圈接觸處產(chǎn)生彈性預(yù)變形。預(yù)緊的目的在于提高軸承的剛度和旋轉(zhuǎn)精度。第三十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計14.7.3滾動軸承的配合與拆裝1．滾動軸承的配合滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸承外圈與軸承座孔的配合采用基軸制。在設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)及其的工作條件、載荷的大小及性質(zhì)、轉(zhuǎn)速的高低、工作溫度及內(nèi)外圈中哪一個套圈跳動等因素選擇軸承的配合。當(dāng)外載荷方向不變時，轉(zhuǎn)動套圈應(yīng)比固定套圈的配合緊一些。高速、重載情況下應(yīng)采用較緊配合。作游動支撐的軸承外圈與座孔間應(yīng)采用間隙配合，但又不能過松而發(fā)生相對轉(zhuǎn)動軸承與空心軸的配合應(yīng)選用較緊配合，部分式軸承座座孔與軸承外圈的配合應(yīng)較松。充分考慮溫升對配合的影響。第三十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計2．滾動軸承的安裝與拆卸（1）軸承的安裝冷壓法熱套法（2）軸承的拆卸（2）軸承的拆卸采用中用工具或壓力機(jī)拆卸軸承為方便拆卸，軸上定位軸肩的高度應(yīng)小于軸承內(nèi)圈的高度。第三十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計14.7.7滾動軸承的潤滑與密封1．潤滑的目的潤滑可以降低滾動軸承內(nèi)部的摩擦，減少磨損和發(fā)熱量；軸承的摩擦發(fā)熱使軸承升溫，油潤滑可以到起冷卻作用，從而降低軸承的工作溫度，延長使用壽命；良好的潤滑狀態(tài)，可在滾動體與滾道間形成一層使兩者隔開的油膜，可以使接觸壓力減小；軸承零件表面覆蓋一層潤滑劑，可以防止表面氧化生銹。選哪一類潤滑方式，這與軸承的速度有關(guān)。選擇潤滑方式時，可查閱各類潤滑方式的dn值界限表。2．潤滑方式的選擇軸承常用的潤滑方式有油潤滑和脂潤滑兩類。3．密封作用：阻止灰塵、水、酸氣和其它雜物進(jìn)入軸承，防止?jié)櫥瑒┝魇?。密封裝置可分為：非接觸式密封和接觸式密封。第三十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計第三十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.7滾動軸承的組合設(shè)計第三十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.8滑動軸承概述14.8.1滑動軸承的特點、應(yīng)用及分類滾動軸承絕大多數(shù)都已標(biāo)準(zhǔn)化，故得到廣泛的應(yīng)用。但是在以下場合，則主要使用滑動軸承：１．工作轉(zhuǎn)速很高，如汽輪發(fā)電機(jī)。２．要求對軸的支承位置特別精確，如精密磨床。３．承受巨大的沖擊與振動載荷，如軋鋼機(jī)。４．特重型的載荷，如水輪發(fā)電機(jī)。５．根據(jù)裝配要求必須制成剖分式的軸承，如曲軸軸承。６．在特殊條件下工作的軸承，如軍艦推進(jìn)器的軸承。７．徑向尺寸受限制時，如多輥軋鋼機(jī)。工作時軸承和軸頸的支撐面間形成直接或間接活動摩擦的軸承，稱為滑動軸承。第三十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.8滑動軸承概述根據(jù)所承受載荷的方向、滑動軸承可分為徑向軸承、推力軸承兩大類。根據(jù)軸系和拆裝的需要，滑動軸承可分為整體式和剖分式兩類?；瑒虞S承的分類根據(jù)頸和軸瓦間的摩擦狀態(tài)，滑動軸承可分為液體摩擦滑動軸承和非液體摩擦滑動軸承—根據(jù)工作時相對運(yùn)動表面間油膜形成原理的不同，液體摩擦滑動軸承又分為液體動壓潤滑軸承和液體靜壓潤滑軸承，簡稱動壓軸承和靜壓軸承。第三十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.8滑動軸承概述14.8.2滑動軸承的結(jié)構(gòu)徑向滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)11.徑向滑動軸承的結(jié)構(gòu)(1)整體式徑向滑動軸承特點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。應(yīng)用：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器中。軸承座整體軸套螺紋孔油杯孔因磨損而造成的間隙無法調(diào)整。只能從沿軸向裝入或拆出。第四十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四(2)部分式徑向滑動軸承特點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可以調(diào)整磨損而造成的間隙、安裝方便。應(yīng)用場合：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器中。部分式軸承(整體軸套)對開式軸承(剖分軸套)14.8滑動軸承概述第四十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四徑向滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)32.推力滑動軸承推力滑動軸承由軸承座和止推軸頸組成。常用的軸頸結(jié)構(gòu)形式有：空心式：軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條件較實心式的改善。單環(huán)式：利用軸頸的環(huán)形端面止推，結(jié)構(gòu)簡單，潤滑方便，廣泛用于低速、輕載的場合。多環(huán)式：不僅能承受較大的軸向載荷，有時還可承受雙向軸向載荷。

由于各環(huán)間載荷分布不均，其單位面積的承載能力比單環(huán)式低50%。

空心式單環(huán)式多環(huán)式14.8滑動軸承概述第四十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.8滑動軸承概述14.8.3軸瓦的結(jié)構(gòu)和滑動軸承的材料1.軸瓦的結(jié)構(gòu)常用的軸瓦結(jié)構(gòu)有整體式和剖分式兩類。整體式整體式軸承采用整體式軸瓦，整體式軸瓦又稱軸套，分為光滑軸套和帶縱向油槽軸套兩種。第四十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.8滑動軸承概述部分式部分式軸承采用部分式軸瓦。為了使軸承與軸瓦結(jié)合牢固，可在軸瓦基體內(nèi)壁制出溝槽，使其與合金軸承襯結(jié)合更牢。為了使?jié)櫥湍芫鶆蛄鞯秸麄€工作表面上，軸瓦上要開出油溝，油溝和油孔應(yīng)開在非承載區(qū)，以保證承載區(qū)油膜的連續(xù)性。觀看油孔、油溝樣式動畫第四十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.8滑動軸承概述2.軸承材料軸承材料是指在軸承結(jié)構(gòu)中直接參與摩擦部分的材料，如軸瓦和軸承襯的材料。軸承材料性能應(yīng)滿足以下要求：減摩性：材料副具有較低的摩擦系數(shù)。耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨損率表示?？挂д承裕翰牧系哪蜔嵝耘c抗粘附性。摩擦順應(yīng)性：材料通過表層彈塑性變形來補(bǔ)償軸承滑動表面初始配合不良的能力。嵌入性：材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動表面發(fā)生刮傷或磨粒磨損的性能。此外還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力、良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性。磨合性：軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運(yùn)行后，形成相互吻合的表面形狀和粗糙度的能力（或性質(zhì)）。第四十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.8滑動軸承概述常用軸承材料有：金屬材料粉末冶金材料非金屬材料—軸承合金（巴氏合金、白合金）是由錫、鉛、銻、銅等組成的合金—銅合金分為青銅和黃銅兩類。—鑄鐵有普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵等?！摄~、鐵、石墨等粉末經(jīng)壓制、燒結(jié)而成的多孔隙軸瓦材料。—有塑料、硬木、橡膠和石磨等，其中塑料用的最多第四十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期四14.8滑動軸承概述1.潤滑脂及其選擇特點：無流動性，可在滑動表面形成一層薄膜。適用場合：要求不高、難以經(jīng)常供油，或者低速重載以及作擺動運(yùn)動的軸承中。選擇原則：１．當(dāng)壓力高和滑動速度低時，選擇錐入度小一些的品種；反