軸承設(shè)計理論知識

1、深溝球軸承設(shè)計方法1、適用范圍2、引用標(biāo)準(zhǔn)2、引用標(biāo)準(zhǔn)GB7811-87GB6930-86GB276-89GB274-82GB307.1-84GB1800-79GB308-89GB4604-84GB4662-84GB6391-86GBZQ23-84JB/CQ107-88GB307.3-84JB/CQ13-873、本設(shè)計方法適用于特輕1輕2窄、中3窄、重4窄系列深溝球軸承和特輕1輕2窄、中3窄系列帶密封圈及帶防塵蓋深溝球軸承的產(chǎn)品設(shè)計。滾動軸承參考符號滾動軸承詞匯深溝球軸承外形尺寸滾動軸承裝配倒角極限滾動軸承公差公差與配合總論標(biāo)準(zhǔn)公差與基本偏差滾動軸承鋼球滾動軸承徑向游隙滾動軸承額定靜負荷滾動軸

2、承額定動負荷和額定壽命的計算方法滾動軸承鉚釘技術(shù)條件滾動軸承產(chǎn)品圖樣格式滾動軸承一般技術(shù)要求球軸承及其零件補充技術(shù)要求ZQ32-85（試行）深溝球軸承浪形保持架技術(shù)條件ZQ16-84滾動軸承零件向心和角接觸球軸承套圈公差JB/CQ95-87深溝及角接觸球軸承套圈溝形公差ZQ43-85深溝及角接觸球軸承套圈溝道及圓形偏差ZQ4-85滾動軸承套圈表面粗糙度技術(shù)條件ZQ28-84滾動軸承鋼球表面粗糙度技術(shù)條件ZBJ11018-89密封深溝球軸承技術(shù)條件ZQ31-85深溝球軸承用骨架式橡膠密封圈技術(shù)條件GB278-82帶防塵蓋的相信球軸承外形尺寸符號（尺寸單位mm）3.1軸承、鋼球及套圈符號d、軸承內(nèi)

3、徑D、軸承外徑B、軸承寬度，內(nèi)圈寬度C、外圈寬度a、溝位置（溝道中心至套圈基準(zhǔn)端面的距離）ai、內(nèi)圈溝位置ae、外圈溝位置r、軸承裝配倒角rsmin、軸承最小單向倒角rsmax、軸承最大單向倒角r8,r3、軸承非裝配倒角dm、軸承平均直徑Dw、鋼球直徑Z、一套軸承鋼球數(shù)（個）Dwp、鋼球組的中心圓直徑、填球角U、軸承基本組徑向游隙Cr、徑向基本額定動負荷（N）COr、徑向額定靜負荷Ri、內(nèi)圈溝道曲率半徑Re、外圈溝道曲率半徑di、內(nèi)圈溝道直徑De、外圈溝道直徑d2、內(nèi)圈檔邊直徑D2、外圈檔邊直徑Hw、標(biāo)志平面有效寬度Hz、標(biāo)志字高Dk、標(biāo)志中心圓直徑Ww、一個鋼球的質(zhì)量（Kg）Vi、內(nèi)圈體積（

4、mm3）Wi、內(nèi)圈質(zhì)量（Kg）Ve、外圈體積（mm3）We、外圈質(zhì)量（Kg）3.2保持架符號S、保持架鋼板厚度Bc、保持架寬度Dc1、保持架內(nèi)徑Dc、保持架外徑Dcp、保持架中心圓直徑C、保持架相鄰兩兜孔中心間的距離C1、保持架兜孔中心與相鄰鉚釘孔中心間的距離K、保持架兜孔深度Rc、保持架球兜內(nèi)球面半徑tc、半保持架鉚釘孔直徑rc、半保持架兜孔間的平面與球兜相交的圓角半徑自、保持架在軸承內(nèi)的徑向竄動量&c、鋼球與兜孔之間的間隙自1、保持架與內(nèi)、外圈檔邊之間的間隙Wc、半保持架質(zhì)量（Kg）3.3鉚釘符號Dm、鉚釘頭直徑dm、鉚釘桿直徑d1、鉚釘桿末端的基本直徑e、鉚釘桿直徑的有效長度范圍SR、鉚

5、釘頭的圓頭半徑rmax、鉚釘頭與鉚釘桿連接處的圓角最大半徑L、鉚釘桿長度Wm、鉚釘單個質(zhì)量（Kg）4、深溝球軸承（開式）優(yōu)化設(shè)計外形尺寸軸承外形尺寸d，D,B及軸承最小單向倒角rsmin應(yīng)符合GB276-89的規(guī)定。主參數(shù)優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化設(shè)計以軸承徑向基本額定動負荷Cr為目標(biāo)函數(shù)根據(jù)國標(biāo)GB6391-86的規(guī)定：當(dāng)DwW25.4mm時Cr=1.3*fc*Z23*Dw當(dāng)DwW25.4mm時當(dāng)Dw當(dāng)Dw25.4mm時Cr=3.647*fc*Z2/*Dw1.4(N)系數(shù)fc的值按附表2選取約束條件Kwmin（D-d）WDwWKwmax（D-d）式中Kw的取值范圍見表1,Dw應(yīng)盡量選取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格尺寸

6、（見附表5）表1Kw值、直徑系列d（mm）100200300400dW350.240.30.240.310.250.320.280.3235dWl200.30.320.30.320.30.330.30.32120d2400.290.320.280.320.290.320.250.3對于密封，防塵軸承，驗算球徑DwW0.6B;0.5(D+d)WDwpW0.515(D+d)180：2sin/Dw四）+1Z皿2sm-/DwDwP）+1填球角max按表2規(guī)定，Z取整數(shù)表2角限制條件（上限）直徑系列100200300400“不大于1951941931924.2.3優(yōu)化設(shè)計主參數(shù)Dw、Z、Dwp的選取應(yīng)在

7、滿足約束條件,式的前提下，使Cr盡可能取極大值。優(yōu)化過程可用以下框圖（局部網(wǎng)格法）進行。4.3CAD程序（從略）Ri及Re的允差mmDw超過6101824304050到610182430405060允差+0.03+0.04+0.06+0.09+0.12+0.14+0.18+0.22直徑4.560mm標(biāo)準(zhǔn)鋼球的套圈溝道曲率半徑見附表54.5.2溝道直徑di、De（取值精度0.001,允差按表4）內(nèi)圈溝道直徑di=Dwp-Dw外圈溝道直徑De=di+2Dw+u式中基本組徑向游隙平均值u=（umin+umax）/2按GB4604-84規(guī)定（見附表3）表4di與De的允差mmd超過3080120180

8、250315到3080120180250315500Di及De的允差0.0150.020.0250.030.040.030.064.5.3溝位置a（取值精度0.1允差按表5）a=B/2內(nèi)圈溝位置ai與外圈溝位置ae取相同值即ai=ae=a表5a的允差d超過1018305080120180250315400到1018305080120180250315400500a的允差0.0150.020.0250.030.040.0450.050.060.0650.070.084.5.4套圈檔邊直徑d2、D2（取值精度0.1,允差按表7）內(nèi)圈檔邊直徑d2=di+Kd*Dw外圈檔邊直徑D2=De-Kd*DwK

9、d值按表6表6Kd值直徑系列*100*200、300400Kd0.35dW250.35d0.400.40*100、200系列軸承，當(dāng)D32mm,采用帶爪保持架時，Kd可取小到0.30、0.2。表7非引導(dǎo)檔邊與引導(dǎo)檔邊允差d2、D2超過1018305080120180250315400到18305080120180250315400500非引導(dǎo)檔邊允差d2-0.18-0.21-0.25-0.30-0.35-0.40-0.46-0.52-0.57-0.63D2+0.18+0.21+0.25+0.30+0.35+0.40+0.46+0.52+0.57+0.63引導(dǎo)檔邊允差d2-0.035-0.045

10、-0.05-0.06-0.07-0.08-0.09-0.1-0.12-0.12D2+0.035+0.045+0.05+0.06+0.07+0.08+0.09+0.1+0.12+0.124.5.5裝配倒角r及非裝配倒角r3、r8的尺寸及允差根據(jù)最小單向倒角rsmin的尺寸按附表6選取4.5.6標(biāo)志、標(biāo)志尺寸（取值精度0.1）軸承通常在外圈端面上標(biāo)志，內(nèi)圈部標(biāo)志，為區(qū)分基準(zhǔn)面，可在內(nèi)圈非基準(zhǔn)端面上標(biāo)志或一等標(biāo)識符號，以識區(qū)分。標(biāo)志面有效寬度hwhw=（D-2rsmax）-（D2max+2r8max）/2標(biāo)志中心圓直徑DkDk=（D-2rsmax）+（D2max+2r8max）/2對400系列軸承（

11、14）、（15）式中r8改為r3標(biāo)志字體高根據(jù)hw按表8選取，同一內(nèi)徑和尺寸系列的軸承，標(biāo)志中心圓直徑與字體高應(yīng)當(dāng)一致。標(biāo)志尺寸各廠可根據(jù)自己的情況靈活處理，不強求統(tǒng)一表8標(biāo)志標(biāo)準(zhǔn)字體高、標(biāo)志中心圓直徑Dk標(biāo)志面有效寬度超過305080120150200到305080120150200超過0.81.20.70.70.7111.21.80.70.71111.511.51.831111.511.51.521.52371.51.5222.571022.533103344浪形保持架設(shè)計保持架鋼板厚度S（取值精度0.1）S=S（Dw）由（16）式計算出S后，按表10選用最接近計算的標(biāo)準(zhǔn)厚度。表9S（Dw

12、）值直徑系列100200300、400Dw(mm)4DwW354DwW455DwW4545DwW55S(Dw)+1.2521.2533,174J口0.50.04Y6.3收0.5+0.15Jdw0.5+0.4飛8.5TOC o 1-5 h z表10浪形保持架用冷軋鋼板的標(biāo)準(zhǔn)厚度mm0.50.6*0.70.8*1.00.50.6*0.70.8*1.01.21.522.533.5微型0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.4*為非優(yōu)先選用鋼板厚度。保持架寬度Bc（取值精度0.1）Bc=Kc*Dw表11Kc值直徑系列100200、300、400Kc0.480.45注：考慮到保持架碰套及套料問題

13、，個別小型號軸承的Kc值可適當(dāng)減小。4.6.3保持架內(nèi)徑Dc1及外徑Dc（取值精度0.1允差按表12）Dc1=Dcp-BcDc=Dcp+Bc式中：Dcp=Dwp表12Dcp、Dc1、Dc的允差mmDcp、Dc1、Dc超過1018305080120180250到18305080120180250315允差Dc1、Dc士0.055士0.065士0.08士0.095士0.110士0.125士0.145士0.16Dcp士0.025士0.054.6.4保持架兜窩的深度K（取值精度0.01,允差按表13）K=0.5Dw+&c自c按表13選取Dw超過610141824324050到6101418243240

14、5060Rc、K的允差+0.04+0.05+0.06+0.07+0.08+0.10+0.10+0.12+0.14&c值0.040.050.060.070.080.100.100.120.14表13，c值、Rc、K的允差4.6.5保持架球兜內(nèi)球面半徑Rc（取值精度0.01,允差按表13）Rc=Kmax若工藝條件允許，也可制造圓形兜孔Rc=K.按上式試算得的保持架尺寸Bc、Rc、K值必然使保持架在軸承內(nèi)產(chǎn)生徑向竄動，其徑向竄動量自可按下式計算（自及表14的&max、&min僅供復(fù)核參考）0.85*Bc.2（Rc*Cos*Sin-1-Rc+K）4=0.85*Bc-Dw*Sin*Cos-12RcDw計

15、算占max時，Rc、K取最大值，計算&min時，Rc、K取最小值，而Dw、Bc用公稱尺寸。計算得的占min及&max不得超過表14的規(guī)定。表14保持架徑向竄動量占mmDw超過610141824304050到61014182430405060自min0.20.20.30.30.40.40.60.60.7自max0.60.70.81.01.21.41.61.82.0如超出&max時，可適當(dāng)減小K、Rc但減小后應(yīng)滿足2KNDw+占c必須保證保持架部與套圈碰套，驗算時應(yīng)考慮Dclmin-d2max2己max2D2min-Dcmax2己max2+自14.6.64.6.64.6.74.6.8保持架與內(nèi)，外

16、圈檔邊之間的間隙當(dāng)DwW10mm時，占1三0.2當(dāng)Dw10mm時，占1三0.4相鄰兩球兜（或鉚釘孔）中心間距離C（取值精度0.001允差0.025）C=Dcp*Sin（180/Z）兜孔中心與相鄰鉚釘孔中心間距離C1（取值精度0.001,允差0.025）C1=Dcp*Sin（90/Z）保持架兜孔之間的平面與球兜必須圓角相交，圓角半徑rc應(yīng)盡可能取大，但是為了便于鉚合保持架，在保持架鉚釘大頭的周圍必須保證寬度不小于0.3mm的平面，因此圓角rc應(yīng)滿足TOC o 1-5 h zrcWDcp*Sin90-(Dw+S)Cos*Sin-1SDw0,3Z20.5Dw+S2浪形保持架用半圓頭鉚釘?shù)倪x取半圓頭鉚

17、釘尺寸及允差按表15選取表15浪形保持架用半圓頭鉚釘尺寸及允差mm鉚釘桿直徑0.811.21.522.533.544.55允差土0.030.04士0.05鉚釘頭直徑1.21.61.92.43.244.85.66.47.28允差最小桿端直徑0.760.931.131.11.872.372.873.373.874.054.82有效桿長11.523457鉚釘頭高度0.60.80.951.21.622.42.83.23.64允差鉚釘頭對干中心線的同軸度0.050.1半圓鉚釘頭半徑0.60.80.951.21.622.42.83.23.64注：鉚釘桿長度允許各生產(chǎn)廠根據(jù)鉚釘桿材料軟硬情況適當(dāng)加以調(diào)整；4

18、.8深溝球軸承零件質(zhì)量計算4.8.1外圈質(zhì)量TOC o 1-5 h zWe=Y*Ve*10-6(kg)y材料密度(=7.8g/cm3)下同Ve=0.785(D2-D2)B-l.349Dr2-2.245r2*D2-1.345DeRe2+0.6176Re328尺寸代號見圖01,對400系列，r8改為r3；4.8.2內(nèi)圈質(zhì)量Wi=Y*Vi*10-6(kg)Vi=0.785(d22-d2)B-2.245d2r82-1.349dir2-1.345diRi2-0.6176Ri3Y材料密度(=7.8g/cm3)尺寸代號見圖02,對400系列r8改為r3浪形保持架質(zhì)量：Wc=10.35【Dcp+0.36388

19、Z(Rc+S/2)】(Dc-Dc1)S*10-6(kg)尺寸代號見圖07Y-材料密度(=7.8g/cm3)鋼球質(zhì)量Ww=1/6nDw3*y若材料密度Y材料密度(=7.8g/cm3)Ww=7.8*10-6*1/6nDw3*y=4.08*10-6*Dw3(kg)鉚釘質(zhì)量Wm=Y*10-61/3nH2（3SR-H）+n/4【dl2*（L-e）+dm2*e】若Y材料密度（=7.8g/cm3）貝UWm=24.5*10-61/3H2【3*SR-H】+1/4【dl2（L-e）+dm2*e】（kg）尺寸代號見圖094.9深溝球軸承產(chǎn)品圖的繪制軸承產(chǎn)品裝配圖及零件圖應(yīng)按軸承專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/CQ107-88”滾動軸

20、承產(chǎn)品圖樣格式”的規(guī)定繪制5、密封深溝球軸承優(yōu)化設(shè)計密封深溝球軸承系深溝球軸承（開式）的變型產(chǎn)品，其主要的不同點在于帶有密封圈（分為接觸式和非接觸式兩種型式）因而在外圈上要設(shè)置密封槽，并相應(yīng)提高相關(guān)尺寸形位的技術(shù)要求，其余則完全與深溝球軸承（開式）相同。軸承套圈不標(biāo)志，在密封圈外側(cè)面模壓標(biāo)志。外圈設(shè)計除密封槽尺寸，檔邊直徑D2公差和溝位置ae公差外，其余尺寸與深溝球軸承開式完全相同。5.1.1外圈檔邊直徑D2（取值精度0.1誤差按表16）表16D2超過305080120到305080120180D2允差+0.004+0.1+0.12+0.14+0.165.1.2外圈密封槽頂寬b1按表17選?。?/p>

21、允差0.03）表17mmD超過305080120到305080120180b11僅值0.70.80.91.01.25.1.3外圈密封槽位置按表18選取后用下式計算（取值精度0.1,允差按表18）b=b1+SH+5m1+5m2SH：密封圈骨架鋼板厚度5m1：密封圈膠面到軸承端面距離5m2：密封圈骨架掛膠厚度參數(shù)表18mmD超過1020305080120到20305080120180SH0.20.40.50.60.70.85m10.10.20.20.30.30.55m20.10.10.20.20.20.2b允差+0.07+0.084+0.1+0.12+0.14+0.16若b1max太大則需減小保持

22、架板厚S或減小球徑Dw或較小密封槽寬b和b1。5.1.4外圈密封槽止口直徑D3（取值精度0.1,允差按表19）D3=D2+25m2+&+SH表19mmD超過20305080120到20305080120180自取值111.21.41.6D3允差土土土土土土5.1.5外圈密封槽底直徑D4（取值0.1允差同D3）12VDN30D4=D3+b1D30D4=D3+b1-0.15.1.6外圈密封槽壓坡角。a=45當(dāng)止口厚度HN0.5mm時【H=b-b1-(D4-D3/2)】a=30當(dāng)止口厚度H0.5mm時(使H=0.5mm)5.1.7密封槽頂圓弧半徑R1按表20選取表20mmD超過80120到80120

23、180R11取值0.30.40.55.1.8外圈溝位置尺寸ae對兩端面的對稱度按表21確定表21mmD超過305080120到305080120180ae、ai對兩端面的對稱度0.020.0250.030.0350.045.2內(nèi)圈設(shè)計除內(nèi)圈溝位置尺寸ai和內(nèi)圈檔邊直徑d2公差外，其余各部尺寸與深溝球軸承完全相同，接觸式，非接觸式密封軸承的內(nèi)圈相同。5.2.1內(nèi)圈溝位置尺寸ai對兩端面的對成都與同型號外圈ae的對稱度相同，見表21。5.2.2內(nèi)圈檔邊直徑d2（允差按表22）表22mmd超過183050802的允差-0.011-0.013-0.016-0.019-0.02

24、25.3密封圈設(shè)計除接觸唇部尺寸外，接觸式和非接觸式各部尺寸相同。5.3.1密封圈外徑Dm1（取值精度0.01，允差按表23）Dm1=D4+6m36m3：密封圈外徑壓縮量，按表23選取表23mmD超過1020305080120到203050801201806m3取值0.060.080.100.120.140.16Dm1的允差0.030.040.050.060.070.085.3.2密封圈裝配引導(dǎo)直徑Dm2（取值精度0.1允差按表24選?。〥m2=D3-0.3D超過1020305080120到20305080120180Dm2允差+0.1+0.13+0.16+0.19+0.22+0.25mm表245.3.3密封圈骨架定位直徑Dm3（取值精度0.1,允差同Dml）Dm3=D2