深沟球轴承设计计算Ⅰ.编制说明:1.沟道曲率半径必须满足Rimax<,Remax<,且Rimax<Remin,取单向加公差。

2.外圈沟道直径De的名义尺寸一律加上轴承基本组径向游隙的平均值,即De=di+2Dw+U,U=(Umin+Umax)/2(见附表3),以提高装配率。

Ⅱ.适用范围:1.密封深沟球和带防尘盖深沟球轴承设计纳入本设计方法.适用于100,200,300系列轴承外径30~180mm的带单面或双面密封的接触式、非接触式密封深沟球轴承和带防尘盖的深沟球轴承.2.密封设计以外圈带密封槽、内圈光挡边的接触式密封球轴承为基础,非接触式密封球轴承的代号,在接触式密封球轴承代号后加:K,以资区别.例:180204表示接触式密封球轴承,180204K表示非接触式密封球轴承.Ⅲ.引用标准:1. GB/T 276-1994 滚动轴承深沟球轴承外形尺寸2. GB/T 274-2000 滚动轴承倒角尺寸最大值3. GB/T 7811—1999 滚动轴承参数符号4. GB/T 滚动轴承向心轴承公差5. GB/T 308-2002 滚动轴承钢球6. GB/T 6391-1995 滚动轴承额定动载荷和额定寿命7. GB/T 7811-1999 滚动轴承参数符号8. JB/T 10239-2001 滚动轴承深沟球轴承卷边防尘盖技术条件9. JB/T 10239-2001 滚动轴承零件冲压保持架技术条件10. CSBTS 滚动轴承零件深沟和角接触球轴承套圈公差11. CSBTS 深沟和角接触球轴承套圈沟形公差12. CSBTS 深沟及角接触球轴承套圈沟道圆形偏差设计轴承型号：6020一. 轴承的基本(外形)尺寸的确定依据型号算d,查GB(GB 276-1994,GB 274-2000) 可知D、B、r轴承公称内径d=(mm)轴承公称外径D=(mm)轴承公称宽度T=(mm)轴承单向最小倒角rsmin=(mm)二、滚动体直径的设计钢球直径Dw按下式计算:Dw=Kw (D-d)Kw分档取值见表1,Dw的取值精度为.计算出Dw后,应从表2中选取接近计算值的标准钢球尺寸.表1 Kw值直径系列100200300400d(mm)d≤35~~~~35＜d≤120~~~~20＜d≤240~~~~标准钢球直径Dw mm 见GB/T 308-2002 滚动轴承钢球钢球与保持架中心圆直径DwpDwp= (D+d) Dwp的取值精度为球数Z:Z=DwpDw/sin21Φ+1表2 Φ角限制条件(上限)直径系列100200300400Φ不大于195°194°193°192°实取填球角Φ:Φ=2(Z-1)Sin-1(Dw/Dwp)三.套圈的设计沟道曲率半径R(Ri,Re)内圈沟道曲率半径Ri=fi Dw外圈沟道曲率半径Re=fe Dw内圈沟道曲率系数fi≈外圈沟道曲率系数fe≈表3 Ri及Re的公差mmDw 超过-6101824304050到610182*********公差沟道直径di,De内圈沟道径di=Dwp-Dw外圈沟道径De=di+2Dw+u式中基本组径向游隙平均值u=(umin+umax)/2 按GB4604-84 规定附表3 圆柱孔深沟球轴承基本组径向游隙值μmDw 超过261018243040506580100120140160180到61018243040506580100120140160180200umin2235566810121518182025 umax131318202020232830364148536171表4 di与De的公差mmd 超过—3080120180250315到3080120180250315500di及De的公差±±±±±±±沟位置a(取值精度: a=B/2内圈沟位置ai与外圈沟位置ae取相同值,即ai=ae=a表5 a的公差mmd 超过—1018305080120180250315400到1018305080120180250315400500a的公差±±±±±±±±±±±4.套圈档边直径d2,D2(取值精度:内圈档边直径d2= d2=di+Kd Dw外圈档边直径D2= D2=De-Kd Dw表6 Kd 值直径系列*100*200,300400Kd d≤25 d>25*100,200系列轴承,当D<32mm,采用带爪保持架时,Kd可取小到表7 非引导挡边与引导挡边公差mmd2,D2超过1018305080120180250315400到18305080120180250315400500非引导挡边公差d2 d2引导挡边公差d2 d2装配倒角r及非装配倒角r3,r8的尺寸及其公差,根据最单向倒角rsmin的尺寸按附表6选取.标志,标志尺寸(取值精度轴承通常在外圈端面上标志,内圈不标志.为区分基准面,可在内圈非基准端面上标志””或”-”等标识符号,以资区别.标志面有效宽度hw hw=2max)82max 2()max 2(r D rs D +--径标志中心圆直径Dk Dk=2max)82max 2()max 2(r D rs D ++-径对400系列轴承式中r8改为r3标志字体高根据hw 按表8选取,同一内径和尺寸系列的轴承,标志中心圆直径与字体高应一致.表8 标志标准字体高 mm标志中心圆直径Dk标志面有效宽度hw超过 —305080120150200超过 到到30 50 80 120 150 200 —1 1— —11— 3 11— 3 7 — 2 2— 7 10 — — — 23 3 10 —— ——334 4三.浪形保持架的设计 保持架钢板厚度S(取值精度S=S(Dw) 计算出S 后,按表10选用最接近计算值的标准厚度. 表9 S(Dw) 值直径系列 100200300 400 Dw(mm) 4<Dw ≤354<Dw ≤455<Dw ≤4545<Dw ≤55S(Dw)225.1174.3+Dw5.03.6-Dw5.05.8-Dw+ 5.05.8-Dw+表10 浪形保持架用冷轧钢板的标准厚度mm※※123为非优先选用钢板厚度保持架宽度Bc(取值精度Bc=Kc Dw表11 Kc值直径系列100200,300,400Kc注:考虑到保持架碰套及套料问题,个别小型号轴承的KC值可适当减小.保持架内径Dc1及外径Dc (取值精度Dc1=Dcp-Bc, Dc=Dcp+Bc 式中:Dcp=Dwp表12 Dcp,的公差mmDc1 Dc Dcp 超过1018305080120180250到18305080120180250315公差±±±±±±±±Dcp±±保持架兜窝的深度K(取值精度K=+εc表13 εc值、Rc、K的公差mmDw 超过—610141824324050到61014182432405060Rc、K的公差εc值保持架球兜内球面半径Rc(取值精度Rc=Kmax 若工艺条件允许,也可制造圆形兜孔Rc=K.按上式试算得的保持架尺寸Bc,Rc,K值必然使保持架在轴承内产生径向窜动,其径向窜动量ε可按下式计算(ε及表14的εmax、εmin仅供复核参考)ε= sin cos -1DwK Rc Rc BcRc )285.0sin cos (21+-- 计算εmax 时,Rc,K 取最大值;计算εmin 是,Rc,K 取最小值;而Dw,Bc 用公称尺寸. 计算得的εmin 及εmax 不得超过表14的规定. 表14 保持架径向窜动量ε mmDw 超过 — 6 10 14 18 24 32 40 50 到61014182432405060εmin εmax12如超出εmax 时,可适当减小K,Rc,但减小后应满足 2K ≥Dw+εc必须保证保持架不与套圈碰套,验算时应考虑:2max 2min 1d Dc ->2maxε+ε1 2max min 2Dc D ->2maxε+ε1 保持架与内,外圈档边之间的间隙 当Dw ≤10mm 时, ε1≥ 当Dw>10mm 时, ε1≥相邻两球兜(或铆钉孔)中间距离C(取值精度,公差± C=Dcp sinZ︒180 兜孔中心与相邻铆钉孔中心间距离C1(取值精度,公差± C1=Dcp sinZ︒90 保持架兜孔之间的平面与球兜必须圆角相交,圆角半径rc 应尽可能取大,但是为了便于铆合保持架,在保持架铆钉大头的周围必须保证宽度不小于的平面,因此,圆角rc 应满足:rc ≤ Dcp sinZ ︒90-(2Dw +S)cos sin -1S Dw S +5.0 -2Dw– 浪形保持架用半圆头铆钉的选取: 半圆头铆钉尺寸及公差按表15选取表15 浪形保持架用半圆头铆钉尺寸及公差 mm铆钉杆直径dm 公称尺寸 1 234 5 公差 ± ±±铆钉头直径Dm公称尺寸48 公差最小杆端直径d1min5 有效杆长l 123457铆钉头高度H公称尺寸24公差±±铆钉头对杆中心线同轴度半圆铆钉头半径SR24 rmax铆钉孔直径tc公称尺寸12345公差两半保持架钢板厚2S 12 2233 3 44 567铆钉杆长度L公称尺寸49 11 11 15公差注:铆钉杆长度允许各生产厂根据铆钉杆材料硬软情况适当加以调整. 四.深沟球轴承零件质量计算 外圈质量We=γ╳Ve ╳10-6(kg)10-6(kg) γ-材料密度(下同) Ve==(D 2-D22) Re 2+(若γ=cm3) 尺寸代号见图01,对400系列,r8改为r3. 内圈质量 Wi=γ╳Vi ╳10-6(kg) Vi==(d22-d 2) Ri 2+(若γ=cm3) 尺寸代号见图02,对400系列,r8改为r3.浪形保持架质量半保持架质量Wc=[Dcp+ Z (Rc+S/2)](Dc-Dc1)S╳10-6(kg)(若γ=cm3) 尺寸代号见图07钢球质量Ww=(πDw3γ)/6若材料密度γ= g/cm3则Ww=╳10-6╳(πDw3 )/6=╳10-6╳Dw3(kg)铆钉质量Wm=γ╳10-6{πH2(3SR-H)/3+π[d12(L-e)+dm2 e]/4}若γ=cm3则Wm=╳10-6{H2(3SR-H)/3+[d12(L-e)+dm2 e]/4} (kg)尺寸代号见图09五.深沟球轴承产品图的绘制轴承产品装配图及零件图应按轴承专业标准JB/CQ107-88,”滚动轴承产品图样格式”的规定绘制.六.密封深沟球轴承优化设计密封深沟球轴承系深沟球轴承(开式)的变型产品,其主要的不同点在于带有密封圈(分为接触试和非接触试两种),因而在外圈上要设置密封槽,并相应提高相关尺寸形位的技术要求,其余则完全与深沟球轴承(开式)相同.轴承套圈上不标志,在密封圈外侧面模压标志.外圈设计除密封槽尺寸,挡边直径D2公差和沟位置ae公差外,其余尺寸与深沟球尺寸完全相同.1)外圈挡边直径D2 (取值精度,公差按表16)表16 mmD2超过—305080120到305080120180D2公差2)外圈密封槽顶宽b1 按表17选取(公差±表17 mmD 超过—305080120到305080120180b1公差13)外圈密封槽位置b 按表18选取后用下式计算(取值精度,公差按表18) b=b1+SH+δm1+δm2SH:密封圈骨架钢板厚度;δm1:密封圈胶面到轴承端面距离;δm2:密封圈骨架挂胶厚度参数;表18 mmD 超过—305080120到305080120180SH取值δm1取值δm2取值b公差4)外圈密封槽止口直径D3(取值精度,公差按表19)D3=D2+2δm2+ε+SH表19 mmD超过—305080120到305080120180ε取值11D3公差±±±±±5)外圈密封槽底直径D4(取值精度,公差同D3)D4=D3+6)外圈密封槽压坡角αα=45°,当止口厚度H≥时(H=b-b1-(D4-D3)/2)α=30°,当止口厚度H<时(使H=7) 密封槽顶圆弧半径R1按表20选取表20 mmD 超过—80120到80120180R1取值8)外圈沟位置尺寸ae对两端面的对称度按表21确定表21 mmD 超过—305080120到305080120180ae,ai对两端面的对称度±±±±±内圈设计除内圈沟位置尺寸ai和内圈挡边直径d2公差外,其余各部尺寸与深沟球轴承完全相同.接触试、非接触试密封轴承的内圈相同.内圈沟位置尺寸ai对两端面的对称度与同型号外圈ae的对称度相同,见表21.内圈挡边直径d2(公差按表22)表22 mmd 超过—18305080到183********d2的公差密封圈设计除接触唇部尺寸外,接触式和非接触试各部尺寸相同.1) 密封圈外径Dm1(取值精度,公差按表23)Dm1=D4+δm3δm3:密封圈外径压缩量,按表23选取表23 mmD 超过—305080120到305080120180δm3取值Dm1的公差±±±±±2)密封圈装配引导直径Dm2(取值精度,公差按表24)Dm2=表24 mmD 超过—305080120到305080120180Dm2的公差3)密封圈骨架定位直径Dm3(取值精度,公差同Dm1) Dm3=D2-SH4)密封圈肩部直径Dm4(取值精度,公差同Dm2) Dm4=Dm3+2(SH+δm2)5)密封圈装配减压槽圆弧半径Rm1 按表25选取表25 mmD 超过—305080120到305080120180Rm1值6)密封圈台肩圆弧半径Rm2: Rm2≤7)密封圈总厚度Bm1(取值精度,公差按表26) Bm1=b1+SH+δm2表26 mmD 超过 — 30 50 80 120 到305080120180Bm1公差8)密封圈外径唇部厚度Bm2(公差按表18中的b 的公差值,但取负号) Bm2=b19)密封圈外径唇顶厚度Bm3(取值精度,公差+ Bm3=Bm2/210)密封圈骨架挂胶厚度Bm4 Bm4=δm211)密封圈内径处唇厚Bm5(取值精度,公差同Bm1) 当Δ≥时,Bm5=Bm1Δ=Xm-XB=(B/2-Bm1-δm1)- 22)23()(Dwp dm Bs Bk --+ 式中Bk=K(保持架兜孔深),Bs=S(保持架钢板厚) dm3=d2+2 Bm5/3+ε1(ε1 按表27选取) 当Δ<时Bm5= B/2 -δm1- 22)23()(Dwp dm Bs Bk --+ 表27mmd 超过— 18 30 50 80 到18305080120ε1取值12) 密封圈内径处内唇,外唇尺寸Bm6,Bm7(取值精度,公差按表28) Bm6=Bm7=Bm5/3 表28 mmd 超过—18305080到183********Bm6,Bm7公差13)密封圈内径dm1(取值精度,公差按表29)dm1=d2++δm4δm4:密封间隙参数表29 mmd 超过—18305080到183********δm4取值dm1公差14)密封圈内径处减压槽直径dm2(取值精度,公差同dm1)dm2=dm1+(2×Bm5)/315)密封圈内径处润滑脂引导斜坡直径dm3(取值精度,公差按表30) dm3=dm2+δm5δm5:润滑脂引导斜坡直径参数表30 mmd 超过—18305080到183********δm5取值dm3公差±±±±±16)密封圈内径处润滑脂引导斜坡角度β(公差±1°)β=45°17)标志、标志尺寸(取值精度密封轴承通常在密封圈上以模塑方式标志,并在密封圈模压成型时一次完成.标志中心圆直径DkDk=(Dm4+dm1)/2标志面宽度hwhw=(Dm4-dm1)/2标志字高可参考表8规定作适当放大.18)接触式密封轴承接触唇内径dm4(取值精度,公差按表31,dm4=d2/(1+k) k:接触唇压缩量参数)表31 mmd 超过—18305080到183********k值dm4公差19)密封圈接触唇减压圆弧半径Rm3(取值精度Rm3=(dm2-dm4)/84.密封圈骨架密封圈钢骨架采用08或10钢板制造,其厚度公差按GB708较高级精度确定.骨架定位尺寸DH(取值精度,公差同Dm1)DH=Dm3钢骨架板厚SH(按表32选取)表32 mmD 超过—305080120到305080120180SH值SH公差3)钢骨架总厚度尺寸H(公差±H=2 SH钢骨架内径尺寸dH(取值精度,公差按表33) dH=dm2+δm6δm6:骨架内径胶厚参数表33 mmd 超过—18305080到183********δm6取值2dH公差带防尘盖深沟球轴承系深沟球轴承另一种变型,其与密封深沟球轴承的不同处在于以防尘盖置换了密封圈,因而其外圆、内圈、保持架和钢球均与相应的密封深沟球轴承相同.1)防尘盖外径尺寸DF(取值精度,公差按表34)DF=D3-δF表34 mmD 超过—305080120到305080120180DF公差δF取值2)防尘盖内径尺寸dF(取值精度,公差按表35) dF=d2++δm4(δm4按表29选取)表35 mmd 超过—18305080到183********dF公差3)防尘盖钢板厚SF,按表36选取表36 mmD 超过—5080120到5080120180SF取值SF公差防尘盖卷边圆弧半径RF(取值精度RF=3 b1/4-SFb1按表17选取防尘盖卷边处宽度BF(取值精度,公差BF=防尘盖尺寸BF1(取值精度,公差±BF1=b-SF-δm1防尘盖翻边尺寸BF2(取值精度,公差±BF2= SF防尘盖尺寸DF1(取值精度,公差±DF1=DF-4(RF+SF)9)防尘盖尺寸DF2(取值精度,公差±DF2=D2-2 SF10)防尘盖尺寸DF3(取值精度,公差±DF3=DF2-2 BF111)防尘盖卷边圆周等分开槽数NF(取值精度NF=πDF/16 计算后按奇数圆整.12)防尘盖卷边圆周等分开槽宽度hFhF=4SF13)防尘盖卷边圆周等分开槽角度αF(公差±1°)αF=360°/NF14)防尘盖卷边圆周等分开槽圆弧半径RF1RF1=hF/2七．额定动载荷和额定静负荷按GB/T 6391-1995 滚动轴承额定动载荷和额定寿命GB/T 4662-1993 滚动轴承额定静负荷1．径向基本额定动载荷轴承的基本额定动载荷Cr为：若Dw≤mm Cr=fc Z2/ (N)若Dw> mm Cr= Z2/ (N)附表2 深沟球轴承的fc系数Dw/Dwp fc Dw/Dwp fc Dw/Dwp fc565950注：对于Dw/Dwp的中间值，其fc值可由线形内插值法求得。