目录三、轴承设计 (1)1、深沟球轴承的设计 (1)1.1、外形尺寸 (1)1.2、钢球设计 (1)1.3、套圈设计 (2)1.4、浪形保持架的设计 (4)1.5、半圆头铆钉的设计 (7)1.6、零件重量计算 (7)1.7 、图纸标注规则 (7)2、轮毂轴承的设计 (7)2.1、客户提供的车身外形尺寸 (7)2.2、轴承的结构 (8)23、轴承主要参数设计 (8)2.4、基本额定动、静载荷的计算 (10)2.5、修正寿命L na的计算 (10)2.6、轮毂轴承设计与通用轴承设计的差异 (11)3、离合器分离轴承的设计 (11)3.1、离合器分离轴承的设计要素 (11)3.2、离合器分离轴承的设计与通用轴承设计的差异 (11)4、涨紧轮轴承的设计 (12)4.1、涨紧轮轴承的设计要素 (12)4.2、涨紧轮分离轴承设计与通用轴承设计的差异 (12)5、水泵轴连轴承的设计 (12)5.1、水泵轴连轴承的设计要素 (12)5.2、水泵轴连轴承设计与通用轴承设计的差异 (15)6、发电机单向皮带轮（OAP）的设计 (15)6.1、发电机单向皮带轮（OAP）的设计要素 (16)6.2、发电机单向皮带轮轴承设计与通用轴承设计的差异 (17)7、万向节的设计 (17)7.1、十字轴万向节的设计要素 (17)7.2、十字轴万向节轴承设计与通用轴承设计的差异 (17)8、球笼式万向节设计 (18)8.1、球笼式万向节的设计要素 (18)8.2、球笼式万向节轴承的设计与通用轴承设计的差异 (19)9、带座轴承设计 (19)9.1、带座轴承的设计要素 (19)10、关节轴承设计 (21)10.1、关节轴承的设计要素 (21)三、轴承设计1、深沟球轴承的设计1.1、外形尺寸1）、轴承的基本尺寸轴承公称内径d、轴承公称外径D、尺寸轴承公称宽度B按《GB/T 276滚动轴承深沟球轴承外形尺寸》的规定。

2）、装配倒角r1、r2按《GB/T 276滚动轴承深沟球轴承外形尺寸》的规定。

1.2、钢球设计1）、钢球直径D w：Dw=K w（D-d），取值的精度为0.001。

为保证钢球不超出端面，考虑轴承宽度B，D w≤0.8B。

Kw取值见表1-1。

表1-1 Kw值2）常见钢球直径可查《GB/T 308滚动轴承钢珠》。

计算出D w后，应从中选取最接近计算值的标准钢球值，公制轴承优先选公制的值，英制轴承选英制的值。

3）钢球中心圆直径P：P=0.5（D+d），取值的精度为0.01。

4）球数Z：Z=ψ/2*arc sin（D w/P）+1，取整。

式中ψ为填球角，计算时按表1-2取值5）、应最大限度的通用化和标准化，对基本尺寸相同或相近的承应尽可能采用相同的球径、球数。

6）、保证保持架不超出端面，对D≤200mm的1、2、3系列轴承要考虑安防尘盖与密封圈的位置。

优化设计时轴承兜孔顶点至端面的距离ab应满足如下要求：D≥52～120 ，ab≥2 ；D≤50 ，ab≥1.5D＞125～200，ab≥2.5。

7）、填球角ψ的合理性。

大批生产并需自动装球的轴承ψ角宜取186°左右，为了使z获得整数并控制ψ角，允许钢球中心径适当加大至最大不得大于P+0.03P。

8)、实取填球角ψ ψ=2*（Z-1）*arc sin（Dw/P）实取填球角ψ下限不得小于180°，上限应满足下列要求：8、9、1系列ψ≤195° 2系列ψ≤194°3系列ψ≤193° 4系列ψ≤192°1.3、套圈设计1)、内沟曲率半径r i ：ri≈0.515D w（国外：ri≈0.51D w）2)、外沟曲率半径r e：r e≈0.525D w （国外：r e≈0.53D w）ri、re取值精度0.01，允差见表1-3。

表1-3 r和r公差（上偏差）3)、内滚道直径d i：di=P-D w4）、外滚道直径D e：De=P+D wdi和De取值精度0.001，允差见表1-4。

表1-4 di和De公差（±）5）、沟位置a ：a=a i=a e=B/2 ，a取值精度0.1，允差见表1-5。

表1-5 a的公差（±）6）、外圈挡边直径D2：D2=D e-K d*D w（国外：P+0.62D w）7）、内圈挡边直径d2：d2=di+K d*D w（国外：P-0.62D w）D2、d2取值精度0.1，允差取IT11级。

K d值见表1-6。

表1-6 Kd值注：对采用带爪保持架的轴承，Kd值不得小于0.30。

8）、带止动槽的轴承，其外圈上止动槽的尺寸应符合《GBT 305 1998滚动轴承外圈上的止动槽和止动环尺寸和公差》的规定，其尺寸标准应按如下要求：槽宽b公称尺寸b=b min，距离a：公称尺寸a=a max，槽底径D1：公称尺寸D1=D1max 倒角r0：公称尺寸r0=r0max。

9）、非装配倒角尺寸r3的尺寸及允差按表1-7选取表1-7 内、外圈非装配倒角尺寸与公差10）、轴承通常在外圈端面上标志，内圈不标志。

标志平面有效宽度h w：h w=0.5* [﹙D-2r1max﹚-﹙D2max+2r3max﹚] 标志中心圆直径D k：D k=0.5* [﹙D-2r1max﹚+﹙D2max+2r3max﹚] 标志字体高h z根据h w、D k按表1-8选取表1-8 标志标准字体高h注：h z≥1时，D k小数点后面一位数圆整为0或5。

1.4、浪形保持架的设计1）、保持架钢板厚度S保持架钢板厚度S、铆钉的尺寸及r c根据D w从表1-9选取。

表1-9 保持架钢板厚度S、铆钉的尺寸及r2）、保持架宽度B cB c=K c×D w ，其中K c值按表1-10选取。

表1-10 K值注：对2、3、4系列，为了套料需要时，K c允许在0.42-0.45内调整。

3）、保持架中心圆直径D cp ：D cp=P4）、保持架外径D c ：D c =D cp+B c5）、保持架内径D c1：D c1=D cp-B cD cp取值精度0.01，D c、D c1取值精度0.1，允差见表1-11。

表1-11 D、D、D允差6）、保持架兜窝的深度KK=0.5D w+εc εc值按表1-12，K取值精度0.01。

7）、保持架球兜内球面半径R cR c=Kmax若工艺条件允许，也可制造圆形兜孔R c=K表1-12 ε值、Rc、K的公差按上式计算的保持架尺寸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按下式计算（ε及表1-13的εmax、εmin仅供复核参考）：ε=0.85*Bc- D w*sin {arc cos [2*Rc*cos arc sin (0.85*Bc/2 /Rc/ D w) –2* (Rc+K)/ D w]} 计算εmax时，R c、K取最大值；计算εmin时，R c、K取最小值，而D w、B c用公称尺寸。

计算得的εmax及εmin在表1-13规定的范围内。

表1-13 保持架径向窜动量ε注：如果超出εmax时，可适当减小K、Rc，但减小后应满足2K≥D w+εc。

8）、验算保持架是否与套圈接触，应满足如下关系式：(D c1min-d2max)/2＞εmax/2+ε1(D2min-D cmax)/2＞εmax/2+ε1式中ε1为保持架与内、外圈挡边之间的间隙。

当D w≤10mm时，ε≥0.2；当D w＞10mm时，ε≥0.2。

9）、相邻两球兜（或铆钉孔）中心间距离CC=D cp×sin（180°/z）10）、兜孔与相邻的铆钉孔中心间距离C1C1=D cp×sin（90°/z）C、C1取值精度0.001，允差±0.025。

11）、保持架外球面过渡圆弧半径r c保持架兜孔之间的平面与球兜必须圆角相交，圆角半径r c应尽可能大，但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0.5mm的平面，因此圆角r c应满足：r c≤D cp*sin(90°/Z)-(D w/2+S)*cos arc sin [S/(0.5D w+S)]-D m/2-0.5其中D m是铆钉头直径，浪形保持架用半圆头铆钉选取。

1.5、半圆头铆钉的设计1）、半圆头铆钉尺寸及公差按《GB 867-86 半圆头铆钉》规定。

2)、选取的铆钉应尽可能通用化。

1.6、零件重量计算1）、外、内圈的重量可通过作图算出。

2）、浪形保持架重量半保持架重量：10.35*[Dcp+0.36388Z*(Rc+S/2)](D c-D c1)S×10-6 kg3）、钢球和铆钉重量可查通用化表。

1.7 、图纸标注规则1）、外形尺寸公差、形位公差及旋转精度按《GB／T 307.1-2005滚动轴承向心轴承公差》规定2）、游隙，径向游隙按《GB-T4604-2006 滚动轴承径向游隙》规定，不标即为C0。

2、轮毂轴承的设计现在汽车应用最广泛的是第三代轮毂轴承单元，因此本节主要讲解第三代轮毂轴承单元双列角接触球轴承的设计。

轮毂轴承的设计及检测与常规的双列角接触球轴承大不相同，轴承的设计既要符合常规轴承的设计原理与方法，又要考虑结构的特殊性。

2.1、客户提供的车身外形尺寸轮毂轴承的设计需先确定轮毂单元的结构，轮毂单元结构根据用户提供车身外形尺寸，如表2-1所示。

2.2、轴承的结构根据车身外形尺寸和工况参照《JBT10238-2011轮毂轴承单元.》的选取轮毂轴承单元的结构。

23、轴承主要参数设计1）、接触角a角接触球轴承的接触角一般为15°-40°，承受轴向载荷大时，a取大些，使用在高速工况下，a取小些。

接触角越大，轴承滚道越深，占据轴承的内部空间增大，保持架及其他零件的容量就小。

根据轴承的载荷特点与装配性能要求选取，最常用的是30°。

2）、轴向游隙角接触球轴承轴向游隙一般取为0. 075～0. 10mm ，轴向游隙可通过公差的分布来获得。

根据轴承的安装及所承受的载荷情况，按以往轴承的设计经验选取游隙，检测游隙载荷±200N 。

3）、钢球直径Dw根据轴承设计理论，钢球直径大小与所承受的额定载荷成正比关系，一般Dw取大些，根据轴承设计理论公式：钢球直径Dw=K w（D-d），取值的精度为0.001。

Kw取值见表1-1。

为保证钢球不超出端面，考虑轴承宽度B，D w≤0.8B。

轴承的基本尺寸轴承公称内径d、轴承公称外径D按《JBT10238-2011轮毂轴承单元.》的选取。

钢球直径根据轴承结构除考虑径向尺寸外，还要考虑轴承的轴向尺寸、装配空间、装ABS空间、两列钢球互不干涉、合理放置保持架等因素。

4）、钢球中心圆直径P的确定按轴承设计理论公式：钢球中心圆直径P=0.5（D+d），取值的精度为0.01。