轴承设计理论知识

深沟球轴承设计方法

1、适用范围

本设计方法适用于特轻﹤1﹥轻﹤2﹥窄、中﹤3﹥窄、重﹤4﹥窄系列深沟球轴承和特轻﹤1﹥轻﹤2﹥窄、中﹤3﹥窄系列带密封圈及带防尘盖深沟球轴承的产品设计。

2、引用标准

GB7811-87 滚动轴承参考符号

GB6930-86 滚动轴承词汇

GB276-89 深沟球轴承外形尺寸

GB274-82 滚动轴承装配倒角极限

GB307.1-84 滚动轴承公差

GB1800-79 公差与配合总论标准公差与基本偏差

GB308-89 滚动轴承钢球

GB4604-84 滚动轴承径向游隙

GB4662-84 滚动轴承额定静负荷

GB6391-86 滚动轴承额定动负荷和额定寿命的计算方法

GBZQ23-84 滚动轴承铆钉技术条件

JB/CQ107-88 滚动轴承产品图样格式

GB307.3-84 滚动轴承一般技术要求

JB/CQ13-87 球轴承及其零件补充技术要求

ZQ32-85（试行）深沟球轴承浪形保持架技术条件

ZQ16-84 滚动轴承零件向心和角接触球轴承套圈公差

JB/CQ95-87 深沟及角接触球轴承套圈沟形公差

ZQ43-85 深沟及角接触球轴承套圈沟道及圆形偏差

ZQ4-85 滚动轴承套圈表面粗糙度技术条件

ZQ28-84 滚动轴承钢球表面粗糙度技术条件

ZBJ11018-89 密封深沟球轴承技术条件

ZQ31-85 深沟球轴承用骨架式橡胶密封圈技术条件

GB278-82 带防尘盖的相信球轴承外形尺寸

3、符号（尺寸单位mm）

3.1轴承、钢球及套圈符号

d、轴承内径

D、轴承外径

B、轴承宽度，内圈宽度

C、外圈宽度

a、沟位置（沟道中心至套圈基准端面的距离）

ai、内圈沟位置

ae、外圈沟位置

r、轴承装配倒角

rsmin、轴承最小单向倒角

rsmax、轴承最大单向倒角

r8 ，r3、轴承非装配倒角

dm、轴承平均直径

Dw、钢球直径

Z、一套轴承钢球数（个）

Dwp、钢球组的中心圆直径

Φ、填球角

U、轴承基本组径向游隙

Cr、径向基本额定动负荷（N）

COr、径向额定静负荷

Ri、内圈沟道曲率半径

Re、外圈沟道曲率半径

di、内圈沟道直径

De、外圈沟道直径

d 2、内圈档边直径

D2、外圈档边直径

Hw、标志平面有效宽度

Hz、标志字高

Dk、标志中心圆直径

Ww、一个钢球的质量（Kg）

Vi、内圈体积（mm3）

Wi、内圈质量（Kg）

Ve、外圈体积（mm3）

We、外圈质量（Kg）

3.2保持架符号

S、保持架钢板厚度

Bc、保持架宽度

Dc1、保持架内径

Dc、保持架外径

Dcp、保持架中心圆直径

C、保持架相邻两兜孔中心间的距离

C1、保持架兜孔中心与相邻铆钉孔中心间的距离

K、保持架兜孔深度

Rc、保持架球兜内球面半径

t c、半保持架铆钉孔直径

rc、半保持架兜孔间的平面与球兜相交的圆角半径

ξ、保持架在轴承内的径向窜动量

ξc、钢球与兜孔之间的间隙

ξ1、保持架与内、外圈档边之间的间隙

Wc、半保持架质量（Kg）

3.3铆钉符号

Dm、铆钉头直径

dm、铆钉杆直径

d1、铆钉杆末端的基本直径

e、铆钉杆直径的有效长度范围

SR 、铆钉头的圆头半径

rmax 、铆钉头与铆钉杆连接处的圆角最大半径 L 、铆钉杆长度

Wm 、铆钉单个质量（Kg ） 4、深沟球轴承（开式）优化设计 4.1外形尺寸

轴承外形尺寸d ，D,B 及轴承最小单向倒角rsmin 应符合GB276-89的规定。

4.2主参数优化设计 4.2.1 目标函数

优化设计以轴承径向基本额定动负荷Cr 为目标函数根据国标GB6391-86的规定：

当Dw ≤25.4mm 时 Cr=1.3*fc*32Z *Dw 8.1（N ） ﹤1﹥

当Dw ＞25.4mm 时 Cr=3.647*fc*32Z *Dw 4.1（N ） ﹤2﹥ 系数fc 的值按附表2选取 4.2.2约束条件

① Kwmin （D-d ）≤Dw ≤Kwmax （D-d ） ﹤3﹥ 式中Kw 的取值范围见表1，Dw 应尽量选取标准规格尺寸（见附表5） 表1 Kw 值

对于密封，防尘轴承，验算球径Dw ≤0.6B;

② 0.5(D+d)≤Dwp ≤0.515（D+d ） ﹤4﹥

③ ）（Dwp Dw sin

21801-︒

+1≤Z ≤）（Dwp Dw sin 2max 1-φ+1 ﹤5﹥ 填球角φmax 按表2规定，Z 取整数

表2 φ角限制条件（上限）

直径系列

100 200 300 400 φ不大于 195° 194° 193° 192° 4.2.3 优化设计

主参数Dw 、Z 、Dwp 的选取应在满足约束条件﹤3﹥，﹤4﹥，

﹤5﹥式的前提下，使Cr 尽可能取极大值。

优化过程可用以下框图（局部网格法）进行。

4.3 CAD 程序（从略）

直径系列

d （mm ）

100 200 300 400

d ≤35

0.24~0.3 0.24~0.31 0.25~0.32 0.28~0.32 35﹤d ≤120

0.3~0.32 0.3~0.32 0.3~0.33 0.3~0.32 120﹤d ≤240

0.29~0.32 0.28~0.32 0.29~0.32 0.25~0.3