深沟球轴承设计

1、 深沟球轴承设计计算.编制说明: 1.沟道曲率半径必须满足Rimax<0.52Dw,Remax<0.53Dw,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。.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30180mm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

2、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.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 78111999 滚动轴承 参数符号 4. GB/T 307.1-1994 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

3、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 TC98.56-1999滚动轴承零件 深沟和角接触球轴承 套圈公差11. CSBTS TC98.58-1999深沟和角接触球轴承 套圈沟形公差12. CSBTS TC98.64-1999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、r1. 轴承公称内径d=100.0(mm)2. 轴承公称外径D=150.0(mm)3. 轴承公称宽度T=24.0(mm)4. 轴

4、承单向最小倒角rsmin=1.5(mm)二、滚动体直径的设计1. 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0.001.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d(mm)100200300400d350.240.300.240.310.250.320.280.3235d1200.300.320.300.320.300.330.300.3220d2400.290.320.280.320.290.320.250.30 标准钢球直径Dw mm 见GB/T 308-2002 滚动轴承 钢球2. 钢球与保持架中心圆直径DwpD

5、wp=0.5 (D+d) Dwp的取值精度为0.013. 球数 Z:Z=+1 表2 角限制条件(上限) 直径系列100200300400不大于195°194°193°192°4. 实取填球角:=2(Z-1)Sin-1(Dw/Dwp)三.套圈的设计1. 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 fi0.515外圈沟道曲率系数 fe0.525表3 Ri及Re的公差 mmDw超过-6101824304050到610182430405060公差0.030.040.060.090.120.1

6、40.180.222. 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 mDw超过261018243040506580100120140160180到61018243040506580100120140160180200umin2235566810121518182025umax131318202020232830364148536171 表4 di与De的公差 mmd超过3080120180250315到30801201802503

7、15500di及De的公差±0.015±0.02±0.025±0.03±0.04±0.05±0.063. 沟位置 a(取值精度0.1): 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±0.015±0.02±0.025±0.03±0.04±0.045±0.05±0.06±0.0

8、65±0.07±0.084.套圈档边直径d2,D2(取值精度0.1): 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*200,300400Kd0.35d25 0.350.4d>25 0.4*100,200系列轴承,当D<32mm,采用带爪保持架时,Kd可取小到0.30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d2-0.18-0.21-0.25-0.3-0.35-0.4

9、-0.46-0.52-0.57-0.63d20.180.210.250.30.350.40.460.520.570.63引导挡边公差d2-0.035-0.045-0.05-0.06-0.07-0.08-0.09-0.1-0.12-0.12d20.0350.0450.050.060.070.080.090.10.120.125. 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.6. 标志,标志尺寸(取值精度0.1)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=标志中

10、心圆直径Dk Dk=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3050801201502000.81.20.70.70.7111.21.80.70.7111-1.51-1.51.83111-1.51-1.51.5-21.5-2371.51.5222.571022.533103344三.浪形保持架的设计1. 保持架钢板厚度S(取值精度0.1)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

11、) 值 直径系列100200300 400Dw(mm)4<Dw354<Dw455<Dw4545<Dw55S(Dw)-1.25-0.04+0.15+0.4表10 浪形保持架用冷轧钢板的标准厚度 mm0.50.60.70.811.21.522.533.5 为非优先选用钢板厚度2. 保持架宽度Bc(取值精度0.1) Bc=Kc Dw表11 Kc值直径系列100200,300,400Kc0.480.45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.3. 保持架内径Dc1及外径Dc (取值精度0.1) Dc1=Dcp-Bc, Dc=Dcp+Bc 式中:Dcp=

12、Dwp表12 Dcp,Dc1.Dc的公差 mmDc1 Dc Dcp超过1018305080120180250到18305080120180250315公差Dc1.Dc±0.055±0.065±0.08±0.095±0.11±0.125±0.145±0.16Dcp±0.025±0.054. 保持架兜窝的深度K(取值精度0.01) K=0.5Dw+c表13 c值、Rc、K的公差 mmDw超过610141824324050到61014182432405060Rc、K的公差0.040.050.060.0

13、70.080.10.10.120.14c值0.040.050.060.070.080.10.10.120.145. 保持架球兜内球面半径Rc(取值精度0.01)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,其径向窜动量可按下式计算(及表14的max、min仅供复核参考)=0.85Bc-Dw sin cos-1计算max时,Rc,K取最大值;计算min是,Rc,K取最小值;而Dw,Bc用公称尺寸.计算得的min及max不得超过表14的规定. 表14 保持架径向窜动量 mmDw超过610141824324050到

14、61014182432405060min0.20.20.30.30.40.40.60.60.7max0.60.70.811.21.41.61.82如超出max时,可适当减小K,Rc,但减小后应满足 2KDw+c必须保证保持架不与套圈碰套,验算时应考虑:>+1>+1保持架与内,外圈档边之间的间隙当Dw10mm 时, 10.2 当Dw>10mm 时, 10.4 6. 相邻两球兜(或铆钉孔)中间距离C(取值精度0.01,公差±0.025) C=Dcp sin7. 兜孔中心与相邻铆钉孔中心间距离C1(取值精度0.01,公差±0.025)C1=Dcp sin8. 保

15、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0.3mm的平面,因此,圆角rc应满足:rc Dcp sin-(+S)cos sin-1 -0.39. 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0.811.21.522.533.544.55公差±0.03±0.04±0.05铆钉头直径Dm公称尺寸1.21.61.92.43.244.85.66.47.28公差0 -0.20 -0.3最小杆端直径d1

16、min0.740.931.131.411.92.372.873.373.874.55有效杆长l11.423457铆钉头高度H公称尺寸0.60.80.951.21.622.42.83.23.64公差±0.1±0.15铆钉头对杆中心线同轴度0.050.1半圆铆钉头半径SR0.60.80.951.21.622.42.83.23.64rmax0.20.3铆钉孔直径tc公称尺寸0.811.21.522.533.544.55公差0.15 0.080.2 0.1两半保持架钢板厚2S11.41.4222.422.433344567铆钉杆长度L公称尺寸2.83.23.244.24.84.84

17、.86.7 7.37.88.89111115公差0.2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1. 外圈质量 We=Ve10-6(kg)10-6(kg) -材料密度(下同)Ve=0.785(D2-D22)B-1.349D r2-2.245r82 D2-1.345De Re2+0.6176Re3(若=7.8g/cm3) 尺寸代号见图01,对400系列,r8改为r3.2. 内圈质量 Wi=Vi10-6(kg)Vi=0.785(d22-d2)B-1.349d r2-2.245r82 D2-1.345di Ri2+0.6176Ri3(若=7.8g/cm3

18、) 尺寸代号见图02,对400系列,r8改为r3.3. 浪形保持架质量 半保持架质量Wc=10.35Dcp+0.36388 Z (Rc+S/2)(Dc-Dc1)S10-6(kg)(若=7.8g/cm3) 尺寸代号见图074. 钢球质量 Ww=(Dw3 )/6若材料密度=7.8 g/cm3则Ww=7.810-6(Dw3 )/6=4.0810-6Dw3 (kg)5. 铆钉质量Wm=10-6H2(3SR-H)/3+d12(L-e)+dm2 e/4若=7.8g/cm3则Wm=24.510-6H2(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

19、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.1. 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0.1,公差按表16)表16 mmD2超过305080120到305080120180D2公差0.0840.10

20、.120.140.162)外圈密封槽顶宽b1 按表17选取(公差±0.03)表17 mmD超过305080120到305080120180b1公差0.70.80.911.23)外圈密封槽位置b 按表18选取后用下式计算(取值精度0.1,公差按表18) b=b1+SH+m1+m2SH:密封圈骨架钢板厚度;m1:密封圈胶面到轴承端面距离;m2:密封圈骨架挂胶厚度参数;表18 mmD超过305080120到305080120180SH取值0.40.50.60.70.8m1取值0.20.20.30.30.5m2取值0.10.20.20.20.2b公差0.0840.10.120.140.164

21、)外圈密封槽止口直径D3(取值精度0.1,公差按表19)D3=D2+2m2+SH表19 mmD超过305080120到305080120180取值111.21.41.6D3公差±0.042±0.05±0.06±0.07±0.085)外圈密封槽底直径D4(取值精度0.1,公差同D3) D4=D3+b1-0.16)外圈密封槽压坡角=45°,当止口厚度H0.5mm时(H=b-b1-(D4-D3)/2)=30°,当止口厚度H<0.5mm时(使H=0.5mm)7) 密封槽顶圆弧半径R1按表20选取表20 mmD超过80120到8

22、0120180R1取值0.30.40.58)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±0.02±0.025±0.03±0.035±0.042. 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.1) 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21.2) 内圈挡边直径d2(公差按表22) 表22 mmd超过183050802的公差

23、-0.011-0.013-0.016-0.019-0.0223. 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0.01,公差按表23) Dm1=D4+m3m3:密封圈外径压缩量,按表23选取表23 mmD超过305080120到305080120180m3取值0.080.10.120.140.16Dm1的公差±0.042±0.05±0.06±0.07±0.082)密封圈装配引导直径Dm2(取值精度0.1,公差按表24) Dm2=D3-0.3表24 mmD超过305080120到30508012018

24、0Dm2的公差0.130.160.190.220.253)密封圈骨架定位直径Dm3(取值精度0.1,公差同Dm1) Dm3=D2-SH4)密封圈肩部直径Dm4(取值精度0.1,公差同Dm2) Dm4=Dm3+2(SH+m2)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0.20.250.250.30.356)密封圈台肩圆弧半径Rm2: Rm20.27)密封圈总厚度Bm1(取值精度0.1,公差按表26) Bm1=b1+SH+m2 表26 mmD超过305080120到305080120180Bm1公差-0.07-0.084

25、-0.1-0.12-0.148)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0.01,公差+0.1) Bm3=Bm2/210)密封圈骨架挂胶厚度Bm4 Bm4=m211)密封圈内径处唇厚Bm5(取值精度0.1,公差同Bm1)a. 当0.3时,Bm5=Bm1=Xm-XB=(B/2-Bm1-m1)- 式中Bk=K(保持架兜孔深),Bs=S(保持架钢板厚) dm3=d2+2 Bm5/3+1(1 按表27选取)b. 当<0.3时Bm5= B/2 -m1- -0.3表27mmd超过18305080到183050801201取值

26、0.70.91.11.41.712) 密封圈内径处内唇,外唇尺寸Bm6,Bm7(取值精度0.1,公差按表28) Bm6=Bm7=Bm5/3表28 mmd超过18305080m6,Bm7公差0.070.0840.10.120.1413)密封圈内径dm1(取值精度0.1,公差按表29) dm1=d2+0.2+m4 m4:密封间隙参数 表29 mm d超过183050804取值0.10.20.30.40.5dm1公差0.110.130.160.190.2214)密封圈内径处减压槽直径dm2(取值精度0.1,公差同dm1) dm2=dm1+(2

27、15;Bm5)/315)密封圈内径处润滑脂引导斜坡直径dm3(取值精度0.1,公差按表30) dm3=dm2+m5 m5:润滑脂引导斜坡直径参数 表30 mm d超过183050805取值0.30.40.50.60.7dm3公差±0.055±0.065±0.08±0.095±0.1116)密封圈内径处润滑脂引导斜坡角度(公差±1°) =45°17)标志、标志尺寸(取值精度0.1) 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

28、)/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0.01,公差按表31,dm4=d2/(1+k) k:接触唇压缩量参数) 表31 mmd超过18305080值0.010.0090.0080.0070.006dm4公差0.070.0840.10.120.1419)密封圈接触唇减压圆弧半径Rm3(取值精度0.1) 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.1) 骨架定位尺寸DH(取值精度0.1,公差同Dm1)DH

29、=Dm32) 钢骨架板厚SH(按表32选取) 表32 mmD超过305080120到305080120180SH值0.40.50.60.70.7SH公差-0.05-0.06-0.07-0.08-0.083)钢骨架总厚度尺寸H(公差±0.1) H=2 SH3) 钢骨架内径尺寸dH(取值精度0.1,公差按表33)dH=dm2+m6 m6:骨架内径胶厚参数 表33 mmd超过183050806取值1.21.51.822.5dH公差0.110.130.160.190.225. 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

30、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0.01,公差按表34) DF=D3-F 表34 mmD超过305080120到305080120180DF公差-0.065-0.08-0.1-0.12-0.105-0.117-0.142-0.174-0.207-0.245F取值0.10.150.20.20.25 2)防尘盖内径尺寸dF(取值精度0.1,公差按表35)dF=d2+0.4+m4(m4按表29选取)表35 mmd超过18305080F公差0.070.080.10.120.143)防尘盖钢板厚SF,按表36选取

31、表36 mmD超过5080120到5080120180SF取值0.20.30.30.4SF公差-0.04-0.04-0.04-0.044) 防尘盖卷边圆弧半径RF(取值精度0.1)RF=3 b1/4-SFb1按表17选取5) 防尘盖卷边处宽度BF(取值精度0.1,公差-0.1)BF=2.678b16) 防尘盖尺寸BF1(取值精度0.1,公差±0.1)BF1=b-SF-m17) 防尘盖翻边尺寸BF2(取值精度0.1,公差±0.1)BF2=3.5 SF8) 防尘盖尺寸DF1(取值精度0.1,公差±0.1)DF1=DF-4(RF+SF)9)防尘盖尺寸DF2(取值精度0.1,公差±0.1)DF2=D2-2 SF10)防尘盖尺寸DF3(取值精度0.1,公差±0.1)DF3=DF2-2 BF111)防尘盖卷边圆周等分开槽数NF(取值精度0.1) NF=DF/16 计算后按奇数圆整.12)防尘盖卷边圆周等分开槽宽度hF hF=4SF13)防尘盖卷边圆周等分开槽角度F(公