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范文一：深沟球轴承设计计算
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<><><>
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 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 9. JB/T 10239-2001
滚动轴承 深沟球轴承卷边防尘盖 技术条件 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 、r 1. 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.
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Dwp
Dwp=0.5 (D+d) Dwp的取值精度为0.01 3. 球数 Z:Z=
Φ
+1
1
2sin Dw /Dwp
4. 实取填球角Φ :Φ=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 fi≈0.515 外圈沟道曲率系数 fe≈0.525
表3 Ri及Re 的公差 mm
2. 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 μm
表4 di与De 的公差 mm
3. 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 mm
4. 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
*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="">
5. 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=
(D -2rs max 径) -(D 2max +2r 8max)
2
标志中心圆直径Dk Dk=
(D -2rs max 径) +(D 2max +2r 8max)
2
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
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) 值
表10 浪形保持架用冷轧钢板的标准厚度 mm
※ 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
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=Dwp 表12
Dcp,Dc1.Dc 的公差 mm
4. 保持架兜窝的深度K(取值精度0.01) K=0.5Dw+εc
表13 εc 值、Rc 、K 的公差 mm
5. 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ε可按下式计算(ε及表14的εmax 、εmin 仅供复核参考) ε=0.85Bc-Dw sin cos-1
2(Rc cos sin -1
0. 85Bc
-Rc +K ) Dw
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 mm
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:
Dc 1min -d 2max εmax
>+ε1
22
D 2min -Dc max εmax
>+ε1
22
保持架与内, 外圈档边之间的间隙 当Dw ≤10mm 时, ε1≥0.2 当Dw>10mm 时, ε1≥0.4
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 sin
180?
Z
7. 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 sin
90?
Z
8. 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0.3mm 的
平面, 因此, 圆角rc 应满足: rc ≤ Dcp sin
90?Dw S Dw
-(+S)cos sin-1 -–0.3 Z 20. 5Dw +S 2
9. 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
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=γ╳Ve ╳10-6(kg)10-6(kg) γ-材料密度(下同)
Ve==0.785(D2-D22)B-1.349D r2-2.245r82 D2-1.345De Re2+0.6176Re3 (若γ=7.8g/cm3) 尺寸代号见图01, 对400系列,r8改为r3. 2. 内圈质量 Wi=γ╳Vi ╳10-6(kg)
Vi==0.785(d22-d 2)B-1.349d r2-2.245r82 D2-1.345di Ri2+0.6176Ri3 (若γ=7.8g/cm3) 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=10.35[Dcp+0.36388 Z (Rc+S/2)](Dc-Dc1)S╳10-6(kg) (若γ=7.8g/cm3) 尺寸代号见图07 4. 钢球质量 Ww=(πDw 3 γ)/6 若材料密度γ=7.8 g/cm3
则Ww=7.8╳10-6╳(πDw 3 )/6=4.08╳10-6╳Dw 3 (kg) 5. 铆钉质量
Wm=γ╳10-6{πH 2(3SR-H)/3+π[d12(L-e)+dm2 e]/4} 若γ=7.8g/cm3
则Wm=24.5╳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.
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 mm
2) 外圈密封槽顶宽b1 按表17选取(公差±0.03) 表17 mm
3) 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+δm1+δm2 SH: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 mm
4) 外圈密封槽止口直径D3(取值精度0.1, 公差按表19) D3=D2+2δm2+ε+SH
表19 mm
5) 外圈密封槽底直径D4(取值精度0.1, 公差同D3) D4=D3+b1-0.1 6) 外圈密封槽压坡角α
α=45°, 当止口厚度H ≥0.5mm 时(H=b-b1-(D4-D3)/2) α=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="">
8) 外圈沟位置尺寸ae 对两端面的对称度按表21确定 表21 mm
2. 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 mm
3. 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+δm3
δm3:密封圈外径压缩量, 按表23选取 表23 mm
2) 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 mm
3) 密封圈骨架定位直径Dm3(取值精度0.1, 公差同Dm1) Dm3=D2-SH
4) 密封圈肩部直径Dm4(取值精度0.1, 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 mm
6) 密封圈台肩圆弧半径Rm2: Rm2≤0.2 7) 密封圈总厚度Bm1(取值精度0.1, 公差按表26) Bm1=b1+SH+δm2
表26 mm
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=b1
9) 密封圈外径唇顶厚度Bm3(取值精度0.01, 公差+0.1) Bm3=Bm2/2
10) 密封圈骨架挂胶厚度Bm4 Bm4=δm2
11) 密封圈内径处唇厚Bm5(取值精度0.1, 公差同Bm1)
a. 当Δ≥0.3时,Bm5=Bm1
Δ=Xm-XB=(B/2-Bm1-δm1)- (Bk +Bs ) 2-(
dm 3-Dwp 2
) 2
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)
b. 当Δ<>
Bm5= B/2 -δm1- (Bk +Bs ) 2-(表27
dm 3-Dwp 2
) -0.3 2
mm
12) 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 mm
13) 密封圈内径dm1(取值精度0.1, 公差按表29) dm1=d2+0.2+δm4 δm4:密封间隙参数 表29 mm
14) 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×Bm5)/3
15) 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+δm5
δm5:润滑脂引导斜坡直径参数 表30 mm
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Dk
Dk=(Dm4+dm1)/2 标志面宽度hw
hw=(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 mm
19) 密封圈接触唇减压圆弧半径Rm3(取值精度0.1)
Rm3=(dm2-dm4)/8 4. 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=Dm3
2) 钢骨架板厚SH(按表32选取) 表32 mm
3) 钢骨架总厚度尺寸H(公差±0.1) H=2 SH
范文二：单列向心推力球轴承设计计算
单列向心推力球轴承设计计算
单列向心推力球轴承设计计算
此类轴承主要用以承受径向和轴向的联合负荷，或用以代替高速工作的推力球轴承，即承受纯轴向负荷，此类轴承按其承受轴承负荷能力的大小，制成接触角为12度、26度和36度三种基本型轴承，由于加大了径向游隙的单列向心球轴承也可以获得甚至大于12度的接触角，因此除了如砂轮主轴所用的小尺寸轴承外，应该停止发展至逐步淘汰36000型轴承，今后应着重发展接触角为36度的66000型轴承，而且在重、轻（2）系列中也应发展66000型。
为了用外圈挡边引导保持架而将锁球口做在内圈上的136000、146000和166000三种变型轴承，可以应用有转速较高（超过极限转速）的场合，这种轴承主要做成E级以上的精密品。
单列向心推力球轴承，可以用“並联”或“串联”的方法成对双联使用，以作两个方向的轴向定位或承受巨大的单向轴向负荷。
根据轴承所承受的径向负荷QR和轴向负荷QA，建议用下列公 式选取接触角β，β=arctg0.8 QA/ QR
设计单列向心推力球轴承时,(除66000型之外)其钢球直径Δ、36000、46000之内圈，或136000、146000型之外圈应尽量采用相应的单列向心球轴承的钢球和内、外圈，如相应的单列向心球轴承尚未设计时，则应与单列向心球轴承同时进行设计。
计算公式
1、Δ=K1（D-d） 超特轻系列及（D-d）>120时，K1=0.28-0.3 其它系列K1=0.3-0.32 (钢球应取标准钢球) 2、中心园直径P=d1+KΔ （内圈通用时）
中心园直径P=D1-KΔ （外圈通用时）
精度0.001 中心园直径P=0.5(D- d) (套圈不通用时) β=12°时 K=1.00065 β=26°时 K=1.00305 β=36°时 K=1.00573 β=35°时 K=1.009
3、Z=πP/(k2Δ ) Δ≤3/8"时 k2=1.01+2.3/Δ Δ>3/8"时 k2=1.23 4、内滚道d1= D1-2KΔ 或d1=P-K Δ （ 内圈不通用时） 精度0.001 容差± 0.025
5、外滚道D1= d1+2KΔ 或D1=P + K Δ （ 外圈不通用时）精度0.001 容差± 0.025
6、R=0.515Δ 精度及容差按ZYB1-58
7、 a=b/2+2(R-Δ/2)Sinβ-2δ （非通用套圈） 精度0.01 式中δ---沟位置a的上偏差数值 表1
8、d2= d1+ K3Δ 计算精度0.1 尺寸容差见表2 β=26° K3=0.4 9、D2=D1- K3Δ 计算精度0.1 尺寸容差见表2 β=36° K3=0.5
10、内锁口δ=0.00065 d1+K4Δ+0.05 * 计算精度0.01 尺寸容差见表3
外锁口δ=0.00065 D1+K4Δ+0.05 * 计算精度0.01 尺寸容差见表3 β=12°时 K4=0.002 β=26°时 K4=0.005
β=36°时 K4=0.008
*---对于小型轴承可以少加，加0.02---0.03即可. 表2
表3 11、内引导dC=d2+ε1（ε1见表4）计算精度0.01 尺寸容差见表4 12、内引导DC = dC +Δ 计算精度0.1 尺寸容差见表4
13、外引导DC = D2+ε2（ε2见表4）计算精度0.01 尺寸容差见表4 14、外引导dC = DC +Δ 计算精度0.1 尺寸容差见表4
15、BC=KΔ 计算精度0.1 尺寸容差见表5
16、C=P?Sin(180°/Z) 计算精度0.01 尺寸容差±0.1
17、ΔC 圆柱形兜孔按ZYB1-58第2表，椭圆形兜孔按四点接触轴承设计标准附录。
验算：
dC?Sin180°-ΔC max≥1
若不能满足时允许在内径表面挖空槽，如下图 dC1≥(ΔC max+1) / Sin(180°/Z)
空槽宽度BC1≈0.92Δ 但dC1≤P+0.2Δ 如超过此规定时,只得将兜孔底部
做成60度的锥底,此时兜孔的元柱部分长度L≥(DC-P)/2+0.1Δ
对于外引导的保持架,在外径表面应挖润滑油槽 BC1=Δ+(1-2) DC1= DC-0.1Δ
表5
范文三：单列向心推力球轴承设计计算[整理版]
坛列向心推力球坛承坛坛坛算
坛列向心推力球坛承坛坛坛算
此坛坛承主要用以承受向和坛向的坛合坛荷～或用以代替高速工作的推径
力球坛承～承受坛坛向坛荷～此坛坛承按其承受坛承坛荷能力的大小～制成接即
触角坛度、度和度三坛基本型坛承～由于加大了径向游隙的坛列向心122636
球坛承也可以坛得甚至大于度的接角～触因此除了如砂坛主坛所用的小尺12
寸坛承外～坛坛停止坛展至逐步淘汰型坛承～今后坛着重坛展接角坛触3600036度的型坛承～而且在重、坛;,系列中也坛坛展型。66000266000
坛了用外圈坛坛引坛保持架而将内坛球口做在圈上的、和136000146000
三坛坛型坛承～可以坛用有坛速坛高;超坛极限坛速,的坛合～坛坛坛承主要166000
做成坛以上的精密品。E
坛列向心推力球坛承～可以用“並双坛”或“串坛”的方法成坛坛使用～以作两个方向的坛向定位或承受巨大的坛向坛向坛荷。
根据坛承所承受的向坛荷径和坛向坛荷～建坛用下列公QQRA
式坛取接角触β～β=arctg0.8/ Q QAR
20.720.7工作能力系数65ΔZφCosβ?0.8i65Δ? ?ZφCosβC(坛列坛承)(成坛坛承i坛个数)
2静坛荷容量Co1.25ΔZCosβ
极限坛速n450000/(D-10)360000/(D-10)
坛坛坛列向心推力球坛承坛,(除66000型之外)其坛球直径Δ、36000、46000之内圈～或136000、146000型之外圈坛尽量采用相坛的坛列向心球坛承的坛球和内尚与、外圈～如相坛的坛列向心球坛承未坛坛坛～坛坛坛列向心球坛承同坛坛行坛坛。
坛算公式
;D-d, 超特坛系列及;D-d,>120坛～K=0.28-0.3、Δ=K111
其它系列K=0.3-0.32 (坛球坛取坛准坛球)1
2、中心直园径P=d+KΔ ;圈内通用坛, 1
中心直园径P=D-KΔ ;外圈通用坛, 精度0.0011
中心直园径P=0.5(D- d) (套圈不通用坛)
β=12?坛 K=1.00065
β=26?坛 K=1.00305
β=36?坛 K=1.00573
β=35?坛 K=1.009
3、Z=πP/(kΔ ) Δ?3/8"坛 k=1ΔΔ>3/8"坛 k=1.23.01+2.3/ 222
4、坛内道d= D-2KΔ 或d=P-K Δ ; 内圈不通用坛, 精度0.001 111
容差? 0.025
、外坛道D= d+2KΔ 或D=P + K Δ ; 外圈不通用坛,精度5111
0容差?.001 0.025
、Δ精度及容差按6R=0.515 ZYB1-58、 Δβδ ;非通用套圈, 精度0.017a=b/2+2(R-/2)Sin-2
式中δ---沟位置的上偏差数坛a
表1
坛承内径超坛18305080120180260360d(mm)到18305080120180260360500
?0.03?0.04?0.04?0.05?0.05?0.06?0.06?0.07?0.08a的容差
、d= d+ KΔ 坛算精度尺寸容差坛表 β=26? K=0.48 0.1 2 21339、D=D- KΔ 坛算精度尺寸容差坛表 β=36? K=0.50.1 2 2133、坛内口δ d+KΔ+0.05 * 坛算精度尺寸容差坛表10=0.000650.01 314
外坛口δ D+KΔ+0.05 * 坛算精度尺寸容差坛表=0.000650.01 314
β=12?坛 K=0.0024
β=26?坛 K=0.0054
β=36?坛 K=0.0084
*---坛于小型坛承可以少加～加0.02---0.03即可.
表2
坛坛直径超坛18305080120180260360d、D22 到305080120180260360500(mm)
-0.045-0.05-0.06-0.07-0.08-0.09-0.1-0.12d引坛2-0.14-0.17-0.20-0.23-0.26-0.3-0.34-0.38非引坛+0.045+0.05+0.06+0.07+0.08+0.09+0.1+0.12D引坛2+0.28+0.34+0.40+0.46+0.52+0.60+0.68+0.76非引坛用于外坛口坛承 表3
坛承内径d~5050-8080-120120-180180-t的容差-0.03-0.04-0.05-0.06-0.07内引坛d=d+ε;ε坛表4,坛算精度0.01 尺寸容差坛表4、 C21111
内引坛D = d +Δ坛算精度0.1 尺寸容差坛表412、 CC
13、外引坛D = D+ε;ε坛表4,坛算精度0.01 尺寸容差坛表4C222
14、外引坛d = D +Δ坛算精度0.1 尺寸容差坛表4 CC
Δ坛算精度0.1 尺寸容差坛表5、15B=K C
16、C=P坛算精度0.01 尺寸容差?Sin(180?/Z) ?0.1
ΔC 坛柱形兜孔按ZYB1-58第2表～坛坛形兜孔按四点接坛承坛坛坛触准附坛。17、
坛算,
用于内坛口坛承
dΔC max?1?Sin180?-C
若不能坛足坛允坛在内径挖表面空槽～如下坛
d?(ΔC max+1) / Sin(180?/Z)C1
Δ 但d?Δ 如超坛此坛定坛,只得将兜孔底部做成空槽坛度B?0.92P+0.2C1C1
60度的坛底,此坛兜孔的元柱部分坛度L?(D-P)/2+0.1ΔC坛于外引坛的保持架,在外径挖表面坛坛滑油槽
Δ+(1-2) B=C1
D= D-0.1ΔC1C
表4
坛坛直径超坛305080120180260360d、D范坛22到305080120180260360500内引坛坛隙ε0.20.250.30.350.40.450.51
外引坛坛隙ε0.30.40.50.60.70.812
d的容差C内引0.10.10.150.20.250.30.3坛坛D的容差C-0.2-0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7
d的容差C外引0.20.20.30.40.50.60.7坛坛D的容差C-0.1-0.15-0.2-0.25-0.3-0.35-0.4
表5
D直径C超坛305080120180260360范坛到305080120180260360500
B的容差-0.16-0.17-0.2-0.23-0.24-0.3-0.34-0.38C
范文四：球轴承的设计计算(2)11章
双列角接触球轴承，
纯径向载荷：Q s e n -O. S ，JrD — 0*45771 = 0 纯轴向载荷：e i =°°，e n =0，J rD = 0, 1^ = 1
参考文献
1 G.Lundberg & A,PaImgren： Dynamic Capacity of Rolling Bearings, Ingeniocsvete-nskapsakad- emiens
Handlingar Nr. 196 (1947) 21*
2 H.^ovall： Bdastningsfdrdelningen 丨nom kul-och rullager vid givna yttre radial och axial belast- ningar
(Load Distribution in Ball and Roller Bearings at given external Radial and Thrust Loads). Tekni^k Tidskrift } Mekanik 1933, H.9.
3千窠大学工学部機械工学科機械要素講座（阐本）：二冬妒9軸受6輪受幻動的負荷容 量（昭和
63年）打.
第
11章深沟球轴承的极限轴向承载能力
11. 1深沟球轴承的轴向承载能力
使用球轴承时，由于预紧以及外部载荷，有时可能要承受比较大的轴向载 荷。这时就出现这样一个问题，轴承究竟能承受多大的轴向载荷？本章就该问题 进行分析。为了使问翅简化以及从安全性考虑（因径向载荷使接触角变小），假 设轴承只承受纯轴向载荷。
一般情况下，深沟球轴承的原始接触角被设计成a =0%可以说它不能承受 大的轴向载荷，也不应该对轴承施加轴向载荷。但是，与深沟球轴承具有相似结 构，即以球和圆弧滚道相接触的角接 触球轴承，其接触越大，能够承受 的轴向载荷也越大。它之间的差异 究竟在哪里？轴向承载能力竟有多 大？下面就这些问题展开讨论\ 首先，假设图11-la 所示的深沟 球轴承有径向游隙
Gr
[1
角们究具相
图11-1深沟球轴承与角接鏹球轴承
(这里，具 有游瞭是个关
键）。其次如图11-lb 所示，假设外圏
对于内圈向左平行
a 的位置（参阅第2章) 。
如果轴承在这种状态下运转，图中阴影线部分实际上就不需要了，假如把这 部分切掉，就变成了图11-lc 所示的绾构，即变成了角接触球轴承。此外，由于 阴影线部分被切掉了，钢球的装配便可以从側面进行，装人轴承内部的钢球数量 可以增加，承载能力也可提髙。
可见，角接触球轴承和具有大径向游隙的深沟球轴承在本质上是相同的。但 由于用途不同，内部尺寸多有差异。
因此，对深沟球轴承施加轴向载荷，其实就是把深沟球轴承当作角接触球轴 承
来使用。所以即使对深沟球轴承施加轴向栽荷，轴承也能正常运转，但这并不 是说移
动可以无限制地施加轴向载荷，它受到以下三点限制：
1) 把轴向载荷换算成径向当量静载荷后的值，不能超过轴承的基本額 至游隙为零的位置。这样，钢球 和滚道的接触位置就处于原始接触角
4 J
J
定静载荷cv;
2) 把轴向载荷换算成径向当量动载荷^后，若厂值很大，则轴承寿命降 低。这种现象也不允许出现；
3) 由于轴向载荷的作用，钢球和滚道之间的接触面（赫兹接触椭圆）将向 挡肩移动，但不可爬越挡肩。
这三点限制中的1) ，可根据第9章计算当童静载荷然后与轴承的基本额定 静
载荷进行比较来判断。对于2) ，可以根据第
7
章计算当量动载荷P r ，然 后再
根据第5章计算轴承的寿命即可作出判断。
下面就限制3) ，即如何判断赫兹接触椭圆是否爬越挡肩的条件进行说明。
11. 2赫兹接触椭圆爬越挡肩的条件
现在首先来分析一下承受轴向载荷的角接触球轴承。接触椭圆是否爬越挡肩 的条件由轴承的接触角、赫兹接触椭 圆的尺寸以的深度决定。
轴承承受轴向载荷时的接緻状态 示于图
接触椭
圆
及沟道
11-2。图中给出了外圈的接触 情况。
在栽荷1=；作用下，接?角变 为载荷作
设
成的接触椭圆的 长半轴为a 。
当接触椭圆的长轴正好达到滚道 边缘（即缘）时，便是接鳜椭 圆的极限位置。我们的轴向载 荷判定为极限载荷（由于
圆 长轴方向边缘部的应力较小，因此即 使
圆稍稍爬上挡肩也不会对寿 命产生太大但本文从安全性 计议) 。
fflll-2轴向*图中各记号的含义为 ——接鱷椭圄的长半轴a S ——接触椭圆的长半轴a 相对于外H i
角度； ——外圈沟道曲率中心和挡肩边缘之连线与沟道中心线的夹 角；
e
外圈
■外圈沟道曲率半径以及内圈沟道曲率半径卜/队) -外圈和内
圈沟i?. 1 i?,
底的半径；
142
r u t ru ——外圈和内圈挡肩的半径；
D w —钢球直径；
—轴向载荷F a 作用下产生的接触角。
11. 3极限轴向载荷
11.3.1外B 的计算
首先计算外腼的极限轴向载荷F fl z_。由图11-2可知，用r tf = 代入上式得
可表达为
R e - ri t = re (1-cos汐） 9(11-1)
与球径相比，接触面的弹性变形量非常小。如将接触面的沟道曲率半径看作与钢
球的曲率半径相同，即％ = 同时，为使问题简化，设则关于#， 可得
(4)
为了使接触椭圆不越过滚道边缘，爬上挡肩，必须满足
(11
'
2)
8 -
即
sin (0 — ci)
其次来分析接触椭圆的长半轴a 。根据第1章式（1-12) 得（设e E = l)
/
(11-3) (11-4)
…. 揭 (11-5)
式中，Q 为施加在作为分析对象的一个钢球上的接触栽荷。其中，2/>可用下式 表示（参阅第1章>。
=
H 是
(116)
'
式中的4为两个物体接触区的形状所决定的系数，由表1-1给出。
改写式（11-5) 可得
(11-7)
将上式和接触椭圆不爬越挡肩边缘的条件式（11-4) 相结合，可求得满足这个条 件的载荷为
143
[
(n.8)
D
以上计算是以一个钢球为对象而进行的，下面则以整个轴承为对象来讨论。 当轴承承受纯轴向载荷
F a 时，轴承内一个钢球所承受的载荷Q
为钢球所受平均 载荷F a /Z 为
钢球数）沿承载时的接触角^方向上的分力，根据式（4-20) 可表达为
(11
或 式中， 章）。
- QZsina'
-
9)
(11 10)
t/取决于轴承内部设计参数以及轴向载荷F a , 可通过下式求得（参阅第3
F \2/3 a 、 （
式中 ——接触变形系数（见表3-1) 。
结合式（11-8) 和式（1110) ，可得极限轴向载荷的表达式为
c
2f m ~ 1 yZD^sma
11-11)
i^ZsW[
(1
a
1-12)
但是，上式右边的^是轴向载荷圮的函数，因此求解兄比较麻烦，*设法简 化，为此将式（11-11) 改写成
ZD
a
式中的和式（11-12) 中的极限巧相同，使两式相等可得
,S/0 [ (D^/2) sin (d~ a)]
^5rZsma ------------- ? ------- ——
a
f
经整理后得
式<11-14)中，除了 ^以外，其余参数均由轴承内部几何参数决定，因此，="">
只要将这些参数代入就可求得^ (由于不等式的两边都有因此求时必须 ) 通过迭代的方式，逐渐通近才能求得>。将求得的^'代入由式（11-11) 的改
写 的式（11-15) ，便可求得极限轴向载荷i ^。
2f m ~l c
11,3.2
即可，但此时有以下不同点。
首先，求0用的式（11-1) 须变更为
不同&
11.3.3
限轴向载荷而言，应选择其中较小的一个。
11. 4计算实例
以深沟球轴承6206为例计算极限轴向载荷。设计参数如下（见图11-3) 。
沟底半径：R, = 27.77mm Ri — 18.23mm
挡肩半径：r u =25.92mm r u — 20.05mm
钢球直径 ：D w = 9 :525mm 球数Z ： 9
fl
原始接触角：a = 11.76 (第2章中
计算实例之值）
沟道曲率半径比： /,=0.52 =0.515
(f i +f e ) n = 0,5175
(1)外圈的极限轴向载荷为了使用式（11-14), 首先根据式<>
\ f
4 4 I
内圈的计算
内圈的计算与前文介绍的外圈计算相同，直接用式（11-14) 、式<11-15)>
6 = arc cos(l j
1
(11-16)
其次求的式（11-6) 须变更为
再之，由于内溷与外圈的接触条件不同，所以F(p)不同，当然4值也自然
轴承的极限轴向载荷
上面分别介绍了计算轴承内外圈的极限轴向载荷的方法，然而就整个轴 承的极
0.52X9*525
其次，根据式（116) 求2V
1
145
o
R- 9.525 0.52X9.525 27,77
D
1821
然后再根据第1章求F (^)并查表求得
F(p)
据此由表14查得4=0.07677,
4
4.377xi0_。
1/2° \ ^ &sin(51.2-cO> 1/3(9.525 X0.1821) L 4.377X10_4
2^0.07677 \n.
利用上式进行迭代计算最终得 将求得的《' 代人式（11-15) ，则
oos
cr
F a c
L <>
fr
ZD^,sina"
x9x9.525xsin28.5。
2
4.377X10 I o^28,5 — =10723 (N) = 10.7 (kN)
即接触椭圆不爬越外圈挡肩的极限轱向载荷为10.7kN 。
-4B
(2)内圈的极限轴向载荷参照外鬮的计算方法对内圈进行计算。首先，根 据式（11-16) 得
L 20.05 — 18.23' _ 如
'
-0,515x 9.525l = 51-0
arccos 1
146
其次，根据式（11-17) 得
R { 9.525 0.515 x 9.525 18.23
因为 F(P 所以由式（11-14) 得
-4
{ (丨 得
将求得的^值代人式（11-15) 得
'<>
= 7.79 (kN)
即接触椭圆不爬越内H 挡肩的极限轴向载荷为7.79kN 。
(3)轴承的极限轴向载荷根据以上计算可知，接触椭圆不爬越挡肩的极限
轴向载荷为内外圈中较小的一个，即内圈的7.79kN Q 但仅此尚不够充分，正如
在本章开头时所述，还必须考虑其額定静载荷以及寿命问题。
1) 首先计算轴承的额定静载荷和当量静栽荷（参阅第8章和第9章) 。轴承 的额定静载荷C 0r 在第8.7.1节已作了计算，为C 0r = ll + 3kN。由于该值为径向 额定静载荷，所以本例的纯轴向载荷也必须换算成径向当董静载荷p 0r 。由式 (9-1) 得
= 7785 (N) cos26.7。 } ■
2X0.5175-1 卜11.76。 \ I 1
\
x9 x 9-5252x s in26.7°
iV = 0.6Fr + 0.5Fa
因本例圮=0，所以
P o r = 0.5Fa
由于尸0, 不应超过C Cr ，所以根据上面的关系可得到
11-3^0.5Ffl
即 F a <>
147
此值比（2) 中求得的7,79kN 大得多，所以径向当量静载荷没有问题。
2) 其次来验证轴承的寿命。因轴承承受的轴向载荷为7.79kN ，须换算成径 向当
量动载荷i 。根据第7章的表7-1，为了计算尸，首先计算轴向载荷比
2
3
FJ
(ZDi) =7.79xl0V (9X9.525) =9.54 (MPa), 该值超过了表中深沟
球轴承相应数值的上限（6.89MPa>。关于这一点，应用表7-4的备注令y=l， 则得 P = 7.79kN 。
轴承的基本额定动载荷C f ■在第6.8.1节（2) 中已作了计算，为19.4kN 。 因此根据第5章的式（5-7) ，可为
19.4X10-"
16667/C\3= 16667/ n IP / n
3
W.79X10 257400 ⑶
求得轴承的寿命时间L A
n
因此，假设转速为n = lOOOr/min，则额定寿命仅为257h ，并不能认为寿命已足 够长了。
3) 根据以上计算结果，如果从接触椭圆不
爬越挡肩以及当量静栽荷之角度 考虑的话，该轴承的极限轴向载荷必须采用最小值即
7.79kN 。但如果以寿命作 为讨论对象的话，7 + 79kN是否妥当，就值得商榷了。
参考文献
1 T. A.Hama： Rolling Bearing Analysis, John Wiley & Sons (1966) 257,
范文五：深沟球轴承的CAD计算稿及PROE设计步骤
深沟球轴承设计
院系：机电工程学院
专业：数控
班级：数控133
姓名：夏天驰
学号：1302313132
指导老师：杨咸启
前言
是滚动轴承中最为普通的一种类型。基本型的深沟球轴承由一个外圈，一个内圈、一组钢球和一组保持架构成。 深沟球轴承类型有单列和双列两种，单列深沟球轴承类型代号为6，双列深沟球轴承代号为4。其结构简单，使用方便，是生产最普遍，应用最广泛的一类轴承[1]。
深沟球轴承
编辑本段工作原理
深沟球轴承主要承受径向载荷，也可同时承受径向载荷和轴向载荷。当其仅承受径向载荷时，接触角为零。当深沟球轴承具有较大的径向游隙时，具有角接触轴承的性能，可承受较大的轴向载荷 ，深沟球轴承的摩擦系数很小，极限转速也很高[1]。
编辑本段轴承构造
深沟球轴承结构简单，与别的类型相比易于达到较高的制造精度，所以便于成系列大批量生产， 制造成本也较低， 使用极为普遍。深沟球轴承除基本型外， 还有各种变型结构，如：带防尘盖的深沟球轴承，带橡胶密封圈的深沟球轴承，有止动槽的深沟球轴承，有装球缺口的大载荷容量的深沟球轴承，双列深沟球轴承。
编辑本段轴承类型
1、单列深沟球轴承 2、带防尘盖的单列深沟球轴承 3、带防尘盖、密封圈的单列深沟球轴承 4、外圈上有止动槽及止动环的单列深沟球轴承 5、有装球缺口的深沟球轴承 6、双列深沟球轴承
编辑本段轴承特性
深沟球轴承是最具代表性的滚动轴承，用途广泛。适用于高转速甚至极高转速的运行，而且非常耐用，无需经常维护。该类轴承摩擦系数小，极限转速高， 结构简单，制造成本低，易达到较高制造精度。 尺寸范围与形式变化多样，应用在精密仪表、低噪音电机、汽车、摩托车及一般机械等行业，是机械工业中使用最为广泛的一类轴承。主要承受径向负荷，也可承受一定量的轴向负荷。 选取较大的径向游隙时轴向承载能力增加，承受纯径向力时接触角为零。有轴向力作用时，接触角大于零。一般采用冲压浪形保持架，车制实体保
持架，有时也采用尼龙架。 深沟球轴承装在轴上后，在轴承的轴向游隙范围内，可限制轴或外壳两个方向的轴向位移，因此可在双向作轴向定位。此外，该类轴承还具有一定的调心能力，当相对于外壳孔倾斜2′～10′时，仍能正常工作，但对轴承寿命有一定影响。深沟球轴承保持架多为钢板冲压浪形保持架，大型轴承多采用车制金属实体保持架。 深沟球轴承是最常用的滚动轴承。它的结构简单，使用方便。主要用来承受径向载荷，但当增大轴承径向游隙时，具有一定的角接触球轴承的性能，可以承受径、轴向联合载荷。在转速较高又不宜采用推力球轴承时，也可用来承受纯轴向载荷。与深沟球轴承规格尺寸相同的其它类型轴承比较，此类轴承摩擦系数小，极限转速高。但不耐冲击，不适宜承受重载荷[1]。
编辑本段尺寸范围
内径尺寸范围：10mm ～1320mm 外径尺寸范围：30mm ～1600mm 宽度尺寸范围：9mm ～300 mm
编辑本段公差
标准型深沟球轴承具有普通级，全部与GB307.1相符合。
编辑本段游隙
标准型深沟球轴承具有C2、标准（CN ）、C3、C4及C5级内部间隙，全部与GB4604相符合。
编辑本段保持架
深沟球轴承一般采用钢板冲压保持架或黄铜实体保持架。当外径小于400毫米时，采用钢板冲压保持架不加后置代号，当外径大于400毫米时多用黄铜实体保持架不加后置代号。
编辑本段应用
深沟球轴承可用于变速箱、仪器仪表、电机、家用电器、内燃机、交通车辆、农业机械、建筑机械、工程机械, 悠悠球等[1]
计算稿
经过了这段时间的努力，今天我终于完成了深沟球轴承的课程设计，虽然很累，但是从这次的课程设计让我感受颇多，同时也收获颇多！
首先，要想绘制出深沟球轴承的CAD 图形就必须先通过公式计算出各项数据，然后才能会出图形；其次，就是标注，标注是要分清定形尺寸和定位尺寸。
同时经过这次课程设计让我学会了虚心向别人学习的能力，而且通过大家在一起的相互交流也彼此加强了同学之间的相互了解，取彼之长补己之短！
希望以后能有更多这样的实践活动，这样就可以在实践之中提高自己看！
6308深沟球轴承设计
proe 图
制作流程：
(一） 外圈： 1.
选择【旋转】
命令, 绘制如下图形。
2．点击工具栏中【确定】，得下图图形。
（二）内圈：
1. 选择草绘平面，选用【旋转】绘制如下图形。
命令，
2．
单击【确定】
命令，得如下图形。
（三）球：
1. 选择【旋转】绘制如下图形。
命令，选择草绘平面，
2. 单击【确定】命令，填好数据，
单击。
（四）半保持架： 1． 选择【拉伸】
如下图。
命令，在草绘平面绘制
2. 单击【确定】命令，在标题栏输入据。
3. 然后单击【确定】命令，得圆环如下。
4.
选择【选择】
命令，绘制如下图形。
5.
选择去除材料
得如下图形。
，单击【确定】命令，
6.
选择【矩阵】
，填好标题栏，单击。
7. 选择【壳】，选择好移除的三面，
再选择
，【拉伸】，【矩阵】命令，得如下图形。
（五）柳钉
1、选择【旋转】
绘制如下图形。
命令，选择草绘平面，
2
．单击【确定】命令，得如下图形。
装配流程：
（一） 组装半保持架
1. 单击【装配】命令，选择半保持架，并设为缺省。再选择球零件，选用对齐；然后同样的步骤选择柳
钉
2. 再选择【矩阵】命令，得如下装
配，并保存。
（二） 装配外圈：
1.
单击【装配】命令，选择内圈零件并设为缺省。再插入上图装配，并用约束进行
装配。单击【确定】命令后得：
（三）装配内圈：
1. 单击【装配】命令，插入外圈，先后两次选择对齐进行约束，如下图。单击【确
定】命令后得：
完成装配
