深沟球轴承优化设计

深沟球轴承优化设计洛阳轴研科技股份有限公司内容简介·

一

、概述·二、优化设计基础(优化设计计算方法)·三、深沟球轴承优化设计及主要参数·四、结构及结构参数设计·五、密封轴承设计·六、轴承设计举例·

七、深沟球轴承发展方向2014-11-27

优化设计

2规格型号

数量111136038占总规格比例100%11.7%54.1%34.2%优化设计Cr1.0220.90～0.980.99～1.011.02～1.17SKF

·Cr水平比较高于SKF低于SKF与SKF相当高于SKF·

深沟球轴承的特点：量大面广，其基型及其变形结构产品占轴承总产量的70%以上·

优化设计水平与国外公司比较：2014-11-27

优化设计3洛阳轴研科技股份有限公司一

、概述深沟球轴承的结构及特点深沟球轴承的主要结构形式有基本型、带防尘盖和带密封圈深

沟球轴承。带防尘盖的深沟球轴承

防尘盖与内圈之间有径向间隙，极限

转速与基本型深沟球轴承相同，轴承装配时填入了适量润滑剂，在

使用过程中不用填加润滑剂。带密封圈的深沟球轴承一般采用钢骨架式丁腈橡胶密封圈，有接触式和非接触式之分。接触式密封密封效果较好，但摩擦力矩较大，极限转速较低；非接触式密封，其极限转速与基本型深沟球轴承相同。轴承装

配时填入了适量润滑剂，在使用过程中不用填加润滑剂。洛阳轴研科技股份有限公司一

、概述2014-11-27

优化设计4二

、优化设计方法·

机械优化设计包括建立优化设计问题的数学模型和选择恰

当的优化方法与程序两方面的内容列出每个主题要花费的

时间·

网格法、牛顿法、共轭梯度法、坐标轮换法、鲍为尔法、

随机方向法、惩罚函数法、线形逼近法、广义简约梯度法

等等2014-11-27

优化设计

5洛阳轴研科技股份有限公司深沟球轴承优化设计的特点：就深沟球轴承优化设计而言，它属于一种离散变量优化设计

问题，其具体表现在：1深沟球轴承的滚动体数量有限、为离散的自然数；2深沟球轴承的滚动体已经标准化，其直径为有限个离散值；3深沟球轴承外型尺寸为一系列离散的标准值。2014-11-27

优化设计

6洛阳轴研科技股份有限公司洛阳轴研科技股份有限公司网

格

法

简

介网格法是解非线形规划的最简单的方法，事实上它是

一种穷举法。设问题为：极小化

f(x),x∈En满足约束g;(x)≥0,j=1…,m.变量的取值范围为a≤x≤b,I=1,…,n2014-11-27

优化设计

7首先将区门分成等份(1=1,…,n)。记

1=1,",n

并记分制点及懒点为0

1=1,…,n“-+t.·L,t=1,…-ui=1,…n³-b,

1=1,…,n于是便形成了T(Y+1XY+1)…(Y+1)个网格点，对网格点进行检查，潇足均束条件

2)≥0的点的进行比较，从

中找出目标档数最小位所对应的点，设为：如果对于事先始定的精度：,不满足b:,

我们再在附近取小区城再进行

分

制

。设

(

4

,

9,…,

T,

则下一次

虑的区门为：重复以上的计算工财满足为止优化设计

8…考洛阳轴研科技股份有限公司网

格法

简

介

(2

)-,b

)

i-1,

B2014-11-27三

、深沟球轴承优化设计优化设计的目标函数深沟球轴承的承载能力是以其额定动载荷C来衡量。2014-11-27

优化设计

9洛阳轴研科技股份有限公司Dw≤25.4mm主参数

：Z,Dw,Dwp约束条件有三个

：KWmin(D-d)≤Dwi≤KWmax(D-d)180°≤2Sin⁻¹(Dw:/Dwpmax)(Z,-1)≤φmax0.5(D+d)≤Dwp≤0.515(D+d)2014-11-27

优化设计

10洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司主要参

数

约

束

条

件开

始X7279

尺

叶L

JiiD-0.XD-dD■

0.D+4D

=0.51XD+d)12Z■

28n(D./D

计

算CD

一

ZD

一

)悬中马修需格点Dr

Dr

DD

DZr

Zr

Zc

Zur

Z优化设计

11+1洛阳轴研科技股份有限公司形成网格点2014-11-27洛阳轴研科技股份有限公司判断点是否符合条件判断点是否符合条件①ii±LkD-SDmSKD-9!j0ii+Ls282-/0

Xz-DSL1nc0otLD.D…+0JOL(p-IXP+)N脚

-

2

8

Q-J0.XZ₃-0SL42014-11-27优化设计

12出

Cr及相应的DmZDm第D2014-11-27优

化

设

计

13洛阳轴研科技股份有限公司求最大值及对应点CPCr2Y5

↓5cr

o

一Cn≥Cr二P?HNN计4)洛

阳

轴

研

科

技

股

份

有

限

公

司四

、

结

构

及

结

构

参

数

设

计1、

滚动轴承几何学右图为深沟球轴承简图其

中

：2014-

11-27

优化设计14G=D-d₁-2D洛阳轴研科技股份有限公司2、深沟球轴承填球角研究R₂2014-11-27

优化设计

15与D右图为几何填球角计算模型容许填球角有由几

何条件确定的容许

填球角ψg

和由许用

应力确定的容许最R1R1′大填球角ψs

之

分

。Rz′洛阳轴研科技股份有限公司2、深沟球轴承填球角研究2014-11-27

优化设计

16当径向游隙Gr=0时，上式可简化为：由几何条件确定的容许填球角

ψg为：式中：

K--系数，K=0.2324

度/[N/mm²]1/2[8]--许用应力，N/mm²R--截面形心与外圈中心之距离，mmY--

截面形心距挡边距离，mm2、深沟球轴承填球角研究由许用应力确定的容许最大填球角

ψs可近似地表示为：2014-11-27

优化设计

17洛阳轴研科技股份有限公司一般情况下，设计填球角ψ应满足：ψ≤lψg·4;]min个别情况下，当ψ。〈

ψs时，允许ψ大于ψ但不超过

ψ,此时，在外圈未变形之前将有一个钢球不能进入滚

道，只有在压缩外圈的同时，最后一个钢球才能进入滚

道而完成装配自动装配时，深沟球轴承填球角理想值为181°~

186°,小于181°,容易散球，大于186°,自动装配

较为困难，这次优化设计规定填球角上限为：100系列

195°;200系列194°,300系列°,400系列192°。据

此设计的所有规格，都满足ψ<ψ的条件，就是说，不会出现装配分球时外圈产生残余变形的情况2014-11-27

优化设计

18洛阳轴研科技股份有限公司2

、

深

沟

球

轴

承

填

球

角

研

究式中：Pmin—最小装配压力

E—弹性模量J—外圈横截面的惯性矩R—

截面形心与外圈中心距离δ₀—最小压缩量

ψ—设计填球角2014-11-27

优化设计19洛阳轴研科技股份有限公司2、深沟球轴承填球角研究另外，在设计填球角下，装球分球所需压力和压缩量是装配

中需要的两个重要参数，它们可分别表示为(假定μ=0):洛阳轴研科技股份有限公司3、外圈带游隙设计本次优化设计采用外圈带游隙设计。即：Gmin、Gmax

分别代表游隙下限和上限值。2014-11-27

优化设计

20洛阳轴研科技股份有限公司4、内外沟道不等曲率设计沟曲率半径一般可表示为：2014-11-27

优化设计

21设计中取：Kdi=(d₂-d)/DwKde=(De-d₂)/Dw以6204为例50年代挡边高系数为0.29560年代挡边高系数为0.257缺点

：在有较大径向游隙，同时承受一定量的轴向负荷时很容易造成接触椭圆截断现象，从而使轴承过早失效5

、

挡

边

高

度

设

计2014-11-27

优化设计

22洛阳轴研科技股份有限公司5、挡边高度设计国际上各大轴承公司深沟球轴承挡边高系数不尽相同一般取值范围是：6000系列0.3～0.46200、6300、6400系列0.4左右日本KOYO

司Kdi=0.34～0.37Kde=0.30～0.35原因：外圈滚道接触椭圆长短轴之比a/b比内圈小，

Ke<K时

不会出现外圈接触椭圆被截断，同时减小外圈挡边高，增

大了允许填球角，减小了装球变形力2014-11-27

优化设计23洛阳轴研科技股份有限公司洛阳轴研科技股份有限公司6、保持架设计保持架是决定轴承性能的关键因素深沟球轴承的保持架结构形式车制实体保持架塑料保持架冲压浪型保持架2014-11-27

优化设计

246、保持架设计冲压浪型保持架1.保持架的兜窝深度K取保持架球窝半径的最大值，板

宽系数取0.45,考虑到生产保持架连续套材和系列生产

因素，允许取为0.42～0.452.为了降低轴承的振动与噪声，国际先进轴承公司为减

小保持架窜动，采用锥度过盈铆钉，减少两片半保持

架间的错位3.本优化设计选用了铆钉与铆钉孔间的配合为过渡配合，

铆钉头带锥度，便于装配。有条件的公司可以采用过盈铆钉装配2014-11-27

优化设计25洛阳轴研科技股份有限公司6、保持架设计车制黄铜保持架的一种新结构2014-11-27

优化设计

26洛阳轴研科技股份有限公司旧结构新结构设计要求兜孔的表面粗糙度及

等分精度有要求，但

要求不高，两半保持

架不同，不可互换兜孔的形状、表面粗

糙度及等分精度要求较高，对设备和操作

工要求高，两半保持架完全相同，可互换性能比较润滑性能不好，摩擦

和温升高，振动噪声小润滑性能好，摩擦和温升低，振动噪声小，

使用寿命长，可靠性

高加工制造采用径向钻削的方法，

成本低廉专用的球型铣刀，从

端面切入铣削而成，

成本较高2014-11-27

优化设计276

、

保

持

架

设

计洛阳轴研科技股份有限公司车制黄铜保持架两种结构对比密封对轴承寿命的影响：普通密封型深沟球轴承的寿命是对应开放型深沟球轴承在相同条件下寿命的三倍以上所以密封型深沟球轴承应用相当广泛密封系统两个基本作用：一是保持润滑剂二是防止杂质进入轴承内部和润滑剂内密封作用必须在相对运动表面(通常是轴或轴承内圈与轴承座)

之间实现。密封不仅要适应旋转运动，而且要考虑由跳动、游隙、

偏斜、变形引起的偏心。密封件的结构选择取决于润滑剂的类型，

另外还要考虑必须加以排除的夹杂物的数量和性质，其最终选择取决于转速、摩擦、磨损、工作条件、便于更换、经济性等因素。五、

密封轴承设计2014-11-27

优化设计

28洛阳轴研科技股份有限公司1、密封轴承设计的原则密封轴承设计的原则是：保证在基础轴承上，安装上密封圈或防尘盖后，其密封空间为最大这受很多因素制约，主要有三个：1.

外圈密封槽止口最小厚度，一般取0.5mm2.外圈密封槽底处套圈最小壁厚，不小于[0.09

(D-d)-1]3.保持架与密封圈内径唇部最小距离不小于0.3mm2014-11-27

优化设计

29洛阳轴研科技股份有限公司2、外圈密封槽与密封图外径唇部设计(1)2014-11-27

优化设计30洛阳轴研科技股份有限公司密封轴承外圈唇部结构a2、外圈密封槽与密封圈外径唇部设计(2)

a为日本NTN

、NSK

公司和美国G·B·C公司等广泛采用。国内很多

厂家也曾采用此结构，其基本特点：是密封圈采用轴向定位，侧向

压缩的定位配合方法，具有在密封槽尺寸精度较高的前提下，装

配容易。缺点：是密封槽尺寸精度较低时密封圈装不上或配合过松，容易造

成密封圈在槽中打滑甚至出现外圈漏脂的情况。本次优化设计采用的结构b特点：密封圈采用径向定位，轴向引导，径向和侧向联合压缩定

位的配合方法，具有对密封槽精度要求低，定位配合可靠的优点。2014-11-27优化设计31洛阳轴研科技股份有限公司本次优化设计采用的是第二种结构其基本特点是：密封圈采用径向定位，轴向引导，径向和侧向联合压缩定位的配

合方法，具有对密封槽精度要求低，定位配合可靠的优点。缺点是装配压力较大。为了克服这个缺点，在密封圈外径唇部开一个减压槽，其半径为

R,

这样装配压力与国际典型结构相当。外圈压缩量由压缩量参数确定，一般为径向过盈0.08～0.16mm,在此压缩量下，即保证

外圈不漏脂，又能保证较小的装配压力。外圈压坡角θ为45°,若θ

过大，为保证最小止口宽度b则会造成密封槽向滚道侧移动，减小了密封空间，装防尘盖时，有可能造成径向分力过大，使外圈

外涨；若θ过小，在装防尘盖时有可能引起轴向分力过大，使密

封槽崩口。洛阳轴研科技股份有限公司2

、

外

圈

密

封

槽

与

密

封

圈

外

径

唇

部

设

计

(

3

)2014-11-27优化设计323、内圈挡边与密封圈内径唇部设计(1)2014-11-27

优化设计33洛阳轴研科技股份有限公司非接触式密封轴承内径唇部的典型结构C8L

0a

结构为日本NTN

、NSK

等公司所采用。这种密封采用动压密封

原理，轴承运转时具有良好的防外界杂质进入、防润滑脂泄漏效

果，轴承停止运转时，则形成静压曲路密封，密封效果良好。但，

对密封槽要求高，对密封槽轴向公差，轴承轴向游隙较敏感b

为国内部分厂家曾普遍采用的结构，它也形成动压密封，但动

压效果会使外界杂质进入轴承，密封间隙短，效果差c是优化设计采用的结构，其优点是：避开了轴向公差、轴向游

隙的影响，密封面磨加工提高了密封副精度，内圈挡边无槽降低

了加工成本，密封圈内径为非接触唇加润滑脂滞留槽，在轴承有

漏脂趋势时，溢出的脂停留在槽内，将非接触唇与挡边用脂密封

起来，提高了密封性能非接触式密封副密封间隙越长，间隙量越小越好，但密封间

隙长度受结构限制，间隙量受加工精度限制。间隙量由间隙参数

确定，一般取为直径方向0.4～1.0mm。2014-11-27优化设计

343

、

内

圈

挡

边

与

密

封

圈

内

径

唇

部

设

计

(

2

)洛阳轴研科技股份有限公司3、内圈挡边与密封圈内径唇部设计(3)2014-11-27

优化设计35洛阳轴研科技股份有限公司接触式密封轴承内圈唇部的典型结构Cdaa是传统的密封结构，以前为世界各国采用，目前SKF公司仍

采用此结构。此结构采用圆弧式径轴向联合贴压式密封，密封

面磨加工，接触压力小，密封可靠。缺点是对轴向游隙、公差

较为敏感，而且外界磨粒性介质易造成对密封唇的磨损，多一

个圆弧加工面b是NSK公司采用的密封结构。优点：它采用两个非接触唇加

一个接触唇，密封间隙长，具有动压效果；接触唇亦为侧向贴

压式密封，接触压力小，密封效果特别好。缺点：对密封槽精

度要求高，密封唇磨损快。c是FAG公司采用的结构，采用径向贴压式密封，密封可靠，密封面磨加工精度高，比a、b两种结构少一个加工面，节约费

用，并避开了轴向游隙的影响。缺点：接触压力大，为此在密

封唇部开有减压槽。但是外界磨粒性介质会集存在减压槽内，

对裸露的唇部造成磨损。3

、

内

圈

挡

边

与

密

封

圈

内

径

唇

部

设

计

(

4

)2014-11-27优化设计36洛阳轴研科技股份有限公司优化设计采用d结构。它具有c结构的优点，避免了其缺点。在接触唇外侧增加了

一个非接触唇和一个润滑脂滞留槽，加长了密封间隙，提高

了密封效果，避免了磨粒性介质对接触唇的磨损。接触唇与

挡边之间的压缩量由接触参量系数K

确定，压缩量范围是

0.1～0.8mm。另外，润滑脂引导角β一般取为30°~60°,其作用是引导

润滑脂流动，防止脂的泄漏。3

、

内

圈

挡

边

与

密

封

圈

内

径

唇

部

设

计

(

5

)2014-11-27

优化设计37洛阳轴研科技股份有限公司洛阳轴研科技股份有限公司4、金属防尘盖的设计(1)防尘盖的基本结构是开槽式外卷边加内弯边一方面可以增加防尘盖的强度和刚度另一方面可以减小装配压力和由装配形成的防尘盖外涨力，减

小外圈变形，增加内径密封副长度由密封槽尺寸确定防尘盖外卷边尺寸，装配成型后，外卷边形

成一个仍以卷边圆弧为半径的整圆，压紧在密封槽的两个侧面上，防尘盖外径不与密封槽底接触，防尘盖内径与内圈挡边间

的间隙一般取为0.3～1.2mm,装配成型前后的结构如图2014-11-27

优化设计384、金属防尘盖的设计(2)RPS,

卤

三RPSp

卤2014-11-27

优化设计39洛阳轴研科技股份有限公司卷边防尘盖装配成型前后结构示意图洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司4、金属防尘盖的设计(3)1外卷边成型时所需长度的确定装配前：L=L₁+L₂+L₃+L₄L₁

.

装配前的圆弧部分L2.直径部分L₃:

卷边时卷边圆中心外移量L₄:

卷边时的干涉部分装配成型后卷边防尘盖装配成型前后几何关系图:卷边圆的周长优化设计2014-11-2740经过几何推导，得外卷边成型所需总长度为：4、金属防尘盖的设计(4)洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司:卷边圆的周长装配成型后优化设计2014-11-2741经验表明：由于卷边圆半径与板厚相差太少，卷边处外

径的金属层拉伸太大，同时，钢板厚度和防尘盖宽度及

外径都是负公差，因此按理论计算的防尘盖宽度往往出

现缺料或松动现象。2014-11-27优化设计

42洛阳轴研科技股份有限公司4、金属防尘盖的设计

(5)防尘盖卷边圆处防尘盖宽度的理论计算公式为：Db₁SfRBFδ₁δ₂超过到理论值图册值300.70.20.31.61.90.0420.09630500.80.20.41.92.10.0480.12650800.90.30.42.22.40.1700.155801201.00.30.52.62.70.1890.1841201801.20.40.52.83.20.2270.214洛阳轴研科技股份有限公司B₁=26786

4、

金属防尘盖的设计(6)在此公式的基础上，代入有关参数进行变换和约简，便得到了宽

度尺寸B

的经验公式：BF=2.678b₁2014-11-27优化设计

432卷边圆半径R

的确定防尘盖外卷边圆半径R

增大，加工容易；但Rp取值又不能太大，

还要保证卷边圆与压坡间的接触点直径大于止口直径D₃,R

的值亦

不能太小。

R值需根据上述诸多因素综合考虑密封槽底宽和槽底深为定值的情况下，R

可表示为：装配成型后，卷边圆外径与槽底的径向间隙δ₁,压坡上的接触点到

止口径向距离δ₂,可分别表示为：洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司4、

金属防尘盖的设计(7)优化设计2014-11-2744D超过---305080120到305080120180D图册值-0.065-0.149-0.08-0.18-0.10-0.22-0.12-0.26-0.145-0.305允差修订值-0.065-0.117-0.08-0.144-0.10-0.174-0.12-0.207-0.145-0.245δ0.100.150.200.200.253防尘盖外径D,与密封槽止口间隙的确定为了防止装配时防尘盖外径与密封槽止口发生干涉，便于自动装

配，优化设计的防尘盖外径D

与密封槽止口之间留有间隙，给出

Dp=D₃-δp,D允差及δ取值见下表洛阳轴研科技股份有限公司4

、

金

属

防

尘

盖

的

设

计

(

8

)2014-11-27

优化设计45防尘盖内径dp与内圈直径d₂

之间的间隙愈小，成品轴承密封性能

愈好，最初给出：dp=d₂+1+δm4间隙参量

δm₄取值见表，防尘盖内径与挡边间的直径间隙为

1.15～1.75mm,间隙偏大，密封性能受影响压缩防尘盖内径间隙，压缩后的表达式为：dp=d₂+0.4+δm₄δm₄的取值也略有变动，详见表。压缩后的防尘盖内径与内圈

挡边之间的直径间隙为0.5～0.9mm。洛阳轴研科技股份有限公司4

、

金

属

防

尘

盖

的

设

计

(

9

)d超过18305080m4原值0.150.250.350.550.75修正值0.10.20.30.40.52014-11-27优化设计

46洛阳轴研科技股份有限公司5、填脂量的计算对各种型号轴承内部空间容积的计算做如下简化和规定：1、各种型号轴承内部尺寸采用《向心球轴承优化设计统一

图册(83)》规定的尺寸。计算容积时以公称尺寸为准，不考

虑公差对空间容积的影响；2、保持架体积计算以兜孔冲压前的体积为准；3、略去密封圈唇部间隙和变形对空间容积的影响

密封空间的计算较为简单，不再讲解2014-11-27

优化设计

475、填脂量的计算填脂量计算对于每个型号的轴承，只要知道其几何参数(D₁

、D₂

、d₁、d₂

、B、Re、R、P、S、Dc、dc),

即可计算出其空间容积若已知润滑脂的密度为ρ,则每种型号轴承的填脂量为：M=K·p·V其中：M

一填脂重量K一填脂率，

K≈0.33～0.50P

一润滑脂密度，

g/cm³2014-11-27

优化设计

48洛阳轴研科技股份有限公司5、填脂量的计算一种新方法低速时，润滑脂充满甚至超过静空间高速时，润滑脂略少于静空间密封空间=动空间+静空间动空间：内圈旋转时，运动部件扫过的空间(含保持架与内圈间体积部分)静空间：密封空间中除去动空间的部分2014-11-27

优化设计

49洛阳轴研科技股份有限公司1、开式深沟球轴承设计a

主参数的选择外形尺寸：D=47,d=20,B=14利用计算机采用网络法优化计算的主参数Dw=9.525,

Z=9,Dwp=46.5及负荷Cr=19.46KN,Cor=11.31KNb

套圈设计◎沟曲率半径内沟曲率半径R:2014-11-27

优化设计50六

、设计举例洛阳轴研科技股份有限公司外沟曲率半径R:◎沟道直径内圈沟道直径d.:d₁=D

-Dw=46.5-9.525=36.975±0.015外圈沟道直径De:De=d+2D+G,=36.975+2×9.525+0.125=56.038±0.015洛

阳

轴

研

科

技

股

份

有

限

公司1、

开

式

深

沟

球

轴

承

设计其中：平均游隙

：◎沟位置a2014-11-27a₁=ae=a=8±0.025优化设计

51◎套圈挡边直径内圈挡边直径d₂

:d₂=d₁+K●Dw=36.975+0.4×9.525=40.8025外圈挡边直径D₂

:D₂=D-Kp·Dw=56.038-0.4×9.525=52.2+0.12◎

倒

角装配倒角r和非装配倒角r₃、r₈的尺寸及公差，根据最小洛阳轴研科技股份有限公司1、开式深沟球轴承设计单向倒角rmn的尺寸查表取为径向max=1.5

轴向max

=32014-11-27

优化设计

52r₈=0.3max洛阳轴研科技股份有限公司1

、

开

式

深

沟

球

轴

承

设

计由h

、D

查表得标志高为1.5mm2014-11-27

优化设计

53◎标志、标志尺寸=0.96取标准板厚S=1◎保持架宽度B.Bc=Kc·Dw=0.45×9.525=4.31、

开式深沟球轴承设计

c浪形保持架设计◎保持架钢板厚度S2014-11-27

优化设计54洛阳轴研科技股份有限公司◎保持架中心圆直径DcpDcp=Dwp=46.5±0.025◎保持架内、外径Dc₁=Dc-Bc=46.5-4.3=42.2±0.08D.=Dcp+Bc=46.5+4.3=50.8±0.095◎保持架兜窝的深度K:洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司1、开

式深沟球轴承

设

计◎保持架球兜内球面半径Rc优化设计2014-11-2755洛阳轴研科技股份有限公司1

、

开

式

深

沟

球

轴

承

设

计◎验算径向窜动量算得的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，应在0.2～0.8范围内：=0.28>0.2满足要求2014-11-27优化设计56满足要求优化设计

57查表得ε₁=0.2则还必须保证保持架不与套圈碰套，验算时应满足关系：1、

开式深沟球轴承设计洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司2014-11-27◎圆角r.圆角半径r

应尽可能取大，但是为了便于铆合，在保持架铆

钉大头的圆周必须保证宽度不小于0.3mm的平面，因此=1.1取r=0.6优化设计

581、开式深沟球轴承设计◎兜孔中心与相邻铆钉孔中心间距离C₁◎相邻两球兜中心间距离C洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司2014-11-27洛阳轴研科技股份有限公司1、

开式深沟球轴承设计◎铆钉选取浪形保持架用半圆铆钉取：dm×L=1.2×4.2最小杆端直径d₁min=1.13mm2014-11-27

优化设计59洛阳轴研科技股份有限公司2、

带密封圈深沟球轴承设计密封深沟球轴承系开式深沟球轴承的变型产品，其主要的不同点在于带有密封圈，因此，在外圈上要设置密封槽，并相应提高相关尺寸形位公差的技术要求，其余则完全与开式深沟球轴承相同。轴承套圈上不标志，在密封圈外侧面模压标志。2014-11-27

优化设计602、

带密封圈深沟球轴承设计

a

外圈设计◎外圈挡边直径D₂◎外圈密封槽顶宽b₁

b₁=0.9◎外圈密封槽位置bb=b₁+SH+δm₁+δm₂2014-11-27

优化设计61洛阳轴研科技股份有限公司洛

阳

轴

研

科

技

股

份

有

限

公司2、

带密封圈深沟球轴承设计=0.7>0.5取

a¹=45°2014-11-27

优

化

设

计

62◎外圈密封槽止口直径D₃D₃=D₂+28m₂+ε+SH=52.2+2×0.2+1.2+0.6=54.4±0.06◎外圈密封槽底直径D₄D₄=D₃+b₁-0.1=54.4+0.9-0.1=55.2±0.06◎外圈密封槽压坡角α'当止口厚度2、

带密封圈深沟球轴承设计◎密封槽顶圆弧半径R,

选取R₁=0.4◎外圈沟位置尺寸a

对两端面的对称度选取。a

的对称度为0.062014-11-27

优化设计63洛阳轴研科技股份有限公司2、

带密封圈深沟球轴承设计b

内圈设计除内圈沟位置尺寸a

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。接触式与非接触式密封轴

承的内圈相同。◎内圈沟位置尺寸a

对两端面的对称度与同型号外圈的

对称度相同a的对称度为0.06◎内圈挡边直径d₂d₂=40.8°00162014-11-27

优化设计64洛阳轴研科技股份有限公司◎密封圈装配引导直径D

m2Dm₂=D₃-0.3=54.4-0.3=54.1

0.19◎密封圈骨架定位直径D₃Dm=D₂+SH=52.2-0.6=51.6±0.06◎密封圈肩部直径Dm4Dm₄=D₃+2(Sπ+δm₂)=51.6+2×(0.6+0.2)=53.20.19洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司2、带

密

封圈

深沟

球

轴

承

设

计c密封圈设计除接触唇部尺寸外，接触式和非接触式各部尺寸相同.优化设计2014-11-2765◎密封圈装配减压槽圆弧半径Rm₁

,

选取

Rm₁=0.25◎密封圈台肩圆弧半径Rm₂

Rm₂≤0.2◎密封圈总厚度Bm1BmI=b₁+SH+δm₂=0.9+0.6+0.2=1.70.10◎密封圈外径唇部厚度Bm22、带密封圈深沟球轴承设计◎密封圈外径唇顶厚度B

m3洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司优化设计2014-11-2766◎密封圈骨架挂胶厚度Bm

Bm₄=δm=0.2◎密封圈内径处唇厚Bm₅2、

带密封圈深沟球轴承设计2014-11-27优化设计

67洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司◎密封圈内径处润滑脂引导斜坡直径dmdm₃=dm₂+δm₅=42.3+0.4=42.7±0.065◎密封圈内径处润滑脂引导斜坡角度β

β=45°±1°2014-11-27

优化设计

68◎密封圈◎

密

封圈内

径dm₁dm₁=d₂+0.2+8m₄=40.8+0.2+0.2=41.2+0.132、

带密封圈深沟球轴承设计洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司◎标志、标志尺寸密封轴承通常在密封圈上以模压方式标志，并在密

封圈模压成型时一次完成标志中心圆直径D2、带密封圈深沟球轴承设计洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司查表得，字高h₂=1.5优化设计2014-11-2769R为接触唇压缩量参数，按表31选取◎密封圈接触唇减压圆弧半径R2、带密封圈深沟球轴承设计◎接触式密封轴承接触内径dm洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司优化设计2014-11-2770d密封圈骨架密封圈钢骨架采用08或10钢板制造，其厚度允差按

GB708

较高级精度确定。)◎骨架定位尺寸DHDH=Dm₃=51.6±0.06◎钢骨架板厚SH,

按表选取◎钢骨架总厚度尺寸HH=2SH=2×0.6=1.2±0.1◎钢骨架内径尺寸dH2014-11-27

优化设计

712、带密封圈深沟球轴承设计洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司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

球轴承不同处在于以防尘盖置换了密封圈，因而其外圈、内圈、

保持架和钢球均和相对应的密封深沟球轴承相同。◎防尘盖外径尺寸Dp洛阳轴研科技股份有限公司3

、

带

防

尘

盖

深

沟

球

轴

承

设

计2014-11-27

优化设计

72◎防尘盖内径尺寸dp◎防尘盖卷边外宽度BB=2.678b₁=2.678×0.9=2.4±0.1◎防尘盖尺寸BF₁B=b-Sp-δm=2.0-0.3-0.3=1.4±0.13、带防尘盖深沟球轴承设计◎防尘盖钢板厚S,按表选取◎防尘盖卷边圆弧半径R洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司优化设计2014-11-2773◎防尘盖卷边尺寸BF₂BF₂=3.5SF=3.5×0.3=1.1±0.1◎防尘盖尺寸DF₁DF₁=DĘ-2(RF+SF)=54.2-2×(0.4+0.3)=51.4±0.1◎防尘盖尺寸DF₂DF₂=D₂-2S=52.2-2×0.3=51.6±0.1◎防尘盖尺寸DF₃DF₃=DF₂-2BF=51.6-2×1.4=48.8±0.12014-11-27

优化设计

74洛阳轴研科技股份有限公司3、带防

坐盖

深

沟

球

轴

承

设计取

Np=11◎防尘盖卷边圆周等分开槽宽度h

hp=4S=4×0.3=1.2◎防尘盖卷边圆周等分开槽角度

αp3、带防尘盖深沟球轴承设计◎防尘盖卷边圆周等分开槽圆弧半径R◎防尘盖卷边圆周等分开槽数N洛阳轴

研

科

技股

份有限

公司优化设计2014-11-2775洛阳轴研科技股份有限公司七、深沟球轴承发展趋势精密机械、高档家电对滚动轴承的振动和噪声提出了更严格的要求

振动低，音质好，具有—定的振动寿命和噪声寿命国内年需低噪声深沟球轴承1.3亿套国内年产高档低噪声深沟球轴承0.3亿套2014-11-27

优化设计

76影响滚动轴承振动的因素a设计参数对轴承振动的影响影响最大的是：滚功体数量、套圈壁厚和游隙还有保持架的结构、制造精度、轴承的尺公差和形位公差等b

轴承零件制造误差对轴承振动的影响滚动轴承零件的制造误差主要有粗糙度、波纹度和圆度c

工作条件对轴承振动的影响负荷、转速和润滑条件对轴承振动的影响最大d安装参数对轴承振动的影响轴与轴承、轴承座与轴承的配合精度、对中度及轴承的安装预紧力等对轴承的振动有很大影响洛阳轴研科技股份有限公司七、深沟球轴承发展趋势2014-11-27

优化设计

77国内、外低噪声轴承设计水平的对比a轴承的填球角：轴承设计填球角比较大，有的轴承甚至接近200°b设计参数的尺寸公差：国外设计参数尺寸公差控制较严，尺

寸离散性小，便于自动化生产及提高轴承游隙的配套率c径向游隙：国外低噪声轴承来用较小的径向游隙，游隙的范

围压缩d保持架的设计：保持架兜孔深K和兜孔半径Rc公差较小，保

持架尺寸离散性小；保持架采用紧铆钉七、深沟球轴承发展趋势2014-11-27

优化设计

78洛阳轴研科技股份有限公司洛阳轴研科技股份有限公司七、深沟球轴承发展趋势1主参数的设计为了最大限度的保持轴承的继承性，绝大多数型号的中、

小型轴承主参数保持不变，少数型号的轴承由于考虑到密