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<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+Unax)/2(见附表3),以提高装配率。

H.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/T276-1994滚动轴承深沟球轴承外形尺寸

2.GB/T274-2000滚动轴承倒角尺寸最大值

3.GB/T7811—1999滚动轴承参数符号

4.GB/T307.1-1994滚动轴承向心轴承公差

5.GB/T308-2002滚动轴承钢球

6.GB/T6391-1995滚动轴承额定动载荷和额定寿命

7.GB/T7811-1999滚动轴承参数符号

8.JB/T10239-2001滚动轴承深沟球轴承卷边防尘盖技术条件

9.JB/T10239-2001滚动轴承零件冲压保持架技术条件

10.CSBTSTC98.56-1999滚动轴承零件深沟和角接触球轴承套圈公差

11.CSBTSTC98.58-1999深沟和角接触球轴承套圈沟形公差

12.CSBTSTC98.64-1999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(GB276-1994,GB274-2000)可知D、B、r

1.轴承公称内径役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=l.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1Kw值

列

10()20()30()400

d<350.24-0.300.24-0.310.25~0.320.28-0.32

35<d<1200.30-0.320.30-0.320.30-0.330.30-0.32

20<d<2400.29-0.320.28〜0.320.29-0.320.25-0.30

标准钢球直径Dwmm见GB/T308-2002滚动轴承钢球

2.钢球与保持架中心圆直径Dwp

Dwp=O.5(D+d)Dwp的取值精度为0.01

3.球数Z:Z=-----+1

2sinDw!Dwp

表2①角限制条件(上限)

直径系列100200300400

①不大于195°194°193°192°

4.实取填球角①：①二2(Z7)SinT(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=fiDw

外圈沟道曲率半径Re=feDw

内圈沟道曲率系数fig0.515

外圈沟道曲率系数fe七0.525

表3Ri及Re的公差mm

超过-6101824304050

Dw

至1」610182430405060

公差0.030.040.060.090.120.140.180.22

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Um

超过261018243040506580100120140160180

Dw

到61018243040506580100120140160180200

umin2235566810121518182025

umax131318232020232830364148536171

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

卜.,_(D-2rsmax径)-(02max+2r8max)

T

标志中心圆直径Dk

Dk=(。一2rsmax径)+(D2max+2r8max)

F

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

径Dk

超过——305080120150200

标志而

效宽度hw

到

超过到\305080120150200—

0.81.20.70.70.711——

1.21.80.70.7111-1.51-1.5—

1.83111-1.51-1.51.5-21.5-2—

37—1.51.5222.5—

710———22.533

1()————3344

三.浪形保持架的设计

L保持架钢板厚度S(取值精度0.1)

S二S(Dw)计算出S后,按表10选用最接近计算值的标准厚度.

表9S(Dw)值

直径系列10()200300400

Dw(mm)4<DwW354<DwW455<DwW4545<DwW55

X为非优先选用钢板厚度

2.保持架宽度Be（取值精度0.1）

Be=KeDw

表11Ke值

直径系列100200,300,400

Ke0.480.45

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Del及外径De（取值精度0.1）

Dcl=Dcp-Bc,De=Dcp+Bc式中：Dep二Dwp

表12Dep,Del.De的公差mm

超过1018305080120180250

DelDeDep

到18305080120180250315

Del.De±0.055=0.065±0.08±0.095±0.11±0.125±0.145±016

公差

Dep±0.025±0.05

4.保持架兜窝的深度K（取值精度0.01）

K=0.5Dw+ec

表13£c值、Re、K的公差mm

超过——610141824324050

Dw

至61014182432405060

Re、K的公差0.040.050.060.070.080.10.10.120.14

£c值0.040.050.060.070.080.10.10.120.14

5.保持架球兜内球面半径Re（取值精度0.01）

Re二Kniax若工艺条件允许，也可制造圆形兜孔Re二K.

按上式试算得的保持架尺寸Be,Re,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）

2(/?ccossin-1---Rc+K)

e=0.85Bc-Dwsincos---------------------

Dw

计算£max时,Rc,K取最大值;计算£min是,Rc,K取最小值;而Dw,Be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£mm

超过—6I0141824324050

Dw

到6I0I41824324(]5060

£min0.20.20.30.30.40.40.60.60.7

£max0.60.70.811.21.41.61.82

如超出emax时,可适当减小K,Re,但减小后应满足

2K2Dw+ec

必须保证保持架不与套圈碰套,验算时应考虑：

Delmin-J2max£max,.

------------>x----+£1

22

D2min-Demaxemax,八.

------------>x----+£1

22

保持架与内,外圈档边之间的间隙

当DwWlOmm时，£120.2

当Dw>10mm时,£120.4

6.相邻两球兜（或斜钉孔）中间距离C（取值精度0.01,公差±0.025）

.180°

rC=Dcpsin-^-

7.兜孔中心与相邻卸钉孔中心间距离Cl（取值精度0.01,公差±0.025）

Cl=Dcpsi.n-9^0-。

8.保持架兜孔之间的平面与球兜必须圆角相交,圆角半径re应尽可能取大，但是

为了便于钾合保持架,在保持架钾钉大头的底围必须保证宽度不小于0.3mm的

平面，因此，圆角rc应满足：

rcWDcpSin^-(^+S)cossin-竿-0.3

9.浪形保持架用半圆头钾钉的选取：

半圆头钾钉尺寸及公差按表15选取

表15浪形保持架用半圆头钏钉尺寸及公差mm

公称尺寸0.8I1.21.522.533.544.55

抑钉杆直径dm

公差±0.03±0.04±0.05

公称尺寸1.21.61.92.43.244.85.66.47.28

钾钉头直径Dm

公差0-0.20-0.3

最小杆端直径dlmin0.740.931.131.411.92.372.873.373.874.55

有效杆长11.423457

公称尺寸0.6OS0.951.21.622.42.83.23.64

钾钉头高度H

公差±0.1±0.15

钟钉头对杆中心线同轴度0.050.1

半圆钾钉头半径SR0.60.80.951.21.622.42.83.23.64

rmax0.20.3

公称尺寸0.811.21.522.533.544.55

娜钉孔直径tc

公差0.150.080.20.1

两半保持架钢双厚2s11.41.4222.422.433344567

公称尺寸2.83.23.244.24.84.84.86.77.37.88.8911II15

钾钉杆长度L

公差0,2

注:钾钉杆长度允许各生产厂根据钾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=yXVeX106(kg)106(kg)Y-材料密度(下同)

Ve==0.785(D2-D22)B-l.349Dr2-2.245r82D2-1.345DeRe2+0.6176Re2

(若Y=7.8g/cm3)尺寸代号见图01,对400系列,r8改为r3.

2.内圈质量

Wi=yXViX10-6(kg)

Vi==O.785(d22-d2)B-1.349dr-2.245r82D2-1.345diRi2+O.6176Ri3

(若y=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+0.36388Z(Rc+S/2)](Dc-Dc1)SXW6(kg)

(若Y=7.8g/cm3)尺寸代号见图07

4.钢球质量

Ww=(nDw3y)/6

若材料密度Y=7.8g/cm3

贝|Ww=7.8X106X(兀Dw3)/6=4.08X10fiXDw3(kg)

5.伽钉质量

Wm=yXW6{nH2(3SR-H)/3+n[dl2(L-e)+dm2e]/4}

若丫=7.8g/cm3

则Wm=24.5X10-6{H2(3SR-H)/3+[dl2(L-e)+dm2e]/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16mm

超过—305080120

D2

到305080120180

D2公差0.0840.10.120.140.16

2）外圈密封槽顶宽bl按表17选取（公差±0.03）

表17mm

超过——305080120

D

到305080120180

bl公差0.70.80.911.2

3）外圈密封槽位置b校表18选取后用下式计算（取值精度0.1,公差按表18）

b=bl+SH+6ml+6m2

SH:密封圈骨架钢板厚度；

3ml:密封圈胶面到轴承端面距离；

6m2:密封圈骨架挂胶厚度参数；

表18mm

超过——305080120

D

到305080120180

SH取值0.40.50.60.70.8

8ml取值0.20.20.30.30.5

8m2取值0.10.20.20.20.2

b公差0.0840.10.120.140.16

4）外圈密封槽止口直径D3（取值精度0.1,公差按表19）

D3=D2+28m2+£+SI1

表19mm

超过—305080120

D

到305080120180

£取值111.21.41.6

D3公差±0.042±0.05±0.06±0.07±0.08

5）外圈密封槽底直径D4（取值精度0.1,公差同D3）

D4=D3+bl-0.1

6）外圈密封槽压坡角a

a=45°,当止口厚度H20.5mm时（H二b-bl-（D4-D3）/2）

a=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20mm

超过——80120

D

到80120180

R1取值0.30.40.5

8）外圈沟位置尺寸ae对两端面的对称度按表21确定

表21mm

超过——305080120

D

到305080120180

ae,ai对两端面的对称度±0.02±0.025±0.03±0.035±0.04

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22mm

超过——18305080

d

至I/p>

d2的公差-O.OII-0.013-0.016-0.019-0.022

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Dml（取值精度0.01,公差按表23）

Dml=D4+8m3

3m3:密封圈外径压缩量,按表23选取

表23mm

超过—305080120

D

到305080120180

6m3取值0.080.10.120.140.16

Dml的公差±0.042±0.05±0.06±0.07±0.08

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24mm

超过—305080120

D

到305()80120180

Dm2的公差0.130.160.190.220.25

3）密封圈骨架定位直径Dm3（取值精度0.1,公差同Dml）

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+6m2）

5）密封圈装配减压槽圆弧半径Rml按表25选取

表25mm

超过——305080120

D

到305080120180

Rml值0.20.250.250.30.35

6）密封圈台肩圆弧半径Rni2:Rm2W0.2

7）密封圈总厚度Bml（取值精度0.1,公差按表26）

Bml=bl+SH+8m2

表26mm

超过——305080120

D

到305080120180

Bml公差-0.07-0.084-0.1-0.12-0.14

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=bl

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=5m2

11）密封圈内径处唇厚Bm5（取值精度0.1,公差同Bml）

a.当A>0.3时，Bm5=Bml

A=Xm-XB=（B/2-Bml-6ml）-J（次+反尸_（也与吗?

式中Bk二K（保持架兜孔深），Bs=S（保持架钢板厚）

dm3=d2+2Bm5/3+e1（e1按表27选取）

b.当A<0.3时

0n

Bm5=B/2-6ml-J（以+Bsf一（的“；p尸―

表27mm

超过—183()5()80

d

/p>

£1取值0.70.91.11.41.7

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28mm

超过—183()5080

d

至I/p>

Brn6,Bm7公差0.070.0840.10.120.14

13）密封圈内径dml（取值精度0.1,公差按表29）

dml=d2+0.2+6m4

6m4:密封间隙参数

表29mm

超过——18305080

d

至1/p>

6m4取值0.10.20.30.40.5

dml公差0.110.130.160.190.22

14）密封圈内径处减压槽直径dm2（取值精度0.1,公差同dml）

dm2=dml+（2XBm5）/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+8m5

bm5:润滑脂引导斜坡直径参数

表30mm

超过——18305080

d

/p>

3m5取值0.30.40.50.60.7

dm3公差±0.055±0.065±0.08±0.095±0.11

16）密封圈内径处润滑脂引导斜坡角度B（公差±1。）

8=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+dml）/2

标志面宽度hw

hw=（Dm4-dml）/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/（l+k）

k:接触唇压缩量参数）

表31mm

超过——18305080

d

到183U5。8。12。

k值0.01O.(X)90.0080.0070.006

dm4公差0.070.0840.10.120.14

19）密封圈接触唇减压圆弧半径1加3（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Dml）

DH=Dm3

2）钢骨架板厚SH（按表32选取）

表32mm

超过——305080120

D

到305080120180

SH值0.40.50.60.70.7

SH公差-0.05-0.06-0.07-0.08-0.08

3）钢骨架总厚度尺寸H（公差±0.1）

11=2SII

3）钢骨架内径尺寸dH（取值精度0.1,公差按表33）

dH=dm2+6m6

3m6:骨架内径胶厚参数

表33mm

超过——18305080

d

/p>

8m6取值1.21.51.822.5

dH公差0.110.130.160.190.22

5.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=D3-6F

表34mm

超过——305080120

D

到305080120180

-0.065-0.08-0.1-0.12-0.105

DF公差

-0.117-0.142-0.174-0.207-0.245

6F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+6m4（6m4按表29选取）

表35mm

超过——18305080

d

至IJ183()5()80120

dF公差0.070.080.10.120.14

3）防尘盖钢板厚SF,按表36选取

表36mm

超过——5080120

D

到5080120180

SF取值0.20.30.30.4

SF公差-0.04-0.04-0.04-0.04

4）防尘盖卷边圆弧半径RF（取值精度0.1）

RF=3bl/4-SF

bl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=2.678bl

6）防尘盖尺寸BF1（取值精度0.1,公差±0.1）

BFl=b-SF-6ml

7）防尘盖翻边尺寸BF2（取值精度0.1,公差±0.1）

BF2=3.5SF

8）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=D2-2SF

10）防尘盖尺寸DF3（取值精度0.1,公差±0.1）

DF3=DF2-2BF1

11）防尘盖卷边圆周等分开槽数NF（取值精度0.1）

NF-nDF/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=4SF

13）防尘盖卷边圆周等分开槽角度aF（公差±1。）

aF=360°/NF

14)防尘盖卷边圆周等分开槽圆弧半径RF1

RF1=hF/2

七.额定动载荷和额定静负荷

按GB/T6391-1995滚动轴承额定动载荷和额定寿命

GB/T4662-1993滚动轴承额定静负荷

1.径向基本额定动载荷

轴承的基本额定动载荷Cr为：

2/318

若DwW25.4mmCr=fcZ'Dw'(N)

若Dw>25.4mmCr=3.647fcZ2/3DwL4(N)

附表2深沟球轴承的fc系数

Dw/DwpfcDw/DwpfcDw/Dwpfc

0.0546.70.1458.80.2857.1

0.0649.10.1659.60.356

0.0751.10.1859.90.3254.6

0.0852.80.259.90.3453.2

0.0954.30.2259.6().3651.7

0.155.50.24590.3850

0.1257.50.2658.20.448.4

注：对于Dw/D\vp的中间值，其fc值可由线形内插值法求得。

2.径向基本额定静载荷

轴承的基本额定静载荷Cor为：

Cor=12.3ZDw?(N)

附录：

1.锁量：=[l-cos(O)/2-90)](Dwp-Dw);

八.实体保持架的设计

轴承工作时，通常保持架是由内圈挡边引导旋转；但高速轴承要求由外圈

挡边引导旋转。

由内圈挡边引导旋转的保持架：

dc=d2+£2;Dc=dc+Dw;

由外圈挡边引导旋转的保持架：

De=d2-£2;dc=Dc-Dw;

式中：£2—金属实体保持架内、外圆柱表面与内、外圈引导挡边间的保证间隙。

de和De的公差，如系引导挡边为0.01mm,如系非引导挡边为0.1mm。

表8£2值mm

挡边直径超过—305080120180260360

d2和D2

到305080120180260360500

内挡边引导().150.20.250.30.350.40.45().5

£2

外挡边引导0.30.30.40.50.60.70.81

注：内挡边引导，以d2查表，外挡边引导以D2查表。

表9de和De的容许偏差mm

保持架直径超过——305080120180260360

de和De到305080120180260360——

de0.10.10.10.150.20.250.3

内挡边引导

De-0.15-0.2-0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7

deU.IU.I30.150.2U.3U.4

外挡边引导

de-0.1-0.1-0.15-0.2-0.25-0.3-0.35-0.4

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