深溝球軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)3課件

深溝球軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)2/6/20231優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介

一、概述二、優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法）三、深溝球軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)及主要參數(shù)四、結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)五、密封軸承設(shè)計(jì)六、軸承設(shè)計(jì)舉例七、深溝球軸承發(fā)展方向2/6/20232優(yōu)化設(shè)計(jì)一、概述深溝球軸承的特點(diǎn)：量大面廣，其基型及其變形結(jié)構(gòu)產(chǎn)品占軸承總產(chǎn)量的70%以上優(yōu)化設(shè)計(jì)水平與國(guó)外公司比較：規(guī)格型號(hào)數(shù)量111136038占總規(guī)格比例100%11.7%54.1%34.2%

1.0220.90～0.980.99～1.011.02～1.17水平比較高于SKF低于SKF與SKF相當(dāng)高于SKF2/6/20233優(yōu)化設(shè)計(jì)二、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)包括建立優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型和選擇恰當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法與程序兩方面的內(nèi)容列出每個(gè)主題要花費(fèi)的時(shí)間網(wǎng)格法、牛頓法、共軛梯度法、坐標(biāo)輪換法、鮑為爾法、隨機(jī)方向法、懲罰函數(shù)法、線形逼近法、廣義簡(jiǎn)約梯度法等等2/6/20235優(yōu)化設(shè)計(jì)深溝球軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：就深溝球軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)而言，它屬于一種離散變量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，其具體表現(xiàn)在：1深溝球軸承的滾動(dòng)體數(shù)量有限、為離散的自然數(shù)；2深溝球軸承的滾動(dòng)體已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其直徑為有限個(gè)離散值；3深溝球軸承外型尺寸為一系列離散的標(biāo)準(zhǔn)值。2/6/20236優(yōu)化設(shè)計(jì)網(wǎng)格法簡(jiǎn)介：網(wǎng)格法是解非線形規(guī)劃的最簡(jiǎn)單的方法，事實(shí)上它是一種窮舉法。設(shè)問(wèn)題為：極小化f(x),x∈En滿足約束gi(x)≥0,j=1,…,m.變量的取值范圍為ai≤xi≤bi,I=1,…,n2/6/20237優(yōu)化設(shè)計(jì)三、深溝球軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)深溝球軸承的承載能力是以其額定動(dòng)載荷Cr來(lái)衡量。

優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)2/6/20239優(yōu)化設(shè)計(jì)主要參數(shù)約束條件主參數(shù):Z，Dw，Dwp

約束條件有三個(gè):0.5(D+d)≤DWP≤0.515(D+d)

2/6/202310優(yōu)化設(shè)計(jì)形成網(wǎng)格點(diǎn)2/6/202311優(yōu)化設(shè)計(jì)求最大值及對(duì)應(yīng)點(diǎn)2/6/202313優(yōu)化設(shè)計(jì)四、結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)右圖為深溝球軸承簡(jiǎn)圖其中:1、滾動(dòng)軸承幾何學(xué)2/6/202314優(yōu)化設(shè)計(jì)2、深溝球軸承填球角研究容許填球角有由幾何條件確定的容許填球角ψg和由許用應(yīng)力確定的容許最大填球角ψs之分。右圖為幾何填球角計(jì)算模型2/6/202315優(yōu)化設(shè)計(jì)2、深溝球軸承填球角研究由許用應(yīng)力確定的容許最大填球角ψs可近似地表示為：式中：K--系數(shù)，K=0.2324度/[N/mm2]1/2[δ]--許用應(yīng)力，N/mm2R--截面形心與外圈中心之距離，mmY--截面形心距擋邊距離，mm2/6/202317優(yōu)化設(shè)計(jì)2、深溝球軸承填球角研究一般情況下，設(shè)計(jì)填球角ψ應(yīng)滿足：個(gè)別情況下，當(dāng)ψg〈ψs時(shí)，允許ψ大于ψg但不超過(guò)ψs，此時(shí)，在外圈未變形之前將有一個(gè)鋼球不能進(jìn)入滾道，只有在壓縮外圈的同時(shí)，最后一個(gè)鋼球才能進(jìn)入滾道而完成裝配自動(dòng)裝配時(shí)，深溝球軸承填球角理想值為181°～186°，小于181°，容易散球，大于186°，自動(dòng)裝配較為困難，這次優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)定填球角上限為：100系列195°；200系列194°，300系列°，400系列192°。據(jù)此設(shè)計(jì)的所有規(guī)格，都滿足ψ〈ψs的條件，就是說(shuō)，不會(huì)出現(xiàn)裝配分球時(shí)外圈產(chǎn)生殘余變形的情況2/6/202318優(yōu)化設(shè)計(jì)2、深溝球軸承填球角研究另外，在設(shè)計(jì)填球角下，裝球分球所需壓力和壓縮量是裝配中需要的兩個(gè)重要參數(shù)，它們可分別表示為（假定μ=0）：式中：Pmin—最小裝配壓力E—彈性模量J—外圈橫截面的慣性矩R—截面形心與外圈中心距離δ0—最小壓縮量ψ—設(shè)計(jì)填球角2/6/202319優(yōu)化設(shè)計(jì)4、內(nèi)外溝道不等曲率設(shè)計(jì)溝曲率半徑一般可表示為：

設(shè)計(jì)中?。?/6/202321優(yōu)化設(shè)計(jì)5、擋邊高度設(shè)計(jì)以6204為例50年代擋邊高系數(shù)為0.29560年代擋邊高系數(shù)為0.257

缺點(diǎn)：在有較大徑向游隙，同時(shí)承受一定量的軸向負(fù)荷時(shí)很容易造成接觸橢圓截?cái)喱F(xiàn)象，從而使軸承過(guò)早失效

2/6/202322優(yōu)化設(shè)計(jì)5、擋邊高度設(shè)計(jì)國(guó)際上各大軸承公司深溝球軸承擋邊高系數(shù)不盡相同一般取值范圍是：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：外圈滾道接觸橢圓長(zhǎng)短軸之比a/b比內(nèi)圈小，Kde<Kdi時(shí)不會(huì)出現(xiàn)外圈接觸橢圓被截?cái)?，同時(shí)減小外圈擋邊高，增大了允許填球角，減小了裝球變形力2/6/202323優(yōu)化設(shè)計(jì)6、保持架設(shè)計(jì)

沖壓浪型保持架1.保持架的兜窩深度K取保持架球窩半徑的最大值，板寬系數(shù)取0.45，考慮到生產(chǎn)保持架連續(xù)套材和系列生產(chǎn)因素，允許取為0.42～0.452.為了降低軸承的振動(dòng)與噪聲，國(guó)際先進(jìn)軸承公司為減小保持架竄動(dòng)，采用錐度過(guò)盈鉚釘，減少兩片半保持架間的錯(cuò)位3.本優(yōu)化設(shè)計(jì)選用了鉚釘與鉚釘孔間的配合為過(guò)渡配合，鉚釘頭帶錐度，便于裝配。有條件的公司可以采用過(guò)盈鉚釘裝配

2/6/202325優(yōu)化設(shè)計(jì)6、保持架設(shè)計(jì)

車制黃銅保持架的一種新結(jié)構(gòu)2/6/202326優(yōu)化設(shè)計(jì)6、保持架設(shè)計(jì)

舊結(jié)構(gòu)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求兜孔的表面粗糙度及等分精度有要求，但要求不高，兩半保持架不同，不可互換兜孔的形狀、表面粗糙度及等分精度要求較高，對(duì)設(shè)備和操作工要求高，兩半保持架完全相同，可互換性能比較潤(rùn)滑性能不好，摩擦和溫升高，振動(dòng)噪聲小潤(rùn)滑性能好，摩擦和溫升低，振動(dòng)噪聲小，使用壽命長(zhǎng)，可靠性高加工制造采用徑向鉆削的方法，成本低廉專用的球型銑刀，從端面切入銑削而成，成本較高車制黃銅保持架兩種結(jié)構(gòu)對(duì)比2/6/202327優(yōu)化設(shè)計(jì)密封軸承設(shè)計(jì)的原則是：保證在基礎(chǔ)軸承上，安裝上密封圈或防塵蓋后，其密封空間為最大這受很多因素制約，主要有三個(gè)：1.

外圈密封槽止口最小厚度，一般取0.5mm2.

外圈密封槽底處套圈最小壁厚，不小于[0.09（D-d）-1]3.保持架與密封圈內(nèi)徑唇部最小距離不小于0.3mm1、密封軸承設(shè)計(jì)的原則2/6/202329優(yōu)化設(shè)計(jì)2、外圈密封槽與密封圈外徑唇部設(shè)計(jì)(1)

密封軸承外圈唇部結(jié)構(gòu)

2/6/202330優(yōu)化設(shè)計(jì)2、外圈密封槽與密封圈外徑唇部設(shè)計(jì)(2)

a為日本NTN、NSK公司和美國(guó)G·B·C公司等廣泛采用。國(guó)內(nèi)很多廠家也曾采用此結(jié)構(gòu)，其基本特點(diǎn):是密封圈采用軸向定位，側(cè)向壓縮的定位配合方法，具有在密封槽尺寸精度較高的前提下，裝配容易。缺點(diǎn):是密封槽尺寸精度較低時(shí)密封圈裝不上或配合過(guò)松，容易造成密封圈在槽中打滑甚至出現(xiàn)外圈漏脂的情況。本次優(yōu)化設(shè)計(jì)采用的結(jié)構(gòu)b特點(diǎn)：密封圈采用徑向定位，軸向引導(dǎo)，徑向和側(cè)向聯(lián)合壓縮定位的配合方法，具有對(duì)密封槽精度要求低，定位配合可靠的優(yōu)點(diǎn)。2/6/202331優(yōu)化設(shè)計(jì)2、外圈密封槽與密封圈外徑唇部設(shè)計(jì)(3)

本次優(yōu)化設(shè)計(jì)采用的是第二種結(jié)構(gòu)其基本特點(diǎn)是：密封圈采用徑向定位，軸向引導(dǎo)，徑向和側(cè)向聯(lián)合壓縮定位的配合方法，具有對(duì)密封槽精度要求低，定位配合可靠的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是裝配壓力較大。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，在密封圈外徑唇部開(kāi)一個(gè)減壓槽，其半徑為R，這樣裝配壓力與國(guó)際典型結(jié)構(gòu)相當(dāng)。外圈壓縮量由壓縮量參數(shù)確定，一般為徑向過(guò)盈0.08～0.16mm，在此壓縮量下，即保證外圈不漏脂，又能保證較小的裝配壓力。外圈壓坡角θ為45o，若θ過(guò)大，為保證最小止口寬度b則會(huì)造成密封槽向滾道側(cè)移動(dòng)，減小了密封空間，裝防塵蓋時(shí)，有可能造成徑向分力過(guò)大，使外圈外漲；若θ過(guò)小，在裝防塵蓋時(shí)有可能引起軸向分力過(guò)大，使密封槽崩口。2/6/202332優(yōu)化設(shè)計(jì)3、內(nèi)圈擋邊與密封圈內(nèi)徑唇部設(shè)計(jì)(1)

非接觸式密封軸承內(nèi)徑唇部的典型結(jié)構(gòu)

2/6/202333優(yōu)化設(shè)計(jì)3、內(nèi)圈擋邊與密封圈內(nèi)徑唇部設(shè)計(jì)(2)

a結(jié)構(gòu)為日本NTN、NSK等公司所采用。這種密封采用動(dòng)壓密封原理，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)具有良好的防外界雜質(zhì)進(jìn)入、防潤(rùn)滑脂泄漏效果，軸承停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，則形成靜壓曲路密封，密封效果良好。但，對(duì)密封槽要求高，對(duì)密封槽軸向公差，軸承軸向游隙較敏感b為國(guó)內(nèi)部分廠家曾普遍采用的結(jié)構(gòu)，它也形成動(dòng)壓密封，但動(dòng)壓效果會(huì)使外界雜質(zhì)進(jìn)入軸承，密封間隙短，效果差c是優(yōu)化設(shè)計(jì)采用的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是：避開(kāi)了軸向公差、軸向游隙的影響，密封面磨加工提高了密封副精度，內(nèi)圈擋邊無(wú)槽降低了加工成本，密封圈內(nèi)徑為非接觸唇加潤(rùn)滑脂滯留槽，在軸承有漏脂趨勢(shì)時(shí)，溢出的脂停留在槽內(nèi)，將非接觸唇與擋邊用脂密封起來(lái)，提高了密封性能非接觸式密封副密封間隙越長(zhǎng)，間隙量越小越好，但密封間隙長(zhǎng)度受結(jié)構(gòu)限制，間隙量受加工精度限制。間隙量由間隙參數(shù)確定，一般取為直徑方向0.4～1.0mm。2/6/202334優(yōu)化設(shè)計(jì)接觸式密封軸承內(nèi)圈唇部的典型結(jié)構(gòu)

3、內(nèi)圈擋邊與密封圈內(nèi)徑唇部設(shè)計(jì)(3)

2/6/202335優(yōu)化設(shè)計(jì)a是傳統(tǒng)的密封結(jié)構(gòu)，以前為世界各國(guó)采用，目前SKF公司仍采用此結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)采用圓弧式徑軸向聯(lián)合貼壓式密封，密封面磨加工，接觸壓力小，密封可靠。缺點(diǎn)是對(duì)軸向游隙、公差較為敏感，而且外界磨粒性介質(zhì)易造成對(duì)密封唇的磨損，多一個(gè)圓弧加工面b是NSK公司采用的密封結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：它采用兩個(gè)非接觸唇加一個(gè)接觸唇，密封間隙長(zhǎng)，具有動(dòng)壓效果；接觸唇亦為側(cè)向貼壓式密封，接觸壓力小，密封效果特別好。缺點(diǎn)：對(duì)密封槽精度要求高，密封唇磨損快。c是FAG公司采用的結(jié)構(gòu)，采用徑向貼壓式密封，密封可靠，密封面磨加工精度高，比a、b兩種結(jié)構(gòu)少一個(gè)加工面，節(jié)約費(fèi)用，并避開(kāi)了軸向游隙的影響。缺點(diǎn)：接觸壓力大，為此在密封唇部開(kāi)有減壓槽。但是外界磨粒性介質(zhì)會(huì)集存在減壓槽內(nèi)，對(duì)裸露的唇部造成磨損。3、內(nèi)圈擋邊與密封圈內(nèi)徑唇部設(shè)計(jì)(4)

2/6/202336優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)采用d結(jié)構(gòu)。它具有c結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，避免了其缺點(diǎn)。在接觸唇外側(cè)增加了一個(gè)非接觸唇和一個(gè)潤(rùn)滑脂滯留槽，加長(zhǎng)了密封間隙，提高了密封效果，避免了磨粒性介質(zhì)對(duì)接觸唇的磨損。接觸唇與擋邊之間的壓縮量由接觸參量系數(shù)K確定，壓縮量范圍是0.1～0.8mm。另外，潤(rùn)滑脂引導(dǎo)角β一般取為30°～60°，其作用是引導(dǎo)潤(rùn)滑脂流動(dòng)，防止脂的泄漏。3、內(nèi)圈擋邊與密封圈內(nèi)徑唇部設(shè)計(jì)(5)

2/6/202337優(yōu)化設(shè)計(jì)4、金屬防塵蓋的設(shè)計(jì)(1)

防塵蓋的基本結(jié)構(gòu)是開(kāi)槽式外卷邊加內(nèi)彎邊一方面可以增加防塵蓋的強(qiáng)度和剛度另一方面可以減小裝配壓力和由裝配形成的防塵蓋外漲力，減小外圈變形，增加內(nèi)徑密封副長(zhǎng)度由密封槽尺寸確定防塵蓋外卷邊尺寸，裝配成型后，外卷邊形成一個(gè)仍以卷邊圓弧為半徑的整圓，壓緊在密封槽的兩個(gè)側(cè)面上，防塵蓋外徑不與密封槽底接觸，防塵蓋內(nèi)徑與內(nèi)圈擋邊間的間隙一般取為0.3～1.2mm，裝配成型前后的結(jié)構(gòu)如圖2/6/202338優(yōu)化設(shè)計(jì)卷邊防塵蓋裝配成型前后結(jié)構(gòu)示意圖

4、金屬防塵蓋的設(shè)計(jì)(2)

2/6/202339優(yōu)化設(shè)計(jì)1外卷邊成型時(shí)所需長(zhǎng)度的確定

卷邊防塵蓋裝配成型前后幾何關(guān)系圖

L1：裝配前的圓弧部分L2：直徑部分L3：卷邊時(shí)卷邊圓中心外移量L4：卷邊時(shí)的干涉部分：卷邊圓的周長(zhǎng)裝配成型后裝配前：L=L1+L2+L3+L4

4、金屬防塵蓋的設(shè)計(jì)(3)

2/6/202340優(yōu)化設(shè)計(jì)4、金屬防塵蓋的設(shè)計(jì)(4)

經(jīng)過(guò)幾何推導(dǎo)，得外卷邊成型所需總長(zhǎng)度為：：卷邊圓的周長(zhǎng)裝配成型后2/6/202341優(yōu)化設(shè)計(jì)防塵蓋卷邊圓處防塵蓋寬度的理論計(jì)算公式為：經(jīng)驗(yàn)表明：由于卷邊圓半徑與板厚相差太少，卷邊處外徑的金屬層拉伸太大，同時(shí)，鋼板厚度和防塵蓋寬度及外徑都是負(fù)公差，因此按理論計(jì)算的防塵蓋寬度往往出現(xiàn)缺料或松動(dòng)現(xiàn)象。4、金屬防塵蓋的設(shè)計(jì)(5)

2/6/202342優(yōu)化設(shè)計(jì)Db1SFRFBFδ1δ2超過(guò)到理論值圖冊(cè)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在此公式的基礎(chǔ)上，代入有關(guān)參數(shù)進(jìn)行變換和約簡(jiǎn)，便得到了寬度尺寸BF的經(jīng)驗(yàn)公式：

4、金屬防塵蓋的設(shè)計(jì)(6)

2/6/202343優(yōu)化設(shè)計(jì)4、金屬防塵蓋的設(shè)計(jì)(7)

2卷邊圓半徑RF的確定防塵蓋外卷邊圓半徑RF增大，加工容易；但RF取值又不能太大，還要保證卷邊圓與壓坡間的接觸點(diǎn)直徑大于止口直徑D3，RF的值亦不能太小。RF值需根據(jù)上述諸多因素綜合考慮密封槽底寬和槽底深為定值的情況下，RF可表示為：裝配成型后，卷邊圓外徑與槽底的徑向間隙δ1，壓坡上的接觸點(diǎn)到止口徑向距離δ2，可分別表示為：2/6/202344優(yōu)化設(shè)計(jì)為了防止裝配時(shí)防塵蓋外徑與密封槽止口發(fā)生干涉，便于自動(dòng)裝配，優(yōu)化設(shè)計(jì)的防塵蓋外徑DF與密封槽止口之間留有間隙，給出DF=D3-δF，DF允差及δF取值見(jiàn)下表D超過(guò)---305080120到305080120180DF圖冊(cè)值-0.065-0.149-0.08-0.18-0.10-0.22-0.12-0.26-0.145-0.305允差修訂值-0.065-0.117-0.08-0.144-0.10-0.174-0.12-0.207-0.145-0.245δF0.100.150.200.200.253防塵蓋外徑DF與密封槽止口間隙的確定4、金屬防塵蓋的設(shè)計(jì)(8)

2/6/202345優(yōu)化設(shè)計(jì)4、金屬防塵蓋的設(shè)計(jì)（9）

間隙參量δm4取值見(jiàn)表，防塵蓋內(nèi)徑與擋邊間的直徑間隙為1.15～1.75mm,間隙偏大，密封性能受影響壓縮防塵蓋內(nèi)徑間隙，壓縮后的表達(dá)式為：防塵蓋內(nèi)徑dF與內(nèi)圈直徑d2之間的間隙愈小，成品軸承密封性能愈好，最初給出：δm4的取值也略有變動(dòng)，詳見(jiàn)表。壓縮后的防塵蓋內(nèi)徑與內(nèi)圈擋邊之間的直徑間隙為0.5～0.9mm。d超過(guò)

18305080m4原值0.150.250.350.550.75修正值0.10.20.30.40.52/6/202346優(yōu)化設(shè)計(jì)5、填脂量的計(jì)算對(duì)各種型號(hào)軸承內(nèi)部空間容積的計(jì)算做如下簡(jiǎn)化和規(guī)定：1、各種型號(hào)軸承內(nèi)部尺寸采用《向心球軸承優(yōu)化設(shè)計(jì)統(tǒng)一圖冊(cè)（83）》規(guī)定的尺寸。計(jì)算容積時(shí)以公稱尺寸為準(zhǔn)，不考慮公差對(duì)空間容積的影響；2、保持架體積計(jì)算以兜孔沖壓前的體積為準(zhǔn)；3、略去密封圈唇部間隙和變形對(duì)空間容積的影響密封空間的計(jì)算較為簡(jiǎn)單，不再講解2/6/202347優(yōu)化設(shè)計(jì)5、填脂量的計(jì)算填脂量計(jì)算對(duì)于每個(gè)型號(hào)的軸承，只要知道其幾何參數(shù)（D1、D2、d1、d2、B、Re、Ri、P、S、DC、dC），即可計(jì)算出其空間容積若已知潤(rùn)滑脂的密度為，則每種型號(hào)軸承的填脂量為：其中：M－填脂重量K－填脂率，Ｋ≈0.33～0.50－潤(rùn)滑脂密度，g/cm32/6/202348優(yōu)化設(shè)計(jì)5、填脂量的計(jì)算一種新方法低速時(shí)，潤(rùn)滑脂充滿甚至超過(guò)靜空間高速時(shí)，潤(rùn)滑脂略少于靜空間密封空間=動(dòng)空間+靜空間動(dòng)空間：內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件掃過(guò)的空間（含保持架與內(nèi)圈間體積部分）靜空間：密封空間中除去動(dòng)空間的部分2/6/202349優(yōu)化設(shè)計(jì)六、設(shè)計(jì)舉例1、開(kāi)式深溝球軸承設(shè)計(jì)外形尺寸：D=47，d=20，B=14

利用計(jì)算機(jī)采用網(wǎng)絡(luò)法優(yōu)化計(jì)算的主參數(shù)DW=9.525，Z=9，DWP=46.5及負(fù)荷Cr=19.46KN，Cor=11.31KNa主參數(shù)的選擇b套圈設(shè)計(jì)◎溝曲率半徑內(nèi)溝曲率半徑Ri：外溝曲率半徑Re：2/6/202350優(yōu)化設(shè)計(jì)◎溝道直徑內(nèi)圈溝道直徑di：

外圈溝道直徑De：其中：平均游隙：◎溝位置a

1、開(kāi)式深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202351優(yōu)化設(shè)計(jì)◎套圈擋邊直徑內(nèi)圈擋邊直徑d2：

外圈擋邊直徑D2：◎倒角裝配倒角r和非裝配倒角r3、r8的尺寸及公差，根據(jù)最小單向倒角rmin的尺寸查表取為1、開(kāi)式深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202352優(yōu)化設(shè)計(jì)◎標(biāo)志、標(biāo)志尺寸標(biāo)志面有效寬度hw由hw、DK查表得標(biāo)志高為1.5mm標(biāo)志中心圓直徑1、開(kāi)式深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202353優(yōu)化設(shè)計(jì)◎保持架鋼板厚度Sc浪形保持架設(shè)計(jì)

取標(biāo)準(zhǔn)板厚S=1◎保持架寬度Bc1、開(kāi)式深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202354優(yōu)化設(shè)計(jì)◎保持架中心圓直徑DCP◎保持架內(nèi)、外徑◎保持架兜窩的深度K:◎保持架球兜內(nèi)球面半徑RC1、開(kāi)式深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202355優(yōu)化設(shè)計(jì)◎驗(yàn)算徑向竄動(dòng)量算得的BC、RC、K值必然使保持架在軸承內(nèi)產(chǎn)生徑向竄動(dòng)，其徑向竄動(dòng)量，應(yīng)在0.2～0.8范圍內(nèi):滿足要求1、開(kāi)式深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202356優(yōu)化設(shè)計(jì)滿足要求還必須保證保持架不與套圈碰套，驗(yàn)算時(shí)應(yīng)滿足關(guān)系：查表得則1、開(kāi)式深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202357優(yōu)化設(shè)計(jì)◎相鄰兩球兜中心間距離C◎兜孔中心與相鄰鉚釘孔中心間距離C1

◎圓角rc圓角半徑rc應(yīng)盡可能取大，但是為了便于鉚合，在保持架鉚釘大頭的圓周必須保證寬度不小于0.3mm的平面，因此取rc=0.61、開(kāi)式深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202358優(yōu)化設(shè)計(jì)◎鉚釘選取浪形保持架用半圓鉚釘?。鹤钚U端直徑1、開(kāi)式深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202359優(yōu)化設(shè)計(jì)2、帶密封圈深溝球軸承設(shè)計(jì)密封深溝球軸承系開(kāi)式深溝球軸承的變型產(chǎn)品，其主要的不同點(diǎn)在于帶有密封圈，因此，在外圈上要設(shè)置密封槽，并相應(yīng)提高相關(guān)尺寸形位公差的技術(shù)要求，其余則完全與開(kāi)式深溝球軸承相同。軸承套圈上不標(biāo)志，在密封圈外側(cè)面模壓標(biāo)志。2/6/202360優(yōu)化設(shè)計(jì)a外圈設(shè)計(jì)◎外圈擋邊直徑D2◎外圈密封槽頂寬b1◎外圈密封槽位置b2、帶密封圈深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202361優(yōu)化設(shè)計(jì)取◎外圈密封槽止口直徑D3◎外圈密封槽底直徑D4◎外圈密封槽壓坡角α′當(dāng)止口厚度2、帶密封圈深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202362優(yōu)化設(shè)計(jì)◎外圈溝位置尺寸ae對(duì)兩端面的對(duì)稱度選取。ae的對(duì)稱度為0.06◎密封槽頂圓弧半徑R，選取2、帶密封圈深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202363優(yōu)化設(shè)計(jì)b內(nèi)圈設(shè)計(jì)除內(nèi)圈溝位置尺寸ai和內(nèi)圈擋邊直徑d2公差外，其余各部尺寸與深溝球軸承完全相同。接觸式與非接觸式密封軸承的內(nèi)圈相同?！騼?nèi)圈溝位置尺寸ai對(duì)兩端面的對(duì)稱度與同型號(hào)外圈的對(duì)稱度相同ai的對(duì)稱度為0.06◎內(nèi)圈擋邊直徑d22、帶密封圈深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202364優(yōu)化設(shè)計(jì)c密封圈設(shè)計(jì)除接觸唇部尺寸外，接觸式和非接觸式各部尺寸相同.◎密封圈外徑Dm1◎密封圈裝配引導(dǎo)直徑Dm2◎密封圈骨架定位直徑Dm3◎密封圈肩部直徑Dm42、帶密封圈深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202365優(yōu)化設(shè)計(jì)◎密封圈外徑唇頂厚度Bm3◎密封圈外徑唇部厚度Bm2◎密封圈總厚度Bm1◎密封圈臺(tái)肩圓弧半徑Rm2◎密封圈裝配減壓槽圓弧半徑Rm1，選取2、帶密封圈深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202366優(yōu)化設(shè)計(jì)◎密封圈骨架掛膠厚度Bm4◎密封圈內(nèi)徑處唇厚Bm52、帶密封圈深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202367優(yōu)化設(shè)計(jì)◎密封圈內(nèi)徑dm1◎密封圈內(nèi)徑處內(nèi)唇、外唇尺寸Bm6、Bm7◎密封圈內(nèi)徑處減壓槽直徑dm2◎密封圈內(nèi)徑處潤(rùn)滑脂引導(dǎo)斜坡角度β◎密封圈內(nèi)徑處潤(rùn)滑脂引導(dǎo)斜坡直徑dm32、帶密封圈深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202368優(yōu)化設(shè)計(jì)◎標(biāo)志、標(biāo)志尺寸密封軸承通常在密封圈上以模壓方式標(biāo)志，并在密封圈模壓成型時(shí)一次完成標(biāo)志中心圓直徑DK標(biāo)志面寬度hw查表得，字高2、帶密封圈深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202369優(yōu)化設(shè)計(jì)◎接觸式密封軸承接觸內(nèi)徑dm4◎密封圈接觸唇減壓圓弧半徑Rm3R為接觸唇壓縮量參數(shù)，按表31選取2、帶密封圈深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202370優(yōu)化設(shè)計(jì)◎骨架定位尺寸DHd密封圈骨架密封圈鋼骨架采用08或10鋼板制造，其厚度允差按GB708較高級(jí)精度確定。）◎鋼骨架板厚SH，按表選取◎鋼骨架總厚度尺寸H◎鋼骨架內(nèi)徑尺寸dH2、帶密封圈深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202371優(yōu)化設(shè)計(jì)3、帶防塵蓋深溝球軸承設(shè)計(jì)帶防塵蓋深溝球軸承系深溝球軸承另一種變型，其與密封深溝球軸承不同處在于以防塵蓋置換了密封圈，因而其外圈、內(nèi)圈、保持架和鋼球均和相對(duì)應(yīng)的密封深溝球軸承相同?！蚍缐m蓋外徑尺寸DF◎防塵蓋內(nèi)徑尺寸dF2/6/202372優(yōu)化設(shè)計(jì)◎防塵蓋尺寸BF1◎防塵蓋卷邊外寬度BF◎防塵蓋卷邊圓弧半徑RF◎防塵蓋鋼板厚SF，按表選取3、帶防塵蓋深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202373優(yōu)化設(shè)計(jì)◎防塵蓋尺寸DF3◎防塵蓋尺寸DF2◎防塵蓋尺寸DF1◎防塵蓋卷邊尺寸BF23、帶防塵蓋深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202374優(yōu)化設(shè)計(jì)◎防塵蓋卷邊圓周等分開(kāi)槽圓弧半徑RF1◎防塵蓋卷邊圓周等分開(kāi)槽角度αF◎防塵蓋卷邊圓周等分開(kāi)槽寬度hF◎防塵蓋卷邊圓周等分開(kāi)槽數(shù)NF取3、帶防塵蓋深溝球軸承設(shè)計(jì)2/6/202375優(yōu)化設(shè)計(jì)七、深溝球軸承發(fā)展趨勢(shì)

精密機(jī)械、高檔家電對(duì)滾動(dòng)軸承的振動(dòng)和噪聲提出了更嚴(yán)格的要求振動(dòng)低，音質(zhì)好，具有—定的振動(dòng)壽命和噪聲壽命國(guó)內(nèi)年需低噪聲深溝球軸承1.3億套國(guó)內(nèi)年產(chǎn)高檔低噪聲深溝球軸承0.3億套2/6/202376優(yōu)化設(shè)計(jì)影響滾動(dòng)軸承振動(dòng)的因素a設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)軸承振動(dòng)的影響b軸承零件制造誤差對(duì)軸承振動(dòng)的影響

c工作條件對(duì)軸承振動(dòng)的影響

d安裝參數(shù)對(duì)軸承振動(dòng)的影響

影響最大的是：滾功體數(shù)量、套圈壁厚和游隙還有保持架的結(jié)構(gòu)、制造精度、軸承的尺公差和形位公差等滾動(dòng)軸承零件的制造誤差主要有粗糙度、波紋度和圓度負(fù)荷、轉(zhuǎn)速和潤(rùn)滑條件對(duì)軸承振動(dòng)的影響最大

軸與軸承、軸承座與軸承的配合精度、對(duì)中度及軸承的安裝預(yù)緊力等對(duì)軸承的振動(dòng)有很大影響七、深溝球軸承發(fā)展趨勢(shì)

2/6/202377優(yōu)化設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)、外低噪聲軸承設(shè)計(jì)水平的對(duì)比

a軸承的填球角：軸承設(shè)計(jì)填球角比較大，有的軸承甚至接近200°b設(shè)計(jì)參數(shù)的尺寸公差：國(guó)外設(shè)計(jì)參數(shù)尺寸公差控制較嚴(yán)，尺寸離散性小，便于自動(dòng)化生產(chǎn)及提高軸承游隙的配套率c徑向游隙：國(guó)外低噪聲軸承來(lái)用較小的徑向游隙，游隙的范圍壓縮d保持架的設(shè)計(jì)：保持架兜孔深K和兜孔半徑Rc公差較小，保持架尺寸離散性??；保持架采用緊鉚釘七、深溝球軸承發(fā)展趨勢(shì)

2/6/202378優(yōu)化設(shè)計(jì)為了最大限度的保持軸承的繼承性，絕大多數(shù)型號(hào)的中、小型軸承主參數(shù)保持不變，少數(shù)型號(hào)的軸承由于考慮到密封結(jié)構(gòu)、密封凈空間等因素，可以對(duì)其主參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于有特殊要求的軸承，主參數(shù)需要重新設(shè)計(jì)1主參數(shù)的設(shè)計(jì)七、深溝球軸承發(fā)展趨勢(shì)

2/6/202379優(yōu)化設(shè)計(jì)3套圈設(shè)計(jì)

a.增大fi特別是fe,有利于降低軸承的振動(dòng)和噪聲b.進(jìn)一步壓縮軸承的溝位置公差c.減小擋邊高可以增加允許填球角，減小裝球變形力，有利于軸承的裝配d.在溝道和擋邊交界處設(shè)計(jì)一個(gè)過(guò)渡倒角或圓角擋邊與滾道間的倒角

七、深溝球軸承發(fā)展趨勢(shì)

2/6/202380優(yōu)化設(shè)計(jì)4保持架設(shè)計(jì)保持架的結(jié)構(gòu)、加工精度及表面質(zhì)量影響軸承的振動(dòng)噪聲及