深沟球轴承优化讲义设计3

深沟球轴承优化设计一、定义：深沟球轴承优化设计，是指在给定的轴承外形尺寸的条件下，寻求合理的轴承内部结构尺寸，使轴承的承载能力、性能都达到最佳。

（这是理想目标）承载能力以其额定动负荷C r 最大来衡量。

此时接触疲劳寿命最大。

不尽合理，轴承的工况不同，对性能要求也不一样，不一定非要接触疲劳寿命最长。

例：家用电器用轴承，载荷小→疲劳寿命很长一般以噪声寿命，又如：卡车轮毂轴承。

以抗断裂为主要指标……主参数：Z ，D w ，D wp 决定了C r 的大小，称它们为主参数2/3 1.8m o w w r 2/3 1.4m o w w b f Z D D 25.4mm C 3.647b f Z D D >25.4mm⎧≤⎪=⎨⎪⎩ 式中 b m 为材料系数f o 载荷系数，它与D w /D wp 值有关 此两值有标准可查。

为了使C r 最大，就是要选择一组合适的主参数，在满足一定外形尺寸的条件下，实现C r 最大。

这使是一个有约束的优化问题。

洛阳轴研所1989年完成“深沟球轴承优化统一图册”包含111种型号深沟轴承主参数值。

二 我国轴承套圈结构及结构参数设计改进 1． 外圈带游隙设计 原来零游隙设计：D e =d i +2D w选取合套率低的后果。

由于外内沟直径及钢球直径都有公差，加之轴承游隙为正值几微米～几十微米，很少能达到此值，合套后50%以上游隙不合格。

就是说，套圈内、外沟严格按设计图尺寸加工，却生产不出合格游隙的产品。

困扰轴承行业30多年。

优化设计采用外圈带游隙设计min maxe i w D d 2D 2μμ+=++（游隙平均值，min 、max 为上下限）合套率达95%以上。

2． 内外沟道不等曲率设计（而是等 设计） a 沟曲率半径:⎭⎬⎫•=•=w e e w i i D f R D f R等曲率:即f i =f e =0.515缺点：内圈接触点压力大（内圈接触区小，压力大）内圈易先损坏，轴承寿命低。

深沟球轴承设计范文深沟球轴承是一种常见的滚动轴承，主要用于支撑轴与轴承座之间的相对运动。

它由内外圈、滚动体、保持架和密封圈等组成。

深沟球轴承具有负荷能力大、转速高和使用寿命长等特点，广泛应用于机械设备、汽车和电气工程等领域。

以下将对深沟球轴承的设计进行详细介绍。

首先是载荷能力。

深沟球轴承的最重要任务是承受来自各个方向的载荷。

因此，在设计时需要评估承受的径向和轴向载荷，并确定合理的内外圈直径和滚动体数量，以满足预期的载荷要求。

其次是转速限制。

深沟球轴承的转速限制是指轴承在高速旋转时可能出现的问题，如润滑不足、温度升高等。

设计师需要考虑使用适当的润滑方式、合理的轴承材料和结构，以确保轴承在规定的转速下运行平稳。

摩擦和热量产生是深沟球轴承设计的另一个重要方面。

摩擦会导致能量损失和热量产生，因此需要在设计中减小摩擦阻力。

一种常见的方式是使用优质的滚动体和异常高硬度的滚道表面。

尺寸的设计需要考虑到安装和使用的便捷性。

轴承的尺寸应与设备的设计相匹配，确保其可靠性和使用寿命。

此外，还需要考虑安装和拆卸轴承时的便捷性，以减少维护和维修的时间和成本。

材料的选择对于轴承的使用寿命和性能有着重要的影响。

常用的轴承材料包括钢、陶瓷和塑料等。

设计师需要根据预期的工作条件和要求来选择合适的材料。

例如，在高温环境下，可以选择适用于高温的材料，以确保轴承的正常工作。

在深沟球轴承的设计过程中，还需要考虑到其他一些因素，例如密封和润滑等。

密封可以防止油脂泄漏和灰尘进入轴承，并提供额外的保护。

润滑可以减小摩擦，并在运行过程中保持轴承的稳定性和寿命。

总之，深沟球轴承的设计是一个复杂而重要的过程。

设计师需要考虑各种因素，如载荷能力、转速限制、摩擦和热量产生、尺寸和材料等，以确保轴承的性能和寿命。

在设计中，合理选择材料、确定适当的尺寸和结构，以及实施适当的润滑和密封措施都是十分关键的。

只有在综合考虑了所有这些因素之后，才能设计出满足要求的深沟球轴承。

深沟球轴承设计手册
1. 深沟球轴承的结构和工作原理，介绍深沟球轴承的结构组成、工作原理和适用范围，帮助用户了解轴承的基本原理。

2. 轴承选型，根据使用条件和要求，提供轴承的选型指南，包
括尺寸、承载能力、转速等参数的计算方法和选择原则。

3. 设计和安装，包括轴承座的设计原则、安装方法、轴承预紧
和润滑等内容，确保轴承在安装过程中能够正确运转。

4. 维护和保养，介绍轴承的维护周期、润滑方法、轴承的故障
诊断和处理方法，延长轴承的使用寿命。

5. 技术数据和图表，提供轴承的技术参数、尺寸图纸、额定载
荷等数据，方便用户在设计和使用过程中进行参考。

设计手册的编写通常由轴承制造商或相关行业协会完成，内容
丰富、权威性强。

用户可以通过阅读设计手册，了解深沟球轴承的
基本知识和使用要求，提高轴承的使用效率和安全性。

设计手册也
为轴承的设计师、工程师和维护人员提供了重要的参考依据，有助于他们更好地进行轴承的设计、选择和维护工作。

深沟球轴承‎设计方法1外形尺寸轴承的基本‎尺寸d、D、B按GB/T 273.3的规定装配倒角r‎1、r2按GB‎/T 274的规‎定2主参数的设‎计方法2.1 钢球直径D‎w Dw=Kw（D-d）取值精度0‎.001为保证钢球‎不超出端面‎，要考虑轴承‎宽度B。

Kw取值见‎表1表1 Kw值2.1.1 常见钢球直‎径可查GB‎/T 3082.1.2 计算出Dw‎后，应从中选取‎最接近计算‎值的标准钢‎球值，优先选非英‎制。

2.2 钢球中心圆‎直径P P=0.5（D+d）取值精度0‎.012.3 球数z式中ψ为填‎球角，计算时按表‎2取值表2 ψ值2.4额定载荷的‎计算2.5最后确定D‎w、P、z的原则2.5.1满足额定载‎荷的要求。

2.5.2应最大限度‎的通用化和‎标准化，对基本尺寸‎相同或相近‎的承应尽可能‎采用相同的‎球径、球数。

2.5.3保证保持架‎不超出端面‎，对D≤200mm‎的1、2、3系列轴承‎要考虑安防‎尘盖与密封‎圈的位置。

优化设计时‎轴承兜孔顶‎点至端面的‎距离ab应‎满足如下要‎求：D≥52～120 ，a b≥2 ； D≤50 ，a b≥1.5D＞125～200，a b≥2.5。

2.5.4填球角ψ的‎合理性。

大批生产并‎需自动装球‎的轴承ψ角‎宜取186°左右，为了使z获‎得整数并控‎制ψ角，允许钢球中‎心径适当加‎大至最大不‎得大于P+0.03P。

2.6 实取填球角‎ψψ=2（z-1）sin-1 （Dw/P）实取填球角‎ψ下限不得‎小于180‎°，上限应满足‎下列要求：8、9、1系列ψ≤195° 2系列ψ≤194°3系列ψ≤193° 4系列ψ≤192°3套圈设计3.1 内沟曲率半‎径R i Ri≈0.515Dw‎3.2 外沟曲率半‎径R e Re≈0.525Dw‎Ri、Re取值精‎度0.01，允差见表3‎表3 Ri和Re‎公差（上偏差）3.3 内滚道直径‎d i di=P-Dw3.4 外滚道直径‎D e De=P+Dwdi和De‎取值精度0‎.001，允差见表4‎3表4 di和De‎公差（±）3.5 沟位置a a=a i=a e=B/2 a取值精度‎0.1，允差见表5‎表5 a的公差（±）3.6 外圈挡边直‎径D2 D2=De-Kd*Dw3.7 内圈挡边直‎径d2 d2=di+Kd*DwD2、d2取值精‎度0.1，允差取IT‎11级。

深沟球轴承外圈设计图学号：078105316 姓名：罗斌一制作轴承外圈1 单击【标准】工具条中的【新建】按钮，新建一个【模型】文件2 单击【特征】工具条中的【草图】按钮，以XY平面为基准平面绘制如下图所示的草图3单击完成草图按钮退出草图模块，然后单击【特征】工具条中的【草图】按钮，以YZ平面为基准平面绘制如下图所示的草图4单击完成按钮退出草图模块，然后单击【特征】工具条中的【沿引导线扫掠】按钮弹出【沿引导线扫掠】对话框，同时框选途中的草图，选择引导线然后单击确定按钮完成扫掠操作，轴承外圈大体轮廓已经形成5单击【特征】工具条中的【边到角】按钮，设置倒圆半径为“2”，对轴承外圈棱边进行倒圆操作二轴承内圈1单击【标准】工具条中的【新建】按钮，新建一个【模型】文件2单击【特征】工具条中的【草图】按钮，以XY平面为基准平面绘制如下所示的草图3单击完成按钮退出草图模块，然后单击【特征】工具条中的【回转】按钮弹出【回转】对话框。

选择下图所示的草图曲线作为回转体的截面几何图形。

4指定下图所示的直线作为旋转中心轴，此时绘图区中会显示回转体的预览图形。

5单击确定按钮完成轴承内圈的设计，同样进行边圆角操作并对其保存三滚动体1单击【标准】工具条中的【新建】按钮，新建一个【模型】文件2单击【特征】工具条中的【草图】按钮，以YZ平面为基准平面绘制如下图所示的草图3单击完成草图按钮退出草图模块，然后单击【特征】工具条中的【球体】按钮，在弹出的【球体】对话框中选择“直径和圆心”的方式绘制，设置球体直径为“10”，选择草图绘制的点为球心创建球体。

4单击【编辑】中的变换按钮，弹出对话框，选择圆形阵列表框中进行如下图所示的设置7单击确定按钮弹出【变换】参数对话框，在该对话框中进行如下图所示的设置制按钮，绘图区中就会显示变换结果四保持架1单击【标准】工具条中的【新建】按钮，新建一个【模型】文件2单击【特征】工具条中的【草图】按钮，以YZ平面为基准平面绘制如下所示的草图3单击完成按钮退出草图模块，然后单击【特征】工具条中的【球体】按钮，在弹出的【球体】对话框中选择“直径和球心”的方式绘制，设置球体直径为“14”，选择草图绘制的点为球心创建球体的草图5单击完成按钮退出草图模块，单击【特征】工具条中的【拉伸】按钮弹出【拉伸】对话框，然后选择刚才绘制的大圆形作为拉伸截面几何图形，然后再【限制】列表框的【开始】下拉列表中选择【对称值】选项，并在其下方的【距离】文本框中输入“4”，在【终点】下拉列表中的选项随之变成同样的设置6单击确定按钮，形成的拉伸特征如下图7单击【特征操作】工具条中的【求和】按钮，将球体和拉伸实体合二为一。