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角接触球轴承计算方法

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角接触球轴承设计方法

1 主题内容和适用范围

本设计方法适用于外圈带琐口的特轻(1)、轻(2)窄、中(3)窄系列的36000、46000型

及内、外圈均带琐口的轻(2)窄、中(3)窄系列的66000型角接触球轴承的产品设计。 轴承名称 新代号 旧代号 分离型角接触球轴承 S71900 S7000 S7200 1006900 6loo 6200 角接触球轴承 71900c 7000 7000AC 7200C 7200AC 7200B 73000C 7300AC 7300B 1036900 36l00 46100 36200 46200 66200 36300 46300 66300 锁口在内圈上的角接触球轴承 B7000C B7000AC B7200C B7200AC 136100 146100 136200 146200 成对双联角接触球轴承 71900C／DB 71900C，DF 71900C／DT 7000C／DB 7000C／DF(T) 7000AC／DB(F，T) 7200C／DB(F，T) 7200AC／DB(F，n 7200B／DB(F，T) 7300C／DB(F，T) 7300AC／DB(F，T) 7300B／DB(F，T) 1236900 1336900 1436900 236100 3(4)36100 2(3，4)46100 2(3，4)36200 2(3，4)46200 2(3，4)66200 2(3，4)36300 2(3，4)46300 2(3，4)66300 2 代号与含义

KDW ：钢球直径系数

F0 ：轴承径向额定静负荷系数

fc ：轴承径向额定动负荷系数

kd ．套圈挡边直径系数 kt、δt ：装配锁口高度系数

Kpi、kpe：内、外圈滚道直径系数

εi、ε e：实体保持架内、外径引导间隙

kc ：实体保持架内、外径系数

3 设计要点 整篇文章把dn≥0．6×10^6的称为高速，dn≥1．8×10^6的称为超高速。 结构形式 优 点 缺 点 采用公司 外圈单挡边、内圈双挡边．保持架外引导 单挡边外圈有利于外圈沟道多 余润滑剂流出，不仅减小润滑剂 搅动摩擦．而且有利于降低接触 SKF-7000 FAG-B7000 NSK-7000 GMN-S6000 外圈单挡边、内圈双挡边，保持架内引导 与上面相比，由于采刚内圈烈挡 边引导保持架，运动平稳。 保持架内径减小，相应钢球数减少，轴承刚度减小，同时润滑剂不易进入内圈沟 该结构一般根少 采用 GMN—S6000TB 内外圈均为单挡边结构，保持架外引导 集中了单挡边内、外圈结构的优 点是超高速轴承首选结构 保持架受力不平衡 NSK．BNC系列 SNFA_VE系列 GMN—SH6000 内圈单挡边、外圈双挡边，保持架外引导 保持架受力平衡，也适用于超高 速运转 与上述结构相比。外圈沟道滞留过多润 滑剂，增加了搅动阻力，不易带走摩擦热 而降低轴承温升 SKF．7000CC SNFA-V系列 我国一B7000系列

对要求高刚性的高速应用场合，不宜采用内圈引导保持架结构和内圈可分离结构。

3、1 角接触球轴承的钢球公称直径、球数和中心圆直径在满足一定的约束条件下，使球轴承

尽可能获得最大的额定动负荷容量，但对于高速球轴承亦可适当减小球径、增加球数量。

3、2角接触球轴承有双挡边的套圈和深沟球轴承相应规格的套圈应通用，但46100系列轴承

的套圈挡边直径按深沟球轴承设计方法取。

3、3角接触球轴承内、外圈滚道曲率半径同深沟球轴承相应规格的套圈滚道曲率半径，但对

于高速轴承，其套圈滚道曲率半径系数可适当增大。

3、4角接触球轴承通用深沟球轴承内圈时其保持架采用内引导，通用深沟球轴承外圈时其保

持架采用外引导，高速轴承采用外引导。

表b 结构参数对高速性和刚性的影响 接触角a 高速精密角接触球轴承，自旋滑动产身的摩擦力矩占轴承摩擦力矩组人比

例。减

小a，有利于降低轴承发热，从而提高轴承的运转速度。因此，所有的轴

承制造

商，超高速精密角接触球轴承只采用15o接触角，而25。接触角的精密角接 钢球直径Dw 减小单个钢球直径，仅对接触刚度系数产生微弱的影响．但对一套轴承．而

言，

意味着增加钢球个数，将显著增加轴承的径向、轴向刚度和角刚度。并有

利于减

小高速轴承的摩擦力矩，即减少摩擦温升，从而在同样的温升下可以提高 曲率半径fi、fe 从减少摩擦、提高旋转速度方面而言，内周应尽量采用较大的fi,而外圈

采用较小

的fe。但fe减小，不利于润滑剂带走摩擦热，fi增大，将增大自由状态

F的轴向 预紧力的影响 在不同的旋转速度F，都存在一个对应的最小预紧力，在大于最小预紧力

前提下，

轴向预紧力越小，轴承的运转速度越高。在超高速应用场合，推荐采用样

本上给

出的预紧载荷。FAG公司给出了在轻、中、重预紧状态下的极限转速减小 轴承精度 SNFA公司样本给出精度等级为ABEC9(P2，超高速)，ABEC7(P4，超精密级，

高速)，ABEc5(P5，精密级，高速)时，轴承极限转速系数分别为1.1、1.O

和

0 .9。轴承精度对刚度没影响，但精度越高，轴承Hq性略有改善。 润滑方式 高速精密角接触球轴承通常采用油雾润滑、油气润滑或脂润滑。脂润亍骨

或油雾润

滑适用于高速．油气润滑或油雾润滑适用于超高速。脂润滑的极限转速为

油雾润 配对方式 在高速应用场台，为提高主轴的承受载荷能力，可采用配对安装的方法，

包括DF、

DB和DT。成对安装将降低运转速度，大部分轴承样本给出的极限转速减小 结论 l、超高速：宜内、外围单挡边或内圈单挡边，外圈双挡边，保持架外引导

2、高速：宜外圈单挡边、内圈单挡边，保持架外引导

3、超高速：小接触角，轻载荷预紧，采用油气润滑或油雾润滑，P2级

4、高刚性应用场合：大接触角，中、重载荷

5、减小钢球直径和加大内、外圈沟道半径，不仅有利于提高轴承的极限转

速，而

且也将提高轴承的刚性 对微型轴承而言，其引导间隙和兜孔间隙之比必须小于1。(1：1.28)

4 主参数的确定

4、1轴承的外型尺寸d、D、B、rs、rls以及接触角α应符合GB292的规定

4、2钢球中心圆直径P，钢球公称直径Dw，球数z的初算： 取值精度 允

差

P'=0. 5(d+D) O.0l

Dw’=KDw'(D d) KDW'见表1 0.0001

表1 KDW'值

直径系列 1 2 3

KDW' 0.3 0.31 0.317

Z'=πP'／Kz X Dw' 表2 KZ值

钢球公称直径 ≤15 ＞15

金属保持架 1.01+1.5/Dw 1.11 Kz

胶木保持架 1.01+1.9/Dw 1.134

4.3约束检验

计算所得Dw，z值必须与一般规定中表52中的英制球径相对应，特例除外。同时Dw应符

合以

下约束条件：

(1) Kemin≤Dw／(D-d)≤Kemax，

(2)Kc X Dw≤0．96B 表3 Kemin，Kemax值

36000,46000 660000

Kemin Kemax Kemin Kemax

1 0.27 0.32

2 0.27 0.32 0.29 0.33

3 0.27 0.32 0.30 0.335

“C”型冲压保持架：Kc=2.8/Dw+1.12

实体保持架： Kc=1.14／Dw+l.20

πP／(Dw X Z)≥Kz Kz见表2

初算的P'若不满足约束条件，则可按步长O 002(d+D)逐步增大P'值，但最大不超过0.5l(d+D)

。当约束条件同时成立时，则接着进行计算，否则继续进行约束检验，最后确定P、Z。

Dw、z值的最终确定根据具体情况请考虑最大的额定负荷的获得，及表b 配套用钢球公差等级的确定(引自JB／T 10336)

钢球公称直径 钢球公称直径 轴承公差等

级 超过 到 球轴承（外球面除

外） 外球面

- 18 G5 2

18 30 G10

- 18 G10 4

18 30 G16

- 18 G6 5

18 30 G20

- 18 G!6 G20

18 30 G20 G24

30 50 G24 G28 6、0

50 80 G28 G40

通用0000型内圈时：P=di+Kpi*Dw 0.001

通用0000型外圈时：P=De—Kpe*Dw 0.001

表4 Kpi，Kpe，Kt，Kc值

a 15 25 40

Kpi 1.00102 1.00281 1.00702

Kpe 1.0017 1.00468 1.0117

Kt 1 1 0.6

针对不同的接触角a（例如a=12），Kpi、Kpe

有一计算公式如下：

Kpi=2fi-(2fi- 1)COSα 公式a

Kpe=2fe-(2fe—l)COSα 公式b

4．4额定动负荷cr的计算

(1)当Dw≤25．4mm 时

Cr=fc(i*COSα)^0.7 X z^(2/3) X Dw^1.8 (N)

(2)当Dw>25．4mm时

Cr=3．647 fc(I X COSα)^0.7 X z^(2/3) X Dw^1.8 (N) 一般取整

4．5额定静负荷Cor的计算

C0r=12．3 iZDw^2 COSα (N)

5 套圈的设计

5．1套圈沟道曲率半径的计算

长期的经验和实验证明，深沟和角接触球轴承若要

处于良好的工作状态，沟曲率半径与球半径之比应大于

2％。内、外圈沟曲率半径之差应保证在0．02左右。 Q/LZA001

(1)对一般低转速角接触球轴承而言 表52

内圈沟道曲率半径Ri： Ri=0．515 Dw 0．01 对于P4、P5

外圈沟道曲率半径Re： Re=0．525 Dw 0．01 级轴承，应

(2)GMN高速电主轴轴承(特例)： 将Dw≤φ

内圈沟道曲率半径Ri：Ri=O．515Dw 17 对应R公

外圈沟道曲率半径Re：Re=0．510Dw 差压缩至

(3)高速及超高速角接触球轴承 +0．03，有利

众多文献分析表明，在外圈沟道控制前提下，钢球 于保证轴承

的旋滚比随内圈沟道fi的增大而增大，随外圈沟道fe 的接触角。

的减小而减小。从减少摩擦热、提高旋转速度而言，内

圈应尽量采用较大的fi，外圈应尽量采用较小的fe。但

外圈fc的减小，不利于润滑剂带走摩擦热，内圈fi增大，

将增大自由状态下轴承的轴向游隙。因此，fi=0．54～ 0．57，

fe=0．52～0．55为沟道曲率半径系数的最佳变化范 围

内圈沟道曲率半径Ri：Ri=(O．54～O．57)Dw

外圈沟道曲率半径Re：Re=(0 52～0．55)Dw

(4)为降低振动和躁声，公差采用对称分布的双向

公差，同时适当压缩了公差值，减少了尺寸的离散度，

有利于轴向游隙的控制。

5 2内圈滚道直径的计算

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角接触球轴承计算预紧量

角接触球轴承计算预紧量

角接触球轴承计算预紧量

角接触球轴承是一种常用的轴承类型，在机械设备中起到支撑和传递载荷的作用。为了确保轴承的正常运行和寿命的延长，正确的预紧量是非常重要的。本文将介绍角接触球轴承的预紧量计算方法，帮助读者了解如何在实际应用中正确设置预紧量。

一、角接触球轴承的结构和工作原理

角接触球轴承由内外圈、滚动体（球）和保持架组成。内外圈之间的接触角度通常为15°或25°，这决定了轴承的承载能力和刚度。在工作时，滚动体在内外圈之间滚动，承受来自轴向和径向方向的载荷。预紧量的设置可以调节轴承的刚度和摩擦，进而影响轴承的运行性能。

二、预紧量的定义和作用

预紧量是指在安装轴承时，通过调整轴承内圈和外圈之间的间隙，使其产生一定的压力，从而保证轴承在工作时不会出现过大的游隙或过紧的情况。适当的预紧量可以提高轴承的刚度和传递载荷的能力，减少滚动体的滑动和滚动接触应力，从而延长轴承的使用寿命。

三、计算预紧量的方法

计算预紧量的方法有多种，下面分别介绍两种常用的方法。

1. 涉及轴向力和径向力的预紧量计算方法 当轴承同时承受轴向力和径向力时，可以根据以下公式计算预紧量：

Ax = kx * Fx

Ar = kr * Fr

其中，Ax和Ar分别为轴向力和径向力的预紧量，kx和kr为轴向力和径向力的预紧系数，Fx和Fr为轴向力和径向力。

2. 涉及转矩的预紧量计算方法

当轴承承受转矩时，可以根据以下公式计算预紧量：

M = kM * F

其中，M为转矩，kM为转矩的预紧系数，F为轴向力。

在实际应用中，根据具体情况选择合适的计算方法，并根据设计要求和轴承的额定参数确定预紧系数的取值。需要注意的是，预紧量的设置应该考虑到轴承的使用条件、工作环境和预期寿命等因素，综合考虑才能得出合理的预紧量数值。

四、预紧量的调整和检验

在安装角接触球轴承时，预紧量的调整是非常重要的。一般情况下，首先根据设计要求计算出初步的预紧量数值，然后在安装过程中逐步调整，直到达到合适的预紧量。调整预紧量时，应该遵循以下原则：

角接触轴承知识

角接触轴承知识

角接触球轴承(Angular Contact Ball Bearings)可同时承受径向负荷和轴向负荷。能在较高的转速下工作。接触角越大，轴向承载能力越高。高精度和高速轴承通常取15 度接触角。在轴向力作用下，接触角会增大。单列角接触球轴承只能承受一个方向的轴向负荷，在承受径向负荷时，将引起附加轴向力。 并且只能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。若是成对双联安装，使一对轴承的外圈相对，即宽端面对宽端面，窄端面对窄端面。这样即可避免引起 附加轴向力，而且可在两个方向使轴或外壳限制在轴向游隙范围内。

角接触球轴承以各种各样的设计和尺寸生产。常用和包括在本产品目录中的轴承为：

– 单列角接触球轴承

– 双列角接触球轴承

– 四点接触球轴承

– 其它角接触球轴承

角接触球轴承有：7000C型(∝＝15°)、 7000AC型(∝＝25°) 和7000B(∝＝40°)几种类型。该种轴承的锁口在外圈上，一般内外圈不能分离，可承受径向和轴向的联合载荷以及一个方向的轴向载荷。承受轴向载荷的能力由接触角决定，接触角越大，则承受轴向载荷的能力高。该种轴承能限制轴或外壳在一个方向的轴向位移。

接触球轴承极限转速较高，可以同时承受径向载荷和轴向载荷，也可以承受纯轴向载荷，其轴向载荷能力由接触角决定，并随接触角的增大而增大。DB组合、DF组合及双列轴承可承受径向负荷与双向轴向负荷，DT组合适用单向轴向负荷较大，单个轴承的额定负荷不足的场合，高速用ACH型轴承球径小、球数多，大多用于机床主轴。

角接触球轴承适用于高速及高精度旋转结构上为背面组合的两个单列角接触球轴承共用内圈与外圈，可承受径向负荷与双向轴向负荷， 无装填槽轴承也有密封型。

主要适用的保持架：钢板冲压保持架（碗形…单列；S形、冠形…双列），铜合金或酚醛树脂切制保持架、合成树脂成形保持架。

主要用途：单列：机床主轴、高频马达、燃汽轮机、离心分离机、小型汽车前轮、差速器小齿轮轴；双列：油泵、罗茨鼓风机、空气压缩机、各类变速器、燃料喷射泵、印刷机械。

角接触球轴承安装方法

角接触球轴承安装方法

角接触球轴承安装方法

双列角接触球轴承的安装比深沟球轴承复杂，多为成对安装，并需采用预加载荷。安装得好，可使主机的工作精度、轴承寿命大大提高；否则，不仅精度达不到要求，寿命也会受到影响。

双列角接触球轴承的安装形式有三种，分别是：背对背、面对面和串联排列三种。那么这三种安装形式各有什么特点与好处呢？

背对背（两轴承的宽端面相对）安装时，轴承的接触角线沿回转轴线方向扩散，可增加其径向和轴向的支承角度刚性，抗变形能力最大；

面对面（两轴承的窄端面相对）安装时，轴承的接触角线朝回转轴线方向收敛，其地承角度刚性较小。由于轴承的内圈伸出外圈，当两轴承的外圈压紧到一起时，外圈的原始间隙消除，可以增加轴承的预加载荷；

串联排列（两轴承的宽端面在一个方向）安装时，轴承的接触角线同向且平行，可使两轴承分担同一方向的工作载荷。但使用这种安装形式时，为了保证安装的轴向稳定性，两对串联排列的轴承必须在轴的两端对置安装。

此外，在安装的过程中要注意一个参数，预加载荷的获得。预加载荷可通过修磨轴承中一个套圈的端面，或用两个不同厚度的隔圈放在一对轴承的内、外圈之间，把轴承夹紧在一起，使钢球与滚道紧密接触而得到。

预加载荷的大小对轴承使用寿命影响很大，据有关资料介绍，当轴承装配有0.012mm过盈量时，使用寿命降低380，有0.016mm过盈量时，使用寿命降低501；当轴承装配有0.004mm间隙时，使用寿命显着下降，有0.008mm间隙时，使用寿命下降705。

因此，对预加载荷的大小进行合理选择十分重要。一般高转速宜选用小的预加载荷，低转速宜选用大的预加载荷。同时，预加载荷应稍大于或等于轴向工作载荷。

汇普轴承温馨提示：双列角接触球轴承经装配检验合格后，要以工作转速作空运转试验，时间不少于2h，温升应不超过15℃。

角接触球轴承

角接触球轴承

角接触球轴承

角接触球轴承极限转速高，同同时承受径向载荷和轴向载荷，也可纯轴向载荷。其承受轴向载荷的能力由接触角决定，并随接触角增大而增大。

单列角接触球轴承

单列角接触球轴承能够承受径向和轴向载荷。这类轴承虽然只能承受单向的轴向载荷，但可以与另一个承受反向载荷的轴承组合使用。角接触球轴承是不能拆分的。角接触球轴承适用于高转速，它的自动调心能力非常有限。

单列角接触球轴承基本类型

72B和73B型FAG单列角接触球轴承的接触角为40°，因此它可以承受很大的轴向载荷。

公差：

72B和73B型FAG单列角接触球轴承按普通公差制造（公差等级PN，无后缀）

保持架

大多数角接触轴承配备由玻璃纤维增前尼龙66制造的保持架（后缀TVP）。这种保持架可在120℃以下温度稳定的场合工作。如果轴承使用油润滑，那么润滑油中的添加剂可能会影响保持架的使用寿命，而且高温下，老化的油也会缩短保持架的寿命，因此，必须严格遵守换油周期。使用机加工黄铜保持架的角接触球轴承油后缀MP。

允许转速

合适的工作条件下，轴承的转速有可能高于参考转速，但不可能高于极限转速的数值。在制定热允许转速时，应充分考虑特殊工作环境的影响。如果角接触球轴承直接并排安装要采取特殊的措施以达到单个轴承的高转速。 热处理

FAG角接触球轴承经热处理后可在不高于150℃的温度下工作。外圈直径大于240mm的轴承可在不高于200℃的温度下工作。如果采用尼龙保持架，轴承的允许工作温度要受保持架材料的限制。

通用结构

通用结构的单列角接触球轴承常常成对使用，布置形式有：X型（面对面布置）、O型（背对背布置）和T型（串联布置）。还可以选择以下的调整类型：

 UA X和O型布置中轴向游隙减小

 UO X和O型布置中轴向游隙为零

小轴向游隙和零轴向游隙是指在非安装状态下，紧配合会使成对安装轴承的轴向游隙减小，或预紧力增加。 订购通用结构轴承时，请您告知单个轴承的数量，而不是轴承对数和轴承组数。