一种加强型圆柱滚子轴承保持架结构设计

πDpw Z≤
-
2 mDpwarcsin 1. 15 Dwe
Dz1 Dpw
优化设计确定 Z 值后 , 要使保持架垫圈梁
宽强度相近 , 只有梁宽不全相等 , 即有支柱孔处
的梁宽大于其他处梁宽 。
设横梁在以 Dcp为直径的圆周上的平均弧长
为 l , Dcp = Dpw ,则
l
=
Dcp (π-
2 marcsin
·5 ·
支柱孔中心线与相邻兜孔中心线间的夹角
φ为
φ=
l1 Dzp
+ 2arcsin
ΔC 2 Dcp
若 Z/ m 为整数 ,在相邻两支柱孔间均布 Z/
m 个滚子 ,两相邻支柱孔间间距为
ΔC2 = Dcpsin
π
m
-
φ
Z m
-
1
=
Dcpsin (πZ--
mφ)
m
若
Z/
m
不为整数 ,记
n
=
[
Z m
]( n
持架兜孔与滚子的轴向间隙及支柱铆接后凸出
保持架垫圈的高度 ,ε3 的取值见表 1 。
表 1 ε3 的取值
超过
30
50
80
滚子长度 Lw
到 30
50
80
ε3
0. 5
0. 6
0. 7
0. 8
保持架兜孔深 lc = (0. 12～0. 18) Lw (0. 12～ 0. 18 为经验系数)
保持架宽度 Bc = S1 + lc 保持架兜孔直径ΔC = Dw +ε ε为保持架兜孔与滚子间的间隙值 , 按文献 [1 ]中表 35 取值 。 滚子个数
摘要 :通过优化设计 ,使保持架垫圈梁宽不等 ,强度相近 ,最大限度地利用轴承圆周方向上的空间 ,铆接后的支 柱不凸出垫圈端面 ,滚子长度较普通设计较长 ,从而提高了轴承额定载荷 。 关键词 :圆柱滚子轴承 ;保持架 ;结构 ;设计 中图分类号 :TH133. 33 文献标识码 :B 文章编号 :1000 - 3762 (2005) 09 - 0004 - 02
Dz1 2 Dcp
Z
-
2
Zarcsin
ΔC ) 2 Dcp
为了使各梁宽相近 , 引入参数 ε4 ,ε4 取值见
表 2。
表 2 ε4 的取值
超过 支柱小头直径 Dz1
到 3
3
6 10
6 10 18
Dw ≤30
ε4 0. 3 0. 4 0. 6 0. 8
Dw > 30
ε4
0. 8
1. 2 1. 5
支柱孔与相邻兜孔间梁宽为
通过优化设计 , 可使滚子长度增加 , 有效提 高了轴承额定载荷容量 。同时 , 保持架垫圈为半 封闭结构 ,节约了保持架材料 ,降低了轴承成本 。
参考文献 :
[1 ] 加强型圆柱滚子轴承设计方法[ Z] . 洛阳 :洛阳轴承 研究所 ,19891 (编辑 :杜迎辉)
便 。加强型圆柱滚子轴承外形尺寸 、内外圈滚道
直径尺寸已标准化 。要最大限度地提高轴承载
荷容量 , 只有从增加滚子长度 、滚子数量 、改善轴
承原材料入手 。本文介绍的加强型圆柱滚子轴
承保持架组件由一组支柱 、一组圆柱滚子 、两片
保持架垫圈组成 。装配时 , 把滚子放入保持架垫
圈兜孔中 , 通过铆接支柱 , 将滚子与保持架垫圈
符号说明
d 轴承内径
D 轴承外径
B 轴承宽度
Z 滚子个数
m 支柱个数
D2 外圈挡边内径
d2 内圈挡边外径
Dcp 保持架兜孔中心径
Lw
滚子长度
Dw
滚子直径
Dwe 滚子有效直径
Fw 成品轴承滚子内切圆直径
Ew 成品轴承滚子外接圆直径
Dpw 滚子中心圆直径
Dz1 支柱小头直径
圆柱滚子轴承为分离型 , 安装 、拆卸比较方
结为一体 ,组成轴承外组件或内组件 。
1 滚子中心圆直径 Dpw的计算
收稿日期 :2005 - 02 - 20
当轴承外形尺寸满足 GB/ T283 - 94 , 则 Fw 、 Ew 为标准值 ,那么
Dpw
=
Fw
+ 2
Ew
Dwe =
Ew 2
Fw
当外形尺寸非标准时
Dpw
=
(1 +
Kp)
(
d+ 2
D)
根据经验 ,系数 Kp 的值取 0. 006 5～0. 015 5。
为取整函
数所得) ,则在两相邻支柱孔间均布 n + 1 个兜
孔 ,两支柱间的夹角为θ,则
θ=
n
2 l2 Dcp
+4( n
+
1)
arcsin
ΔC ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Dcp
+
2 l1 Dzp
保持架垫圈外端面处 , 支柱孔可设计一较大
倾角 ,以在铆合过程中减小支柱铆合后凸出保持
架垫圈的高度 ,倒角处可容纳较多金属 。
3 支柱设计
l1
=
l
+
2
Dcparcsin
Dz1 2 Dcp
-
2ε4
兜孔间梁宽为
l2
=πDZcp--
ml1 m
-
2
Z
Z -
mDcparcsin
ΔC 2 Dcp
滚子直径 Dw ≤30 mm 时 , 保持架横截面尺
寸较小 ,取支柱孔中心径与保持架垫圈兜孔中心
径相同 , 即 Dzp = Dcp 。当滚子直径 Dw > 30 mm 时 , Dzp = Dcp + (0. 05～0. 09) ( Dc - dc) 。
支柱中部直径 Dz = kzDw 根据经验 ,系数 kz 的取值为 0. 25～0. 5 。 支柱小头直径 Dz1 = 0. 7 Dz 支柱中部长度 Lz = Lw +ε1 - 2Lc ε1 由文献[1 ]表 28 查得 。
支柱总长 L = Lz + 2 Bc + (2～4) 以文献 [1 ]表格图 42520E 为例 , 保持架采用 本文方法设计 ,主参数为 Dwe ×L ×Z = <22 mm × 34 mm ×17 mm , Dpw = <141 mm。 取支柱数 m = 6 , Dzp = Dcp = <141 mm ,ε4 = 0. 4 , Dz = 8 mm , Dz1 = 5 mm , n = 2 ,ΔC = <22. 25 mm 。 则 l = 2. 019 mm , l1 = 6. 219 mm , l2 = 2. 455 mm ,φ= 11°34′25″,θ= 63°20′57″, 据此可确定支 柱孔在圆周的位置 ,相邻支柱孔间均布 2 或 3 个 兜孔 。保持架垫圈其余参数不详细说明 。
2 保持架设计
保持架结构示意图见图 1 ,参数计算如下 。 保持架外径 Dc = D2 - ε2
图 1 保持架结构示意图
保持架内径 dc = d2 +ε2 ε2 由文献[1 ]表 27 查得 。
胡玖林等 :一种加强型圆柱滚子轴承保持架结构设计
保持架兜孔底厚
S1
=
B
- Lw 2
-
ε3
ε3 的取值取决于滚道与滚子间轴向间隙 、保
ISSN 1000 - 3762 CN41 - 1148/ TH
轴承 Bearing
2005 年第 9 期 2005 ,No. 9
4
-
5
一种加强型圆柱滚子轴承保持架结构设计
胡玖林1 ,王学辉2 ,何志刚2 ,刘瑞实2
(1. 东莞市 TR 轴承有限公司 ,广东 东莞 523009 ;2. 西北轴承股份有限公司 技术中心 ,宁夏 银川 750021)