深沟球轴承设计方法
深沟球轴承设计范文
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。
深沟球轴承与轴的配合方式_解释说明以及概述
深沟球轴承与轴的配合方式解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在机械工程领域，轴承和轴的配合方式对于机械设备的性能和寿命起着至关重要的作用。
深沟球轴承作为一种常见的轴承类型，被广泛应用于各类机械设备中。
深沟球轴承通过与适当配合的轴协同工作，实现了稳定可靠的运转。
本文将对深沟球轴承与轴的配合方式进行解释说明，并就此进行全面概述。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分来展开讨论。
首先，在引言部分简要介绍了论文的背景和目标；随后，在第二部分中详细阐述了深沟球轴承的类型和特点；接下来，在第三部分中探究了不同的轴配合方式以及标准尺寸选择；紧接着，在第四部分中重点研究了深沟球轴承和轴之间的配合关系；最后，在第五部分中总结出文章所得到的主要观点，并提出后续研究展望。
1.3 目的本文旨在提供一个全面而清晰的解释，说明深沟球轴承与轴的配合方式。
通过对深沟球轴承的类型、特点以及结构工作原理的介绍，读者将能够深入了解该类型轴承并明确其优缺点。
同时，本文还将详细描述不同的轴配合方式以及如何选择标准尺寸，帮助读者在实际应用中正确选择和设计轴的配合方式。
最后，通过研究深沟球轴承和轴之间的配合关系，读者将能够更好地理解二者之间的相互作用，并为机械设备的正确安装和运行提供指导。
请问这样清晰明了吗？2. 深沟球轴承的类型和特点2.1 深沟球轴承的定义与分类深沟球轴承是一种常见的滚动轴承，其内部球状滚动元件被安装在外圈和内圈之间，并且可以在各个方向上承受较大的径向和轴向负载。
根据结构形式和使用场景的不同，深沟球轴承可以分为几种常见类型。
- 单列深沟球轴承：最常见的一种类型，由一个外圈、一个内圈、一排钢球和保持器组成。
广泛用于各种机械设备中，如电动工具、家电、汽车、农业机械等。
- 双列深沟球轴承：由两个内圈、一个外圈和一排两行钢球组成。
相对于单列深沟球轴承，双列深沟球轴承能够同时承受更大的径向负载。
- 加宽型深沟球轴承：增加了外环宽度，以提供更高的刚性和额外的载荷能力。
中小型深沟球轴承设计方法
180c . Dw2 arcs inDwp①maxc . Dw2 arcs inDwp中小型深沟球轴承设计方法编制说明：1、适用范围本设计方法适用于特轻⑴、轻⑵窄、中(3)窄、重⑷窄系列深沟球轴承和特轻(1)、轻(2)窄、中(3)窄系列带密封圈及带防尘盖深沟球轴承的产品设计。
2、引用标准、已知条件：外径D、内径d、宽度B、最小单向倒角r smin、钢球设计(钢球直径Dw、钢球中心径Dwp、钢球数Z):Kwmin(D - d)乞Dw 乞Kwmax(D - d) (1)0.5(D d)乞Dwp 乞0.515(D d)①max注：1、Dw应尽量取标准规格尺寸（见表一）2、Z取整数。
3、①填球角。
、额定动负荷Cr2Dw < 25.4mm时：Cr =1.3 fc Z ' Dw 1.8(N )2Dw ' 25.4mm时：Cr =4.7 4 1fc1 Z 3 Dw 1.4(N )注：1、对于Dw/Dwp的中间值，其fc值可由线性内插法求得。
注：2、主系数Dw、Z和Dwp的选取在满足（1）、（2）、（3）式的前提下，使C r尽可能极大值。
四、额定静负荷Cor2Cor 二foi Z Dw ( N)五、套圈设计1、沟曲率（取值精度0.01mm）Ri=fiXDw （内）fi~0.515Re=feXDw （夕卜）fe~0.525Rimax v 0.52 XDwRemax v 0.53 XDwRimax v Remax注：4.5〜60mm直径标准钢球的套圈沟曲率半径见表2、沟径（取值精度0.001mm）di 二Dwp - Dw De = di 2 Dw "卩为基本组径向游隙平均值。
y’ min 川丄max- 2圆柱孔深沟球轴承径向游隙卩ma =~3、沟位置（取值精度0.1m m ）4、挡边直径（取值精度0.1mm ）d 2 =di Kd DwD 2 二 De - Kd Dw注:100、200系列轴承，当D 32mm 、采用带爪保持架时，Kd 可取小到0.32a 的允差挡边允差6标志、标志尺寸（取值精度0.1mm）轴承通常在外圈端面上标志，内圈不标志。
深沟球轴承优化设计
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形成网格点
*
优化设计
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判断点是否符合条件 判断点是否符合条件
*
优化设计
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求最大值及对应点
*
优化设计
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四、结构及结构参数设计
1、滚动轴承几何学
右图为深沟球轴承简图 其中:
*
优化设计
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2、深沟球轴承填球角研究
容许填球角有由几 何条件确定的容许 填球角ψg 和由许用 应力确定的容许最 大填球角ψs 之分。
很容易造成接触椭圆截断现象，从而使轴承过早失效
*
优化设计
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5、挡边高度设计
国际上各大轴承公司深沟球轴承挡边高系数不尽相同 一般取值范围是： 6000系列0.3～0.4 6200、6300、6400系列0.4左右
日本KOYO司
Kdi=0.34～0.37 Kde=0.30～0.35 原因：外圈滚道接触椭圆长短轴之比a/b比内圈小，Kde<Kdi时
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优化设计
4
二、优化设计方法
• 机械优化设计包括建立优化设计问题的数学模型和选择恰 当的优化方法与程序两方面的内容列出每个主题要花费的 时间
• 网格法、牛顿法、共轭梯度法、坐标轮换法、鲍为尔法、 随机方向法、惩罚函数法、线形逼近法、广义简约梯度法 等等
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优化设计
5
深沟球轴承优化设计的特点：
就深沟球轴承优化设计而言，它属于一种离散变量优化设计 问题，其具体表现在：
带防尘盖的深沟球轴承 防尘盖与内圈之间有径向间隙，极限 转速与基本型深沟球轴承相同，轴承装配时填入了适量润滑剂，在 使用过程中不用填加润滑剂。
带密封圈的深沟球轴承 一般采用钢骨架式丁腈橡胶密封圈，有 接触式和非接触式之分。
深沟球轴承设计手册
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
深沟球轴承设计方法第一步：确定使用条件和要求根据使用条件和要求来确定轴承的基本参数。
使用条件和要求包括轴承的承载能力、转速、工作温度、尺寸和形状等。
第二步：选择轴承类型根据使用条件和要求选择合适的深沟球轴承类型。
常见的深沟球轴承类型有单列、双列和四点接触等。
第三步：计算承载能力根据轴承的使用条件和要求，计算承载能力。
承载能力的计算包括静载荷和动载荷的计算。
静载荷是轴承在静止或低转速下所承受的最大力，动载荷是轴承在运转状态下所承受的最大力。
根据承载能力计算结果选择合适的轴承型号。
第四步：确定尺寸和形状根据轴承的使用条件和要求，确定轴承的尺寸和形状。
轴承的尺寸和形状包括内径、外径、宽度、滚珠数量、滚珠直径和接触角等。
根据尺寸和形状计算结果选择适合的轴承型号。
第五步：优化设计通过有限元分析等方法对轴承的结构进行优化设计，提高其承载能力和使用寿命。
优化设计主要包括材料选择、减少摩擦、改进密封结构、提高润滑条件、减小摩擦噪声等。
第六步：验证和测试根据设计结果制作样品并进行验证和测试。
验证和测试主要是通过试验和仿真来验证轴承的性能和使用寿命是否符合设计要求。
根据验证和测试结果对设计进行修正和改进。
第七步：制定标准和规范根据轴承的设计和测试结果制定标准和规范。
标准和规范主要包括轴承的生产和使用标准，以及轴承的检验和质量控制标准。
制定标准和规范可以保证轴承的质量和一致性。
综上所述，深沟球轴承的设计方法包括确定使用条件和要求、选择轴承类型、计算承载能力、确定尺寸和形状、优化设计、验证和测试，以及制定标准和规范等步骤。
通过合理的设计方法可以提高轴承的性能和使用寿命，提高机械设备的工作效率和可靠性。
深沟球轴承的装配工艺
二、深沟球轴承的主要尺寸
轴承是一种通用性很强，标 准化程度很高的基础件。在国家 标准中，对轴承的外形尺寸作了 严格的规定，正是由于它的外形 尺寸已经标准化、系列化，因此 可以进行大批量专业化生产。 主要外形尺寸： 1 内径尺寸d 2 外径尺寸D 3 宽度尺寸B
轴承内部主要参数： 1 钢球大小 Dw 2 钢球数量 Z 3 钢球运转中心径Dwp
2 清洗液及清洗工具
使用的清洗液有煤油、汽油等。 对轴承套圈，采用煤油加少许防锈油为清洗液的清洗机清 洗 保持架我们公司用汽油清洗
钢球在清洗过程中还须防止钢球表面的碰上，否则会影响
到钢球在运转中产生噪声。
赃物及灰尘清洗不净，对轴承有以下影响： （1）影响轴承旋转灵活性； （2） 影响游隙的测量； （3）影响旋转精度的测量； （4）影响轴承振动和噪声的测量； （5）影响摩擦力矩的测量； （6）影响轴承的使用，降低寿命。
六、轴承合套
深沟球轴承径向游隙配套公式 Gr=ΔDe –Δdi -2ΔDw
式中 ΔDe——外滚道脱离基本尺寸的偏差 Δdi—— 内滚道脱离基本尺寸的偏差 ΔDw——钢球直径脱离基本尺寸的偏差
问题： 已知进行210轴承合套时，外圈滚到尺寸偏 差为+12μm，钢球尺寸偏差+5μm，要求平 均径向游隙为20μm，应如何选配内圈的滚 到尺寸偏差？
3 分选工具
外圈经常使用检测仪器型号为D012、D013、D014。 内圈滚道尺寸分选检验仪器有D022、D023、D024。
五、游隙定义、作用
（一）游隙定义 径向游隙——指在一定径向负荷下，当固定一套圈，使 另一套圈在径向方向总的移动量 轴向游隙——指在一定轴向负荷下，当固定一套圈，使 另一套圈在轴向方向总的移动量
基于SolidWorks的深沟球轴承的三维建模与仿真分析
基于SolidWorks的深沟球轴承的三维建模与仿真分析深沟球轴承是一种广泛应用于机械设备中的重要零部件，其结构紧凑、承载能力强、使用寿命长等特点使其备受青睐。
在现代机械设计中，使用SolidWorks进行三维建模与仿真分析已经成为一种重要的工具，有助于提高设计效率和优化设计方案。
在SolidWorks中，深沟球轴承的三维建模可以通过建立零件、装配和运动仿真三个步骤完成。
1. 零件建模零件建模是深沟球轴承的三维建模的第一步，其目的是通过创建各个零件的实体模型来为装配和分析提供基础。
其中，内外环和滚珠是深沟球轴承的三个主要零件。
首先，我们可以通过SolidWorks的草图工具创建轮廓，然后利用拉伸、旋转等功能生成零件的三维模型。
在创建滚珠时，可以使用从轮廓创建3D曲面、圆弧、球等功能来实现。
2. 装配装配是深沟球轴承的三维建模的第二步，其目的是将零件组合在一起，模拟出深沟球轴承的实际组成方式。
在装配过程中，可以通过SolidWorks的装配工具将每个零件的位置和方向精确地调整到正确的位置。
为了模拟出深沟球轴承的实际运动情况，还可以在SolidWorks中添加关节和运动学仿真装配。
3. 运动仿真运动仿真是深沟球轴承的三维建模的最后一步，其目的是模拟深沟球轴承的运动状态，分析其受力情况。
为了进行运动仿真，可以在SolidWorks中添加力和载荷。
例如，在深沟球轴承中，内环、外环和滚珠之间的接触部位将受到轴向和径向负载，所以需要在运动仿真过程中添加这些负载。
在进行仿真分析时，可以利用SolidWorks提供的分析工具分析轴承的承载能力、疲劳寿命、温度分布等指标。
通过仿真分析，可以为深沟球轴承的设计和优化提供参考依据。
总之，使用SolidWorks进行深沟球轴承的三维建模和仿真分析既缩短了设计周期，又提高了设计的精度和可靠性。
随着计算机技术的不断进步和仿真工具的不断完善，未来将有更多的机械设备使用这种技术来优化设计。
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深沟球轴承设计方法
1 外形尺寸
1.1 轴承的基本尺寸d 、D 、B 按GB/T 273.3的规定 1.2
装配倒角r 1、r 2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 308
2.1.2 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0.01 2.3 球数z
式中ψ为填球角，计算时按表2取值
直径系列 公称内径
8、9、1 2 3 4
≤35
0.24～0.31 0.29～0.31 0.28～0.32 0.25～0.31
超过 35～120 0.25～0.32 0.31～0.32 0.32
0.25～0.32
超过120～120 0.24～0.30 0.26～0.31 0.29～0.31 0.25～0.30
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a b应满足如下要求：
D≥52～120 ，a b≥2 ；D≤50 ，a b≥1.50
D＞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Ri Ri≈0.515Dw
3.2 外沟曲率半径Re Re≈0.525Dw
Ri、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di di=P-Dw
3.4 外滚道直径De De=P+Dw
di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=i=e=B/2 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*Dw
3.7 内圈挡边直径d2 d2=di+Kd*Dw
D2、d2取值精度0.1，允差取IT11级。
Kd值见表6
表6 Kd值
注：对采用带爪保持架的轴承，Kd值不得小于0.30。
3.8带止动槽的轴承，其外圈上止动槽的尺寸应符合GB/T305的规
定，其尺寸标准应按如下要求：
3.8.1 槽宽b：公称尺寸b=bmin
3.8.2 距离a：公称尺寸a=a max
3.8.3 槽底径D1：公称尺寸D1=D1max
3.8.4 倒角r0：公称尺寸r0=r0max
3.9 非装配倒角尺寸r3的尺寸及允差按表7选取
表7 内、外圈非装配倒角尺寸与公差
3.10标志
3.10.1轴承通常在外圈端面上标志，内圈不标志。
3.10.2标志等分
3.10.3标志平面有效宽度hw
hw=0.5[﹙D-2r1max径﹚-﹙D2max+2r3max﹚] 标志中心圆直径Dk
Dk=0.5[﹙D-2r1max径﹚+﹙D2max+2r3max﹚] 标志字体高hz根据hw、Dk按表8选取
表8 标志标准字体高hz
注：hz≥1时，Dk小数点后面一位数圆整为0或5。
4浪形保持架的设计
4.1 保持架钢板厚度S
保持架钢板厚度S、铆钉的尺寸及r c根据Dw从表9选取
表9 保持架钢板厚度S、铆钉的尺寸及r c
4.2保持架宽度Bc
Bc=Kc×Dw 其中Kc值按表10选取
表10 Kc值
注：对2、3、4系列，为了套料需要时，Kc允许在0.42-0.45内调整。
4.3 保持架中心圆直径Dcp Dcp=P
4.4 保持架外径Dc Dc =Dcp+Bc
4.5 保持架内径Dc1 Dc1=Dcp-Bc
Dcp取值精度0.01，Dc、Dc1取值精度0.1，允差见表11
表11 Dc、Dc1、Dcp允差
Dcp ±0.025 ±0.05
4.6 保持架兜窝的深度K
K=0.5Dw+εc εc值按表12，K取值精度0.01
4.7保持架球兜内球面半径Rc
Rc=Kmax
若工艺条件允许，也可制造圆形兜孔Rc=K
表12 εc值、Rc、K的公差
Dw 超过- 6 10 15 20 24 32 40 到 6 10 15 20 24 32 40 53
Rc、K的公差+0.04 +0.05 +0.06 +0.07 +0.08 +0.10 +0.10 +0.12 εc 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.10 0.10 0.12 4.7.1按上式计算的保持架尺寸Bc、Rc、K值必然使保持架在轴承内产生径
向窜动，其径向窜动量ε按下式计算（ε及表13的εmax、εmin仅供复核参考）：
计算εmax时，Rc、K取最大值；计算εmin时，Rc、K取最小值，而Dw、Bc用公称尺寸。
计算得的εmax及εmin在表13规定的范围内。
表13 保持架径向窜动量ε
Dw 超过- 6 10 15 20 25 32 40 到 6 10 15 20 25 32 40 53
εmin 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.4 0.6 0.6
εmax 0.6 0.7 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
注：如果超出εmax时，可适当减小K、Rc，但减小后应满足2K≥Dw+εc。
4.7.2验算保持架是否与套圈接触，应满足如下关系式：
式中ε1为保持架与内、外圈挡边之间的间隙。
当Dw≤10mm时，ε≥0.2；
当Dw＞10mm时，ε≥0.2。
4.8 相邻两球兜（或铆钉孔）中心间距离C
C=Dcp×sin（180°/z）
4.9 兜孔与相邻的铆钉孔中心间距离C1
C1=Dcp×sin（90°/z）
C、C1取值精度0.001，允差±0.025。
4.10 保持架外球面过渡圆弧半径r c
保持架兜孔之间的平面与球兜必须圆角相交，圆角半径r c应尽可能大，但为了便于铆合保持架，在保持架铆钉大头的周围必须保证宽度不小于
0.5mm的平面，因此圆角r c应满足：
其中Dm是铆钉头直径，浪形保持架用半圆头铆钉选取。
5半圆头铆钉的设计
5.1半圆头铆钉尺寸及公差按标准规定
5.2选取的铆钉应尽可能通用化
6零件重量计算
6.1外、内圈的重量可通过作图算出。
6.2浪形保持架重量
半保持架重量：10.35[Dcp+0.36388z(Rc+S/2)](Dc-Dc1)S×10-6 kg 6.3钢球和铆钉重量可查通用化表。
7图纸标注规则
8外形尺寸公差、形位公差及旋转精度按标准规定
9游隙
径向游隙按标准规定，不标即为C0。