双半内圈双列角接触球轴承

双半内圈双列角接触球轴承设计西安海红轴承总厂(陕西西安710016)蔡亚新带双半内圈的双列角接触球轴承，一般用在 轿车前轮毂支承上，能承受很大的径向载荷和双 向轴向载荷，轴承采用一次性填脂润滑，在安装使 用中不需要调整釉向间隙。因此,该类轴承的设 计仍是以获得最大额定动载荷容量为目标，同时 还要保证轴承有较小的轴向窜动量和良好的密 封、防尘性能。1轴承主要参数的设计1.1钢球直径D“的确定0.3(D _ d) w D” w0.33(D- d) 式中d轴承内径D轴承外径1.2钢球中心圆直径0粋的确定0.5(0 十 d) w D彎 w 0.515(0 + d)1.3钢球数量Z的确定按采用聚酰胺整体式保持架确定钢球数量Z v "叩* 1.13D”在满足以上条件情况下，使轴承获得最大额 定动载荷Cr值，通过优化设计最终确定D八D密 及Z值。2套圈主要尺寸的设计2.1内、外沟半径尺、人的确定& =0.5150Re =0.525 久2.2内、外沟道直径么、0的确定di = D叩-2/?j + (2Rj Dw )cosaDe = D些 + 2Re 一 (2i?e - Dw )cosa 式中a接触角2.3内圈大挡边直径心、外圈中挡边直径0的 确定d2 = di + 0.65 仇 Dq = De - 0.6Dw2.4内圈沟位尺寸几的确定内圈小头端面至沟道中心的位置尺寸R的 设计应在留有足够大的密封位置后尽可能取大。式中B轴承宽度K与密封结构有关的参数,一般取K = 0.7-1.52.5外圈双沟沟心距几的确定Pc = 2P, + 卜式中与轴承允许轴向游隙有关的参数卜=2(& + R< - DM -仏+凡号埸T-十S轴向游隙3密封结构的设计由于轴承使用环境较差，为了有效防止砂尘 进入轴承内部和漏脂，密封结构一般设计为双层 或多层迷宫式，常见密封结构如图1所示。内密 封圈固定在轴承外圈上，内唇为接触式密封，主要 起防漏脂作用，外密封圈固定在内圈上，随内圈一 起旋转，在离心力的作用下，将砂尘抛离轴承，从 而起到很好的防尘作用，设计计算从略。4保持架结构的设计保持架结构一般设计为整体带锁扣式尼龙保 持架(如图2所示)，这种保持架具有强度好、密度小、噪声低和耐磨损等优点,在设计中应充分考虑 保持架的强度，装配容易性，并能较好地锁住两内 圈使轴承不散套，通常采取画比例图和理论计算 相结合的方法进行设计。设计公差。as9Sasasdd.as=2 > 05套圈主要参数尺寸公差的选择轴向游隙是双列角接触球轴承的一个重要技 术指标，轿车轮毂轴承对轴向游隙要求很严，而影 响轴向游隙的因素很多，从图3的几何关系中可 以很容易得出轴向游隙与轴承零件各参数之间的 关系：S =2( + 兄-D)一仏 + 心一笃旳丁 +2R - Pe(l)-(R. + 儿-答(/?, + /?e Dv )2 仏+字)r<(& + Re _ DWV -仏+字)广>as3S nap； =- 1 < 0各尺寸参数的加工误差引起的周向游隙的变 化为S =畿 M，+ 諾+議 + 語 0 + 講.s +請.+講" 轴向游隙的全微分为从上式可以看出，轴承零件各参数几、匚、血、 D、D八P：和人的加工误差均会使轴向游隙产生 变化，分别对各参数求偏导，以确定各参数对轴向 游陳的影响程度及方向，从而合理确定各参数的荼|九+|競lf+1靛式中T尺寸参数的设计公差田 °s “ as A as n as A as因顶砥"硕>°両西V0, < O.jp- <0,故 S 是关于 Ri、Re、De、Pi 的 增函数，关于2、么、人的减函数，即当风、儿、 0、片增加，或D“、di、Pi减小时，轴向游隙S增 大,反之轴向游隙减小。因此，从理论上讲，当各 参数的公差均取正负方向对称分布的上、下偏差 时,对轴向游隙的影响也是对称分布的，此时，轴 承轴向游隙合套率最高。事实上，在设计中考虑 标准化和通用化的要求，尺、儿的公差往往均取 正偏差，这时，就必须调整其他参数偏差方向，以 补偿%、出正偏差对轴向游隙的影响，但各参数 对轴向游隙的影响程度不同，给准确调整造成一 定的困难，因此在设计计算外沟心距Pc时，将&的正偏差对S的影响转化到尺上，这时, 巴按下式计算：Pc =2P, +2(比 + R - Dj2 -*e 二人 + 2以某轿车前轮毂轴承311315为例，分析各参 数的加工误差对轴向游隙的影响程度。已知311315轴承的主要参数尺寸如下：S二 0.05 0.09 mm, Dw = 9.525 mm, Ri =4.9 mm, R( = 5.0 mm, di = 43.96 mm, De = 63.146 mm, Pt - 7.81 mm, Pc = 16 mm0 ，将各参数代入(2) (6)式得：孑寻二=0.63,= - 3.48,- - 1.43,= 1.43,dlJKdd：dL)c_9_iJP"乖一 "lo由此可见，各参数加工误差对轴向游隙的影 响程度从大到小依次为久、人、<、y、P八&、 凡，在设计各参数的公差时，应根据各参数加工 误差对轴向游隙的影响程度以及加工工艺的难易 程度进行合理选择。由上可知，钢球直径D.对轴向游隙影响最 大，但钢球直径容易控制。当采用综合测沟道 轴向位置的方法进行分组合套时，一批套圈用 同一组钢球进行测量，同一批合套钢球直径尺寸 为一定值，这时钢球直径对轴向游隙的影响也为 一定值，即钢球直径公差的大小不会影响轴向游 隙变化，在设计时可不考虑。内圈沟位置尺寸R 及外圈沟心距尺寸几对轴向游隙的影响呈线性 关系,但当工艺上采用金钢滚轮修正砂轮一次成 型磨削双沟道时，片、巴尺寸从工艺上较容易保 证，p,、Pe公差可取E ±0.01,巴±0.01。内、外 圈沟道直径必、必对轴向游隙影响相同，方向相 反，加工精度靠机床来保证,因此在设计中也可严 格控制，取di ±0.015,0 ±0.015,同时，应严格控 制双沟直径相互差。内、外沟道半径亿、&对轴 向游隙影响较小，当采用金钢滚轮修正砂轮加工 沟道时，人、汕可获得较高的加工精度，取 n +0.03 r + 0.030、q O将以上设计的311315轴承零件各参数公差 代入(8)式得轴承轴向游隙公差为Ti =0.63 x 0.03 + 0.63 x 0.03 + 3.48 x 0 + 1.43 x0.03 + 1.43 x 0.03 + 2 x 0.02 + 0.02=0.183 6 (mm)图纸要求轴向游隙为0.05 0.09 mm,其变 化量为0.04 mm,这只占实际变化量的22% (xlOO%),也就是说，用同一尺寸钢球, 内、外圈100%互换合套，将有78%的产品轴向游 隙不能满足设计要求，因此，按套圈各参数以上的 设计公差合套时，可采用综合测量套圈沟道轴向 位置的办法来对套圈进行分组合套，将可以保证 轴承的轴向游隙，并得到很高的合套率。参考文献1蔡亚新等.双列角接触球轴承沟道轴向位置的综合测 昴.轴承,1999(8) ： 27-30作者:蔡亚新 厂研究所所长、工程师(收稿日期：200】-06 - 13)(编辑:杜迎解)