《满滚针轴承的设计方法》.pdf

满滚针轴承的设计方法虹山轴承总公司 (贵州安顺 　 561000) 　 陈 　宇【 ABSTRACT】 In general , the full complement needle bearings are used in the operating condition ,such as low speed , swing movement or static Load , etc Its performance depends on the reasonable selec2tion of the needle clearance and the tolerences of inner and outer raceway. The design method of full com2plement needle bearing is introdued.陈 　宇 ,男 , 34 岁 ,技术处副处长 ,工程师 ,毕业于中山大学数学系从事轴承产品设计十余年 ,参与 CAM 技术应用研究 ,获科技进步二等奖 ,先进科技工作者称号在贵刊已发表两篇文章符号说明S 周向间隙Z 滚针数量e 径向间隙n 极限转速Cr 额定动载荷Lw 滚针长度f e 额定载荷系数Dw 滚直直径Dwp 滚针中心圆直径De 外滚道直径di 内滚道直径Cor 额定静载荷Lwe 滚针有效长度满滚针轴承一般应用于低转速 、摆动运动或静载荷等工况条件 。

此类轴承工作性能的好坏 ,取决于设计中滚针间隙和内 、外滚道公差的选择是否合理 本文试图从基本设计方法上 ,做些有益的探讨 1 　滚针的要求滚针公差等级为 G2 级 ,分组差为 0～ 7μ m ,且为圆弧素线滚针 (当然 ,本设计方法对直素线滚针也可行 ) 2 　周向间隙 S 的确定周向间隙如图 1 所示 当滚针直径 Dw ≤ 5 mm 时 , S 由下式确定 :S = 5 × 10- 3 Z (1)且当 　 Dw 3. 5 mm时 , Smin ≥ 0. 15 mm也就是说 ,平均每粒滚针间隙为 5μ m ,且(1) 当滚针直径小于或等于 3. 5 mm 时 , S 最小不能小于 0. 1 mm ,即当滚针数少于 20 粒时 , S取 0. 1 mm2) 当滚针直径大于 3. 5 mm 时 , S 最小不能小于 0. 15 mm ,即当滚针数少于 30 粒时 , S 取 0. 15mm图 13 　滚针中心圆直径的确定在理想状态下 ,滚针应均匀地分布在滚针中心圆直径上 ,则滚针中心圆直径可由下列公式计算 :·8·《轴承》 2000. № . 3Dwp = ( Dw + SPZ)Psin (180° PZ) (2)相应地 ,内 、外滚道直径分别为De = Dwp + Dw (3)di = Dwp - Dw (4)4 　原始径向间隙 e 的确定原始径向间隙的产生主要决定于滚针 、内滚道直径和外滚道直径公差的选取 。

根据通常的配套方法和长期的生产经验 ,为获得有效的原始径向间隙 e ,在滚针满足前面要求的基础上 ,内滚道直径 di 和外滚道直径 De 的公差配合如表 1 所示 表 1 　内 、外滚道直径公差配合性能要求 d1 De一般要求 h6 G7高要求 g5 G6注 :表中公差按 GB1800 选取 5 　极限转速 n 的确定由于滚针彼此间紧贴着相反方向滑动 ,因而产生了比有保持架的轴承要高的摩擦和更多的热量 ;也由于滚针间间隙小 ,相应的润滑脂储存空间也小 ,再润滑间隔较短 在这样的情况下 ,极限转速可参考下式确定 :脂润滑时 　 n = 12PDwp (104 rPmin) (5)油润滑时 　 n = 16PDwp (104 rPmin) (6)6 　基本额定载荷的计算满滚针轴承的额定动载荷和额定静载荷的计算方法可参考 ISO 和 GB 相关标准 7 　设计应用举例在满滚针轴承的设计工作中 ,经常遇到各种各样的具体计算问题 ,现以 NAKD16VP 滚轮滚针轴承的设计为例 ,计算过程如下 :已知 :滚针直径 Dw = 1 mm ,外滚道直径 De≈10 mm ,内滚道直径 d1 = 8 mm ,采用脂润滑 ,现在要求确定滚道直径及其公差 、极限转速和额定载荷等指标数值 。

1)首先估计滚针数 Z 　由已知 ,滚道中心径Dwp≈ 9. 0 mm ,则Z ≈ π DwpDw= 28. 27取 Z = 28(2) 确定滚道中心径 Dwp 　周向间隙 S =0. 005 Z = 0. 14 mm ,则滚道中心径为Dwp =Dw + SZsin 180°Z= 8. 976 (mm)(3)确定内 、外滚道直径及其公差内滚道直径 di = Dwp - Dw = 7. 976 mm外滚道直径 De = Dwp + Dw = 9. 976 mm为确保获得有效的原始径向间隙 e ,加上滚轮滚针轴承的性能要求较高 ,应按表 1 的第二栏选取配合公差 ,则di =φ 7. 976- 0. 005- 0. 11De =φ 9. 976+0. 014+0. 005(4) 极限转速 n 的计算 　由于采用脂润滑 ,故按 (5)式计算极限转速n = 12PDwp= 1. 337 (104 rPmin)(收稿日期 :1998207213)(编辑 :吕成银 ) 　地 　址 　变 　更洛阳汇智轴承科技有限公司因业务拓展所需搬迁新址 ,敬请新老客户按以下新址联络 !地址 :洛阳市涧西区丽春东路邮编 :471003 : (0379) 4312404 : (0379) 4322975洛阳汇智轴承科技有限公司为您提供 :汽车水泵轴承双沟中心距测量仪 、磨床机后反馈系统 、汽车等速万向节测量仪 。

承接各种特殊零件的尺寸测量仪及加工设备改造 ·9·《轴承》 2000. № . 3对超精研的超精过程 、网状纹路交叉角度 ,通过试验研究可望给出润滑效应最佳的定量范围 3)进一步研究滚动接触磨损颗粒和磨损状态之间的关系 4)粗糙表面从边界润滑向混合润滑 、全膜润滑的转化不是一个点 ,而是一个过程 ,它发生在某一个速度或者载荷区域 建议研究表面形貌对这一转化区域的影响 ,从而能够为评定润滑状态转化建立更合理的判据 5)进一步研究不同加工工艺对球轴承启动过程中油膜形成速度及油膜保持性的影响 这对于高精度轴承防止早期严重磨损有着重要的实际意义 6)为了弄清轴承副的动态接触状况 ,建议开展粗糙表面动态接触问题的研究 ,从而开拓表面形貌对混合润滑和部分弹性润滑影响的新研究领域 参 考 文 献1 　 李兴林 . 点接触滚动摩擦副磨合过程的试验研究及其理论分析 [硕士学位论文 ]. 浙江大学 ,1987.2 　 Masourous G, Dimarogonas A &Lefas K. A model for wearand surface roughness transients during the running - in ofbearings. WEAR. 1977(45) :3753 　 Xinglin Li , et al. . Monitoring test of the wear condition ofrolling bearing friction pairs. Proceedings of the Japan Inter2national Tribology Conference. 1990 ,Ⅱ :803～ 808(收稿日期 :1999207208)(编辑 :邓流芳 ) 　本 期 内 容 摘 要蒋兴奇 ,马家驹 . 高速精密角接触球轴承结构及性能 .轴承 ,2000(3) :1～ 4以高速精密角接触球轴承为对象 ,介绍了它的基本结构和结构参数 ,定性分析了它们对轴承高速性能和刚性性能的影响 ,给出了用于高速旋转和超高速旋转应用场合轴承结构及结构参数的确定原则。

这些确定原则对其他高速精密轴承也有一定的借鉴作用附图 1 幅 ,参考文献 11篇叙词 :角接触球轴承 　高速轴承 　精密轴承 　结构 　性能蔡亚新 . 配对角接触球轴承凸出量的设计及误差分析 . 轴承 ,2000(3) :4～ 7构成成对轴承的单套轴承的各参数对轴承凸出量的影响很大 ,在轴承设计中 ,应根据轴承的组配方式合理确定各参数加工误差对凸出量的影响程度和方向 ,并保证单套轴承有一个较小的、正负方向对称分布的凸出量公差 ,从而提高轴承的配对率和生产效率附图 1 幅 ,参考文献3 篇叙词 :角接触球轴承 　装配 　轴向位置 　误差分析陈 　宇 . 满滚针轴承的设计方法 . 轴承 ,2000(3) :8～ 9满滚针轴承一般应用于低转速、摆动运动或静载荷等工况条件 ,其性能的好坏取决于设计中滚针间隙和内、外滚道公差选择是否合理介绍了满滚针轴承的设计方法附图 1 幅 ,表 1 个叙词 :滚针轴承 　满滚动体轴承 　设计 　间隙 　公差蒋 　蔚 ,孟庆伟 ,徐 　浩 . 双列角接触球轴承预紧力分析 . 轴承 ,2000(3) :9～ 11为使双列角接触球轴承的使用性能得到充分保证 ,必须对其施加一定的预紧力。

同时 ,主机对此类轴承多有高灵敏度和低摩擦力矩的要求 ,那么对其施加的预紧力必须准确 ,通过实际测量和理论计算可以达到这一要求附图7 幅 ,参考文献 2 篇叙词 :双列轴承 　角接触球轴承 　预紧力宋春昕 ,马 　仲 ,张宏浦 . 氮基控制气氛铸链炉生产线的改进与应用 . 轴承 ,2000(3) :12～ 14介绍了 RJC - 170 铸链炉和 DG30P595 碳分子筛制氮设备的改进措施及工艺参数的选择调试 ,分析了影响产品质量的主要因素及控制方法 ,并提供了较为理想的工艺参数 附图 4 幅 ,表 1 个 叙词 :氮基气氛炉 　铸链炉 　制氮设备 　生产线 　工艺参数杨进周 , ,梁 　忠等 . 深沟球轴承降噪工艺 . 轴承 ,2000(3) :14～ 18轴承振动及噪声控制是一项系统工程 ,它与轴承产品的结构设计 、加工工艺 、工装 、生产管理及相关配套技术等多种因素有关 通过改进 608 - 2Z低噪声轴承的生产工艺 ,经两个阶段的产品试制 ,产品质量有显著提高 附表·64·《轴承》 2000. № . 3。