四点接触球轴承的设计

四点接触球轴承的设计、主要加工工艺分析及其对装配误差的影响摘 要四点接触球轴承为分离型轴承，是一套可以承受双向轴向字和的角接触球轴承。其内圈和外圈呈桃型截面，在无载荷和纯径向载荷作用时，钢球与套圈呈四点接触，在纯轴向载荷作用下，钢球与套圈为两点接触，可承受双向轴向载荷。该种轴承还可以承受力矩载荷，兼有单列和双列交界处球轴承的功能。此种轴承只有形成两点接触时才能保证正常工作。但一般适用于纯轴向载荷或轴向载荷大的合成载荷下呈两点接触的场合，这种轴承极限转速高，适合高速运转场合。四点接触球轴承的内圈(或外圈)由两个半圈精确拼配而成，而其整体外围(或内圈)的沟曲率半径较小，使钢球与内、外圈在四个“点”上接触，既加大了径向负荷能力，又能以紧凑的尺寸承受很大的两个方向的轴向负荷，并且有很好的两个方向的轴向限位能力，因为它的轴向游隙相对较小，而其接触角(一般取为35)又较大这种轴承的允许转速也很高，并且运转平稳，其双半圈又可从整套轴承中取下分别进行安装，这种轴承多用在发动机中，在较高的转速下承受很大的径向负荷和轴向负荷。 轴承的装配与检验对轴承的性能影响很大，所以，本文对轴承装配的一般工艺过程、轴承零件的检验方法和接触角的测量设备做了分析，并重点分析了接触角的变化对轴承性能的影响。关键词:设计， 加工, 工艺， 装配, 检验Four contacts the ball bearing the design 、the main processing craft analysis and to the installation error influenceABSTRACTFour contact ball bearings for the separation-bearing, is a two-way can withstand axial words and the angular contact ball bearings. Its much, this the axle bearing permission rotation rate high, and works its n.Keywords Design , treating , handicraft , assembling , checkout 目 录前 言3第1章四点接触球轴承的设计错误！未定义书签。1.1 主参数的确定错误！未定义书签。1.2 套圈的设计错误！未定义书签。1.3 实体保持架的设计错误！未定义书签。第2章 四点接触球轴承的车磨加工工艺错误！未定义书签。2.1 外圈的车磨加工错误！未定义书签。2.2 内圈的车磨加工132.3 桃形沟道的切入磨错误！未定义书签。2.4 保持架的加工222.5 四点接触球轴承的保持架冲压工艺23第3章 游隙的计算、加工误差对接触角的影响243.1 轴向和径向游隙的计算错误！未定义书签。3.2 加工误差对接触角的影响分析27第四章 轴承游隙的检验及装配与检验304.1 轴承游隙的检验304.2 装配与检验32结 论38参考文献39致谢40 前 言 四点接触球轴承与深沟球轴承相比，其承载能力更高，由于采用整体保持架，具有更高的速度特性。而与角接触球轴承相比，可承受双向轴向载荷，比成对双联角接触球轴承的极限转速高，同时还具有轴向窜动更小的优点。而所谓的四点接触是指在纯径向载荷下，钢球与内外套圈成四点接触，而在纯轴向载荷下还是呈两点接触。但应说明的是，其在高度运转时是不允许出现四点接触的，而只允许两点接触。否则，将发生严重的滑动摩擦，在产生热量的同时，将会擦伤沟道和钢球表面。其可承受径向和轴向联合载荷，也可承受纯轴向载荷。但需注意，轴向载荷一定要足够大才能保证两点接触。四点接触轴承除承受双向轴向载荷和避免多点接触外，在正常的工作状态，与角接触球轴承的性能完全相同，因此可以根据轴承的轴向、径向载荷和工作转速等进行角接触球轴承设计分析，确定一合适的接触角，或参照角接触，方可大批加工。目前瓦轴公司的半成品检验主要依靠中心理化室进行，每天都有310 个试样需要不定时检验，每天都需开电炉，浪费大量电能，而一次检验周期约需4 h ，影响正常的生产及工艺调整。经过实践和探索，试验出一种省电、省工、省时的检验方法，即退火苦味酸腐蚀法检验网状碳化物。试验的理论可行性轴承钢的网状碳化物一般是终锻温度过高、冷却速度太缓慢和退火温度高等因素造成的。在球化退火过程中，网状碳化物会发生破断和球化。由于网状碳化物往往比片状珠光体中的碳化物粗大，所以球化退火的时间较长，且碳化物的颗粒较大，常呈多角形，有时还可能呈“一”字形和“人”字形。在正常工艺条件下，球化退火后的GCr15 钢可得到合适的硬度和满意的金相组织，碳化物数量占18 %左右。而GCr15 钢在840 淬火后，未溶解碳化物数量占7 %8 %左右。这说明在淬火加热过程中有一少部分碳化物，特别是网状碳化物溶解到奥氏体中，使得淬回火后比退火后网状碳化物的连续性和封闭性有所改善，减轻了网状碳化物级别。因此退火后网状碳化物合格的试样经淬回火后必定合格1 。本试验经过反复实践论证，找出了退火后网状碳化物和淬回火后网状碳化物的级别对应关系。退火腐蚀法试验把各种不同级别的试样进行试验，选用了一种易腐蚀碳化物，使碳化物变黑，而对基体不腐蚀的碱性苦味酸钠溶液作为腐蚀剂。苦味酸钠溶液成分：苦味酸5 g (起氧化剂作用)；氢氧化钠25 g (起化学着色作用) ；水100 mL(起稀释作用) 。试样抛光后，将其放入碱性苦味酸钠溶液中煮沸15 min ，取出后用清水冲洗，吹干后用500 倍显微镜观察，网状碳化物为黑色，清晰易见。找出最严重视场，按JB/ T1255 - 2001 标准进行对比评级。然后把同一试样淬回火后用4 %硝酸酒精腐蚀，基体为黑色，网状碳化物为白色，找出最严重视场，按JB/ T1255 - 2001 标准进行对比评级。以此类推总结出如下规律,见表1。表1 退火苦味酸腐蚀/ 淬火硝酸深腐蚀网状碳化物级别对比退火苦味酸腐蚀法淬回火硝酸深腐蚀法网状碳化物试样数量（个）网状碳化物级别试样数量（个）1117051172258115022581510834323134325124433443515242由表1 可知，同一试样在退火状态下的网状碳化物级别比淬回火状态下的级别高0. 51 级，与理论解释的结果相吻合。从日常的金相检验来看，一般正常状态下的网状碳化物级别都在13级左右，可用退火苦味酸腐蚀法。而对于退火状态下网状碳化物级别等于或超过2. 5 级的试样，可进行淬火检验，以确保检验的合理性和准确性。 小结退火状态的网状碳化物和淬回火状态下的网状碳化物有一定的对应关系。一般退火状态下的网状碳化物比淬回火状态下网状碳化物级别高0.51 级。退火状态下用苦味酸腐蚀网状碳化物，清晰易见。若网状碳化物级别为2.5 级以下时，网状碳化物合格，不再用淬火法检验；大于2. 5 级时再用淬火法评定级别，节省检验时间。结 论 四点接触球轴承与深沟球轴承相比，其承载能力更高，由于采用整体保持架，具有更高的速度特性。而与角接触球轴承相比，可承受双向轴向载荷，比成对双联角接触球轴承的极限转速高，同时还具有轴向窜动更小的优点。现在，轴承的使用转速越来越高，轴承的高速性显得比轴承寿命更为重要，轴承设计上放弃了等强度设计原则，而采用内圈沟曲率半径比外圈沟曲率大，这样就降低了轴承的摩擦发热，同时外圈的接触应力并不比内圈接触应力高。因此，现代轴承已不再采用真正意义上的三点接触。在宇航领域，俄罗斯多采用三点、四点接触球轴承，而英、美多采用三点和角接触球轴承。我国过去从前苏联引进产品较多，使用的轴承多为三点、四点接触球轴承，现在已逐步改为三点接触球轴承。但是四点接触球轴承在某些方面仍有独特的优点，需要我们进一步去研究认证。参考文献1 教学参考资料.滚动轴承课程设计指导书.河南科技大学轴承教研室.2004.2.2 贾群义编著.滚动轴承的设计原理与应用技术.西安:西北工业大学出版社,1991.3 朱冬梅等.画法几何及机械制图（第五版）.高等教育出版社,2000年.4 梁英等.三点接触球轴承设计标准.Q/LZ A006-91.5 王献锋，魏庆玲，刘明.三点四点接触球轴承接触角和游隙的计算.轴承,2006,2:8-10.6 徐荣瑜，何剑，杨进周.三点四点接触球轴承设计与应用.轴承,1998,12:1-5.7 王洪.三点四点接触球轴承接触角设计误差分析.轴承,1998,7:1-7.8 王世锋.轴承套圈磨超加工技术发展状况.机械制造,2006,7.9 孟庆伟，马万明.三点接触球轴承双半内圈的加工.轴承,2001,3.10 邹春光，乔菊艳.钢球硬磨加工中的磨削烧伤极其危害.哈尔滨轴 承.2006,3.11 刘秀莲.钢球精研及其精研液. 哈尔滨轴承.2006,1.12 丁海善.轴承实体保持架兜孔钻床的设计.制造技术与机床.2004,12.13 王洪.三点四点接触球轴承接触角设计误差分析.轴承.1998,7.14 贾群义,邓四二等.滚动轴承设计原理.洛阳：河南科技大学出版社，2005.15 金葵花等.用退火腐蚀法检验轴承半成品网状碳化物.轴承.2006,9.16 张铃铃等.基于扫描白光干涉法的接触式轮廓综合测量仪.轴承.2006,12致谢 本设计课题在选题及研究过程中得到了苏老师的悉心指导。苏老师多次询问我的研究过程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨，热忱鼓励。在整个毕业设计中，我得到了苏老师的悉心指导和和同学们的热情帮助，使我的研究课题得以顺利、圆满地完成。在此我对大家表示深深的感谢！我特别感谢我的指导老师苏冰老师。苏老师治学严谨、学识渊博，一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，他不仅无私地传授我知识和学习的方法，而且在学习及人生态度等方面给予我许多启迪，虽历时四载，却给以终身受益之道。我对苏老师的感激之情是无法用言语表达的。在苏老师的帮助下，使我对四点接触球轴承的磨削工艺和其相关工装设备有了深入地了解，并且能顺利完成毕业设计，这要归功于苏老师的关心和指导；另外我还要感谢传授我知识的各位老师，还有我的同学对我的关心和照顾，他们为我的设计提供了诸多方便，使我有一个良好的工作环境，能够全身心的投入，对我的设计的按时完成起了巨大的作用。在此，我要向诸位老师深深地鞠上一躬。我给予你们最好的感谢就是在未来的工作和学习生活中，用你们给予我的知识、帮助和鼓励取得更好的成绩。在设计即将完成之际，我的心情是无法平静的，从开始进入课题到设计顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意。