２２４２００６年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集深沟球轴承安全接触角与轴向承载能力的计算瓦房店轴承集团有限责任公司摘要：本文通过对深沟球轴承的安全接触角的计算，确定该类轴承可承受的最大轴承载荷，避免轴承在使用的过程中出现边缘应力集中，提高轴承的使用寿关键词：轴向载荷安全接触角应力集中深沟球轴承是现实生产、生活中得到普遍应用的轴承类型之一。它主要以承受径向载荷为主。但近几年，在试验工作中发现，慢慢的变多的用户想要深沟球轴承在承受径向载荷的同时，需要承受一定量的轴向载荷。我们大家都知道，深沟球轴承在承受轴向载荷时，钢球与内、外圈滚道之间会形成一定的接触角。如果轴向载荷过大，则接触椭圆将被套圈挡边截去一部分，因而在钢球与挡边附近的接触处产生应力集中，使轴承很快就疲劳破坏。为了尽最大可能避免轴承在使用的过程中出现类似的边缘应力集中，导致轴承早期疲劳失效，提高轴承的常规使用的寿命，参照有关的资料。以６２１４轴承为例对深沟球轴承的安全接触角和轴向承担接受的能力进行了计算。一、轴承安全接触角和轴向承载能力公式的推导在图１中，０ｔ是接触椭圆刚达到套圈挡边处的安全接触角。０角可挖由下式确定：对外套圈－＇ＣＯＳ９角是接触椭圆长半轴与钢球中一ｔ－形成的角度。所以９可近似由下式决定：ｓｉｎ巾＝瓦２ａ式中ａ一一接触椭圆长半轴（毫米）；ｄ。一一钢球直径（毫米）。为了能够更好的保证轴承的正常工作，轴承中的实际接触角应满足下式：沈阳机械工程学会论文２２５接触椭圆长半轴的计算公式为：一压ｓｉｎ（帅）一酉２Ｃ．。面Ｆｏ｛经换算可得：Ｆａ＿（塑嬲型）３ｚｓｉｎｐ式中为安全接触角，则Ｆａ即为轴承的轴向承载能力。又因为式（竺ｃｏ坠ｓａ一１）ｓｉｎ｝ａ＝百ｋ‘蕊Ｆ．）＿２、ｃｏｓａｏ＝１－－菇茜可得Ｆａ＿［詈（丽ＣＯＳａｏ一，）］－５ｚ躐ｉａａ式中为曲率中心距参数，为弹性变形常数，为初始接触角与径向游隙有关。二、计算实例在６２１４轴承的试验中，用户想要以承受轴向载荷为主，且轴向载荷Ｆａ＝７．７ｋＮ，为了尽最大可能避免轴承在试验中因加载不当而出现早期疲劳失效现象，决定通过计算来确定深沟球轴承６２１４的轴向承载能力。轴承的结构尺寸及相关参数如下：Ｄ。一１１４．８７５ｍｍＤ。ｉ一１０８．５ｍｍＤｉｌ＝８９ｍｍＤｉ一８３．１２５ｍｍ钢球直径Ｄ。１５．８７５ｍｍｒｅ＝８．３３ｍｍｒｉ＝８．１８ｍｍｆｌ一０．５１５ｍｍｆｃ＝０．５２５ｍｍｑ＝ｆ。＋ｆ。一１—０．０４ｍｍ径向游隙ｐ＝０．０１８ｆ滚动体个数Ｚ一－－－－１１计算步骤：１．决定ｅｅ、Ｏｏｃｏｓ忙１一皆＝１一些掣－０．５９８４瓯＝５３．２４０ｃ０ｓ８ｉ＝１一訾＝鬻＿ｏ．６２９９ｏｚ＝５０．９６。２．决定初始接触角Ｑｏｃ。ｓａ。一１－－盘＝１一双蒜投缶丽＝ｏ．９６２２ｎ。一１５．８０。０８ａｏ一丽２ｌ一万瓦面又丽２ｕ。如ｚｚｎｏ—ｌｂ。８‘３．确定安全接触角ａ２２６２００６年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集Ｆ（ｐｅ）一＿ｆ１＿ｌ－Ｆ＿『ｒ＝ｏ．８９４一ｒｉ一百Ｐｉ＝击［４＋鲁一百１］＝ｏ．１５４３Ｆ（Ｐｉ）一』矗＝ｏ．９５１４＋三ｌ－－ｒ一言（Ｄ８ｐ）言经查表得：Ｃ。一０．１５ｋ＝０．００２１８Ｃａｉ＝０．２０９６ｋ＝０．００１９４在钢球与内圈滚道接触处：ｓｉｎ（０－－ａ）：１．４１２２（ｃｏｓ％－－１）号假定ａ＝２７。，代入上式可得：。Ｉ—ａ一２３．５３。则ａ＝２７．４３。假定ａ＝２７．１。，代入上式可得：Ｏｔ－－ａ＝２３．６８。则ｎ＝２７．２８。假定仅＝２７．１５。，代入上式可得：０ｉ－－ａ＝－２３．７５。则ａ＝２７．２１。因此在钢球与内圈滚道的安全接触角取ａ＝２７．２１。。在钢球与外圈滚道接触处：ｓｉｎ（８ｅ－－ａ）＝ｏ．９５２７（嚣一１）｝用同样试算方法来确定钢球与外圈滚道的安全接触角取取二者中较小值为６２１４轴承的在轴向载荷作用下的安全接触角，即。４确定轴承的最大轴向载荷）－５ｚＤｉｓｉｎａ＿［忐‰（器黠一１１Ｘ１５．８７５２Ｘｓｉｎ２７．２１—１７９８ｋｇＦ。＝１７９８ｋｇ＝１７．６２ｋＮ大于用户想要的最大轴向载荷值，可以按此载荷做正常的寿命试验和使用。通过以上的公式推导和实例计算，可以计算出深沟球轴承的安全接触角，确定该类轴承可承受的最大轴承载荷，避免轴承在使用的过程中出现边缘应力集中，提高轴承的常规使用的寿命。