互换性-第六章--滚动轴承的公差与配合概要课件

互互换性性-第六章第六章-滚动轴承的承的公差与配合概要公差与配合概要第第66章章滚动轴滚动轴承的公差与配合承的公差与配合本章的主要内容v6.1 滚动轴承简介v6.2 滚动轴承的精度规定v6.3 滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择6.1 滚动轴承简介v1外圈；2内圈；3滚动体；4保持架v图2.19 滚动轴承v滚动轴承是精密的标准部件。v它主要由套圈内、外圈(薄壁套类零件)、滚动体、保持架和铆钉等组成。v滚动轴承的内径d和外径D是配合的公称尺寸。轴承的结构5轴承的分类v滚动轴承按其承受负荷的方向分类：v向心轴承(承受径向力)、v向心推力轴承(同时承受径向力和轴向力)v推力轴承(承受轴向力)；v按滚动体形状分类：v球轴承v圆柱(圆锥)滚子轴承。66.1 滚动轴承简介v当机械产品应用滚动轴承时，精度设计的任务：选择滚动轴承的公差等级。确定与滚动轴承配合的轴颈和座孔的尺寸公差带代号。确定与滚动轴承配合的轴颈和座孔的形状和位置公差及表面粗糙度要求。6.2 滚动轴承的精度规定轴承的精度特点尺寸精度：指轴承内径d、外径D、内圈宽度B、外圈宽度C的制造精度；旋转精度：指成套轴承内、外圈的径向跳动(Kia，Kea)和轴向跳动(Sia，Sea)，内圈端面对内孔的垂直度(Sd)以及外圈外表面对端面的垂直度(SD)等。8滚动轴承的尺寸精度（图示）v滚动轴承尺寸精度滚动轴承尺寸精度v轴承内圈内径轴承内圈内径d d、外圈外径、外圈外径D D、内圈宽度、内圈宽度B B、外圈宽度、外圈宽度C C的的制造精度。制造精度。vd d和和D D是指轴承内、外径的公称尺寸。是指轴承内、外径的公称尺寸。vB B和和C C是滚动轴承内圈、外圈宽度的公称尺寸。是滚动轴承内圈、外圈宽度的公称尺寸。9滚动轴承的旋转精度（图示）106.2 滚动轴承的精度规定v1.滚动轴承的公差等级及其应用v根据国家标准GB/T 307.11996滚动轴承 向心轴承 公差的规定，滚动轴承按尺寸公差与旋转精度分级。v向心轴承分为0、6、5、4和2五个精度等级，其中0级最低，2级最高；v圆锥滚子轴承分为0、6X、5、4、2五个等级；v推力球轴承分为0、6、5、4四个等级。6.2 滚动轴承的精度规定v0级轴承在机械制造中应用最广，常称为普通级轴承。v除0级外，其余各等级统称高精度轴承，主要用于高线速度或高旋转精度的场合。v常用机床主轴轴承公差等级可参见表6-1。13课堂作业v按GBT307.31996的规定，向心轴承内圈内径和外圈外径尺寸公差分为()。vA.2、3、4、5、6(6x)五级 vB.2、4、5、6、0五级vC.2、4、5、6x、0 五级 vD.6、4、5、0 四级14B6.2 滚动轴承的精度规定v2.滚动轴承内径、外径公差带及其特点v国家GB/T 307.11996对滚动轴承内径(d)和外径(D)规定了两种公差：v一是规定了内径和外径实际尺寸的极限偏差；v二是轴承套圈任一横截面内量得的最大直径和最小直径的平均直径(即单一径向平面内的平均内、外径dmp、Dmp)的公差。16两种公差国家标准规定这两种公差的目的规定“轴承内圈内径和外圈外径尺寸的极限偏差”是为了使轴承内圈或外圈在加工和运输过程中产生的变形不致于过大而能在装配后得到矫正，减少对轴承工作精度的影响。规定“轴承内圈各处实际内径的平均值公差或外圈各处实际外径的平均值公差”是保证轴承与轴颈、外壳孔配合的性质和精度。因为，轴承与轴颈、外壳孔配合时，决定配合性质的是内圈的实际平均内径或外圈的实际平均外径。6.2 滚动轴承的精度规定v表2.28 向心轴承内圈平均内径公差(摘自GB/T 307.11996)由表可知，在同一直径尺寸段中，公差等级愈高，公差值愈小公差带均在零线下方，即：上偏差为0，下偏差为负值6.2 滚动轴承的精度规定v表2.29 向心轴承外圈平均外径公差(摘自GB/T 307.11996)由表可知，在同一直径尺寸段中，公差等级愈高，公差值愈小公差带均在零线下方，即：上偏差为0，下偏差为负值6.2 滚动轴承的精度规定v3.滚动轴承与轴颈、外壳孔配合的基准制与配合性质v轴承内圈内径与轴颈的配合为基孔制，轴承外圈外径与外壳孔径的配合为基轴制。（由于轴承为标准部件）v由于轴承内圈内径公差带与基准孔(H)公差带的位置不同，因此，轴承与轴颈配合性质不同于光滑圆柱结合中的基孔制配合。216.3 滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择v图2.21 与轴承配合的轴颈和外壳孔径公差带6.3 滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择1.轴颈和外壳孔径公差带的种类国家标准GB/T 2751993规定的轴颈和外壳孔径公差带如图所示。课堂作业v某深沟球轴承的内圈与轴颈55k6、外圈与箱体孔100J7组成的配合，在装配图上标注的配合代号分别为_、_。55k6100J7注：轴承为标准件，不要标出23滚动轴承内、外径公差带特点v滚动轴承内圈与轴配合应按基孔制。由于轴承内圈平均内径由于轴承内圈平均内径(d(dmpmp)的公差带在零线以下，而极限与配合国的公差带在零线以下，而极限与配合国家标准中基准孔的公差带在零线之上，所以轴承内圈与轴配合比极限与配合国家标准中的同名配合要紧家标准中基准孔的公差带在零线之上，所以轴承内圈与轴配合比极限与配合国家标准中的同名配合要紧得多。得多。24滚动轴承内、外径公差带特点v这样分布主要是考虑配合的特殊需要。因为在多数情况下，轴承的内圈是随轴一起转动的，为了防止在它们之间发生相对运动而导致结合面磨损，则两者的配合应具有一定过盈。25v但由于内圈是薄壁零件，容易弹性变形胀大，且一定时间后又必须拆换，因此配合的过盈不宜过大。v如果轴承内孔的公差带与一般基准孔一样分布在零线上侧，当采用极限与配合国家标准中的过盈配合时，所得的过盈往往太大；26v如果改用过渡配合，又可能出现间隙，不能保证具有一定的过盈；若采用非标准配合，又违反了标准化和互换性原则。v滚动轴承国标将dmP的公差带分布在零线下侧，当它与一般过渡配合的轴相配时，不但能保证获得不大的过盈，而且还不会出现间隙，从而满足了轴承内孔与轴配合的要求，同时又可按标准偏差来加工轴。27v滚动轴承的外径与外壳孔配合应按基轴制，通常两者之间不要求太紧。其平均外径其平均外径(D(Dmpmp)的公差带位置的公差带位置与一般基准轴相同，但与一般基准轴相同，但D Dmpmp的公差值是特殊规定的，其数值相对略小些，所以，轴承外圈与外壳孔配合的公差值是特殊规定的，其数值相对略小些，所以，轴承外圈与外壳孔配合的松紧程度与极限与配合国家标准的同名配合相比，也不完全相同。的松紧程度与极限与配合国家标准的同名配合相比，也不完全相同。2829常常用用公公差差带带关关系系图图30课堂作业v滚动轴承最常用的精度等级是_级；滚动轴承外圈与H7外壳孔组成的配合类别是_(间隙配合或是过渡配合或是过盈配合)。310间隙配合课堂作业1.滚动轴承内圈与轴颈组成的配合采用基_制，滚动轴承内圈内径公差带位于以公称内径为零线的_方，且上偏差为_。2.滚动轴承外圈与外壳孔组成的配合采用基_制，滚动轴承外圈外径公差带位于以公称外径为零线的_方，且上偏差为_，下偏差为_。孔下0轴下0负的公差值32课堂作业v 滚动轴承内圈的内径尺寸公差为10m，与之相配合的轴颈的直径公差为13m，若要求最大过盈为-19m，；则该轴颈的上偏差应为_m，下偏差应为_m。+9-4提示：参考第二章内容336.3 滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择v2.轴颈和外壳孔径公差带的选择v意义：正确地选择与轴承配合的轴颈和外壳孔径公差带，对于保证滚动轴承的正常运转及旋转精度，延长其使用寿命关系极大。v选择与轴承配合的轴颈和外壳孔径公差带时，主要考虑以下因素：v内、外圈的工作条件(承受负荷的类型、负荷的大小)、轴承的类型、轴承的公称尺寸大小、轴承的公差等级、轴承轴向位移的限度及其他情况等。v表2.30 安装向心轴承和角接触轴承的轴颈公差带负荷、轴颈公差带、应用举例循环负荷，摆动负荷v表2.30 安装向心轴承和角接触轴承的轴颈公差带局部负荷负荷、轴颈公差带、应用举例v表2.31 安装向心轴承和角接触轴承的外壳孔公差带负荷、轴颈公差带、应用举例v表2.32 安装推力轴承的轴颈公差带6.3 滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择v表2.33 安装推力轴承的外壳孔公差带v注：表2.30至表2.33适用于：v轴承精度等级为0级、6级；轴为实体或厚壁空心件；轴颈材料为钢，外壳孔为铸铁；轴承应是具有基本组的径向游隙。6.3 滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择v选择轴颈和外壳孔公差带时应考虑的因素及选择的基本原则：v1)负荷类型v负荷类型指轴承套圈(内圈或外圈)承受负荷的形式，它分为局部负荷、循环负荷、摆动负荷。v2)负荷大小v负荷大小有轻、正常和重负荷3种类型。vGB/T 2751993根据当量径向动负荷P与轴承产品样本中规定的动负荷C的比值大小进行分类，见表2.34。6.3 滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择负荷类型v(1)局部负荷。v当套圈与作用在套圈上的径向负荷相对静止时，则套圈始终是局部承受负荷，这种负荷称为局部负荷。v(2)循环负荷。v当套圈与作用在套圈上的径向负荷相对转动，则套圈在360方向上依次承受负荷，称套圈承受循环负荷。v(3)摆动负荷。v当套圈在小于360方向的范围内依次承受径向负荷时，则套圈承受摆动的径向负荷。1负荷类型v(1)局部负荷（定向负荷）：作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对静止，即负荷方向始终不变地作用在套圈滚道的局部区域上，该套圈所承受的这种负荷性质，称为定向负荷。图(a)所示的外圈和图(b)所示的内圈相对径向负荷静止，故承受局部负荷。42v(2)循环负荷（旋转负荷）：作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对旋转，即合成径向负荷顺次地作用在套圈滚道的整个圆周上，该套圈所承受的这种负荷性质，称为旋转负荷。(a)所示旋转的内圈和(b)所示旋转的外圈皆受到方向变化的径向力Fr的作用，它们的套圈相对负荷方向旋转，称为循环负荷。43v1v(3)摆动负荷：v如，轴承承受一个方向不变的径向负荷Fr和一个较小的旋转径向负荷Fc，两者的合成径向负荷F，其大小与方向都在变动。v但合成径向负荷F仅在非旋转套圈AB一段滚道内摆动(图65)，该套圈所承受的负荷性质，即为摆动负荷图64(c)(d)。44v(3)摆动负荷：作用于轴承上的合成径向负荷与所承受的套圈在一定区域内相对摆动，即其负荷向量经常变动地作用在套圈滚道的局部圆周上，该套圈所承受的负荷性质，称为摆动负荷。45根据负荷选择配合v受旋转负荷的套圈与轴(或外壳孔)相配应选过盈配合，或较紧的过渡配合。v受定向负荷的套圈与外壳孔或轴的配合，应选较松的过渡配合或较小的间隙配合，以便让套圈滚道间的摩擦力矩带动转位，延长轴承的使用寿命。v受摆动负荷的套圈，特别在重载荷情况下，内、外圈都应采用过盈配合。内圈旋转时，通常内圈采用旋转负荷的配合；外圈必须在外壳孔内游动或其负荷较轻时，可采用比旋转负荷稍松的配合。46课堂作业1.某深沟球轴承的内圈旋转，外圈固定，承受方向和大小皆固定的径向负荷作用，则内圈相对于负荷方向()，而外圈相对于负荷方向()。vA 摆动 B 静止 C 旋转 D 摆动和旋转2.深沟球轴承内圈承受大小和方向均不变的径向负荷，在设计图样上该内圈与轴颈的配合采用较紧的配合，它决定于该内圈相对于负荷的方向()。vA 静止 B 摆动 C 旋转 D 摆动和旋转v轿车前轮轮毂中的滚动轴承外圈相对于它所受负荷方向是()。vA 摆动的 B 静止的 C 旋转的 D 不可确定的CBCC47v表2.34 负荷大小6.3 滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择vC为轴承的额定负荷。v滚动轴承套圈与轴或外壳孔配合的最小过盈，取决于负荷的大小。v承受较重的负荷或冲击负荷时，将引起轴承较大的变形，使结合面间实际过盈减小和轴承内部的实际间隙增大，这时为了使轴承运转正常，应选较大的过盈配合。v3)径向游隙v轴承的径向游隙按GB/T 46041993规定，分为第2组、基本组、第35组，游隙的大小依次从小到大。v如果游隙过大，使转轴发生径向跳动与轴向跳动，使轴承产生振动和噪声。v游隙过小，使轴承滚动体与套圈产生较大的接触应力，轴承摩擦发热，影响轴承工作寿命。6.3 滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择6.3 滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择v4)其他因素v(1)温度v轴承运转时，套圈温度经常高于相邻零件的温度。v因此，轴承内圈可能因热膨胀而与轴松动；外圈可能因热膨胀而影响轴承游动。v当轴承工作温度高于100时，应对所选用的配合作适当的修正(减小外圈与外壳孔的过盈，增加内圈与轴颈的过盈)。v(2)转速v当轴承有较高旋转精度要求时，为了消除弹性变形和振动的影响，不宜选用间隙配合，但也不宜过紧。v对于转速高又承受冲击动负荷作用的滚动轴承，轴承与轴颈、外壳孔的配合应选用过盈配合。v轴承旋转速度很高时，应选用较紧的配合。v对一些精密机床的轻负荷轴承，为了避免外壳孔和轴的形状误差对轴承精度的影响，常采用较小的间隙配合。v例如内圆磨床的磨头，内圈间隙1-4m，外圈间隙4-10m。51v5)公差的选择原则v轴颈和外壳孔分别与轴承内圈、外圈配合，由于内、外圈是薄壁套类零件，其径向刚性较差，易受径向负荷而产生变形，最终影响轴承的旋转精度。v因此，轴颈和外壳孔应采用包容要求。v6)轴颈和外壳孔的形位公差与表面粗糙度的选择v为了防止套圈装配后产生变形，对轴颈和外壳孔规定更严格的圆柱度公差；轴肩和外壳孔肩端面规定端面圆跳动公差。v表2.35 轴颈和外壳孔的形位公差(GB/T 2751993)6.3 滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择v表2.36 轴颈和外壳孔的表面粗糙度(GB/T 2751993)课堂作业40k6轴颈与深沟球轴承内圈配合的性质为()。vA 间隙配合 B 过渡配合vC 过盈配合 D 过渡或过盈配合比较30j6轴径与深沟球轴承内圈配合和30H7/j6配合的松紧程度()。vA 前者较松 B 前者较紧vC 两者的松紧程度相同 D 无法比较CB55本章小结v介绍了v滚动轴承的基本内容v滚动轴承的精度规定v滚动轴承的配合件尺寸公差及其选择56谢谢