资源描述
Wang chenggang,第,7,章,滚动轴承的互换性,7.2,滚动轴承的公差等级,7.3,滚动轴承的内、外径公差带及特点,7.4,滚动轴承与轴和壳体孔的配合,7.1,概述,支承,轴及轴上零件，保持轴的旋转精度，减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。具有效率高、起动快、摩擦阻力小、更换简单、成本低等优点。广泛用于机床、汽车、仪器仪表等各种机器部位中的转动支承。,7.1,概述,滑动轴承,滚动轴承,滚动轴承是机械中广泛应用的一种标准化部件,为了便于专业化生产，并且实现完全互换。制定了滚动轴承的公差标准。,推力轴承,圆锥滚子轴承,深沟球轴承,1.,常用轴承,2.,组成,1,外圈,2,内圈,3,滚动体,4,保持架,C,D,d,B,外圈,内圈,滚动体,保持架,滚动轴承特点：,1.,滚动轴承是一种标准化部件；,2.,在机械中应用很广泛；,3.,摩擦力矩比滑动轴承小，消耗功率小，起动容易，更,换简便。,4.,滚动轴承内圈与轴配合虽然属于基孔制，基本偏差是,“,0,”,，但下偏差是,“,”,值,（与第,2,章规律不同）；,5.,其结构中的件是采用分组装配，所以它们之间的互换,性采用不完全互换性。,6.,在机械中的互换性是内圈与轴、外圈与壳体孔。按国,标要求由专业化工厂生产。是完全互换。,7.,精度等级与,第,2,章规律不同。,7.2,滚动轴承的公差等级,1.,精度等级,向心轴承分,5,个精度等级，由低到高分别用,0,级、,6,级、,5,级、,4,级、,2,级表示；,圆锥滚子轴承精度分为,5,级，由低到高分别为,0,级、,6x,级、,5,级、,4,级、,2,级表示；,推力轴承分为,4,级，由低到高分别为,0,级、,6,级、,5,级、,4,级；,2.,滚动轴承的精度：,（尺寸公差、旋转精度）,(1),尺寸公差,:,指内圈的内径、外圈的外径和宽度尺寸,的公差。,(2),旋转精度,:,指内、外圈的径向跳动、端面跳动及滚道的侧向摇摆。,单一平面平均内径（外径）偏差变动量,d,mp,，,D,mp,内径：,2,min,max,s,s,mp,d,d,d,+,=,外径：,2,min,max,s,s,mp,D,D,D,+,=,3.,滚动轴承精度等级的选择,(1),选择原则：,满足使用要求的前提下，选尽可能低的精度等级,1,）机器功能对轴承部件的旋转精度要求；,2,）机器工作转速的要求。,（,2,）,选择依据：,0,级：,在机械制造业中应用最广，称为普通级，用于旋转精度要求不高的一般机构。如普通机床变速箱和进给箱、减速器、水泵、压缩机等旋转机构。,6,（,6X,）、,5,、,4,级：,用于旋转精度和转速要求较高的旋转机构，如普通机床、磨床的主轴轴承；普通车床主轴的前轴承采用,5,级轴承，后轴承采用,6,级轴承。高精度车床、磨床、高速离心机等的主轴轴承多采用,5,级和,4,级。,2,级：,用于旋转精度和转速要求特别高的旋转机构。如精密坐标镗床、高精度仪器主轴等轴承。,1.,配合的特点,（基准制）,内圈与轴径,:,基孔制,外圈与壳体孔,:,基轴制,7.3,滚动轴承内、外径公差带及特点,滚动轴承是标准化部件，为了便于专业化生产，并且实现完全互换。规定，轴承内圈与轴颈配合采用基孔制，轴承外圈与壳体孔配合采用基轴制。,2.,内、外径公差带特点,任何尺寸的公差带由两个因素决定,：,公差带的,大小,和公差带的,位置,。滚动轴承的公差带也不例外。,轴承内、外径公差带的特点是,：,所有公差带都单向偏置在零线下方，即上偏差为零，下偏差为负值。均呈现单向分布的特点。,0,6,5,4,2,0,6,5,4,2,+,0,-,+,0,-,D,d,轴承外径,D,mp,的公差带,轴承内径,d,mp,的公差带,内、外径公差带,Dmp,的公差带与一般基轴制公差带类似，位于以公称外径,D,为零线的下方。即上偏差为,“,0,”,，下偏差为,“,”,，,但公差值不同,。,dmp,的公差带与一般基孔制公差带不同，位于以公称内径,d,为零线的下方。即上偏差为,“,0,”,，下偏差为,“,”,，,这与一般基孔制公差带相反,。,0,G7,H8,H7,H6,J7,J,s,7,J6,J,s,6,K6,K7,M6,M7,N7,P6,+,-,N6,P7,间隙,过盈,1.,壳体孔的尺寸公差带,7.4,滚动轴承与轴和壳体孔的配合,间隙或过盈,D,轴承外径与壳体孔的配合性质：,虽然轴承外径与壳体孔属基轴制配合，但因,Dmp,的公差值是特殊规定的（其值,见表,7,2,），所以同一个孔的公差带（如,M6,）与轴承外,径形成的配合，与一般圆柱体的基轴制配合（如,M6,h5,）也不完全一样。但配合性质没有改变。,过盈,2.,轴的尺寸公差带,+,-,g6,r6,g5,h8,h7,h6,h5,j,s,5,j5,j,s,6,j6,k5,k6,m5,m6,n6,p6,0,间隙,或过盈,d,轴承内圈与轴颈配合性质：,虽然是基孔制，由于轴承内圈公差带在零线以下，所以同一个轴公差带（如）与轴承内径形成的配合，要比它与一般基孔制形成的配合（如,H6,5,）紧得多。,有的由间隙配合变为过渡配合，有的由过渡配合变为过盈配合。,3.,轴承配合的选择,（,1,）负荷的类型,1,）固定负荷,作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对静止，,负荷方向始终不变地作用在套圈滚道的局部区域上,外圈,固定负荷,在套圈滚道间的摩擦力矩的作用下，套圈产生少许转动，使套圈的受力相对均匀，延长使用寿命。,小过渡或小间隙,固定（局部）负荷；,三种类型：旋转（循环）负荷；,摆动负荷。,2,）旋转负荷,作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对旋转，,合成径向负荷顺次地作用在套圈的整个圆周上。,内圈,旋转负荷,大过渡或小过盈配合,防止套圈在结合件配合面上打滑，引起配合表面的发热、磨损。,3,）摆动负荷,作用于轴承上的合成径向负荷与所承载的套圈在一定区域内相对摆动，合成径向负荷向量经常变动地作用在套圈滚道的部分圆周上。,外圈,摆动负荷,R,与循环负荷的配合相同或稍松一点,承受冲击或重负荷的套圈，选较紧的配合；,承受轻负荷的套圈，选择较松的配合。,径向负荷与套圈的相对关系,负荷的类型,配合的选择,相对静止,固定负荷,选松一些的配合，如,较松的过渡配合或间隙较小的间隙配合,相对旋转,旋转负荷,选紧一些的配合，如,过盈配合或较紧的过渡配合,相对于套圈在,有限范围内摆动,摆动负荷,等同旋转负荷或略松一点,配合选用,（,2,）负荷的大小,负荷类型,轻负荷,正常负荷,重负荷,Pr,值的大小,Pr0.07Cr,0.07Cr,Pr0.15 Cr,Pr,0.15Cr,GB/T275-1993,规定，向心轴承负荷的大小按径向当量负动荷,Pr,与额定负荷,Cr,的比值分：轻负荷、正常负荷和重负荷。,Cr,：轴承的额定寿命为,10,6,转时轴承所能承受的最大载荷。,承受冲击或重负荷的套圈，选较紧的配合；承受轻负荷的套圈，选择较松的配合。,1,）,轴承的旋转精度与旋转速度,当轴承的旋转精度要求较高时，应选用较高精度等级的轴承以及较高等级的轴颈、壳体孔公差；,对负荷较大而且旋转精度要求较高的轴承，为消除弹性变形和振动的影响，旋转套圈应避免采用间隙配合，但也不宜太紧；,（,3,）其它因素,对负荷较小，用于精密机床的高精度轴承，为避免相配孔、轴形状误差对旋转精度的影响，无论旋转套圈或非旋转套圈，与轴或孔的配合都希望有较小间隙；,其它条件相同的情况下，轴承的旋转精度愈高，转速愈高，选用配合也应愈紧。,2,）,轴承组件的轴向游动,轴承外圈大多不旋转，,不要求太紧的配合；,有些场合下工作温度,较高，使轴受热伸长，,轴两端轴承中至少,有一端是游动支承，,因而把配合选得稍松,一点，使之能补偿轴,的热变形，可防止轴,的弯曲或卡死。,3,）工作温度的影响：,内圈温度上升使之与轴配合变松。外圈温度上升使之与壳体配合变紧。从而影响轴承的游隙。选用配合时，若轴承工作温度较高，应对配合适当修正。轴与轴承内圈配合紧些、壳体松些,。,4,）,轴承基本尺寸,轴承基本尺寸越大，则 过盈配合的过盈量越大；,间隙配合的间隙量越大。,剖分式的轴承座与轴承外圈的配合不宜太紧，避免轴承座孔的形状误差引起轴承外圈不正常的变形。,5,）轴与轴承座孔的结构和材料,薄壁壳或空心轴与轴承套圈的配合应比厚壁壳或实心轴与轴承套圈的配合紧一些，以保证足够的联接强度。,轻合金外壳与轴承外圈的配合，应比铸铁外壳与轴承外圈的配合紧一些，也是为了保证联接强度。,6,）安,装与拆卸要求,考虑轴承安装与拆卸的方便，宜采用较松的配合；对重型机械用的大型和特大型轴承，这点尤为重要。,又要求安、拆方便，又要求配合紧时,i,采用分离轴承；,ii,内圈带锥孔、带紧定套和退卸套的轴承；,iii,剖分轴承座；,r6,g6,g5,h8,h7,h6,h5,j,s,5,j5,j,s,6,j6,k5,k6,m5,m6,n6,p6,间隙,或过盈,过盈,0,+,-,固定负荷,旋转负荷,1,）轴的公差带选用,(4),公差带的选用,向心轴承和轴的配合,轴公差带代号（摘自,GB/T275-1993,）,表,7,4,固定负荷,旋转负荷,2,）孔的公差带选用,表,7,5,向心轴承和外壳的配合,孔公差带代号,(,摘自,GB/T275-1993),4,几何公差及表面粗糙度的确定,为了保证轴承的正常运转，除了正确地选择轴承与,轴颈及箱体孔的公差等级及配合外，还应对轴颈和箱体,孔的几何公差及表面粗糙度提出要求。,形状公差,：,主要是轴颈和箱体孔的表面,圆柱度要求。,位置公差,：,主要是轴肩端面和箱体孔肩端面的,跳动公差,。,表面粗糙度,：,表面粗糙度值的高低直接影响着配合质量和,连接强度，因此，凡是,与轴承内、外圈配合的表面及端,面,，,通常都对表面粗糙度提出较高的要求。,表,78,轴和外壳孔的形位公差（摘自,GB/T275-1993,）,m,表,7,9,配合面的表面粗糙度,小结：,1.,轴承精度等级、轴承与轴和壳体孔的配合的选,择及技术要求必须掌握；,2.,“,经验,”,是非常重要的，要实践，不然是没有,“,经验,”,的。,5.,滚动轴承配合选用示例及图样标注,（,1,）在装配图上的标注：,在装配图上，不用标注轴承的公差等级代号，只需标注与之相配合的轴承座及轴颈的公差等级代号。,55j6,100H7,（,2,）在零件图上的标注：,A,、尺寸公差,B,、形状公差,C,、位置公差,D,、表面粗糙度,100H7,（ ）,+0.035,0,A,0.06,1.6,3.2,+0.012,55j6,（ ）,-0.007,0.04,0.01 A,A,0.8,0.015 A,3.2,例,7.1,某直齿圆柱齿轮减速器输出轴上的向心球轴承如图,7,5,所示，承受正常负荷，其内径为,25mm,，外径为,52mm,，试确定：,(1),轴承的精度等级以及与轴承配合的轴颈、壳体孔的公差带代号；,(2),计算所选配合的间隙与过盈情况；,(3),选取轴颈、壳体孔的形位公差值及表面粗糙度参数值。,图,75,轴承装配图,解,：,(1),确定轴承的精度等级及与轴承配合的轴颈、壳体,孔的公差带代号。,因减速器属于一般机械，轴转速不高，故选用,0,级精,度轴承。,轴承内圈随轴一起转动，外圈固定，所以内圈受旋转,负荷，外圈受固定负荷。前者配合要求紧，后者配合要求,略松。参见表,7,4,、表,7,5,，选轴颈的公差带为,k6,壳体,孔的公差带为,H7,。,(2),计算所选配合的间隙与过盈情况,根据标准公差数值表和基本偏差数值表查得：轴颈为,mm,，壳体孔为,mm,，,由表,7,1,、表,7,2,查得,0,级精度轴承单一平面平均内径,d,偏差为：上偏差,0,，下偏差,-0.010,； 单一平面平均外径,D,偏差为：上偏差,0,，下偏差,-0.013,。,外圈与壳体孔配合的最大、最小间隙分别为：,X,max,=ES-ei=0.030-(-0.013)=0.043mm,X,min,=EI-es=0-0= 0mm,(,3),选取轴颈、壳体孔的形位公差值及表面粗糙度参数值,按表,7,8,选取的轴颈、壳体孔的形位公差值为：轴颈圆柱度公差为,0.004mm,，轴肩端面圆跳动公差为,0.010mm,；壳体孔圆柱度公差为,0.008mm,，孔肩端面圆跳动公差为,0.025mm,。,内圈与轴颈配合的最大、最小过盈分别为：,Y,max,=EI-es= -0.010-0.015=-0.025mm,Y,min,=ES-ei= 0-0.002=-0.002mm,则所选配合的间隙与过盈情况如下。,图,7,6,滚动轴承与轴颈、壳体孔配合标注示例,按表,7,9,选取的轴颈、壳体孔的表面粗糙度参数值为：轴颈,R,a,0.8,m,，轴肩端面,R,a,3.2,m,（常用,1.6,），壳体孔圆柱面,R,a,1.6,m,，孔肩端面,R,a,3.2,m,。零件图标注如图,7,6,所示。,1.,滚动轴承与轴、外壳孔配合，采用何种基准制？,2.,滚动轴承内圈与轴颈的配合同国家标准,公差与配合,中基孔制同名配合相比，在配合性质上有何变化,?,为什么？,课堂练习,作业：,1,有一,6,级滚动轴承，内径为,45mm,，外径为,100mm,。内圈与轴径的配合为,j5,，外圈与壳体孔的配合为,H6,。试画出配合的公差带图，并计算它们的极限间隙和极限过盈。,2,某减速器中有一,0,级,207,滚动轴承（,mm,，,mm,，额定动负荷,C,为,19700N,），其工作情况为：外壳体固定，轴旋转，转速为,980r/min,，承受的固定径向载荷为,1300N,。试确定：轴径和壳体孔的公差带代号、形位公差和表面粗糙度允许值，并将它们分别标注在零件图上。,3,某型号车床主轴的后轴承上采用两个,P0,级精度的单列向心球轴承，试选择其与轴及壳体孔的配合。,
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