滚动轴承配合的互换性及精度设计.ppt

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1、第七章 滚动轴承配合的互换性及精度设计,第一节 概述第二节 滚动轴承的精度等级及其应用第三节 滚动轴承内、外径的配合及其公差 带特点第四节 轴颈和外壳孔公差带的规定 第五节 轴颈和外壳孔精度设计示例,第一节 概 述,滚动轴承是由专业化的滚动轴承制造厂生产、广泛应用于机器、仪器上的标准部件 由外圈、内圈、滚动体和保持架组成 内圈内径d与轴颈相配合 外圈外径D与壳体孔相配合,图71 滚动轴承结构,第一节 概 述 国标规定了滚动轴承的尺寸精度、旋转精度和测量方法，还规定了与滚动轴承相配合的外壳孔和轴颈的尺寸精度、配合、形位公差和表面粗糙度等。GB/T 307.12005滚动轴承 向心轴承 公差、GB

2、/T 307.32005滚动轴承 通用技术规则、GB/T 2751993滚动轴承与轴和外壳的配合等。学习：滚动轴承的精度等级；滚动轴承与轴颈、外壳孔的配合的选择；轴颈、外壳孔的几何精度设计等。,第二节 滚动轴承的精度等级及其应用,一、滚动轴承的精度等级 由轴承的尺寸公差和旋转精度决定。尺寸公差指轴承内径d、外径D、宽度B等的尺寸公差；旋转精度指轴承内、外圈作相对转动时跳动的程度，包括成套轴承内、外圈的径向跳动，成套轴承内、外圈端面对滚道的跳动，内圈基准端面对内孔的跳动等。,第二节 滚动轴承的精度等级及其应用,根据滚动轴承的尺寸公差和旋转精度，GB/T 307.32005滚动轴承 通用技术规则把

3、轴承精度分为五级： 向心轴承0、6、5、4、2； 圆锥滚子轴承0、6X、5、4、2 公差数值2级和0级内圈内径公差数值分别与GB/T 1800.2-2009中IT3和IT5的公差数值相近，而外圈外径公差数值分别与IT2和IT5的公差数值相近。,0级轴承是普通级轴承，应用最广。用于旋转精度和运转平稳性要求不高的一般旋转机构中。 6、5、4级轴承应用在旋转精度和运转平稳性要求较高或转速较高的旋转机构中。6级、5级轴承用于比较精密的机床和机器4级轴承用于转速、旋转精度很高的机床和机器2级轴承应用在精密机械的旋转机构中。,第三节 滚动轴承内、外径的配合 及其公差带特点,一、滚动轴承内、外径公差带的特点

4、 1、 内圈与轴颈的配合应采用基孔制，外圈与外壳孔的配合应采用基轴制。 2、内圈基准孔公差带位于以公称内径d为零线的下方，且上偏差为零；外圈基准轴公差带位于以公称外径D为零线的下方，且上偏差为零。,滚动轴承内、外径公差带的特点,图72 滚动轴承公差带特点,二、与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的常用公差带,滚动轴承内圈内径和外圈外径的公差带在生产轴承时已经确定，轴承在使用时，与轴颈和外壳孔的配合面间所需要的配合性质要由轴颈和外壳孔的公差带确定。GB/T 2751993滚动轴承与轴和外壳的配合规定了0级和6级轴承配合时轴颈常用公差带17种、外壳孔的常用公差带16种，以实现各种松紧程度的配合性质要求。,

5、图73 滚动轴承与轴颈和外壳孔配合的常用公差带,第四节 轴颈和外壳孔公差带的规定,轴颈和外壳孔几何精度设计主要是根据轴承套圈承受负荷的性质、负荷的大小，并结合轴承的类型和尺寸、工作条件、轴与外壳的材料和结构以及工作温度等因素综合考虑。,一、轴承套圈相对于负荷方向的运转状态,作用在轴承上的径向负荷，可以是定向负荷(如带轮的拉力或齿轮的作用力)或旋转负荷(如机件的转动离心力)，或者是两者的合成负荷。它的作用方向与轴承套圈(内圈或外圈)存在着以下三种关系。,1. 套圈相对于负荷方向固定,当径向负荷的作用线相对于轴承套圈不旋转，或者套圈相对于径向负荷的作用线不旋转时，该径向负荷始终作用在套圈滚道的某一

6、局部区域上，这表示该套圈相对于负荷方向固定，称为固定的内圈负荷或外圈负荷。（原标准成为局部负荷）,2. 套圈相对于负荷方向旋转,当径向负荷的作用线相对于轴承套圈旋转，或者套圈相对于径向负荷的作用线旋转时，该径向负荷依次作用在套圈整个滚道的各个部位上，这表示该套圈相对于负荷方向旋转，称为旋转的内圈负荷或外圈负荷。,图74 轴承套圈相对于负荷方向的运转状态,3. 套圈相对于负荷方向摆动,当大小和方向按一定规律变化的径向负荷依次往复地作用在套圈滚道的一段区域上时，表示该套圈相对于负荷方向摆动。轴承套圈承受一个大小和方向均固定的径向负荷Fr和一个旋转的径向负荷Fc(它的方向是转动的)，两者合成的径向负

7、荷的大小将由小逐渐增大，再由大逐渐减小，周而复始地周期性变化，这样的径向负荷称为摆动负荷。,当FrFc时，按照矢量合成的平行四边形法则，Fr与Fc的合成负荷F就在区域内摆动。不旋转的套圈就相对于负荷F的方向摆动，而旋转的套圈就相对于负荷F的方向旋转。,负荷种类与配合松紧的关系,当套圈相对于负荷方向固定时，该套圈与轴颈或外壳孔的配合应稍松些，一般选用具有平均间隙较小的过渡配合或具有极小间隙的间隙配合。当套圈相对负荷方向旋转时，该套圈与轴颈或外壳孔的配合应较紧，一般选用过盈小的过盈配合或过盈概率大的过渡配合。当套圈相对于负荷方向摆动时，该套圈与轴颈或外壳孔配合的松紧程度，一般与套圈相对于负荷方向旋

8、转时选用的配合相同，或稍松一些。,二、负荷的大小,轴承套圈与轴颈或外壳孔配合的最小过盈量取决于负荷的大小。对向心轴承，负荷的大小用径向当量动负荷Pr与径向额定动负荷Cr的比值区分： Pr/Cr0.07轻负荷； 0.07Pr/Cr0.15正常负荷； Pr/Cr0.15 重负荷。,负荷大小与配合的关系,轴承在重负荷作用下，套圈容易产生变形，因而使该套圈与轴颈或外壳孔配合的实际过盈减小而可能引起松动，影响轴承的工作性能。因此，承受的负荷越重，轴承与轴颈或外壳孔的配合应越紧。 当受冲击负荷时，一般应选择比正常、轻负荷时更紧的配合。,三、其 他 因 素,(1)下列情况下配合应适当选松些：1)在高温(高于

9、100C)下工作的轴承，如在高温条件下工作时，会使配合面实际过盈增大或实际间隙减小。2)轴承组件在运转时容易受热而使轴作微量伸长。为了避免安装着不可分离型轴承的轴因受热伸长而产生弯曲，应使轴能够自由地轴向游动。因此，轴承外圈与固定的外壳孔的配合应选松些，并在外圈端面与端盖端面之间留有适当的轴向间隙，以允许轴带着轴承一起作轴向游动。,三、其 他 因 素,(2)下列情况下配合应适当选紧些：1) 旋转速度高的轴承比旋转速度低的轴承。2) 尺寸大的轴承比尺寸小的轴承。3) 空心轴颈比实心轴颈。4) 薄壁外壳比厚壁外壳。5) 轻合金外壳比钢或铸铁外壳。6) 整体式外壳比剖分式外壳。,轴、外壳孔公差带的选

10、择,表7-1表7-4列出了国标(GB/T 2751993)推荐的向心轴承与轴和外壳配合时的轴、外壳孔公差带、几何公差和表面粗糙度允许值，可供设计时参考。,第五节 轴颈和外壳孔精度设计示例,已知某减速器的功率为5kW，输出轴转速为83r/min，其两端的轴承为30211圆锥滚子轴承(D55mm，D100mm)。从动齿轮齿数z79，法向模数mn3mm，标准压力角an20，分度圆螺旋角，径向当量动负荷Pr为2401N，径向额定动负荷Cr为86410N。试确定轴颈和外壳孔的公差带代号(尺寸极限偏差)、形位公差值和表面粗糙度参数值，并将它们分别标注在装配图和零件图上。,例 题 解,1) 减速器属于一般机

11、械，轴的转速不高，所以选用0级轴承。2) 该轴承承受定向的径向负荷的作用，内圈与轴一起旋转，外圈安装在剖分式外壳的孔中，不旋转。因此，内圈相对于负荷方向旋转，它与轴颈的配合应较紧；外圈相对于负荷方向固定，它与外壳孔的配合应较松。3) 按照Pr/Cr0.028，小于0.07，属于轻负荷。此外，减速器工作时，该轴承有时承受冲击负荷。,例 题 解,4) 按轴承工作条件从表7-1和表7-2中分别选取轴颈公差带为55k6，外壳孔公差带为100J75) 查表7-3选取形位公差值：轴颈圆柱度公差0.005mm，轴肩端面圆跳动公差0.015mm；外壳孔圆柱度公差0.01mm。6) 查表7-4选取轴颈Ra的上限值为0.8m，轴肩端面Ra的上限值为3.2m；外壳孔Ra的上限值为1.6m。7) 将确定好的上述各项公差标注在图7-6上。,图76 轴颈和外壳孔精度设计示例a)装配图 b)外壳孔的图样 c) 轴颈的图样,