滚动轴承的精度设计备课讲稿.ppt

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1、滚动轴承的精度设计9-1 概述概述 滚动轴承的组成和类型滚动轴承的组成和类型9-1 概述概述 滚动轴承的安装及标注滚动轴承的安装及标注 轴轴承承在在机机器器中中属属于于支支承承零零件件，内内圈圈与与轴轴相相配配合合，随随轴轴一一起起旋旋转转，以以传传递递扭扭矩矩和和运运动动；外外圈圈安安装装在在外外壳壳孔孔中中，起起支支承承作作用用，见见图图9.2a)。因因此此内内圈圈的的内内径径（d）和和外外圈圈的的外外径径（D），是是滚滚动动轴轴承承与与结结合合件件配配合合的的基基本本尺尺寸寸。由由于于滚滚动动轴轴承承是是标标准准件件，在在装装配配图图上上只只需需标标出出轴轴颈颈和外壳孔的公差带代号，见图

2、和外壳孔的公差带代号，见图9.2 b)、c）。）。9-1 概述概述 滚动轴承的精度等级及应用滚动轴承的精度等级及应用 滚滚动动轴轴承承的的精精度度是是指指滚滚动动轴轴承承主主要要尺尺寸寸的的公公差差值值及及旋旋转转精精度度。根根据据滚滚动动轴轴承承的的结结构构尺尺寸寸、公公差差等等级级和和技技术术性性能能等等产产品品特特征征，国国家家标标准准GB/T307.3-2005滚滚动动轴轴承承 通通用用技技术术规规定定将将其其按按精精度度等等级级分分为为0、6（6X）、）、5、4和和2五个等级。从五个等级。从0级到级到2级，精度依次增高。级，精度依次增高。0级级为为普普通通精精度度，在在机机械械制制造

3、造中中应应用用最最广广，适适用用于于旋旋转转精精度度要要求求不不高高的的一一般般机机械械中中。如如卧卧式式车车床床进进给给箱箱、汽汽车车和和拖拖拉拉机机的的变变速速机机构构和和普普通电动机、水泵、压缩机、汽轮机中的旋转机构等。通电动机、水泵、压缩机、汽轮机中的旋转机构等。除除0级级以以外外的的都都称称为为高高精精度度轴轴承承。主主要要用用于于旋旋转转速速度度高高或或旋旋转转精精度度要要求高的场合。求高的场合。9-1 概述概述 滚动轴承的精度等级及应用滚动轴承的精度等级及应用 滚滚动动轴轴承承的的旋旋转转精精度度是是指指轴轴承承的的内内外外圈圈的的径径向向跳跳动动、内内外外圈圈端端面面对对滚滚道

4、道的的跳跳动动、内内圈圈基基准准端端面面对对内内孔孔的的跳跳动动、外外径径表表面面的的母母线线对对基基准准端端面面的的倾倾斜斜度度的的变变动动量量等等。旋旋转转滚滚动动轴轴承承的的精精度度等等级级主主要要考考虑虑以以下下两两个个方方面面：一一是是根根据据机机器器的的功功能能对对轴轴承承部部件件的的旋旋转转精精度度要要求求（例例如如当当机机床床主主轴轴的的径径向向跳跳动动要要求求为为0.01mm时时，多多选选5级级轴轴承承，若若径径向向跳跳动动要要求求为为0.0010.005mm时时，多多选选4级级轴轴承承）；二二是是转转速速的的高高低低，转转速速高高时时，由由于于与与轴轴承承配配合合的的旋旋转

5、转轴轴或或孔孔可可能能随随轴轴承承的的跳跳动动而而跳跳动动，势势必必造造成成旋旋转转不不平平稳稳，产产生生振振动动和和噪噪声声，因因此此，转转速速高高时时，应应选选择择精度高的轴承。精度高的轴承。9-1 概述概述 滚动轴承内径与外径公差带滚动轴承内径与外径公差带 由由于于滚滚动动轴轴承承是是标标准准部部件件，使使用用时时不不能能再再进进行行附附加加加加工工。因因此此，轴轴承承内内圈圈与与轴轴颈颈采采用用基基轴轴制制配配合合，外外圈圈与与外外壳壳孔孔采采用用基基孔孔制制配配合合。以以便实现完全互换法。便实现完全互换法。9-2 滚动轴承配合的选择滚动轴承配合的选择轴和外壳孔公差带的选用轴和外壳孔公

6、差带的选用正正确确地地选选用用轴轴和和外外壳壳孔孔的的公公差差带带，对对于于充充分分发发挥挥轴轴承承的的技技术术性性能能和和保证机构的运转质量、使用寿命有着极其重要的意义。保证机构的运转质量、使用寿命有着极其重要的意义。影影响响轴轴和和外外壳壳孔孔公公差差带带的的因因素素较较多多，如如轴轴承承的的工工作作条条件件（负负荷荷类类型型、大大小小、工工作作温温度度、旋旋转转精精度度、轴轴向向游游隙隙），配配合合零零件件的的结结构构、材材料料及及安安装装与与拆拆卸卸的的要要求求等等。一一般般根根据据轴轴承承所所承承受受的的负负荷荷类类型型和和大大小小来来确定。确定。（1）负荷类型）负荷类型作作用用在在

7、轴轴承承上上的的合合成成径径向向负负荷荷，是是由由定定向向负负荷荷和和转转转转负负荷荷合合成成的的。若若合合成成径径向向负负荷荷的的作作用用方方向向是是固固定定不不变变的的，称称为为定定向向负负荷荷（如如皮皮带带的的拉拉力力、齿齿轮轮的的传传递递力力），若若合合成成径径向向负负荷荷的的作作用用方方向向是是随随套套圈圈（内圈和外圈）一起旋转的，则称为旋转负荷（如镗孔时的切削力）。（内圈和外圈）一起旋转的，则称为旋转负荷（如镗孔时的切削力）。9-2 滚动轴承配合的选择滚动轴承配合的选择轴和外壳孔公差带的选用轴和外壳孔公差带的选用正正确确地地选选用用轴轴和和外外壳壳孔孔的的公公差差带带，对对于于充充

8、分分发发挥挥轴轴承承的的技技术术性性能能和和保证机构的运转质量、使用寿命有着极其重要的意义。保证机构的运转质量、使用寿命有着极其重要的意义。影影响响轴轴和和外外壳壳孔孔公公差差带带的的因因素素较较多多，如如轴轴承承的的工工作作条条件件（负负荷荷类类型型、大大小小、工工作作温温度度、旋旋转转精精度度、轴轴向向游游隙隙），配配合合零零件件的的结结构构、材材料料及及安安装装与与拆拆卸卸的的要要求求等等。一一般般根根据据轴轴承承所所承承受受的的负负荷荷类类型型和和大大小小来来确定。确定。9-2 滚动轴承配合的选择滚动轴承配合的选择轴和外壳孔公差带的选用轴和外壳孔公差带的选用 负荷类型负荷类型作用在轴承

9、上的合成径向负荷，是由定向负荷和转转负荷合成的。作用在轴承上的合成径向负荷，是由定向负荷和转转负荷合成的。1 1）局局部部负负荷荷：轴轴承承运运转转时时，作作用用在在轴轴承承上上的的合合成成径径向向负负荷荷与与套套圈圈相相对对静静止止，即即合合成成径径向向负负荷荷始始终终不不变变地地作作用用在在套套圈圈滚滚道道的的某某一一局局部部区区域域，该该套套圈圈所所承承受受的的这这种种负负荷荷称称为为局局部部负负荷荷。如如图图9.5a）所所示示的的不不旋旋转的外圈和转的外圈和9.5b）所示的不旋转的内圈，均受到一个方向始终）所示的不旋转的内圈，均受到一个方向始终不变的负荷不变的负荷Fr作用，前者称为固定

10、的作用，前者称为固定的外圈负荷，后者称为固定的内圈负荷。外圈负荷，后者称为固定的内圈负荷。其特点是只有套圈的局部滚道受到负其特点是只有套圈的局部滚道受到负荷的作用。这种情况下，套圈局部滚荷的作用。这种情况下，套圈局部滚道容易产生磨损。道容易产生磨损。9-2 滚动轴承配合的选择滚动轴承配合的选择轴和外壳孔公差带的选用轴和外壳孔公差带的选用 负荷类型负荷类型2 2）循环负荷）循环负荷：轴承运转时，作用在轴承上的合成径向负荷与套圈：轴承运转时，作用在轴承上的合成径向负荷与套圈相对旋转，依次作用在套圈的整个圆周滚道上。该套圈所承受的这相对旋转，依次作用在套圈的整个圆周滚道上。该套圈所承受的这种负荷称为

11、循环负荷。如图种负荷称为循环负荷。如图9.5a）和图）和图9.5c）所示的旋转的内圈、图）所示的旋转的内圈、图9.5b）和图）和图9.5d）所示的旋转的外圈，前者称为旋转的内圈负荷，后）所示的旋转的外圈，前者称为旋转的内圈负荷，后者称为旋转的外圈负荷。其特点是套圈受到周期性负荷的作用，套者称为旋转的外圈负荷。其特点是套圈受到周期性负荷的作用，套圈滚道产生均匀磨损。圈滚道产生均匀磨损。9-2 滚动轴承配合的选择滚动轴承配合的选择轴和外壳孔公差带的选用轴和外壳孔公差带的选用 负荷类型负荷类型3 3）摆动负荷）摆动负荷：轴承运转时，作用在轴承上的合成径向负荷在套圈：轴承运转时，作用在轴承上的合成径向

12、负荷在套圈滚道的一定区域内相对摆动，作用在该滚道的部分滚道上。如图滚道的一定区域内相对摆动，作用在该滚道的部分滚道上。如图9.5c）的外圈和图）的外圈和图9.5d）的内圈所承受的径向负荷都是摆动负荷。）的内圈所承受的径向负荷都是摆动负荷。轴承套圈同时受到定向负荷和旋转负荷的作用，两者的合成负轴承套圈同时受到定向负荷和旋转负荷的作用，两者的合成负荷将由小到大、再由大到小地周期性地变化。如图荷将由小到大、再由大到小地周期性地变化。如图9.6所示，当所示，当 FrFc时，合成负荷在时，合成负荷在AB区域摆区域摆动，此时固定套圈承受摆动负荷，动，此时固定套圈承受摆动负荷，旋转套圈承受旋转负荷；当旋转套

13、圈承受旋转负荷；当FrFc时，合成负荷在整个圆周内变时，合成负荷在整个圆周内变动，此时固定套圈承受旋转负荷，动，此时固定套圈承受旋转负荷，旋转套圈承受摆动负荷。旋转套圈承受摆动负荷。9-2 滚动轴承配合的选择滚动轴承配合的选择轴和外壳孔公差带的选用轴和外壳孔公差带的选用 负荷类型负荷类型轴轴承承套套圈圈承承受受的的负负荷荷类类型型不不同同，选选择择轴轴承承配配合合的的松松紧紧程程度度也也应应不不同同，承承受受局局部部负负荷荷的的套套圈圈，局局部部滚滚道道始始终终受受力力，磨磨损损集集中中，其其配配合合应应选选松松些些（选选较较松松的的过过渡渡配配合合或或具具有有极极小小间间隙隙的的间间隙隙配配

14、合合），这这是是为为了了让让套套圈圈在在振振动动、冲冲击击或或摩摩擦擦力力矩矩的的带带动动下下缓缓慢慢转转位位，以以充充分分利利用用全全部部滚滚道道并并使使磨磨损损均均匀匀，从从而而延延长长轴轴承承的的寿寿命命。但但是是配配合合也也不不能能过过松松，否否则则，会会引引起起套套圈圈在在相相配配件件上上滑滑动动而而使使结结合合面面磨磨损损。对对于于旋旋转转精精度度及及速速度度有有要要求求的的场场合合，则则不不允允许许套套圈圈转位，以免影响支承精度。转位，以免影响支承精度。承承受受循循环环负负荷荷的的套套圈圈，滚滚道道各各点点循循环环受受力力，磨磨损损均均匀匀，其其配配合合应应选选紧紧些些（选选较较

15、紧紧过过渡渡配配合合或或过过盈盈量量较较小小的的过过盈盈配配合合）。因因为为套套圈圈与与轴轴颈颈或或外外壳壳孔孔之之间间，工工作作时时不不允允许许产产生生相相对对滑滑动动，以以免免结结合合面面磨磨损损。但但是是配配合合的的过过盈盈量量也也不不能能太太大大，否否则则会会使使轴轴承承内内部部的的游游隙隙减减少少已已致致完完全全消消失失，产产生生过过大大的的接接触应力，影响轴承的工作性能。触应力，影响轴承的工作性能。承承受受摆摆动动负负荷荷的的套套圈圈，其其配配合合的的松松紧紧程程度度，一一般般与与受受循循环环负负荷荷的的配配合合相相同同或稍松。或稍松。9-2 滚动轴承配合的选择滚动轴承配合的选择轴

16、和外壳孔公差带的选用轴和外壳孔公差带的选用 负荷大小负荷大小滚滚动动轴轴承承套套圈圈与与轴轴颈颈或或外外壳壳孔孔配配合合的的最最小小过过盈盈量量，取取决决于于负负荷荷的的大大小小。国国家家标标准准将将当当量量径径向向动动负负荷荷Pr分分为为三三类类：Pr0.07Cr的的成成为为轻轻负负荷荷；0.07CrPr0.15Cr称称为为正正常常负负荷荷；Pr0.15Cr的的称称为为重重负负荷荷（其中（其中Cr为轴承的径向额定动负荷）。为轴承的径向额定动负荷）。承承受受较较重重的的负负荷荷或或冲冲击击负负荷荷时时，将将引引起起轴轴承承较较大大的的变变形形，使使结结合合面面之之间间实实际际过过盈盈量量减减小

17、小和和轴轴承承内内部部的的实实际际间间隙隙增增大大，这这时时为为了了使使轴轴承承运运转转正正常常，应应选选较较大大的的过过盈盈配配合合。同同理理，承承受受较较轻轻的的负负荷荷，可可选选较较小的过盈配合。小的过盈配合。因因此此，负负荷荷越越大大，过过盈盈量量应应选选得得越越大大；承承受受冲冲击击负负荷荷应应比比承承受受平平稳稳负荷选用较紧的配合。负荷选用较紧的配合。9-2 滚动轴承配合的选择滚动轴承配合的选择轴和外壳孔公差带的选用轴和外壳孔公差带的选用 工作条件工作条件 轴轴承承运运转转时时，由由于于摩摩擦擦发发热热和和散散热热条条件件不不同同等等原原因因，轴轴承承套套圈圈的的温温度度一一般般均

18、均高高于于与与其其相相配配的的零零件件温温度度，这这样样，轴轴承承内内圈圈与与轴轴的的配配合合可可能能松松动动，外外圈圈与与孔孔的的配配合合可可能能变变紧紧，在在选选择择配配合合时时，必必须须考考虑虑轴轴承承工工作作温温度度及及温温差差的的影影响响。所所以以，在在高高温温（高高于于100）工工作作的的轴轴承承，应应将将所所选选配配合合进进行行适适当当的的修修正正。一一般般情情况况下下，轴轴承承的的负负荷荷越越大大，转转速速越越高高，与与相相配配零零件件的的温温差差较较大大，则则选选择择轴轴承承与与轴轴颈颈的的配配合合应应紧紧些些，与外壳孔的配合应松些。与外壳孔的配合应松些。9-2 滚动轴承配合

19、的选择滚动轴承配合的选择轴和外壳孔公差带的选用轴和外壳孔公差带的选用 其他因素其他因素与与整整体体式式外外壳壳相相比比，剖剖分分式式外外壳壳孔孔与与轴轴承承外外圈圈配配合合应应松松些些，以以免免造造成成外外圈圈产产生生圆圆度度误误差差；当当轴轴承承安安装装在在薄薄壁壁外外壳壳，轻轻合合金金外外壳壳或或薄薄壁壁空空心心轴轴上上时时，为为保保证证轴轴承承工工作作有有足足够够的的支支承承刚刚度度和和强强度度，所所采采用用的的配配合合应应比比装装在在厚厚壁壁外外壳壳、铸铸铁铁外外壳壳或或实实心心轴轴上上紧紧一一些些；当当考考虑虑拆拆装装方便，或需要轴向移动和调整套圈时，配合应松一些。方便，或需要轴向移动和调整套圈时，配合应松一些。9-2 滚动轴承配合的选择滚动轴承配合的选择轴和外壳孔的表面粗糙度轴和外壳孔的表面粗糙度 表表面面粗粗糙糙度度值值的的大大小小将将直直接接影影响响配配合合的的性性质质和和链链接接强强度度。因因此此，凡凡是是与与轴轴承承内内外外圈圈配配合合的的表表面面通通常常都都对对其其提提出出了了较较高高的的表表面面粗粗糙糙度度要要求。求。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢