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1、1第七章:滾動(dòng)軸承與孔、軸結(jié)合的互換性第一節(jié):概述 球軸承、圓柱軸承、滾針軸承、推力軸承 2u限定滾動(dòng)體的位置,使?jié)L動(dòng)體均勻分布。u與軸配合,有上述相同要求與特點(diǎn)。u直徑大小不同,承受力的大小不同。外互換:內(nèi)、外圈與軸、殼體的配合。內(nèi)互換:滾動(dòng)體與內(nèi)、外圈溝槽的配合。u 外圈:u與殼體配合,有尺寸、形位公差及粗糙度要求。屬于薄壁件,容易受力、受熱變形。結(jié)構(gòu)組成 保持架:內(nèi) 圈: 滾動(dòng)體:滾動(dòng)軸承的互換性: 3第二節(jié):滾動(dòng)軸承精度等級(jí)及其應(yīng)用u 精度等級(jí)n 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分為5級(jí) 由低到高用G 、E 、D、 C、 B表示。n 不同的精度等級(jí)軸承,內(nèi)外圈的極限偏差不同。 (有專用國(guó)標(biāo))n G 、E 、

2、D、應(yīng)用廣泛,滿足一般的需要。u 選用軸承的基本要求:n 恰當(dāng)、合理的配合性質(zhì)。(即內(nèi)外圈與軸殼體的配合)n 軸承本身的制造、旋轉(zhuǎn)精度(就是選軸承的精度等級(jí)) 4u 軸承的應(yīng)用 G 級(jí)精度:中等負(fù)荷、中等轉(zhuǎn)速。如:機(jī)床中的變速機(jī)構(gòu)、一般傳動(dòng)軸。 E級(jí)精度:旋轉(zhuǎn)精度高,轉(zhuǎn)速高。如:普通機(jī)床主軸。 D、C級(jí)精度:旋轉(zhuǎn)精度更高,V更高。如: 精密機(jī)床主軸。 B級(jí)精度:旋轉(zhuǎn)精度、轉(zhuǎn)速非常高。如: 坐標(biāo)鏜床、內(nèi)圓磨床主軸。u 機(jī)床主軸軸承選擇見表7-1 P153 軸承內(nèi)外徑精度測(cè)量見表7-2;7-3。 5第三節(jié):滾動(dòng)軸承內(nèi)、外徑的公差帶1、滾動(dòng)軸承使用場(chǎng)合及特征 鏈輪傳遞動(dòng)力,通過鍵帶動(dòng)軸轉(zhuǎn),軸與內(nèi)圈聯(lián)

3、結(jié),同步旋轉(zhuǎn)。(內(nèi)圈過盈外圈過盈或過渡。內(nèi)緊外松)n 使用場(chǎng)合圖軸由軸承支撐,軸的旋轉(zhuǎn)由滾子在軸承內(nèi)外滾道的溝槽中完成。與滾道、滾子的精度有關(guān)。l 軸的運(yùn)動(dòng)精度(如上圖) 分析:l 軸承內(nèi)圈與軸一起轉(zhuǎn)。6l 軸與軸承的配合(如上圖)l結(jié)構(gòu)要求軸與軸承連成一體,l所以應(yīng)用過盈配合。解決軸與軸承內(nèi)徑發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成磨損。n 使用特征 軸承內(nèi)外圈均是薄壁件,易變形,應(yīng)選用小的、適宜的過盈量。(內(nèi)圈過盈外圈過渡。內(nèi)緊外松) 上例軸承外圈不轉(zhuǎn),與殼體連接,應(yīng)用更小的過盈量或過渡配合。注:如右圖示 若軸承外圈轉(zhuǎn)動(dòng),應(yīng)采取措施與上述相同,但內(nèi)外圈的配合性質(zhì)對(duì)調(diào)。(內(nèi)圈過渡外圈過盈。內(nèi)松外緊) 7u 滾動(dòng)軸承

4、的公差帶n 滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈公差 見表7-4 P156n 滾動(dòng)軸承的外圈公差 見表7-5u dmp:軸承單一平面平均內(nèi)徑的偏差。u Dmp:軸承單一平面平均外徑的偏差。他們代表軸承內(nèi)外徑的極限偏差??捎糜谳S承配合間隙X、Y的計(jì)算。例:G級(jí)軸承,d=25;D=60;查表求軸承的內(nèi)外圈的極限偏差。解:查P156表7-4;7-5知:軸承內(nèi)孔d= 0010. 025軸承外圓D= 0013. 060 8n 滾動(dòng)軸承公差帶的位置l 軸承外圈相當(dāng)于軸,與基準(zhǔn)軸公差帶位置相同。 特點(diǎn):es=0;ei=負(fù) 軸承內(nèi)圈相當(dāng)于孔,與基準(zhǔn)孔公差帶位置相反。 特點(diǎn):ES=0;EI=負(fù)相反的目的:保證大多數(shù)軸承內(nèi)孔有過盈量。

5、(即孔一律做?。┹S承內(nèi)圈與軸配合應(yīng)用基孔制。軸承外圈與殼體的配合應(yīng)用基軸制。圖7-2 配合制選擇9第四節(jié):滾動(dòng)軸承配合及選擇 表7-7P158介紹了與軸承配合時(shí)的軸、殼體的配合性質(zhì)。(即軸、殼體公差帶)例一:內(nèi)孔與軸配合(見表7-7)若選過盈配合,軸承基本尺寸d=40,則應(yīng)當(dāng)選: 軸承精度G;用最小過盈,選軸d=40 K6。最大過盈軸選d=40r6。 軸承精度E;用最小過盈,選軸d=40 K6。最大過盈軸選d=40r6。 軸承精度D;用最小過盈,選軸d=40 K6。最大過盈軸選d=40m6。軸承精度C;用最小過盈,選軸d=40 K5。最大過盈軸選d=40m5。 10例二:軸承外經(jīng)與殼體配合(見

6、表7-7)若選過渡配合,軸承基本尺寸d=60,則應(yīng)當(dāng)選: 軸承精度G;用最小過渡,選孔 D=60 J7。最大過渡孔選D=60N7。軸承精度D;用最小過渡,選孔D=60 JS6。最大過渡孔選D=60M6。 例三:軸承與軸、孔配合的公差帶圖 軸承內(nèi)徑與軸的配合平均偏差dmp:代表不同的精度等級(jí)軸承內(nèi)徑公差帶的寬度。但軸承基本尺寸不同,T值不同。如下圖:如下圖: 11與G配合,是過盈或間隙配合, 與D、 C、 B配合,均是間隙配合。與G配合,是過盈或間隙配合, 與D、C、 B配合,均是過盈或間隙配合。與任何一種配合,均是過盈配合。注:基本尺寸不同,軸公差帶T不同。 圖示圖示軸選g6:軸選h6:軸選k

7、6:12一、負(fù)荷類型軸承工作時(shí),作用于軸承上的負(fù)荷為: 局部、循環(huán)、擺動(dòng)三種負(fù)荷。u 局部負(fù)荷 p159圖7-4 軸承受合成徑向力Rg,方向不變。 n 軸承的內(nèi)外圈配合選擇 選用較松的過渡、或小間隙配合。 目的: 利用滾道的摩擦力矩,帶動(dòng)內(nèi)外圈微轉(zhuǎn),使內(nèi)外圈均勻受力,延長(zhǎng)軸承的壽命。n受力圖受力圖 n 受力特征:局部負(fù)荷均作用在內(nèi)圈,方向不變。 13u 循環(huán)負(fù)荷 p159圖7-4n 受力特征: 內(nèi)圈與軸固定、外圈與孔同轉(zhuǎn),力與旋轉(zhuǎn)方向一致。力作用在整個(gè)圓周上。n 軸承的內(nèi)外圈配合選擇:用過盈或較緊的過渡配合。n受力圖受力圖 目的: 使內(nèi)圈與軸、外圈與孔不產(chǎn)生爬行,提高軸承壽命。 14n 受力特

8、征:徑向力Px在內(nèi)、外圈滾道局部變化。(與動(dòng)力輸入、輸出、受力有關(guān)) n 軸承的內(nèi)外圈配合選擇:用過盈或過渡配合,較前松些。u 擺動(dòng)負(fù)荷 p159圖7-4(1)受力圖目的: 減少軸承內(nèi)外圈因配合而產(chǎn)生的變形,提高軸承的壽命和旋轉(zhuǎn)精度。 15四、軸承尺寸大小l 軸承尺寸越大,受力能力越強(qiáng),配合應(yīng)緊些。五、旋轉(zhuǎn)精度和速度的影響l 旋轉(zhuǎn)精度要求高,不用間隙配合。l 旋轉(zhuǎn)速度高,應(yīng)用過盈配合。六、其他因素影響l 薄壁件的配合應(yīng)略緊些。l 剖分式殼體配合應(yīng)松些。l 重型機(jī)械配合應(yīng)松些。結(jié)論:l選擇配合性質(zhì),應(yīng)綜合考慮:l配合種類、 使用場(chǎng)合、受力狀態(tài)及設(shè)備特征。 16例一:如圖有E級(jí)滾動(dòng)軸承,d=25,

9、D=60內(nèi)圈與軸的配合是=25g6外圈與孔的配合是=60P7求:1、內(nèi)圈、外圈配合的公差帶圖2、計(jì)算配合間隙或過盈3、指出屬于何種配合。如圖n 查P156表7-4, E級(jí)軸承平均內(nèi)徑偏差: dmp為 0008. 025n 查P157表7-5,E級(jí)軸承平均外徑偏差: Dmp為 解1:0011. 060 17n 查軸孔的極限偏差機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(或)由教材P18表2-4知:軸25g6;=25 IT6=13孔60P7; =60,IT7=30 查P2426表2-7;2-8 =11軸:es=-7, 則: ei=es-IT=-7-13=-20孔:ES=-32+=-32+11=-21 EI=ES-IT=-21-

10、30=-51解出軸007. 0020. 025 孔021. 0051. 060n 畫出公差帶圖l 軸承內(nèi)孔與工件軸l軸承外圓與工件孔 0008. 025軸承尺寸0011. 060前述已求出:18解2:計(jì)算間隙n 內(nèi)孔與軸Xmax=0-(-0.020)=0.020Xmin=-0.008-(-0.007)=-0.001=Ymaxn 外圓與孔Xmax=-0.021-(-0.011)=-0.01=YminXmin=-0.051-0=-0.051=Ymax解3:判斷屬于何種配合n 內(nèi)孔與軸:過渡配合n 外圓與孔:過盈配合 內(nèi)孔與軸 外圓與孔190006. 0200009. 055021. 0008. 0

11、20004. 0015. 055ndmp為nDmp為n20m6=n55K6=解1如圖 查P156表7-4, D級(jí)軸承平均內(nèi)徑偏差: dmp為20;ES=-6查P157表7-5,D級(jí)軸承平均外徑偏差: Dmp為55;ei=-9 查軸孔的極限偏差機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(或)由教材P18表2-4知:軸20m6; =20,IT6=13,ei=8 孔55K6; =55,IT6= 19,ES=-2+6=4 查P2426表2-7;2-8 =6例二:如圖有D級(jí)滾動(dòng)軸承,d=20,D=55內(nèi)圈與軸的配合是20m6外圈與孔的配合是55K6 求:1、內(nèi)圈、外圈配合的公差帶圖2、計(jì)算配合間隙或過盈3、指出屬于何種配合。20n

12、畫出公差帶圖畫出公差帶圖l外圓與孔外圓與孔解2:計(jì)算間隙 1)內(nèi)孔與軸Xmax=0-0.008=-0.008=Ymin Xmin=-0.006-0.021=-0.027=Ymax2)外圓與孔Xmax=0.004-(-0.009)=0.013 Xmin=-0.015-0=-0.015=Ymaxl內(nèi)孔與軸內(nèi)孔與軸解3:判斷屬于何種配合n 內(nèi)孔與軸: 過盈配合n 外圓與孔: 過渡配合 21例三:如圖有C級(jí)滾動(dòng)軸承,d=50;D=110內(nèi)圈與軸的配合是50k6外圈與孔的配合是110K6 求:1、內(nèi)圈、外圈配合的公差帶圖2、計(jì)算配合間隙或過盈3、指出屬于何種配合。 如圖解1:0006. 0500008.

13、 0110013. 0002. 050004. 0018. 0110n dmp為nDmp為n50k5=n110K6= 22n畫出公差帶圖畫出公差帶圖l外圓與孔外圓與孔l內(nèi)孔與軸內(nèi)孔與軸解2:計(jì)算間隙1)內(nèi)孔與軸Xmax=0-0.02=-0.002=YminXmin=-0.006-0.013=-0.019=Ymax2)外圓與孔Xmax=0.004-(-0.008)=0.012Xmin=-0.018-0=-0.018=Ymax解3:判斷屬于何種配合1)內(nèi)孔與軸: 過盈配合2)外圓與孔: 過渡配合 23例四:有一E208輕系列滾動(dòng)軸承,軸承尺寸為d=40mm,D=90mm,與工件的軸軸配合js5、與

14、工件的孔孔配合是J6,外殼固定,軸轉(zhuǎn)n=1000r/min。殼體與軸均為磨削加工,求:1、軸和殼體的極限尺寸偏差。2、軸和殼體配合處的形位公差。3、軸和殼體配合處的粗糙度值。4、軸和殼體配合處的公差帶圖。5、軸和殼體配合處的配合間隙或過盈,說明軸、殼體與軸承的配合性質(zhì)。 零件草圖如下:(將結(jié)果注于草圖上) 24解1:求極限偏差:P18表2-4;P24表2-7;P26表2-8工件軸40js5: IT5=11um;js=IT/2=0.0055mm 解出400.0055工件孔90J6: IT6=22;ES=16;EI=ES-IT=16-22=-6 解出 016. 0006. 090解2:求形位公差:

15、P163表7-12由E級(jí)、基本尺寸知工件軸40; 圓柱度=2.5; 跳動(dòng)量=8 ; 由E級(jí)、基本尺寸知工件孔90; 圓柱度=6;(本例無殼體孔肩) 25解3:求粗糙度值:P163查表7-13據(jù)IT5 ;IT6工件;工件軸IT5:磨削 Ra=0.4;軸肩(端面)Ra=1.6工件孔IT6: 磨削 Ra=1.6解4:畫公差帶圖:1)求軸承的極限尺寸P157表7-5;P156表7-4;E級(jí)軸承單一平面平均內(nèi)徑偏差dmp為es=0;ei=-10。E級(jí)軸承單一平面平均外徑偏差Dmp為ES=0;EI=-13可寫出:0010. 0400013. 090軸承孔 軸承軸 262)畫公差帶圖(1)軸承內(nèi)圈與軸的配合

16、據(jù)軸承0010. 040據(jù)軸400.00550013. 090016. 0006. 090(2)軸承外圈與殼體的配合據(jù)工件孔據(jù)軸承 27解5:計(jì)算配合間隙和配合性質(zhì)。1)軸承內(nèi)圈:Xmax=0-(-0.0055) =0.0055Xmin=-0.010-0.0055 =-0.0155=Ymax2)軸承外圈:Xmax=0.016-(-0.013) =0.029Xmin=-0.006-0=-0.006 =Ymax均屬于過渡配合。圖示標(biāo)注結(jié)果 上頁(yè)圖上頁(yè)圖28例五:有一G級(jí)207滾動(dòng)軸(d=35,D=72)與軸的配合為j6, 與孔的配合為H7其工作情況是外殼固定,軸轉(zhuǎn),n=980r/min承受徑向輕載

17、荷,殼體、軸、軸肩加工方法均是車削。求:1、軸和殼體的極限尺寸偏差。2、軸和殼體配合處的形位公差。3、軸和殼體配合處的粗糙度值。4、軸和殼體配合處的公差帶圖5、軸和殼體配合處的配合間隙或過盈,說明軸、殼體與軸承的配合性質(zhì)。(將結(jié)果注于草圖上) 29解1:求極限偏差:P18表2-4;P24表2-7;P26表2-8工件軸35j6 IT6=16um;ei=-5; es=IT+ei=11011. 0005. 035解出: 工件孔72H7 IT7=30; EI=0;ES=EI+IT=30 03. 0072解出:解2:求形位公差:P163表7-12由G級(jí)、基本尺寸知工件軸35 ;圓柱度=4 ;跳動(dòng)量=12

18、 工件孔72; 圓柱度=8解3:求粗糙度值:P163查表7-13據(jù)IT7 ;IT6工件軸IT6, 車削 Ra=1.6,軸肩(端面)Ra=6.3工件孔IT7, 車削 Ra=3.2 300010. 0350013. 072解4:畫公差帶圖:1)求軸承的極限尺寸。P157表7-5;P156表7-4;G級(jí)軸承單一平面平均內(nèi)徑偏差dmp為es=0;ei=-10G級(jí)軸承單一平面平均外徑偏差Dmp為ES=0;EI=-13 軸承軸可寫出:軸承孔 310010. 035011. 0005. 0352)畫公差帶圖(1)軸承內(nèi)圈與軸的配合 據(jù)軸 據(jù)軸承0013. 07203. 0072(2)軸承外圈與殼體的配合 據(jù)工件孔據(jù)軸承 32解5:計(jì)算配合間隙和配合性質(zhì)。1)軸承內(nèi)圈:Xmax=0-(-0.005) =0.005Xmin=-0.010-0.011 =-0.021=Ymax屬于過渡配合。 2)軸承外圈:Xmax=0.03-(-0.013)=0.043Xmin=0-0=0屬于間隙配合。圖示標(biāo)注結(jié)果圖示標(biāo)注結(jié)果331、什么滾動(dòng)軸承的外互換?什么滾動(dòng)軸承的內(nèi)互換?答:滾動(dòng)軸承的外互換指的是軸承的內(nèi)圈和軸的配合或者軸承的滾動(dòng)軸承的外互換指的是軸

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