滾動軸承與孔、軸結(jié)合的精度設(shè)計 -《機(jī)械精密設(shè)計與檢.ppt

1、第六章 滾動軸承與孔、軸結(jié)合的精度設(shè)計,滾動軸承的精度設(shè)計,一、概述,作用：軸承是一種傳動支承部件，它既可以用于支承旋轉(zhuǎn)的軸，又可以減少軸與支承部件之間的摩擦力，廣泛地用于機(jī)械傳動中。 分類： 滑動軸承（銅軸瓦）： 滾動軸承 ： 按滾動體結(jié)構(gòu)：球軸承、滾子軸承、滾針軸承 按承受載荷形式：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承,軸承的作用及分類：,2滾動軸承的組成：,滾動軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成。,3滾動軸承的安裝形式：,外圈與箱體上的軸承座配合，內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)的軸頸配合。 通常外圈固定不動因而外圈與軸承座為過盈配合；內(nèi)圈隨軸一起旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈與軸也為過盈配合。 考慮到運動過程中軸會受熱變形延伸，一

2、端軸承應(yīng)能夠作軸向調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)好后應(yīng)軸向鎖緊。,4滾動軸承的結(jié)構(gòu)特點：,滾動軸承是一種標(biāo)準(zhǔn)件。 有內(nèi)外兩種互換性。 滾動軸承的精度要求很高。,5有關(guān)滾動軸承的國標(biāo)規(guī)定：,滾動軸承的國家標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了滾動軸承本身的尺寸公差、旋轉(zhuǎn)精度（跳動公差等）、測量方法，還規(guī)定可與滾動軸承相配的箱體孔和軸頸的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。,二滾動軸承的精度設(shè)計,包括滾動軸承制造的尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等。,公差等級：,滾動軸承公差等級是根據(jù)其外形精度和旋轉(zhuǎn)精度確定的。GB/T307.3 -1996把軸承（圓錐滾子軸承除外）的公差等級分為2、4、5、6、0五級，圓錐滾子軸承的公差等級分為4、5、6X、0

3、四級和推力軸承的公差等級分為4、5、6、0四級。前者分別相當(dāng)于舊標(biāo)準(zhǔn)的B、C、D、E、G級；后者分別相當(dāng)于舊標(biāo)準(zhǔn)的C、D、EX、G級。它們依次由高到低，2級最高，0級最低。 (老國標(biāo)GB307.3-1984)。,公差帶,任何尺寸的公差帶由兩個因素決定：公差帶的寬窄和公差帶的位置。滾動軸承的公差帶也不例外，其公差帶如圖所示。 軸承內(nèi)、外徑公差帶的特點是：所有公差帶都單向偏置在零線下方，即上偏差為0，下偏差為負(fù)值。,軸承內(nèi)外徑公差帶圖：,0,6,5,4,2,0,6,5,4,2,+ 0 -,+ 0 -,D,d,軸承外徑Dmp的公差帶,軸承內(nèi)徑dmp的公差帶,滾動軸承的基本尺寸及公差要求（1）：,基本

4、尺寸：滾動軸承的基本尺寸是指滾動軸承的內(nèi)徑d、外徑D和軸承寬度B。 軸承的配合尺寸：由于軸承內(nèi)、外圈均為薄壁結(jié)構(gòu)，制造和存放時易變形，但在裝配后能夠得到矯正。為了便于制造，允許有一定的變形。為保證軸承與結(jié)合件的配合性質(zhì)，所限制的僅是內(nèi)、外圈在其單一平面內(nèi)的平均直徑，即軸承的配合尺寸。 外徑： Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2 內(nèi)徑： dmp=（dsmax+dsmin）/2 Dsmax、Dsmin為加工后測得的最大、最小單一外徑。 dsmax、dsmin為加工后測得的最大、最小單一內(nèi)徑。,滾動軸承的基本尺寸及公差要求（2）：,尺寸制造公差：國家標(biāo)準(zhǔn)對軸承內(nèi)徑和外徑尺寸公差作了兩種規(guī)定：一是

5、規(guī)定了內(nèi)、外徑尺寸的最大值和最小值所允許的偏差，即單一內(nèi)、外徑偏差，其目的是為了限制變形量；二是規(guī)定了內(nèi)、外徑實際尺寸的最大值和最小值的平均值偏差，即單一平面平均內(nèi)、外徑偏差，目的是用于軸承的配合。二者應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 滾動軸承的旋轉(zhuǎn)精度：是指軸承內(nèi)外圈的徑向跳動公差；軸承內(nèi)、外圈的端面對內(nèi)孔軸線的端面跳動公差等。,+ 0 -,+ 0 -,90,50,已知軸承的基本尺寸如圖所示。根據(jù)實際工況采用E級（相當(dāng)于/P6）向心軸承，試畫出軸承孔軸公差帶并標(biāo)注有關(guān)尺寸。 查表：教材P140,es=0,ES=0,ei=-0.013,EI=-0.01,軸承公差帶標(biāo)注示例：,、滾動軸承精度等級的選擇：,主要考

6、慮以下幾點： 機(jī)器功能對軸承部件的旋轉(zhuǎn)精度要求。 0：用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機(jī)構(gòu)中。 6、5、4：用于旋轉(zhuǎn)精度要求較高或轉(zhuǎn)速較高 的機(jī)構(gòu)中。 2：用于高精度、高轉(zhuǎn)速的特別精密部件上。 轉(zhuǎn)速的高低：轉(zhuǎn)速高時，由于與軸承配合的旋轉(zhuǎn)軸或孔可能隨軸承的跳動而跳動，勢必造成旋轉(zhuǎn)的不平穩(wěn)，產(chǎn)生振動和噪音。因此，轉(zhuǎn)速高時，應(yīng)選用精度高的軸承。,5、滾動軸承的選擇：,結(jié)構(gòu)型式的選擇：屬于機(jī)械零件的范疇。主要對軸進(jìn)行受力分析，確定軸承的類型（向心、推力、向心推力）、軸承的基本尺寸（內(nèi)徑、外徑、軸承寬度）。 軸承配合的精度計算：軸承是根據(jù)工況選用；與軸承相配合的軸頸、軸承座則需進(jìn)行精度設(shè)計：包括配合性質(zhì)的確定

7、、形位公差的確定、表面粗糙度的確定等。這部分內(nèi)容由互換性解決。,三滾動軸承配合的精度設(shè)計,滾動軸承配合制：,前面在討論配合制時，談到一般情況下，采用基孔制，但若為標(biāo)準(zhǔn)件，則與之相配合的零件的配合性質(zhì)由標(biāo)準(zhǔn)件決定。就滾動軸承而言，由于是標(biāo)準(zhǔn)件，與外圈相配合的部分采用基軸制；與內(nèi)圈相配合的軸采用基孔制。 軸承內(nèi)圈與軸的配合是基孔制，雖然滾動軸承內(nèi)圈所有公差等級的公差帶都在零線的下方且上偏差為零。其主要原因是軸承配合的特殊要求。在大多數(shù)情況下，軸承的內(nèi)孔要隨軸一起轉(zhuǎn)動，兩者之間的配合必須有一定的過盈。,軸頸、軸承座配合公差等級的選擇：,與滾動軸承相配合的孔、軸的公差等級與軸承的公差等級密切相關(guān)。一般

8、與6、0級軸承配合的軸，其公差等級多為IT5IT7，箱體孔多為IT6IT8等。,配合性質(zhì)的選擇：,軸承配合性質(zhì)的選擇即是確定與軸承相配合的軸頸和軸承座的基本偏差代號。 選擇軸承配合性質(zhì)的依據(jù)是：軸承內(nèi)外圈所受的負(fù)載類型、軸承所受負(fù)載的大小、軸承的工作條件、與軸承相配合的孔和軸的材料和裝卸要求等。,負(fù)載類型：,局部負(fù)載：作用于軸承上的合成徑向負(fù)載與套圈相對靜止，即負(fù)載方向始終不變地作用在套圈滾道的局部區(qū)域上。通常采用小間隙配合或過渡配合。 循環(huán)負(fù)載：作用于軸承上的合成徑向負(fù)載與套圈相對旋轉(zhuǎn)，即合成徑向負(fù)載順次作用在套圈的整個圓周上。通常采用過盈或較緊的過渡配合。 擺動負(fù)載：作用于軸承上的合成徑向

9、負(fù)載與所承載的套圈在一定區(qū)域內(nèi)相對擺動，即合成徑向負(fù)載經(jīng)常變動地作用在套圈滾道的小于180的部分圓周上。,負(fù)載類型示例：,負(fù)載的大小：,軸承在負(fù)載的作用下，套圈會發(fā)生變形，使配合面受力不均勻，引起松動。因此，受重負(fù)載時配合應(yīng)緊些，受輕負(fù)載時配合應(yīng)松些。一般地，負(fù)載如下分類： 輕負(fù)載： P0.07C 正常負(fù)載：0.07CP0.15C 重負(fù)載： P0.15C 其中：C為軸承的額定負(fù)載，數(shù)據(jù)可以從有關(guān)手冊中查找。,工作溫度：,軸承旋轉(zhuǎn)時，套圈的溫度經(jīng)常高于相鄰零件的溫度。軸承的內(nèi)圈可能因熱脹而使配合變松；外圈會因熱脹而使配合變緊。選擇配合時應(yīng)考慮溫度的影響。,旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度：,當(dāng)對軸承有較高旋轉(zhuǎn)

10、精度要求時，為消除彈性變形和振動的影響，應(yīng)避免采用帶間隙的配合，但也不能太緊。軸承轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)選用愈緊的配合。,形位公差及表面粗糙度的確定：,為了保證軸承的正常運轉(zhuǎn)，除了正確地選擇軸承與軸頸及箱體孔的公差等級及配合外，還應(yīng)對軸頸和箱體孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。 形狀公差：主要是軸頸和箱體孔的表面圓柱度要求。 位置公差：主要是軸肩端面的跳動公差。 表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影響著配合質(zhì)量和連接強(qiáng)度，因此，凡是與軸承內(nèi)、外圈配合的表面通常都對表面粗糙度提出較高的要求。具體選擇參見教材P147相應(yīng)表格。,四滾動軸承配合選用示例及圖樣標(biāo)注,55j6,100H7,1、在裝配圖上的標(biāo)注：,在裝配圖上，不用標(biāo)注軸承的公差等級代號，只需標(biāo)注與之相