[工学]精度与测量课件 第六章 滚动轴承的互换性.ppt

1,第六章,滚动轴承的互换性 ggl,2,滚动轴承的互换性,第六章,6-1 滚动轴承公差,6-2 滚动轴承配合及其选择,3,6-1 滚动轴承公差,滚动轴承的几何精度和使用要求 滚动轴承的精度等级及其应用 滚动轴承内外径的公差带,第六章,滚动轴承的互换性,4,一、滚动轴承的几何精度和使用要求,滚动轴承由外圈1 、内圈3、滚动体( 钢球或滚子)4和保持架2组成（如图）。它是用来支承轴颈的标准部件，一般均成对使用。,5,滚动轴承按其承受负荷的方向，可分为主要承受径向负荷的向心轴承、同时承受径向和轴向负荷的向心推力轴承和仅承受轴向负荷的推力轴承。按其滚动体形状，分为球轴承和滚珠（圆柱或圆锥体）轴承。 滚动轴承的几何精度由轴承的尺寸公差和旋转精度决定。前者是指轴承内径、外径和宽度等的尺寸公差。后者是指轴承内、外圈作相对转动时跳动的程度，包括轴承内、,6,外圈的径向跳动、端面对滚道的跳动、端面对内孔的跳动等。 滚动轴承安装在机器上，其内圈与轴颈配合，外圈与外壳孔配合。它们的配合性质应保证轴承的工作性能，因此必须满足下列两项要求： 必要的旋转精度 轴承工作时，其内、外圈和端面的跳动会引起机件运转不平稳，从而引起振动,7,和噪音。 滚动体与套圈之间有合适的径向游隙和轴向游隙（如图）。 径向游隙和轴向游隙过大，就会引起轴承较大的振动和噪音，引起转轴较大的,8,径向跳动和轴向窜动。游隙过小，则会因为轴承与轴颈、外壳孔的过盈配合使轴承滚动体与套圈产生较大的接触应力，并增加轴承摩擦发热以致降低轴承寿命。 滚动轴承互换性的特点是：内圈内径（d）与轴、外圈外径（D）与外壳孔的配合具有完全互换性。轴承内部各零件( 指滚动体与轴承内、外圈 )只能同组内的零件进行互换，因而轴承内部各零件的互换称为不完全互换。,9,二、滚动轴承的精度等级 及其应用,滚动轴承精度的国家标准(GB/T307.1-94)是根据其基本尺寸精度和旋转精度把轴承划分为五个精度等级 。用汉语拼音字母 G、E、D、C、B 表示。G 级精度最低 ，依次精度逐渐提高，B级精度最高。 滚动轴承的基本尺寸包括外径D、内径d、宽度B以及圆锥滚柱轴承的装配高度T。,10,滚动轴承的旋转精度是指轴承内、外圈的滚道摆动，轴承内、外圈两端面的平行度，轴承外圈圆柱面对基准端面的垂直度等。 各级精度滚动轴承的应用情况如下： G 级轴承广泛应用于中等负荷、中等转速、旋转精度要求不高的一般机械中。如：普通机床的变速机构、汽车和拖拉机的变速箱、农业机械的变速箱、普通电动,11,机、水泵等旋转机构中所用的轴承。该级轴承在机械制造行业中应用数量较多。 E 、D 级轴承用于旋转精度和转速要求较高的机械中。如：普通机床的主轴轴承，精密机床上的传动轴轴承等。 C 、B 级轴承用于高旋转精度或高速运转的机构中 。如 ：精密机床的主轴轴承，精密仪器及航空机械中的轴承等。,12,三、滚动轴承内外径的公差带,滚动轴承外圈和外壳孔的配合应采用基轴制；内圈与轴颈的配合应采用基孔制。 轴承内圈通常与轴一起旋转，为防止内圈和轴颈的配合面相对滑动而产生磨损，影响轴承的工作性能，因此要求配合面间具有一定的过盈，但由于内圈是薄壁零件，过盈量不能太大。如果作为基准孔的轴承内孔（内圈基准孔）仍采用基本偏差H的公差带 ，,13,轴颈公差带从 GB1801-79 中的优先、常用和一般公差带中选取，则这样的过渡配合的过盈量偏小，而过盈配合的过盈量又偏大，不能满足轴承工作的需要。为此国家标准GB/T307.1-94滚动轴承公差规定: 内圈基准孔公差带位于以公称内径 d 为零线的下方(如图)。这样的基准孔公差带与GB1801-79 中基孔制过渡配合的轴公差带组成的配合，就是过盈量较大的过渡配合或小过盈量的过盈配合。,14,轴承外圈安装在外壳孔中，通常不旋转。考虑到工作时温度升高会使轴膨胀，,15,两端轴承中有一端应是游动支承，同时要把轴承外圈与外壳孔的配合稍微松一点，使之能补偿轴的热胀伸长量，不然轴会弯曲，轴承内部就有可能卡死。为此 GB/T307.1-94 规定 :轴承外圈（外圈基准轴）公差带位于以公称外径D 为零线的下方( 如图 )。它与具有基本偏差h 的公差带相类似，但公差值不同。这样的基准轴公差带与GB1801-79 中基轴制配合的孔公差带组成的配合，基本上,16,保持GB1801-79 的配合性质。 轴承的内外圈都是薄壁零件，在制造和保管过程中容易变形。若变形量不大，相配合零件的形状又较正确，则套圈安装在相配合零件上时，变形易得到校正。若变形量较大，则不易校正，就会影响轴承工作性能。因此，GB/T307.1- 94规定:在套圈任一横截面内测得的最大与最小直径平均值对公称直径的偏差在内、外径公差带内就认为合格。,17,6-2 滚动轴承配合及其选择,轴颈和外壳孔的公差带 滚动轴承配合的选择 轴颈和外壳孔的形位公差与表面粗糙度 滚动轴承的图样标注,第六章,滚动轴承的互换性,18,一、轴颈和外壳孔的公差带,轴承与轴颈和外壳孔的配合面间需要的配合性质，由轴颈和外壳孔的公差带决定。也就是说，轴承配合的选择就是确定轴颈和外壳孔的公差带。 轴颈和外壳孔的公差等级，应和滚动轴承的精度等级相适应。如：当采用G级、E 级精度的滚动轴承时，与之配合的轴颈,19,的公差等级一般可选IT6 级；外壳孔的公差等级可选 IT7级。随着选用的轴承精度等级提高，轴颈和外壳孔的公差等级也要相应提高 。具体选用可参照表7-7（p135）。 滚动轴承与轴、外壳配合的常用公差带如下：,20,21,二、滚动轴承配合的选择,轴承的配合应按轴承的工作条件，主要应考虑下列因素来选择。 1.负荷类型 作用在轴承上的径向负荷，一般是由定向负荷（如：皮带的拉力或齿轮的作用力 ）和旋转负荷（ 如：机件的惯性离心力）合成的。它的作用方向与套圈间存在着以下三种关系：,22,1）套圈相对于负荷方向静止 （局部负荷） 径向负荷始终 在套圈（外圈或内 圈）滚道的某一局 部区域上作用，此 时相当套圈相对于 负荷方向静止（如 图）。,23,承受这类负荷的套圈与壳体孔或轴的配合应松些，使轴承在机器上装拆方便。但也不能过松，否则会引起套圈在相配合零件上滑动而使配合面磨损。因此，一般应选用较松的过渡配合或具有极小间隙的间隙配合。 2）套圈相对于负荷方向旋转 （循环负荷） 径向负荷依次在套圈滚道的整个圆周,24,上作用，此时相当套圈相对于负荷方向旋转（如上页图）。 承受循环负荷的套圈与轴 （ 或壳体孔）的配合应紧，以防止该套圈在相配合零件上滑动而使配合面磨损。但过盈量不能太大，否则会使轴承内部的游隙减小以至完全消失，产生过大的接触应力，影响轴承的工作性能。因此，一般应选用过盈量较小的过盈配合或过盈量较大的过渡配合。,25,3）套圈相对于负荷方向摆动 （摆动负荷） 大小和方向按一定规律变化的径向负荷在套圈的部分滚道上作用，此时相当套圈相对于负荷方向摆动（如图）。 轴承套圈受到定向负荷Rg和旋转负荷 Px的同时作用，二者的合成负荷将由小到大，再由大到小地周期性变化，当RgPx时，合成负荷就在套圈的下半部分摆动，,26,此时不旋转的套 圈（图c的外圈、 图d 的内圈) 就 相对于负荷方向 摆动，旋转的套 圈则相对于负荷 方向旋转。 承受摆动负 荷的套圈，一般与承受循环负荷的套圈选用的配合相同或者略松一些。,27,2.负荷的大小 滚动轴承套圈与轴或外壳孔配合的最小过盈，取决于负荷的大小。 一般把径向负荷 P0.07C的称为轻负荷，0.07CP0.15C 称为正常负荷，P0.15C的称为重负荷。其中 C为轴承的额定负荷，即轴承能够旋转106次而不发生点蚀破坏的概率为90时的载荷值。 受较重的负荷或冲击负荷时，将引起,28,轴承较大的变形，使结合面间实际过盈减小和轴承内部的实际间隙增大，这时为使轴承运转正常，应选较大的过盈配合。承受较轻的负荷时，可选用较小的过盈配合。此外，承受变化的负荷要比承受平稳的负荷选用较紧的配合。 3.工作温度影响 轴承工作时，由于摩擦发热和其它热源的影响，套圈的温度会高于相配合零件,29,的温度 。内圈的热膨胀会引起它与轴颈配合的松动 ，而外圈的热膨胀则会引起它与外壳孔配合变紧 。因此，轴承工作温度一般应低于100，在高于此温度中工作的轴承，应将所选用的配合适当修正。 4.其它因素 1)套圈运动状况 ( 循环负荷）旋转的套圈应选择过盈配合。 (局部负荷）不转的套圈,为便于拆卸,30,和适应轴承所需的轴向游动 ,则应选用具有平均间隙的过渡配合或间隙配合。 2)轴承结构 轴承的尺寸愈大，配合应愈紧。但对于重型机械上使用的特别大尺寸的轴承，应采用较松的配合。对于特轻或超轻系列的轴承，套圈比较薄，选用较紧的配合可增加其接触刚度，有利于发挥轴承的承载能力。采用剖分式外壳时，不允许选用过,31,盈配合，以免轴承外圈被夹扁变形。 必须强调：在确定配合时应注意保证正常的径向游隙。 3）旋转精度 若对轴承的旋转精度和平稳性要求较严时，结合件应选用较高的公差等级。如：用于电机或仪表的G 级轴承，与其配合的轴应选用IT5级，而外壳孔则应选用IT6级。,32,4）装拆要求 需要经常拆卸的轴承，特别对于重型机械，配合宜较松。 此外，转速愈高，配合应愈紧。 滚动轴承与轴颈和外壳孔的配合，常常综合考虑上述因素采用类比法选取。具体可按照表7-8、表7-9、表7-10和表7-11进行选择（p137p138)。,33,三、轴颈和外壳孔的形位公差与表面粗糙度,轴颈和外壳孔存在较大的形状误差时，轴承安装后套圈会产生变形。轴肩和外壳孔肩端面是轴承的轴向定位面，它们存在较大的端面跳动时，轴承安装后会产生歪斜。因此 ,要相应规定圆柱度公差和端面圆跳动公差。其值参照表7-12（p139）。,34,同时还规定了轴颈和外壳孔的表面粗糙度。其值参照表7-13(p139）。,35,四、滚动轴承的图样标注,在装配图上，只标注轴和外壳孔的公差带，不标注轴承的公差带。在零件图上，除标出尺寸公差外