第六章滚动轴承公差与配合.ppt

第六章滚动轴承的公差与配合 第一节概述 滚动轴承是标准化部件 一般由外圈 内圈 滚动体 滚子或钢球 和保持架组成 滚动轴承的类型 向心轴承 向心推力轴承 推力轴承 滚动轴承的外径D 内径d是配合尺寸 分别与外壳和轴颈相配合 滚动轴承与外壳孔及轴颈的配合属于光滑圆柱体配合 其互换性为完全互换 而内 外圈滚道与滚动体的装配一般采用分组装配 其互换性为不完全互换 滚动轴承具有摩擦系数小 润滑简便 易于更换等许多优点 因而 在机械制造中作为转动支承得到广泛应用 第二节滚动轴承的精度及其应用 1 滚动轴承的公差等级滚动轴承的公差等级由轴承的尺寸公差和旋转精度决定 公差等级分为2 4 5 6 0共五个级 它们依次由高到低 2级最高 0级最低 2 各个公差等级的滚动轴承的应用 0级轴承常称为普通级轴承 在机械中应用最广 它主要用于旋转精度要求不高的机构 例如 普通机床中的变速箱和进给箱 汽车 拖拉机的变速箱 普通电机 水泵 压缩机和汽轮机中的旋转机构等 6 5 4级轴承应用于转速较高和旋转精度也要求较高的机械 如机床主轴 精密仪器和机械中使用的轴承 2级轴承用于旋转精度和转速很高的机械 如坐标镗床主轴 高精度仪器和各种高精度磨床主轴所用的轴承 第三节与滚动轴承配合的孔 轴的公差带及选用 一 滚动轴承内 外径公差带的特点 轴承内径和外径分别有两种公差带 1 单一内 外径偏差 限定轴承内 外径实际尺寸变动的公差带 用来限制变形量 2 单一平面平均内 外径偏差 限定同一轴承内 外径实际尺寸最大与最小值平均值变动的公差带 用来保证配合 单一平面平均内 外径偏差 单一平面平均内 外径与公称直径 用d D表示 的差 用 dmp Dmp表示 单一平面平均内 外径 在轴承内 外圈任一横截面内测得的内 外圈直径的最大与最小直径的平均值 用dmp Dmp表示 图7 2滚动轴承单一平面平均内径dmp 外径Dmp的公差带 凡合格的滚动轴承 应同时满足所规定的两种公差的要求 计算滚动轴承与孔 轴结合的间隙或过盈时 应以平均尺寸为准 公差带位置 1 滚动轴承外圈和外壳孔的配合 采用基轴制 内圈与轴颈的配合采用基孔制 2 轴承内圈通常与轴一起旋转 为防止内圈和轴颈的配合相对滑动而产生磨损 影响轴承的工作性能 要求配合面间具有一定的过盈 但过盈量不能太大 因此国标规定 内圈基准孔公差带位于以公称内径d为零线的下方 即上偏差为零 下偏差为负值 3 轴承外圈安装在外壳孔中 通常不旋转 轴承外圈的公差带位于公称尺寸D为零线的下方 与具有基本偏差h的公差带相类似 但公差值不同 考虑到工作时温度升高会使轴膨胀 两端轴承中有一端应是游动支承 使之能补偿轴的热胀伸长量 不然轴弯曲 轴承内部就有可能卡死 二 与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的常用公差带 图7 3与滚动轴承配合的轴颈的常用公差带 图7 4与滚动轴承配合的外壳孔的常用公差带 三 影响滚动轴承与轴颈 外壳孔配合的因素 1 径向负荷的性质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 如机件的离心力 合成的 按照作用方向与套圈的相对运动关系 径向负荷可以分为 轴承承受负荷的类型 l 局部负荷与套圈相对静止的径向负荷称为局部负荷 如图 a 中的外圈和图 b 中的内圈所承受的负荷 与套圈相对旋转的径向负荷称为循环负荷 如图 a 中的内圈和图 b 中的外圈所承受的负荷 3 摆动负荷局部负荷与较小的旋转负荷的合成称为摆动负荷 承受摆动负荷的套圈 其合成的径向负荷相对于套圈在有限范围内摆动 因此 只有套圈的一部分受到负荷的作用 例如在图 C 和图 d 所示 当定向负荷Fr大于旋转负荷Fc时 二者的合成负荷的大小将周期性的变化 且在一定区域内摆动如图所示 此时静止的套圈承受摆动负荷 而旋转套圈则仍承受循环负荷 2 循环负荷 承受局部负荷的套圈应选较松的过渡配合或较紧的间隙配合 以便使套圈滚道间的摩擦力矩带动套圈转位 使套圈受力均匀 延长轴承的使用寿命 承受循环负荷的套圈应选过盈配合或较紧的过渡配合 其过盈量的大小以不使套圈与轴颈或外壳孔配合表面产生爬行现象为原则 承受摆动负荷的套圈 其配合可与循环负荷相同或稍松 2 径向负荷的大小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 如下表 承受重负荷或冲击负荷的套圈 容易产生变形 使配合面受力不均匀 引起配合松动 应选较紧的配合 承受较轻的负荷 可选较松的配合 3 其它因素轴承工作时 由于摩擦发热和其他热源的影响 套圈的温度高于与其配合零件的温度 因此 轴承内圈与轴的配合可能变松 外圈与外壳孔的配合可能变紧 从而影响轴承的轴向游隙 所以轴承的工作温度较高时 应对选用的配合进行适当的修正 为轴承的安装与拆卸方便 对重型机械用的大型或特大型的轴承 宜采用较松的配合 随着轴承尺寸的增大 过盈配合的过盈应随之增大 间隙配合的间隙应随之增大 当轴承的旋转速度较高 又在冲击振动负荷下工作时 轴承与轴和外壳孔的配合最好都选过盈配合 轴颈和外壳孔的公差等级随轴承的公差等级 旋转精度和运动平稳性的提高而应相应提高 与0 6两公差等级的轴承相配合的轴颈和外壳孔的公差等级 一般分别为IT6和IT7中 表7 1 综上所述 影响滚动轴承配合选用的因素很多 通常难以用计算法确定 所以在实际设计时常采用类比法 课本中表7 2 7 3 7 4 7 5分别列出安装向心轴承和推力轴承的轴颈和外壳孔的公差带的选择 可供设计时参考 轴颈或外壳孔的形位误差 会使轴承安装后套圈变形和产生歪斜 因此为保证轴承正常运转 除了正确地选择轴承与轴颈及壳体的公差等级外 应对其配合面的配合表面的表面粗糙度评定参数值 圆柱度公差以及端面的圆跳动公差提出合理的要求 书中表7 6 表7 7分别列出了轴和外壳孔的形位公差 配合表面的粗糙度