滚动轴承的公差与配合

滚动轴承的公差与配合,8.1概述,课时数：2课时重点：滚动轴承配合采用的基准制及滚动轴承内径、外径的公差带特点。难点：滚动轴承配合的选用。授课方式：新授教具：课件新课导入：滚动轴承是支撑轴系的重要部件，其功用是避免轴与支撑面的直接接触，保证轴的旋转精度。它是一种标准化部件，由专业生产厂生产，国家标准对其公差配合作了相应的规定。,8.1.1滚动轴承的结构及分类,滚动轴承的结构如图8-1所示，由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。其内圈内径d与轴颈配合，外圈外径D与外壳孔配合。,图8-1,滚动轴承的分类,按可承受负荷的方向分,向心轴承推力轴承向心推力轴承,按滚动体的形状分,球轴承滚子轴承滚针轴承,滚动轴承的工作性能和使用寿命不仅取决于轴承本身的制造精度，还与滚动轴承相配合的轴颈和外壳孔的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度以及安装正确与否等因素有关。,8.1.2滚动轴承的精度等级,向心轴承的公差等级：分为0、6、5、4、2级五个等级。圆锥滚子轴承的公差等级：分为0、6X、5、4级四个等级。推力轴承的公差等级：分为0、6、5、4级四个等级。,0级轴承称为普通级，在机械制造业中应用最广，用于旋转精度要求不高、中等负荷、中等转速的一般机构中。6级轴承应用于旋转精度和转速要求较高的旋转机构中。5、4级轴承应用于旋转精度和转速要求高的旋转机构中。2级应用于旋转精度和转速要求特别高的旋转机构中。,8.2滚动轴承内径、外径的公差带及其特点,8.2.1滚动轴承配合的基准制,轴承内圈与轴颈的配合采用基孔制。轴承外圈与外壳孔的配合采用基轴制。,8.2.2滚动轴承内、外径公差带特点,1.滚动轴承内圈内径公差带,滚动轴承内圈与轴颈的配合应具有一定的过盈但过盈量不宜过大。因此，国标规定轴承基准孔公差带位于零线的下方。如图8-2所示无锡SKF轴承。,2.滚动轴承外圈外径公差带,滚动轴承外圈与外壳孔之间一般不作相对运动，国标规定轴承基准轴公差带位于零线的下方，如图8-2所示。,图8-2,8.3滚动轴承与轴和外壳孔的配合及其选择,8.3.1轴颈和壳体孔的公差带,由于轴承内径（基准孔）和外径（基准轴）的公差带在轴承制造时已确定，因此轴承内圈和轴颈、外圈和壳体孔的配合面间的配合性质，主要由轴颈和外壳孔的公差带决定。即，轴承配合的选择就是确定轴颈和外壳孔的公差带。国家标准GB/T2751993滚动轴承与轴和外壳的配合对与0级和6(6x)级轴承配合的轴颈规定了17种公差带，外壳孔规定了16种公差带，如图8-3所示。,图8-3,8.3.2滚动轴承配合的选择,8.3.2.1配合选择的主要依据,1.轴承承受负荷的类型,根据轴承所承受的负荷对于套圈作用的不同，可分为三类：(1)固定负荷合成径向负荷始终不变地作用在套圈滚道的某一局部区域上。,图8-4,定向负荷内圈旋转,定向负荷外圈旋转,旋转负荷内圈旋转,旋转负荷外圈旋转,（2）旋转负荷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轨道上。,（3）摆动负荷作用在轴承上的合成径向负荷在套圈滚道的一定区域内相对摆动。当FrFc时（图8-5），合成负荷在轴承下方AB区域内摆动，不旋转的套圈承受摆动负荷，旋转的套圈承受旋转负荷。当FrFc时，合成负荷沿整个圆周变动，不旋转的套圈承受旋转负荷，而旋转的套圈承受摆动负荷。,图8-5,受固定负荷的套圈配合应选松一些，一般应选用过渡配合或具有极小间隙的间隙配合。受旋转负荷的套圈配合应选较紧的配合，一般应选用过盈量较小的过盈配合或过盈概率大的过渡配合。受摆动负荷的套圈配合松紧程度应介于前两种负荷之间。,2.轴承负荷的大小,向心轴承负荷的大小可用当量动负荷Pr与额定动负荷Cr的比值区分：Pr0.07Cr时为轻负荷；0.07CrPr0.15Cr时为正常负荷；Pr0.15Cr时为重负荷。负荷越大配合过盈量应越大。,3.轴承尺寸大小,随着轴承尺寸的增大，选择的过盈配合的过盈量越大，间隙配合的间隙量越大。,4.轴承游隙,游隙过大，会引起转轴较大的径向跳动和轴向窜动，轴承产生较大的振动和噪声；游隙过小，尤其是轴承与轴颈或外壳孔采用过盈配合时，则会使轴承滚动体与套圈产生较大的接触应力，引起轴承的摩擦发热，以致降低寿命。因此轴承游隙的大小应适度。,5.工作温度,轴承工作时，由于摩擦发热和其他热源的影响，使轴承套圈的温度经常高于与它相配合轴颈和外壳孔的温度。由此，内圈因热膨胀与轴颈的配合变松，外圈因热膨胀与外壳孔的配合变紧，所以轴承工作温度高于100C时，应对选择的配合进行修正。,6.轴颈和外壳孔的公差等级应与轴承的公差等级相协调,与0级、6级配合的轴颈一般为IT6，外壳孔一般为IT7。,7.旋转精度和旋转速度,对于承受较大负荷且旋转精度要求较高的轴承，为了消除弹性变形和振动的影响，应避免采用间隙配合，但也不宜太紧。轴承的旋转速度越高，应选用越紧的配合。,8.3.2.2公差等级的选择,与滚动轴承相配合的轴、孔的公差等级和轴承的精度有关。对旋转精度和运转平稳性有较高要求的场合，在提高轴承公差等级的同时，轴承配合部位也应按相应精度提高。,8.3.2.3公差带的选择,与轴承相配合的轴颈公差带和外壳孔公差带按GB/T2751993选取。向心轴承与轴的配合，轴公差带代号按表8-l选择；向心轴承与外壳孔的配合，孔公差带代号按表8-2选择；推力轴承和轴的配合，轴公差带代号按表8-3选择；推力轴承和外壳孔的配合，孔公差带代号按表8-4选择。,8.3.3配合表面及端面的形位公差和表面粗糙度,1.配合表面及端面的形位公差,为保证轴承正常工作，对轴颈和外壳孔表面应提出圆柱度公差要求。为保证轴承工作时有较高的旋转精度，规定了轴肩和壳体孔肩的端面跳动公差。（表8-5）,2.配合表面及端面的粗糙度要求,表面粗糙度的大小直接影响配合的性质和连接强度，因此，凡是与轴承内、外圈配合的表面通常都对粗糙度提出较高要求。选用时可参考表8-6。,例8-1一圆柱齿轮减数器，小齿轮轴要求较高的旋转精度，装有G级单列深沟球轴承（型号G310），轴承尺寸为5011027，额定动负荷Cr=32000N，径向负荷Pr=4000N。试确定与轴承配合的轴颈和外壳孔的配合尺寸和技术要求。,解：按给定条件，Pr/Cr=4000/32000=0.125，属于正常负荷。减速器的齿轮转递动力，内圈承受旋转负荷，外圈承受固定负荷。,按轴承类型和尺寸规格，查表8-1，轴颈公差带为k5；查表8-2，外壳孔的公差带为G7或H7均可，但由于该轴旋转精度要求较高，可相应提高一个公差等级，选定H6；查表8-5，,轴颈的圆柱度公差为0.004mm，轴肩的圆跳动公差为0.012mm，外壳孔的圆柱度公差为0.010mm，孔肩的圆柱度公差为0.025mm；查表8-6，轴颈表面粗糙度要求Ra=0.4m，轴肩表面Ra=1.6m，外壳孔表面Ra=1.6m，孔肩表面Ra=3.2m。IKO轴承轴颈和外壳孔的配合尺寸和技术要求，在图样上的标注见图8-6。,图8-6,本课小结,滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成，其内圈内径d与轴颈配合，外圈外径D与壳体孔配合；工作时，内圈和外圈以一定的转速作相对转动。,家标准规定，向心轴承的公差等级由低到高依次分为0、6、5、4、2级五种，圆锥滚子轴承的公差等级分为0、6X、5、4级四种，推力轴承的公差等级分为0、6、5、4级四种。,滚动轴承内圈内径与轴颈的配合采用基孔制，轴承内圈内径为基准孔公差带，但位于以公称内径d为零线的下方；轴承外圈与外壳孔的配合采用基轴制，轴承外圈外径的公差带分布于以其公称直径D为零线的下方。,滚动轴承内圈和轴颈、外圈和壳体孔的配合性质，由轴颈和外壳孔的公差带决定。国家标准对与0级和6(6x)级轴承配合的轴颈规定了17种公差带，外壳孔规定了16种公差带。,滚动轴承配合的选用主要依据负荷的类型和大小。轴承