互换性与测量技术基础 7轴承

第七章滚动轴承与孔轴结合的互换性,讲解：李丽,1.几何量精度基础知识：尺寸精度、形位精度及公差原则、表面粗糙度。,2.典型零部件的几何量精度设计：滚动轴承结合的公差、螺纹连接的公差、键连接的公差、渐开线圆柱齿轮的公差。,3.几何量精度检测技术：测量技术基础、量规。,课程知识结构：,4.机械精度设计方法：尺寸链。,滑动轴承概述1,第一节概述,轴承的作用是支承轴。轴在工作时可以是旋转的，也可以是静止的。,1能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。,2具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。,3具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。,根据轴承中摩擦的性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。,一、轴承应满足如下基本要求：,二、轴承的分类,根据能承受载荷的方向，可分为向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。(或称为径向轴承、止推轴承、径向止推轴承）。,根据润滑状态，滑动轴承可分为：不完全液体润滑滑动轴承。完全液体润滑滑动轴承。,机械设计课中滑动轴承设计内容,滑动轴承的特点,滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在以下场合，则主要使用滑动轴承：,工作转速很高，如汽轮发电机。,要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。,承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。,特重型的载荷，如水轮发电机。,根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。,在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。,径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。,轴承的型式和结构选择；轴瓦的结构和材料选择；轴承的结构参数设计；,润滑剂及其供应量的确定；轴承工作能力及热平衡计算。,滚动轴承的选用（包括类型选择、尺寸选择、承载能力验算）；,机械设计课研究的主要内容：,滚动轴承的类型和代号（认识轴承）；,滚动轴承的组合设计。,本章研究主要内容,互换性课研究的主要内容：,滚动轴承内、外径的公差带；,滚动轴承精度等级及其应用；,滚动轴承配合及选择。,一、滚动轴承的构造,滚动轴承的典型结构。,滚动轴承,外圈,球,滚子,滚针,内圈,滚动体,保持架,有些结构可以没有内圈、外圈或保持架，但决不能没有滚动体。,带密封盖的滚动轴承,带轴承座的滚动轴承,特殊结构的轴承,摩擦阻力小、起动快、效率高（0.980.99）;润滑和维护方便;是标准件，选用方便，易于互换；运转精度高；轴承组合结构较简单。,二、滚动轴承的特点：,互换性特点：1.外径D、内径d是配合尺寸。2.滚动轴承与轴承座孔和轴颈的配合称为外互换，是完全互换。3.滚动轴承的内、外圈滚道与滚动体的配合称为内互换，是不完全互换，采用分组装配法。,第二节滚动轴承精度等级及其应用,1、精度等级：GB/T307.3-1996规定，滚动轴承按尺寸公差与旋转精度分级：1、向心球轴承分0、6（6x）、5、4、2五个精度等级。（旧国标中分为G,E,D,C,B）2、圆锥滚子轴承分为0、6x、5、4四个等级。3、推力轴承分为0、6、5、4四个等级。,2、滚动轴承精度的等级的应用0级普通级。用于低、中速及旋转精度要求不高的一般旋转机构，它在机械中应用最广。例如：机床变速箱、进给箱的轴承等。6级用于转速较高、旋转精度要求较高的旋转机构。例如：普通机床的主轴后轴承、精密机床变速箱的轴承等。5级、4级用于高速、高旋转精度要求的机构。例如：精密机床的主轴轴承、精密仪器仪表的主要轴承等。2级用于转速很高，旋转精度要求也很高的机构。例如：齿轮磨床、精密坐标镗床的主轴轴承、高精度仪器仪表的主要轴承等。,*滚动轴承的精度包含：尺寸精度和旋转精度,（1）滚动轴承的尺寸精度：单一径向平面内的内（外）径偏差ds(Ds)ds=ds-d,Ds=Ds-D（4级、2级才有此偏差要求）单一径向平面内的平均内（外）径偏差dmp(Dmp)dmp=dmp-d,Dmp=Dmp-D其中：dmp=(dsmax+dsmin)/2,Dmp=(Dsmax+Dsmin)/2内（外）圈宽度偏差Bs(Cs)BsBs-B,Cs=Cs-C,ds=,单一径向平面内的内径偏差,dmp=,dsmax，,dsmin,dmp=,(dsmax+dsmin)/2,dmp-d,单一径向平面内的平均内径偏差dmp,ds-d,Ds=,单一径向平面内的外径偏差,Dmp=,Dsmax，,Dsmin,Dmp=,(Dsmax+Dsmin)/2,Dmp-D,单一径向平面内的平均外径偏差Dmp,Ds-D,（2）滚动轴承的旋转精度：1)Kia(Kea):成套轴承的内（外）圈的径向跳动。2)Sia(Sea):成套轴承的内（外）圈基准端面对滚道的跳动。3)Sd:内圈基准端面对内孔的跳动。4)SD:外圈外表面素线对基准端面的倾斜度。0级和6级仅规定Kia和Kea。具体定义和测量方法见表72。,第三节滚动轴承内、外径的公差带,滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制；外圈与壳体孔的配合采用基轴制。因为在配合中，起作用的是平均尺寸，所以，滚动轴承公差带的基本尺寸是单一平面的平均内（外）径。,轴承内、外径公差带的特点是：所有公差带都单向偏置在零线下方，即上偏差为0，下偏差为负值。,一般基准孔,外圈的基轴制与一般基轴制类似，基本偏差都为下偏差且为零，但公差值不同；内圈的基孔制与一般基孔制不同因为：滚动轴承内圈与轴颈的配合要求有一定的过盈量，以保证内圈随轴颈一起旋转，但过盈量不宜过大，以防止薄壁内圈材料产生过大的应力而变形和破坏。将内圈的公差带置于零线下方，这样的内圈与基本偏差代号为g、h、k、js、j、k、m的轴颈形成的配合会更紧一些，但过盈量又不太大。,第四节滚动轴承配合及选择,滚动轴承配合选择指滚动轴承与座孔、轴颈结合的配合选择。,正确选择轴承配合应该考虑的主要因素有：负荷类型、负荷大小、其他因素。具体方法有计算法和类比法。通常用类比法。,一、滚动轴承的配合选择应考虑的因素,1.负荷类型负荷的作用方向与套圈间存在着以下三种关系：（1）套圈相对于负荷方向固定：固定负荷（2）套圈相对于负荷方向旋转：旋转负荷（3）套圈相对于负荷方向摆动：摆动负荷,不同负荷类型对配合的要求：,固定负荷：稍松的过渡或极小间隙配合。其目的是让套圈在振动或冲击下被滚道间的摩擦力矩带动，产生缓慢转位，使磨损均匀，提高轴承使用寿命。旋转负荷：稍紧的过渡配合或较小过盈配合。其目的是为防止套圈在轴承颈或外壳孔的配合表面打滑，引起表面发热、磨损。摆动负荷：与旋转负荷时相同或稍松些。,2.负荷大小较重的负荷，选较大的过盈配合较轻的负荷，选较小的过盈配合,可由径向负荷Fr与额定动负荷Cr的比值来区分，Fr0.07Cr轻负荷0.07CrFr0.15Cr正常负荷Fr0.15Cr重负荷Cr额定动负荷在机械设计手册中查到。Fr受力分析计算得到。,（2）考虑轴承安装和拆卸方便的问题只要求装拆方便可选用较松配合。如既要求装拆方便，又需紧配合时可采用分离型轴承或采用内圈带锥孔，带紧定套和退卸套的轴承。,3.其它因素（1）工作温度内圈因热膨胀而与轴的配合可能松动外圈因热膨胀而与孔的配合可能变紧,综上所述，影响滚动轴承配合选用的因素较多，难以用计算方法确定，所以在生产中常用类比法。,负荷类型和负荷大小,壳体孔和轴颈公差,查表,根据其他条件做适当调整。,向心轴承和外壳孔的配合孔的公差带代号,向心轴承和轴的配合及轴公差带代号,向心轴承和轴的配合及轴公差带代号（续）,二、配合面及端面的形状和位置公差形状公差因轴承套圈为薄壁件易变形，但其形状误差在装配后靠轴颈和外壳孔的正确形状得到矫正，故轴颈和外壳孔应分别采用包容要求，并对表面提出圆柱度要求位置公差为保证轴承工作时有较高的旋转精度，应规定轴肩和外壳孔肩的端面对基准轴线的端面圆跳动公差,具体形位公差值可根据滚动轴承精度及参数查阅设计手册获得,三、配合面的表面粗糙度配合面的表面粗糙度值查表获得。,解：,1、选择滚动轴承精度等级,0级普通级。用于低、中速及旋转精度要求不高的一般旋转机构，它在机械中应用最广。例如：机床变速箱、进给箱的轴承等。