《公差配合与测量技术》-第七章

第一节滚动轴承的公差等级

滚动轴承是一种支承轴的部件.具有结构紧凑.摩擦力小等优点.是在机器中被广泛采用的标准件.一般由外(上)圈、内(下)圈、滚动体和保持架组成.如图７－１所示.滚动轴承工作时.要求运转平稳、旋转精度高、噪声小.为了保证工作性能.除了轴承本身的制造精度外.还要正确选择轴和外壳孔与轴承的配合、尺寸精度、几何公差和表面粗糙度等.ＧＢ/Ｔ３０７.３－２００５规定轴承按尺寸公差与旋转精度分级.公差等级依次由低到高排列.向心轴承(圆锥滚子轴承除外)分为０、６、５、４、２五级.圆锥滚子轴承分为０、６Ｘ、５、４、２五级.推力轴承分为０、６、５、４四级.下一页返回第一节滚动轴承的公差等级

尺寸公差是指成套轴承的内、外径和宽度的尺寸公差.旋转精度主要是指轴承内、外圈的径向跳动、端面对滚道的跳动和端面对内孔的跳动等.滚动轴承的各精度级的应用大致如下:０级(普通级)轴承用在中等精度、中等转速和旋转精度要求不高的一般机构中.它机械产品中应用十分广泛.如用于普通机床中的变速机构、进给机构、水泵、压缩机等一般通用机器的旋转机构中等.６级(中等级)轴承用于旋转精度和转速较高的旋转机构中.如普通机床的主轴后轴承、精密机床传动轴使用的轴承.上一页下一页返回第一节滚动轴承的公差等级

５、４级(精密级)轴承应用于旋转精度和转速高的旋转机构中.如精密机床的主轴轴承、精密仪器和机械使用的轴承.普通机床主轴的前轴承精度等级通常比主轴后轴承高一级.即一般为５级.２级(超精级)轴承应用于旋转精度和转速很高的旋转机构中.如坐标镗床的主轴轴承、高精度仪器和高转速机构中使用的轴承.上一页返回第二节滚动轴承内外径及相配合轴径、外壳孔的公差带一、滚动轴承内、外径的公差带滚动轴承的内圈和外圈都是薄壁零件.在制造和保管过程中容易变形.但当轴承内圈与轴、外圈与外壳孔装配后.这种微量的变形又能得到一定的矫正.因此.国家标准对轴承内径和外径尺寸公差做了两种规定:(１)规定了内、外径尺寸的最大值和最小值所允许的极限.即单一内、外径偏差.主要目的是限制自由状态下的变形量.(２)规定内、外径实际量得的最大值和最小值的平均值偏差.即单一平面平均内、外径偏差.目的是控制配合状态下的变形量.轴承内、外径尺寸公差的特点是采用单向制.所有公差等级的公差带都单向配置在零线下侧.即上偏差为零.下偏差为负值.下一页返回第二节滚动轴承内外径及相配合轴径、外壳孔的公差带滚动轴承是标准件.为了便于互换.轴承内圈与轴采用基孔制.外圈与孔采用基轴制配合.在国家标准«极限与配合»中.基准孔的公差带在零线之上.而轴承内孔虽然也是基准孔.但其所有公差等级的公差带都在零线之下.因此.轴承内圈与轴配合.比国家标准«极限与配合»中基孔制同名配合要紧一些.轴承外径与外壳孔配合采用基轴制.轴承外径的公差带与«极限与配合»基轴制的基准的公差带虽然都在零线下侧.都是上偏差为零.下偏差为负值.但两者的公差数值不同.因此.轴承外圈与外壳孔配合与«极限与配合»圆柱基轴制同名配合相比.配合性质不完全相同.上一页下一页返回第二节滚动轴承内外径及相配合轴径、外壳孔的公差带二、与滚动轴承配合的轴、孔公差带ＧＢ/Ｔ２７５－１９９３规定.滚动轴承与轴颈、外壳孔配合的常用公差带图如图７－３所示.其适用范围如下:(１)主机对旋转精度、运转平稳性、工作温度等无特殊要求的安装情况.(２)轴承外形尺寸符合国标规定.且公称内径ｄ≤５００ｍｍ.公称外径Ｄ≤５００ｍｍ.上一页下一页返回第二节滚动轴承内外径及相配合轴径、外壳孔的公差带(３)轴承公差符合ＧＢ３０７.１«滚动轴承公差»中的０、６(６Ｘ).(４)轴承游隙符合ＧＢ４６０４«滚动轴承径向游隙»中的０组.(５)轴为实心或厚壁钢制轴.(６)外壳为铸钢或铸铁制件.上一页返回第三节滚动轴承与轴和外壳孔的配合及选择正确合理地选用滚动轴承与轴颈和外壳孔的配合.对保证机器正常运转、延长轴承的使用寿命、发挥其承载能力有很大关系.因此.选用轴与外壳孔公差带时.主要考虑以下因素:１.负荷类型对各种工作情况下的滚动轴承进行受力分析.可知轴承套圈(内、外圈统称)承受三种类型负荷.如图７－４所示.(１)定向负荷.轴承运转时.作用于轴承上的合成径向负荷向量与套圈相对静止.方向不变地作用在该套圈的局部滚道上.如一般机械固定套圈承受的负荷.下一页返回第三节滚动轴承与轴和外壳孔的配合及选择(２)旋转负荷.作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对旋转.并顺次作用在该套圈的整个圆周滚道上.如一般机械上与旋转件结合的套圈所承受的负荷.(３)摆动负荷.在轴承套圈上同时作用着一个方向与大小不变的合成径向负荷与数值较小的旋转径向负荷所组成的合力称为摆动负荷.如振动筛与振动料斗使用的轴承.２.负荷大小滚动轴承套圈与轴或外壳孔的最小过盈量取决于负荷的大小.当受冲击负荷或重负荷时.一般应选择比正常、轻负荷更紧密的配合.国标对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.上一页下一页返回第三节滚动轴承与轴和外壳孔的配合及选择３.工作条件(１)工作温度的影响.轴承运转时.由于摩擦发热和散热条件不同等原因.轴承套圈的温度往往高于与其配合的零件的温度.这样.内圈与轴的配合可能松动.外圈与孔的配合可能变紧.所以在考虑轴承的配合时.需要考虑工作温度的影响.(２)旋转精度和旋转速度的影响.机器要求有较高的旋转精度时.相应地要选用较高精度等级的轴承.因此.与轴承配合的轴和壳体孔.也要选择较高精度的标准公差等级.对于承受负荷较大且要求较高旋转精度的轴承.为了消除弹性变形和振动的影响.应避免采用间隙配合.而对一些精密机床的轻负荷轴承.为了避免孔和轴的形状误差对轴承精度的影响.常采用有间隙的配合.上一页下一页返回第三节滚动轴承与轴和外壳孔的配合及选择４.轴和外壳孔的结构与材料为了装卸方便.可选用剖分式外壳.如果剖分式外壳与外圈采用的配合较紧.会使外圈产生椭圆变形.因此宜采用较松配合.当轴承安装在薄壁外壳、轻合金外壳或薄壁的空心轴上时.为了保证轴承工作有足够的支承刚度和强度.所采用的配合应比装在厚壁外壳、铸铁外壳或实心轴上时紧一些.５.安装和拆卸轴承的条件考虑到轴承安装和拆卸的方便.宜采用较松的配合.这点在重型机械上使用的大型或特大型轴承尤为重要.如果既要求装拆方便.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.上一页返回第四节与滚动轴承配合的轴径和外壳孔的精度确定一、与滚动轴承配合的孔、轴尺寸公差带影响滚动轴承配合选用的因素较多.在实际生产中常用类比法确定.ＧＢ/Ｔ２７５－１９９３规定的向心轴承与轴颈、外壳孔配合的公差带。二、配合表面的其他要求ＧＢ/Ｔ２７５－１９９３规定了与轴承配合的轴颈和外壳孔表面的圆柱度公差、轴肩及外壳孔端面的端面跳动公差、各表面的粗糙度要求等