第六章 滚动轴承

1、第六章 滚动轴承的精度设计,基本要求： 了解滚动轴承内外径公差、公差带、 负 荷类型等基本概念； 掌握滚动轴承的精度设计的基本方法 重点难点：滚动轴承公差带特点及精度设计,本章涉及的主要国家标准,GB/T307.1-1994 向心轴承 公差 GB/T307.3-1996 滚动轴承 一般技术要求 GB/T275-1993 滚动轴承与轴和外壳的配合,1、作用：轴承是一种传动支承部件，它既可以用于支承旋转的轴，又可以减少轴与支承部件之间的摩擦力，广泛地用于机械传动中。 2、分类： 滑动轴承： 滚动轴承 ： 按滚动体结构：球轴承、滚子轴承、滚针轴承 按承受载荷形式：向心轴承、推力轴承、向心 推力轴承,

2、6.1 轴承概述,3、组成 滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。,4、安装形式,外圈与箱体上的轴承座配合，内圈与旋转的轴颈配合。 通常外圈固定不动因而外圈与轴承座为过盈配合；内圈随轴一起旋转内圈与轴也为过盈配合。 考虑到运动过程中轴会受热变形延伸，一端轴承应能够作轴向调节；调节好后应轴向锁紧。,5、国标规定,滚动轴承的国家标准不仅规定了滚动轴承本身的尺寸公差、旋转精度（跳动公差等）、测量方法，还规定可与滚动轴承相配的箱体孔和轴颈的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。,6.2 滚动轴承精度等级,滚动轴承按其内外圈基本尺寸的公差和旋转精度分为五级：其名称和代号由低到高分别为普通级/0、中等级/6

3、、/6x、精密级/5， 4、及超精密级/2。,、滚动轴承精度等级的应用,0级：主要用于旋转精度要求不高的机构。 6级：用于旋转精度和转速较高的旋转机构中。 5，4级：用于转速和旋转精度要求都高的旋转机构。 2级：用于旋转精度和转速很高的机械。 选用轴承的精度的依据主要是：对轴承部件提出的旋转精度要求和转速的高低，一般只有在使用0级轴承不能保证机构要求的旋转精度时，才选用较高精度的轴承。,滚动轴承的基本尺寸精度包括：轴承内径(d)、外径(D)的制造精度，轴承内圈宽度(B)和外圈宽度(C)的制造精度，对于圆锥滚子轴承还有装配高度(T)。,滚动轴承的旋转精度包括：成套轴承内外圈的径向跳动(Kia，K

4、ea)；成套轴承内外圈端面对滚道的跳动(Sia，Sea)；内圈基准端面对内孔的跳动Sd，外径表面母线对基准端面的倾斜度的变动量SD等。,两种精度,两种尺寸公差是：轴承的单一内径（ds）与外径（Ds）的极限偏差（ds、Ds）；单一平面的平均内径（dmp）与外径（Dmp）的极限偏差（dmp、Dmp）。 两种形状公差是：轴承单一径向平面内，内径（ds）与外径（Ds）的变动量（Vdp 、VDp）；轴承平均内径与外径的变动量（Vdmp 、VDmp）。,两种公差,6.3 滚动轴承公差带,任何尺寸的公差带由两个因素决定：公差带的宽窄和公差带的位置。滚动轴承的公差带也不例外，其公差带如图所示。 轴承内、外径公

5、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。,轴承内外径公差带图：,1、基本尺寸：滚动轴承的基本尺寸是指滚动轴承的内径d、外径D和轴承宽度B。 2、轴承的配合尺寸：由于轴承内、外圈均为薄壁结构，制造和存放时易变形，但在装配后能够得到矫正。为了便于制造，允许有一定的变形。为保证轴承与结合件的配合性质，所限制的仅是内、外圈在其单一平面内的平均直径，即轴承的配合尺寸。 外径： Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2 内径： dmp=（dsmax+dsmin）/2 Dsmax、Dsmin为加工后测得的最大、最小单一外径。 dsmax、dsmin为加工后测得的最大、最小单一

6、内径。,滚动轴承的基本尺寸及公差要求,滚动轴承的基本尺寸及公差要求,3、尺寸制造公差：国家标准对轴承内径和外径尺寸公差作了两种规定：一是规定了内、外径尺寸的最大值和最小值所允许的偏差，即单一内、外径偏差，其目的是为了限制变形量；二是规定了内、外径实际尺寸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，目的是用于轴承的配合。二者应符合国家标准。（P.140) 4、滚动轴承的旋转精度：是指轴承内外圈的径向跳动公差；轴承内、外圈的端面对内孔轴线的端面跳动公差等。,已知轴承的基本尺寸如图所示。根据实际工况采用E级（相当于/P6）向心轴承，试画出轴承孔轴公差带并标注有关尺寸。 (查表6.1）,

7、es=0,ES=0,ei=-0.013,EI=-0.01,轴承公差带标注示例：,6.4 滚动轴承的精度设计,结构型式的选择：属于机械零件的范畴。主要对轴进行受力分析，确定轴承的类型（向心、推力、向心推力）、轴承的基本尺寸（内径、外径、轴承宽度）。 轴承配合的精度计算：轴承是根据工况选用；与轴承相配合的轴颈、轴承座则需进行精度设计：包括配合性质的确定、形位公差的确定、表面粗糙度的确定等。这部分内容由互换性解决。,1、配合性质的选择,轴承配合性质的选择即是确定与轴承相配合的轴颈和轴承座的基本偏差代号。 选择轴承配合性质的依据是：轴承内外圈所受的负荷类型、轴承所受负荷的大小、轴承的工作条件、与轴承相

8、配合的孔和轴的材料和装卸要求等。,（1）负荷类型,定向负荷：作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对静止，即负荷方向始终不变地作用在套圈滚道的局部区域上。通常采用小间隙配合或过渡配合。 旋转负荷：作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对旋转，即合成径向负荷顺次作用在套圈的整个圆周上。通常采用过盈或较紧的过渡配合。,摆动负荷：作用于轴承上的合成径向负荷与所承载的套圈在一定区域内相对摆动，即合成径向负荷经常变动地作用在套圈滚道的小于180的部分圆周上。,负荷类型示例：,a)内圈旋转负荷，外圈定向负荷 b)内圈定向负荷，外圈旋转负荷 c)内圈旋转负荷，外圈摆动负荷 d)内圈摆动负荷，外圈旋转负荷,(2)负荷

9、大小,轴承在负荷的作用下，套圈会发生变形，使配合面受力不均匀，引起松动。因此，受重负荷时配合应紧些，受轻负荷时配合应松些。一般地，负荷如下分类： 轻负荷： P0.07C 正常负荷：0.07CP0.15C 重负荷： P0.15C 其中：C为轴承的额定负荷，数据可以从有关手册中查找。,（3）工作温度,轴承旋转时，套圈的温度经常高于相邻零件的温度。轴承的内圈可能因热胀而使配合变松；外圈会因热胀而使配合变紧。选择配合时应考虑温度的影响。,（4）旋转精度和旋转速度,当对轴承有较高旋转精度要求时，为消除弹性变形和振动的影响，应避免采用带间隙的配合，但也不能太紧。轴承转速越高，应选用愈紧的配合。,2、形位公

10、差及表面粗糙度的确定,为了保证轴承的正常运转，除了正确地选择轴承与轴颈及箱体孔的公差等级及配合外，还应对轴颈和箱体孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。 形状公差：主要是轴颈和箱体孔的表面圆柱度要求。 位置公差：主要是轴肩端面的跳动公差。 表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影响着配合质量和连接强度，因此，凡是与轴承内、外圈配合的表面通常都对表面粗糙度提出较高的要求。,例： 某一圆柱齿轮减速器的小齿轮轴，如图，要求齿轮轴的旋转精度比较高，两端装有6级单列向心球轴承（型号308），轴承尺寸为40*90*23（mm），额定负荷C为32000N，P=4000N，试用查表法确定轴颈和外壳孔的公差带代号，画出公差带图，并确定孔轴的形位公差值和表面粗糙度参数值。,40K5,90H6,3、滚动轴承的标注,（1）装配图 在装配图上，不用标注轴承的公差等级代号