第六章 滚动轴承的公差与配合.ppt

1、第六章 滚动轴承的公差与配合,6.1、滚动轴承概述 6.2、滚动轴承的公差等级 6.3、滚动轴承的内外径公差带及其特点 6.4、滚动轴承的内外径配合及其选择 6.5、滚动轴承配合选用示例及图样标注,6.1、滚动轴承概述,作用：轴承是一种标准化的支承部件，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。 分类： 滑动轴承（铜轴瓦）： 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,轴承的作用及分类,2滚动轴承的结构,滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。 滚动轴承由专业厂家生产，其配合尺寸有外径D和内径d，具有完全互换性

2、。 滚动轴承组成零件间为不完全互换性（分组装配）。,3滚动轴承的安装形式,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过渡配合；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。,4滚动轴承的精度,滚动轴承通用技术规则 GB/T307.3-2005规定了滚动轴承的精度要求 国家标准规定了滚动轴承的精度由尺寸精度和旋转精度决定。还规定了与滚动轴承相配的外壳孔和轴公差带、配合、形位公差和表面粗糙度。 滚动轴尺寸精度指：内径d、外径D、内圈宽B、外圈宽C和装配高T的尺寸公差。 滚动轴旋转

3、精度指：内外圈径向跳动(Kia,Kea)和轴向跳动(Sia,Sea)、内圈端面对内孔的垂直度(Sd)、外圈表面对端面的垂直度(SD)等。,6.2、滚动轴承的公差等级,滚动轴承公差等级,GB/T307.3-2005规定，滚动轴承的公差等级按尺寸精度和旋转精度分级。 向心轴承公差等级分为：0,6,5,4,2五级 圆锥滚子轴承公差等级分为：0,6x,5,4,2五级 推力轴承公差等级分为：0,6,5,4四级 从02级，精度依次增高，2级精度最高，0级精度最低。,2 滚动轴承精度等级的应用,0级：普通级轴承，应用最广，常用于旋转精度要求不高、中等负载、中等转速的的一般机构中。如：机床进给机构、汽车变速箱

4、、普通电机等。 6级：用于旋转精度或转速较高的旋转机构中。如：普通、精密机床传动轴承等。 5、4级：用于旋转精度和转速都高的旋转机构中。如：精密机床主轴、高精度磨床等。 2级：用于旋转精度和转速特别高的旋转机构中。如：高精度坐标镗床、精密丝杠车床等。 2,4,5,6级轴承统称高精度轴承。 另参见教材P128表61。,6.3滚动轴承内外径公差带及其特点,任何尺寸的公差带由两个因素决定：公差带的大小和公差带的位置。滚动轴承的公差带也不例外。 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。,轴承内外径公差带图,由于轴承内、外圈均为薄壁结构，制造和存放时易变形

5、，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，必须限制的内、外圈在其单一平面内的平均直径。 设d ，D为公称尺寸， ds ,Ds为单一内/外径 单一平面平均外径外径： Dmp=（Dspmax+Dspmin）/2 单一平面平均内径内径： dmp=（dspmax+dspmin）/2 Dspmax、Dspmin为加工后测得的最大、最小单一外径。 dspmax、dspmin 为加工后测得的最大、最小单一内径。,滚动轴承尺寸：内径d、外径D、内圈宽B、外圈宽C和装配高T,1滚动轴尺寸精度,单一平面内径偏差ds= ds-d 单一平面外径偏差DS = Ds-D 单一

6、平面内径变动量Vdsp= dsmax-dsmin 单一平面外径变动量VDsp = Dsmax-Dsmin 平均内径变动量Vdmp=dmpmax-dmpmin 平均外径变动量Vdmp=Dmpmax-Dmpmin 内圈单一宽度偏差Bs=Bs-B 外圈单一宽度偏差Cs=Cs-C 内圈宽度变动量VBs=Bsmax-Bsmin 外圈宽度变动量VCs=Csmax-Csmin,2滚动轴承的旋转精度,内外圈径向跳动Kia,Kea 内外圈轴向跳动Sia,Sea 内圈端面对内孔的垂直度Sd 外圈表面对端面的垂直度SD 外圈凸缘背面轴向跳动Sea1 外圈表面对凸缘背面垂直度SD1 参见教材P130131表6-2，表

7、6-3,6.4、滚动轴承的配合与选择：,1.滚动轴承的选择 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。,一、配合选择原则,2滚动轴承配合制 滚动轴承而言，由于是标准件，与外圈相配合的部分采用基轴制；与内圈相配合的轴采用基孔制。 轴承内圈与轴的配合是基孔制，虽然滚动轴承内圈所有公差等级的公差带都在零线的下方且上偏差为零。其主要原因是轴承配

8、合的特殊要求。在大多数情况下，轴承的内孔要随轴一起转动，两者之间的配合必须有一定的过盈。,3轴颈、轴承座配合公差等级的选择：,与滚动轴承相配合的孔、轴的公差等级与轴承的公差等级密切相关。一般与6、0轴承配合的轴，其公差等级多为IT5IT7，箱体孔多为IT6IT8等。 与各级精度相配合的公差带参见表6-5。,轴承配合公差带,二、配合的选择,轴承配合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。 选择轴承配合的依据是：轴承的工作条件、轴承内外圈所受的负载的大小、方向和性质、与轴承相配合的孔和轴的材料和结构，工作温度，装卸要求和调整等要求。,1.负载类型：,局部负载：作用于轴承上的合成径向

9、负载与套圈相对静止，即负载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。 循环负载：作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对旋转，即合成径向负载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。 摆动负载：作用于轴承上的合成径向负载与所承载的套圈在一定区域内相对摆动，即合成径向负载经常变动地作用在套圈滚道的小于180的部分圆周上。,负载类型示例：,2.负载的大小,轴承在负载的作用下，套圈会发生变形，使配合面受力不均匀，引起松动。因此，受重负载时配合应紧些，受轻负载时配合应松些。一般地，负载如下分类： 轻负载： P0.07C 正常负载：0.07CP0.15C 重负载

10、： P0.15C 其中：C为轴承的额定负载，数据可以从有关手册中查找。,根据Ymin，配合GB/T1801-1999选择最接近的配合,轴承内圈承受旋转载时时，与轴配合的最小过盈为：,式中：R轴承承受的最大径向负荷，单位kN k 轴承系列系数（轻2.8，中2.3，重2） b 轴承内圈配合宽度，bB2r，r为倒角,为避免套圈破裂，必须按允许的强度计算最大过盈：,式中：p允许拉应力，轴承钢为400*105Pa k 轴承系列系数（轻2.8，中2.3，重2） d 轴承内圈直径，单位m,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

11、。选择配合时应考虑温度的影响。 转速的高低：转速高时，由于与轴承配合的旋转轴或孔可能随轴承的跳动而跳动，势必造成旋转的不平稳，产生振动和噪音。因此，转速高时，应选用精度高的轴承。,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。 如：内园磨床的磨头，内圈间隙14um，外圈间隙410um,5. 轴承游隙,轴承游隙指径向游隙，GB/T4604-1993规定径向游隙分为5组：第2组，基本组，第3组，第4组和第5组，游隙依次从小到大。 游隙要合适。常温下具有基本组径向游隙的轴承按表6-6,6-7选

12、取。游隙过大，则跳动大，导致振动和噪声；游隙过小，则接触应力大，导致摩擦发热。 如：重负荷，内径较大的过盈配合，应选用大于基本组游隙的轴承，以补偿变形而引起的游隙过小。,6. 其他因素,轴与外壳孔的结构和材料 避免轴或外壳孔表面形状不规则而导致内外圈变形；不能使外圈在壳体内转动；安装于薄壁外壳时应更紧些，等等 安装与拆卸要方便，特别对重型机械。 GB/T275-1993,7形位公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。具体选择参见教材中6-8、6-9等相应表格。,6.5滚动轴承配合选用示例及图样