滚动轴承与孔轴结合的互换性.ppt

1、滚动轴承与孔轴结合的 互换性,7.1 概述 7.2 滚动轴承内、外径公差带及其特点 7.3 滚动轴承与轴和外壳孔的配合及其选择,第7章,2020/8/20,1,7.1 概述,7.1.1 滚动轴承的结构及分类,滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。常用的滚动轴承绝大多数已经标准化，并由专业工厂大量制造并供应各种规格常用的轴承。,2020/8/20,2,1. 滚动轴承的构成,2020/8/20,3,轴承内圈内径d用来和轴颈装配，外圈外径D用来和壳体孔装配。通常是内圈随轴颈回转，外圈固定，但也可以用于外圈回转而内圈不动，或是内、外圈同时回转的场合。当内

2、、外圈相对转动时，滚动体即在内、外圈的滚道内滚动。,滚动轴承的安装位置,2020/8/20,4,滚动轴承的基本类型,在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力和耐冲击能力都好，但球轴承摩擦小、高速性能好。,2020/8/20,5,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，这在国家标准GBT2751993中均做了规定。,影响滚动轴承应用的要素,2020/8/20,6,7.1.2 滚动轴承的精度等级,根据GBT307.12005和GBT307.42002规定，向心轴承的公差等级，由低

3、到高依次分为0、6、5、4和2五个级别，圆锥滚子轴承的公差等级分为0、6x、5和4四个级别，推力轴承的公差等级分为0、6、5和4四个级别。仅向心轴承有2级，圆锥滚子轴承有6x级，而无6级。,2020/8/20,7,新国标：2、 4、 5、 6、 0 旧国标：B 、C、 D、 E、 G,代号,公差等级,公 差 含 义,/P0,0级,/P6,6级,/P6x,6x级,公差等级符合标准规定的6x级,/P5,5级,公差等级符合标准规定的5级。,/P4,4级,公差等级符合标准规定的4级。,公差等级0级,一般省略，不 标注。,公差等级符合标准规定的6级。,公差等级代号,2020/8/20,8,轴承类型与适用

4、精度等级,2020/8/20,9,0级 6级 5级 4级 2级,精密传动轴、普通机床主轴,精密机床主轴、精密仪器机构,高精度机床和仪器主轴,应用最广，一般减速器、电机等。,滚动轴承各精度等级的应用,2020/8/20,10,滚动轴承各精度等级的应用示例,0级轴承在机械制造业中应用最广，通常称为普通级，在轴承代号标注时不予注出。它用于旋转精度要求不高、中等负荷、中等转速的一般机构中，如普通机床和汽车的变速机构。,2020/8/20,11,图示为CA6140型车床主轴组件的结构，前支承（3）选用了4级精度NN3000型双列圆柱滚子轴承。 后支承（8）选用了5级精度7202型角接触球轴承。,5、4级

5、轴承应用于旋转精度和转速要求高的旋转机构中，如高精度机床、磨床、精密丝杠车床和滚齿机等的主轴轴承。,2020/8/20,12,主轴最高转速为5000rmin，主轴前支承选用了三个4级精度角接触球轴承。,滚动轴承各精度等级的应用示例,2020/8/20,13,内圆磨头属于高精度、高速型主轴组件，选用2级精度轴承。,内圆磨床主轴组件,滚动轴承各精度等级的应用示例,2020/8/20,14,海上钻井平台上 使用的滚动轴承,滚动轴承的应用,2020/8/20,15,滚动轴承的应用,机车上使用的滚动轴承,2020/8/20,16,向心或向心推力轴承内圈和外圈都是薄壁件，在制造过程中或在自由状态下都容易变

6、形；而当轴承内圈与轴、外圈与外壳孔装配后，又容易使这种变形得到纠正。根据这种特点，滚动轴承标准不仅规定了两种尺寸公差带，还规定了两种形状公差。其目的是控制轴承的变形程度、轴承与轴和壳体孔配合的尺寸精度。,公差理论在滚动轴承上的应用,2020/8/20,17,两种尺寸公差是： 轴承的单一内径（ds）与外径（Ds）的极限偏差；单一平面的平均内径（dmp）与外径（Dmp）的极限偏差。 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）。,滚动轴承公差的特殊性,2020/8/20,18,凡合格的滚动轴承，应同

7、时满足所规定的两种公差的要求，相应计算公式见表7.1。 计算滚动轴承与孔、轴结合的间隙或过盈时，应以平均尺寸为准。,滚动轴承偏差计算与合格性判定,2020/8/20,19,2020/8/20,20,滚动轴承标准除了规定两种尺寸公差带和两种形状公差，还规定了滚动轴承的旋转精度。 包括：轴承内、外圈的径向跳动、轴承内、外圈端面对滚道的跳动、内圈基准端面对内孔的跳动、外径表面母线对基准端面的倾斜度变动量等。,滚动轴承的精度项目,2020/8/20,21,7.2 滚动轴承内、外径公差带及其特点,轴承内圈通常与轴一起旋转。为防止内圈和轴颈的配合相对滑动而产生磨损，影响轴承的工作性能，要求配合面间具有一定

8、的过盈，但过盈量不能太大。因此GBT2751993规定：内圈基准孔公差带位于以公称内径d为零线的下方，即上偏差为零，下偏差为负值。,确定滚动轴承内径公差带时考虑的因素,2020/8/20,22,轴承外圈安装在外壳孔中，通常不旋转，考虑到工作时温度升高会使轴膨胀，两端轴承中有一端应是游动支承，可把外圈与外壳孔的配合设计的稍松一点，使之能补偿轴的热胀伸长量，不然轴弯曲时，轴承内部就有可能卡死。 因此国标GBT2751993规定：轴承外圈的公差带位于公称尺寸D为零线的下方。,确定滚动轴承外径公差带时考虑的因素,2020/8/20,23,从平均内径dmp公差带的分布情况可以看出，与各种基本偏差代号的轴

9、所组成的配合都比一般圆柱体的同名配合紧，此时，当它与GBT18011999中的过渡配合的轴相配合时，能保证获得大小适宜的过盈量，从而满足轴承的内孔与轴颈的配合要求。 滚动轴承外径公差带与具有基本偏差h的轴公差带相类似，但公差值不同，组成的配合与一般的基轴制配合类似，如图7.2所示。,滚动轴承内、外径公差带同各种基本偏差代号 的轴所组成的配合与一般圆柱体的同名配合比较,2020/8/20,24,7.2.1 滚动轴承配合的基准制,理由：,需要注意的是：轴承的公差带并非采用一般的公差带，而是采用轴承标准专门规定的公差带，内外径公差带的分布如下：,轴承是标准件,滚动轴承配合采用的基准制：,内圈与轴颈：

10、 d基孔制,外圈与座孔： D基轴制,2020/8/20,25,7.2.2 滚动轴承内、外径公差带特点,轴承公差带的特点是：,1、所有公差带是单向负偏差，上偏差为0 ；,2、上下偏差所限制的是平均直径的实际偏差。,注意：内径用d表示，外径用D表示，与前面的孔轴规定的表示方法不一致。,2020/8/20,26,7.3 滚动轴承与轴和外壳孔的配合及其选择,7.3.1 轴颈和外壳孔的公差带,由于轴承内径和外径本身的公差带在轴承制造时已确定，因此轴承内圈与轴颈、外圈与外壳孔的配合面间需要的配合性质，要由轴径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。GBT2751993规定了在一

11、般条件下滚动轴承与轴和外壳的配合选用的基本原则和要求，并推荐了轴承与轴和外壳配常用公差带，如图7.3所示。,2020/8/20,27,GBT275推荐的与轴承内圈配合的 轴颈公差带共17种，多为过渡或小过盈配合,2020/8/20,28,GBT275推荐的与轴承外圈配合的 壳体孔公差带共16种，大多为过渡配合,2020/8/20,29,7.3.2 配合选择的基本原则,1. 配合选择的基本原则,1)轴承套圈相对于负荷的状况 作用在轴承上的径向负荷一般是由定向负荷和旋转负荷合成的。根据轴承所承受的负荷对于套圈作用的不同，可分为三类，如图所示。,2020/8/20,30,放映动画演示,2020/8/

12、20,31,内圈旋转、外圈固定负荷方向不变 内圈：承受旋转负荷外圈：承受局部负荷,2020/8/20,32,相对于负荷方向旋转或摆动的套圈，应选择过盈配合或过渡配合。 相对于负荷方向固定的套圈，应选择间隙配合。 当以不可分离型轴承作游动支承时，则应以相对于负荷方向为固定的套圈作为游动套圈，选择间隙或过渡配合。,轴承配合的选择,2020/8/20,33,当P0.07C时称为轻负荷； 当0.07C0.15C时称为重负荷。 轴承承受的负荷愈大或为冲击负荷时，最小过盈应选择较大值；反之，可选择较小值。,轴承配合特征参数的选择,2)负荷的类型和大小 轴承套圈与轴或壳体孔配合的最小过盈取决于负荷的大小。而

13、负荷的大小，一般用当量径向负荷P与轴承的额定动负荷C的比值来划分，,2020/8/20,34,3)轴承尺寸大小 随着轴承尺寸的增大，选择的过盈配合过盈越大，间隙配合间隙越小。,轴承配合特征参数的选择,4)轴承游隙 采用过盈配合会导致轴承游隙的减少，应检验安装后轴承的游隙是否满足使用要求，以便正确选择配合及轴承游隙。,5)其他影响因素 轴和轴承座的材料、强度和导热性能、从外部进入轴承的及在轴承中产生的热、导热途径和热量、支承安装和调整性能等都影响配合的选择。,2020/8/20,35,6)公差等级的选用 与轴承配合的轴或外壳孔的公差等级与轴承精度有关。与0级、6(6X)级公差轴承配合的轴，其公差

14、等级一般为IT6，外壳孔一般为IT7。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。,2020/8/20,36,2. 公差带的选择,向心轴承和轴的配合，轴公差带代号按表7.2选择； 向心轴承与外壳孔的配合，孔公差带代号按表7.3选择； 其他轴承配合公差带的选择参见GBT2751993。,2020/8/20,37,表7.2 轴颈公差带的应用,2020/8/20,38,表7.2 轴承孔公差带的应用,2020/8/20,39,7.3.3配合表面及端面的形位公差和表面粗糙度,为保证轴承正常运转，除了正确选择轴承与轴径及外壳孔的公差等级及配合外，还应对

15、轴径及外壳孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。,（1）配合表面及端面的形位公差,为保证轴承工作时有较高的旋转精度，应限制与套圈端面接触的轴肩及壳体孔肩的倾斜，以避免轴承装配后滚道位置不正而使旋转不平稳，因此规定了轴肩和壳体孔肩的端面跳动公差。其形位公差值见表7.4。,2020/8/20,40,表7.4 轴和外壳孔的形位公差值 (摘自GB/T725-1993),2020/8/20,41,表面粗糙度的大小直接影响配合的性质和联接强度，因此，凡是与轴承内、外圈配合的表面通常都对粗糙度提出了较高的要求，按表7.5选择。,（2）配合表面及端面的粗糙度要求,2020/8/20,42,配合表面及端面的粗糙度的选择,