滾動軸承的精度設計

1、課題三課題三 典型結(jié)合和傳動的典型結(jié)合和傳動的 精度設計精度設計滾動軸承的精度設計滾動軸承的精度設計一、概述n作用作用：軸承是一種傳動支承部件，它既可以用于支承旋轉(zhuǎn)的軸，又可以減少軸與支承部件之間的摩擦力，廣泛地用于機械傳動中。n分類分類： n滑動軸承（銅軸瓦）：n滾動軸承 ：n按滾動體結(jié)構(gòu)：球軸承、滾子軸承、滾針軸承n按承受載荷形式：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承軸承的作用及分類：軸承的作用及分類：2滾動軸承的組成：滾動軸承的組成： n滾動軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成。3滾動軸承的安裝形式：滾動軸承的安裝形式： n外圈與箱體上的軸承座配合，內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)的軸頸配合。 n通常外圈固定不動

2、因而外圈與軸承座為過盈配合；內(nèi)圈隨軸一起旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈與軸也為過盈配合。n 考慮到運動過程中軸會受熱變形延伸，一端軸承應能夠作軸向調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)好后應軸向鎖緊。4滾動軸承的結(jié)構(gòu)特點：滾動軸承的結(jié)構(gòu)特點： n滾動軸承是一種標準件。 n有內(nèi)外兩種互換性。 n滾動軸承的精度要求很高。5有關(guān)滾動軸承的國標規(guī)定：有關(guān)滾動軸承的國標規(guī)定： n滾動軸承的國家標準不僅規(guī)定了滾動軸承本身的尺寸公差、旋轉(zhuǎn)精度（跳動公差等）、測量方法，還規(guī)定可與滾動軸承相配的箱體孔和軸頸的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。二滾動軸承的精度設計二滾動軸承的精度設計包括滾動軸承制造的尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等。公差等級：公差等級：n滾動軸承

3、按其內(nèi)外圈基本尺寸的公差和旋轉(zhuǎn)精度分為五級：其名稱和代號由低到高分別為普通級/P0、高級/P6、/P6x、精密級/P5、超精密級/P4及最精密級/P2（GB/T272-1993）。凡屬普通級的軸承，一般在軸承型號上不標注公差等級代號(注意與教材P134老國標比較。GB307.3-1984)。公差帶公差帶 n任何尺寸的公差帶由兩個因素決定任何尺寸的公差帶由兩個因素決定：公差帶的寬窄和公差帶的位置。滾動軸承的公差帶也不例外，其公差帶如圖所示。n軸承內(nèi)、外徑公差帶的特點是軸承內(nèi)、外徑公差帶的特點是：所有公差帶都單向偏置在零線下方，即上偏差為0，下偏差為負值。軸承內(nèi)外徑公差帶圖：/P0/P6/P5/P

4、4/P2/P0/P6/P5/P4/P2+0-+0-Dd軸承外徑Dmp的公差帶軸承內(nèi)徑dmp的公差帶滾動軸承的基本尺寸及公差要求（滾動軸承的基本尺寸及公差要求（1）：）：n基本尺寸：基本尺寸：滾動軸承的基本尺寸是指滾動軸承的內(nèi)徑d、外徑D和軸承寬度B。n軸承的配合尺寸：軸承的配合尺寸：由于軸承內(nèi)、外圈均為薄壁結(jié)構(gòu)，制造和存放時易變形，但在裝配后能夠得到矯正。為了便于制造，允許有一定的變形。為保證軸承與結(jié)合件的配合性質(zhì)，所限制的僅是內(nèi)、外圈在其單一平面內(nèi)的平均直徑，即軸承的配合尺寸。n外徑： Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2n內(nèi)徑： dmp=（dsmax+dsmin）/2Dsmax、Dsmi

5、n為加工后測得的最大、最小單一外徑。dsmax、dsmin為加工后測得的最大、最小單一內(nèi)徑。滾動軸承的基本尺寸及公差要求（滾動軸承的基本尺寸及公差要求（2）：）：n尺寸制造公差：尺寸制造公差：國家標準對軸承內(nèi)徑和外徑尺寸公差作了兩種規(guī)定：一是規(guī)定了內(nèi)、外徑尺寸的最大值和最小值所允許的偏差，即單一內(nèi)、外徑偏差，其目的是為了限制變形量；二是規(guī)定了內(nèi)、外徑實際尺寸的最大值和最小值的平均值偏差，即單一平面平均內(nèi)、外徑偏差，目的是用于軸承的配合。二者應符合國家。（教材P133）n滾動軸承的旋轉(zhuǎn)精度滾動軸承的旋轉(zhuǎn)精度：是指軸承內(nèi)外圈的徑徑向跳動公差向跳動公差；軸承內(nèi)、外圈的端面對內(nèi)孔軸線的端面跳動公差端面

6、跳動公差等。+0-+0-9050已知軸承的基本尺寸如圖所示。根據(jù)實際工況采用E級（相當于/P6）向心軸承，試畫出軸承孔軸公差帶并標注有關(guān)尺寸。 查表：教材P133es=0ES=0ei=-0.013EI=-0.01軸承公差帶標注示例：、滾動軸承精度等級的選擇：、滾動軸承精度等級的選擇： 主要考慮以下幾點：n機器功能對軸承部件的旋轉(zhuǎn)精度要求。機器功能對軸承部件的旋轉(zhuǎn)精度要求。一般這樣選取具體參見教材P130表71）：n/P0：用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機構(gòu)中。n/P6、/P5、P4：用于旋轉(zhuǎn)精度要求較高或轉(zhuǎn)速較高 的機構(gòu)中。n/P2：用于高精度、高轉(zhuǎn)速的特別精密部件上。n轉(zhuǎn)速的高低：轉(zhuǎn)速的高低：轉(zhuǎn)

7、速高時，由于與軸承配合的旋轉(zhuǎn)軸或孔可能隨軸承的跳動而跳動，勢必造成旋轉(zhuǎn)的不平穩(wěn)，產(chǎn)生振動和噪音。因此，轉(zhuǎn)速高時，應選用精度高的軸承。 5、滾動軸承的選擇：n結(jié)構(gòu)型式的選擇：結(jié)構(gòu)型式的選擇：屬于機械零件的范疇。主要對軸進行受力分析，確定軸承的類型（向心、推力、向心推力）、軸承的基本尺寸（內(nèi)徑、外徑、軸承寬度）。n軸承配合的精度計算：軸承配合的精度計算：軸承是根據(jù)工況選用；與軸承相配合的軸頸、軸承座則需進行精度設計：包括配合性質(zhì)的確定、形位公差的確定、表面粗糙度的確定等。這部分內(nèi)容由互換性解決。三滾動軸承配合的精度設計三滾動軸承配合的精度設計滾動軸承配合制：滾動軸承配合制： n前面在討論配合制時，

8、談到一般情況下，采用基孔制，但若為標準件，則與之相配合的零件的配合性質(zhì)由標準件決定。就滾動軸承而言，由于是標準件，與外圈相配合的部分采用基軸制；與內(nèi)圈相配合的軸采用基孔制。n軸承內(nèi)圈與軸的配合是基孔制，雖然滾動軸承內(nèi)圈所有公差等級的都在零線的下方且上偏差為零。其主要原因是軸承配合的特殊要求。在大多數(shù)情況下，軸承的內(nèi)孔要隨軸一起轉(zhuǎn)動，兩者之間的配合必須有一定的過盈。軸承配合公差帶軸頸、軸承座配合公差等級的選擇：軸頸、軸承座配合公差等級的選擇：n與滾動軸承相配合的孔、軸的公差等級與軸承的公差等級密切相關(guān)。一般與/P6、/P0軸承配合的軸，其公差等級 多 為 I T 5 I T 7 ， 箱 體 孔

9、多 為IT6IT8等。配合性質(zhì)的選擇：配合性質(zhì)的選擇：n軸承配合性質(zhì)的選擇即是確定與軸承相配合的軸頸和軸承座的基本偏差代號。n選擇軸承配合性質(zhì)的依據(jù)是：軸承內(nèi)外圈所受的負載類型負載類型、軸承所受負載負載的大小的大小、軸承的工作條件工作條件、與軸承相配合的孔和軸的材料和裝卸要求材料和裝卸要求等。負載類型： n局部負載：局部負載：作用于軸承上的合成徑向負載徑向負載與套圈相對靜止，即負載方向始終不變地作用在套圈滾道的局部上。通常采用小間隙配合或過渡配合。n循環(huán)負載：循環(huán)負載：作用于軸承上的合成徑向負載與套圈相對旋轉(zhuǎn)，即合成徑向負載順次作用在套圈的整個上。通常采用過盈或較緊的過渡配合。n擺動負載：擺動

10、負載：作用于軸承上的合成徑向負載與所承載的套圈在一定區(qū)域內(nèi)相對擺動，即合成徑向負載經(jīng)常變動地作用在套圈滾道的小于180的部分上。負載類型示例：負載的大?。?n軸承在負載的作用下，套圈會發(fā)生變形，使配合面受力不均勻，引起松動。因此，受重負載時配合應緊些，受輕負載時配合應松些。一般地，負載如下分類：n輕負載： P0.07Cn正常負載：0.07CP0.15Cn重負載： P0.15C 其中：C為軸承的額定負載，數(shù)據(jù)可以從有關(guān)手冊中查找。工作溫度： n軸承旋轉(zhuǎn)時，套圈的溫度經(jīng)常高于相鄰零件的溫度。軸承的內(nèi)圈可能因熱脹而使配合變松；外圈會因熱脹而使配合變緊。選擇配合時應考慮溫度的影響。旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度：

11、 n當對軸承有較高旋轉(zhuǎn)精度要求時，為消除彈性變形和振動的影響，應避免采用帶間隙的配合，但也不能太緊。軸承轉(zhuǎn)速越高，應選用愈緊的配合。具體選用時參見教材P138相應表格。形位公差及表面粗糙度的確定：形位公差及表面粗糙度的確定：n為了保證軸承的正常運轉(zhuǎn)，除了正確地選擇軸承與軸頸及箱體孔的公差等級及配合外，還應對軸頸和箱體孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。n形狀公差：形狀公差：主要是軸頸和箱體孔的表面要求。n位置公差：位置公差：主要是軸肩端面的。n表面粗糙度：表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影響著配合質(zhì)量和連接強度，因此，凡是通常都對表面粗糙度提出較高的要求。具體選擇參見教材P139相應表格。四滾動軸承配合四滾動軸承配合選用示例及圖樣標注選用示例及圖樣標注55j6100H71、在裝配圖上的標注：在裝