典型零部件幾何精度的控制與評定滾動軸承

典型零部件幾何精度的控制與評定滾動軸承.第一頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承組成第二頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承分類按滾動體形狀分:按負(fù)荷方向分:球滾子滾針圓柱圓錐向心推力向心推力徑向力軸向力徑、軸向力第三頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承的代號（GB/T272—93）明確反映軸承的結(jié)構(gòu)類型、尺寸、公差、游隙、材料、工藝等方面的重要特性。由前置代號、基本代號和后置代號構(gòu)成第四頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承的基本代號（滾針軸承除外）基本代號用來表明軸承類型、寬度系列、直徑系列和內(nèi)徑，一般為5位數(shù)類型代號：基本代號中從左至右的第一位數(shù)，占一位數(shù)位。滾動軸承類型代號用數(shù)字或大寫拉丁字母表示，見表6－3。尺寸系列代號：基本代號的第二、三位數(shù)，占兩位數(shù)位。軸承尺寸系列代號由寬度（用于向心軸承）或高度（用于推力軸承）和直徑系列代號組成，如表6－4所示。第五頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承的基本代號（滾針軸承除外）內(nèi)徑代號:基本代號的第四、五位數(shù)，占兩位數(shù)位，表示軸承的內(nèi)徑第六頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承的前置代號和后置代號前置代號用字母表示，代號及其含義如表所示第七頁，編輯于星期六：十二點五十一分。后置代號用大寫拉丁字母和大寫拉丁字母加數(shù)字表示。其中包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號，密封、防塵與外部形狀變化的代號，保持架結(jié)構(gòu)、材料改變的代號，以及游隙代號。這里主要介紹公差等級代號及其含義，如表6－7所示，其他代號可以查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》。第八頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承的精度等級滾動軸承的公差等級由軸承的尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度決定。向心軸承：0、6(6x)、5、4、2五個等級圓錐滾子軸承：0、6x、5、4四個等級推力軸承：0、6、5、4四個等級等級精度依次增高第九頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承精度分級的依據(jù)滾動軸承的尺寸精度是指軸承內(nèi)圈內(nèi)徑d、外圈外徑D、內(nèi)圈寬度B、外圈寬度C和裝配高度T的制造精度內(nèi)、外圈都是薄壁零件，易變形，故滾動軸承內(nèi)圈與軸頸、外圈與座孔結(jié)合時，起作用的是平均直徑為保證配合性質(zhì)，應(yīng)規(guī)定其平均直徑的極限偏差為使變形不至于過大而能在裝配后得到矯正，還應(yīng)規(guī)定其實際尺寸的極限偏差第十頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承的旋轉(zhuǎn)精度軸承內(nèi)（外）圈徑向跳動Kia（Kea）軸承內(nèi)（外）圈的基準(zhǔn)端面對滾道的跳動Sia（Sea）軸承內(nèi)圈基準(zhǔn)端面對內(nèi)孔的跳動Sd軸承外圈外表面素線對基準(zhǔn)端面的傾斜度SD評定向心軸承（除圓錐滾子軸承外）旋轉(zhuǎn)精度的各參數(shù)的允許值見表6.9、6.10第十一頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承的應(yīng)用軸承精度等級的選擇主要依據(jù)：對軸承部件提出的旋轉(zhuǎn)精度要求轉(zhuǎn)速的高低第十二頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承的應(yīng)用0(普通級)級軸承用在中等精度、中等轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機(jī)構(gòu)中，它在機(jī)械產(chǎn)品中應(yīng)用十分廣泛，如減速器的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，汽車、拖拉機(jī)的變速機(jī)構(gòu)，普通機(jī)床的變速機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)，水泵、壓縮機(jī)等一般通用機(jī)器中所用的軸承。6(高級)級軸承應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速較高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，如普通機(jī)床的主軸軸承(前軸承多采用5級，后軸承多采用6級)、精密機(jī)床傳動軸使用的軸承。第十三頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承的應(yīng)用5、4(精密級)級軸承應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中。5級軸承多用于比較精密的機(jī)床和機(jī)器中，而4級軸承多用于轉(zhuǎn)速很高或旋轉(zhuǎn)精度要求很高的機(jī)床和機(jī)器的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，如精密機(jī)床的主軸軸承、精密儀器和機(jī)械使用的軸承。2(超精級)級軸承應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速很高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，如精密坐標(biāo)鏜床的主軸軸承、高精度齒輪磨床以及數(shù)控機(jī)床的主軸軸承、高精度儀器和高轉(zhuǎn)速機(jī)構(gòu)中使用的軸承。第十四頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承內(nèi)徑和外徑的公差帶及特點滾動軸承的內(nèi)圈和外圈都是薄壁零件，在制造和保管過程中極易變形。因此，滾動軸承內(nèi)圈與軸，外圈與軸承孔，起配合作用的是平均直徑。根據(jù)這個特點，滾動軸承標(biāo)準(zhǔn)對軸承內(nèi)徑和外徑均分別規(guī)定了兩種公差帶。其一，限定軸承內(nèi)徑或外徑實際尺寸變動的公差帶；其二，限定同一軸承內(nèi)圈孔或軸承外圓柱面最大與最小實際直徑的算術(shù)平均值dmp或Dmp變動的公差帶，是用來控制軸承裝配后配合尺寸的誤差。第十五頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承基本術(shù)語及符號d–是指軸承公稱內(nèi)徑；

D—是指軸承公稱外徑。ds—單一內(nèi)徑，是指同一軸承的單一徑向平面內(nèi)用兩點法測量法測得的內(nèi)徑，

DS—單一外徑，是同一軸承內(nèi)在單一徑向平面內(nèi)用兩點法測量法測得的外徑；△ds—單一內(nèi)徑偏差，其定義為△ds=ds–d，主要是控制制造時的尺寸誤差；

△DS—單一外徑偏差，定義為△Ds=Ds–D，控制制造時的尺寸誤差；第十六頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承基本術(shù)語及符號單一徑向平面內(nèi)的平均內(nèi)徑dmp

：在軸承內(nèi)圈任一橫截面內(nèi)測得的內(nèi)圈內(nèi)徑的最大與最小直徑的平均值，dmp＝（dmax＋dmin）/2單一徑向平面內(nèi)的平均外徑Dmp

：在軸承外圈任一橫截面內(nèi)測得的內(nèi)圈內(nèi)徑的最大與最小直徑的平均值，Dmp＝（Dmax＋Dmin）/2單一徑向平面內(nèi)的平均內(nèi)徑偏差Δdmp

：單一徑向平面內(nèi)的平均內(nèi)徑與公稱直徑（用d表示）的差，Δdmp＝dmp-d。單一徑向平面平均外徑偏差ΔDmp：單一徑向平面內(nèi)的平均外徑與公稱直徑（用D表示）的差，ΔDmp＝Dmp-DΔdmp

和ΔDmp軸承內(nèi)圈與軸頸、外圈與座孔裝配后在單一徑向平面內(nèi)的配合尺寸的偏差第十七頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承基本術(shù)語及符號Vdp—單一徑向平面內(nèi)的內(nèi)徑變動量，Vdp=dsmax-dsmin，Vdp是限制制造時單一徑向平面內(nèi)的圓度誤差；

VDp—單一徑向平面內(nèi)的外徑變動量，VDp=DSmax-DSmin，限制制造時單一徑向平面內(nèi)的圓度誤差。Vdmp—平均內(nèi)徑變動量，定義為Vdmp=dmpmax-dmpmin，即在整個軸承寬度上，控制軸承內(nèi)圈與軸裝配后在整圈配合面上的圓柱度誤差；

VDmp—平均外徑變動量，定義為VDmp=Dmpmax-Dmpmin，控制軸承外圈與軸承座孔裝配后在整圈配合面上的圓柱度誤差。

第十八頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承和座孔、軸頸結(jié)合的公差與配合配合的要求及其特點滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，為了便于互換和大量生產(chǎn)，其內(nèi)圈與軸徑的配合采用基孔制，與一般基孔制有何不同？軸承外圈與座孔配合按基軸制，其公差帶與一般基準(zhǔn)軸公差帶相同，在零線下方第十九頁，編輯于星期六：十二點五十一分。配合的要求及其特點內(nèi)圈的公差帶位置和一般的基準(zhǔn)孔相反，公差帶都位于零線以下，即上偏差為零，下偏差為負(fù)值（why？）主要考慮配合的特殊需要，因為通常情況下，軸承的內(nèi)圈是隨軸一起轉(zhuǎn)動，為防止內(nèi)圈和軸徑之間的配合產(chǎn)生相對滑動而導(dǎo)致結(jié)合面磨損，影響軸承的工作性能，因此要求兩者的配合應(yīng)具有一定的過盈，但由于內(nèi)圈是薄壁零件，容易彈性變形脹大，且一定時間后又要拆換，故過盈量不能太大假如軸承內(nèi)孔的公差帶與一般基準(zhǔn)孔一樣分布在零線上側(cè)，當(dāng)采用公差與配合國標(biāo)中的過盈配合時，所得過盈往往太大；若改用過渡配合，又可能出現(xiàn)間隙；若采用非標(biāo)準(zhǔn)配合，又違反了標(biāo)準(zhǔn)化和互換性原則內(nèi)徑公差帶移至零線下方，使保持一定量的過盈量，從而防止其間發(fā)生相對運動而導(dǎo)致結(jié)合面磨損，保證內(nèi)圈和軸一起旋轉(zhuǎn)，方便裝拆，不產(chǎn)生過大的應(yīng)力，還能按標(biāo)準(zhǔn)偏差來加工軸第二十頁，編輯于星期六：十二點五十一分。配合的要求及其特點滾動軸承的外徑與外殼孔的配合采用基軸制，即以軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn)。因軸承外圈安裝在外殼孔中，通常不旋轉(zhuǎn)，但考慮到工作時溫度升高會使軸熱膨脹而產(chǎn)生軸向延伸，因此兩端軸承中應(yīng)有一端采用游動支承，可使外圈與外殼孔的配合稍微松一點，使之能補(bǔ)償軸的熱脹伸長量；否則，軸會產(chǎn)生彎曲，致使內(nèi)部卡死，影響正常運轉(zhuǎn)。滾動軸承的外徑與外殼孔兩者之間的配合不要求太緊，公差帶仍遵循一般基準(zhǔn)軸的規(guī)定，仍分布在零線下方，它與基本偏差為h的公差帶相類似，但公差值不同。第二十一頁，編輯于星期六：十二點五十一分。與滾動軸承配合的軸和孔的公差帶軸頸和外殼的公差帶所有公差等級的公差帶都單向偏置在零線之下，即上偏差為零，下偏差為負(fù)軸承外徑的公差值是特殊規(guī)定的第二十二頁，編輯于星期六：十二點五十一分。與滾動軸承配合的軸頸和外殼孔的常用公差帶r6m5m6j6js5k5js6h5h6h8h7g6g5d內(nèi)圈公差帶k6n6p60+-j5圖6-5與滾動軸承配合的軸頸的常用公差帶第二十三頁，編輯于星期六：十二點五十一分。M6K7M7N6N7P6P7K6J6J7JS6JS7H6H7H8G7外圈公差帶0+-D圖6-5與滾動軸承配合的外殼孔的常用公差帶與滾動軸承配合的軸頸和外殼孔的常用公差帶第二十四頁，編輯于星期六：十二點五十一分。與滾動軸承配合的軸頸和外殼孔的常用公差帶適用范圍：對軸承的旋轉(zhuǎn)精度和運動平穩(wěn)性沒有特殊要求軸頸為實體或厚壁空心軸頸與座孔的材料為鋼或鑄鐵軸承的工作溫度不超過100度軸頸與座孔的標(biāo)準(zhǔn)公差等級與滾動軸承本身精度等級密切相關(guān)。與0級和6級軸承配合的軸一般取IT6，座孔取IT7對旋轉(zhuǎn)精度和運動平穩(wěn)有較高要求的場合，軸頸取IT5，座孔取IT6與5級軸承配合的軸頸和座孔均取IT6，要求高的場合取IT5與4級軸承配合的軸頸取IT5，座孔取IT6要求更高的場合軸頸取IT4，座孔取IT5第二十五頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承與座孔、軸頸結(jié)合的配合選擇精度設(shè)計內(nèi)容:確定與孔、軸配合的依據(jù)確定孔、軸的尺寸公差等級和基本偏差確定孔、軸的形位公差和表面粗糙度參數(shù)值第二十六頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選用依據(jù)選擇滾動軸承與軸頸、外殼孔配合時應(yīng)考慮的主要因素負(fù)荷的類型(軸承套圈相對于負(fù)荷方向的運轉(zhuǎn)狀態(tài))定向負(fù)荷：軸承套圈相對于負(fù)荷方向靜止，即作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈相對靜止，即負(fù)荷方向始終不變地作用在套圈滾道的局部區(qū)域上，該套圈所承受的這種負(fù)荷性質(zhì)，稱為局部負(fù)荷。特點：負(fù)荷作用集中，套圈滾道局部區(qū)域容易產(chǎn)生磨損第二十七頁，編輯于星期六：十二點五十一分。負(fù)荷的類型旋轉(zhuǎn)負(fù)荷：軸承套圈相對于負(fù)荷方向旋轉(zhuǎn)，作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈相對旋轉(zhuǎn)，即合成負(fù)荷方向依次作用在套圈滾道的整個圓周上。特點：負(fù)荷呈周期作用，套圈滾道產(chǎn)生均勻磨損擺動負(fù)荷：軸承套圈相對于負(fù)荷方向擺動，作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈在一定區(qū)域內(nèi)相對擺動，即合成負(fù)荷向量按一定規(guī)律變化，往復(fù)作用在套圈滾道的局部圓周上第二十八頁，編輯于星期六：十二點五十一分。Fra)圖6-6軸承套圈相對于負(fù)荷方向的運轉(zhuǎn)狀態(tài)Frb)

內(nèi)圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)荷外圈：定向負(fù)荷內(nèi)圈：定向負(fù)荷外圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)荷第二十九頁，編輯于星期六：十二點五十一分。FrFcc)圖6-6軸承套圈相對于負(fù)荷方向的運轉(zhuǎn)狀態(tài)FrFcd)內(nèi)圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)荷外圈：擺動負(fù)荷內(nèi)圈：擺動負(fù)荷外圈：旋轉(zhuǎn)負(fù)荷第三十頁，編輯于星期六：十二點五十一分。(3)軸承套圈相對于負(fù)荷方向擺動當(dāng)大小和方向按一定規(guī)律變化的徑向負(fù)荷依次往復(fù)地作用在套圈滾道的一段區(qū)域上時，這就表示該套圈相對于負(fù)荷方向擺動。

圖6-6擺動負(fù)荷由圖7.6得知，當(dāng)Fr＞Fc時，F(xiàn)r與Fc的合成負(fù)荷就在AB區(qū)域內(nèi)擺動。那么，不旋轉(zhuǎn)的套圈就相對于合成負(fù)荷方向F擺動，而旋轉(zhuǎn)的套圈就相對于合成負(fù)荷方向F旋轉(zhuǎn)；當(dāng)Fr＜Fc時，F(xiàn)r與Fc的合成負(fù)荷則沿整個圓周變動，因此不旋轉(zhuǎn)的套圈就相對于合成負(fù)荷的方向旋轉(zhuǎn)，而旋轉(zhuǎn)的套圈則相對于合成負(fù)荷的方向靜止，此時承受局部負(fù)荷。第三十一頁，編輯于星期六：十二點五十一分。套圈的負(fù)荷類型第三十二頁，編輯于星期六：十二點五十一分。結(jié)論：（1）當(dāng)套圈相對于負(fù)荷方向固定時，該套圈與軸頸或外殼孔的配合應(yīng)稍松些，一般選用具有平均間隙較小的過渡配合或具有極小間隙的間隙配合。從而減少滾道的局部磨損，延長使用壽命（2）當(dāng)套圈相對負(fù)荷方向旋轉(zhuǎn)時，該套圈與軸頸或外殼孔的配合應(yīng)較緊，一般選用過盈小的過盈配合或過盈概率大的過渡配合。必要時，過盈量的大小可以通過計算確定?？梢苑乐固兹ο鄬τ诮Y(jié)合件表面打滑，引起發(fā)熱、磨損（3）當(dāng)套圈相對于負(fù)荷方向擺動時，該套圈與軸頸或外殼孔的配合的松緊程度，一般與套圈相對于負(fù)荷方向旋轉(zhuǎn)時選用的配合相同，或稍松一些。第三十三頁，編輯于星期六：十二點五十一分。負(fù)荷大小軸承與軸頸或外殼孔配合的選擇，應(yīng)依據(jù)所承受載荷的性質(zhì)（輕、正常、重負(fù)荷）依次越來越緊。較重的負(fù)荷，選較大的過盈配合較輕的負(fù)荷，選較小的過盈配合P為徑向當(dāng)量動載荷，C為軸承的徑向額定動載荷第三十四頁，編輯于星期六：十二點五十一分。軸承的工作條件軸承工作時，主要應(yīng)考慮軸承的工作溫度以及旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度對配合的影響。內(nèi)圈因熱膨脹而與軸的配合可能松動外圈因熱膨脹而與殼體孔的配合可能變緊選擇配合時，必須考慮溫度影響的修正量,溫度升高,內(nèi)圈選緊,外圈選松第三十五頁，編輯于星期六：十二點五十一分。旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度承受負(fù)荷較大且要求旋轉(zhuǎn)精度較高的軸承，為了消除彈性變形和振動的影響，應(yīng)避免采用間隙配合。對一些精密機(jī)床的輕負(fù)荷軸承，為了避免座孔和軸徑的形狀誤差對軸承精度的影響，常采用有間隙的配合。當(dāng)軸承旋轉(zhuǎn)精度要求較高時，為了消除彈性變形和振動的影響，不僅受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷的套圈與結(jié)合件的配合應(yīng)選的緊些一般來說，軸承旋轉(zhuǎn)精度越高，配合應(yīng)該越緊。第三十六頁，編輯于星期六：十二點五十一分。軸和外殼孔的結(jié)構(gòu)與材料

剖分式外殼結(jié)構(gòu)應(yīng)比整體式結(jié)構(gòu)選用較松的配合；薄壁外殼、輕合金外殼或空心軸應(yīng)選用更緊的配合；重型機(jī)械的軸承宜用較松的配合；滾子軸承的配合應(yīng)比球軸承緊一些；長軸結(jié)構(gòu)，希望軸承的一個套圈在運轉(zhuǎn)中能沿軸向游動時，應(yīng)選較松的配合。第三十七頁，編輯于星期六：十二點五十一分。安裝和拆卸軸承的條件考慮軸承安裝與拆卸方便，宜采用較松的配合，對重型機(jī)械用的大型和特大型軸承，這一點尤為重要。當(dāng)要求裝卸方便，而又需緊配時，可采用分離型軸承，或內(nèi)圈帶錐孔、帶緊定套和退卸套的軸承。

除上述條件外，還應(yīng)考慮當(dāng)要求軸承的內(nèi)圈或外圈能沿軸向移動時，該內(nèi)圈與軸或外圈與外殼孔的配合應(yīng)選較松的配合。滾動軸承的尺寸愈大，選取的配合應(yīng)愈緊。第三十八頁，編輯于星期六：十二點五十一分。軸頸和外殼孔幾何精度的確定

孔、軸尺寸公差帶的選用

當(dāng)對軸承的旋轉(zhuǎn)精度和運動平穩(wěn)性無特殊要求，軸承游隙為0組游隙，軸為實心或厚壁空心的鋼制軸，外殼（箱體）為鑄鋼件或鑄鐵件，軸承的工作溫度不超過100℃時，確定軸頸和外殼孔的公差帶可參考表6－14~表6－17，按照表中條件進(jìn)行選擇。

第三十九頁，編輯于星期六：十二點五十一分。孔、軸形位公差和表面粗糙度的選用為了保證軸承正常運轉(zhuǎn)，除了正確選擇軸承與軸頸和外殼孔的尺寸公差帶以外，還應(yīng)對軸頸和外殼孔的配合表面形位公差及表面粗糙度提出要求。

之所以提出形狀公差要求，是因為軸承套圈為薄壁件，易變形，但其形狀誤差在裝配后靠軸頸和外殼孔的正確形狀可得到矯正。為保證軸承安裝正確，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，軸頸和外殼孔應(yīng)分別采用包容要求，并對軸頸和外殼孔表面提出圓柱度要求，其公差值如表6－18所示。第四十頁，編輯于星期六：十二點五十一分?？住⑤S形位公差提出位置公差要求是為了保證軸承工作時有較高的旋轉(zhuǎn)精度，應(yīng)限制與套圈端面接觸的軸肩及外殼孔肩的傾斜，從而避免軸承裝配后滾道位置不正確，旋轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，因此，應(yīng)規(guī)定軸肩和外殼孔肩的端面對基準(zhǔn)軸線的端面圓跳動公差，其公差值如表6－18所示。第四十一頁，編輯于星期六：十二點五十一分。軸頸及外殼孔的形位公差的標(biāo)注第四十二頁，編輯于星期六：十二點五十一分。表面粗糙度的選用孔、軸表面存在表面粗糙度，這會使有效過盈量減小，使接觸剛度下降，從而導(dǎo)致支承不良，因此，孔、軸的配合表面還應(yīng)規(guī)定嚴(yán)格的表面粗糙度，其參數(shù)值根據(jù)表6－19所示的條件選用。一般來說，軸頸或外殼孔的表面粗糙度的最低要求為：圓柱表面0.8～1.6，軸肩1.6～3.2。第四十三頁，編輯于星期六：十二點五十一分。滾動軸承與孔、軸結(jié)合的精度設(shè)計舉例

一臺輕型車床的主軸后支承采用單列向心球軸承6208，內(nèi)徑d=40mm，外徑D=80mm，軸承寬度B=18mm，圓角半徑r=2mm，額定動負(fù)荷Cr=25600N。承受徑向當(dāng)量動負(fù)荷P=1800N，工作溫度低于60℃