第6章滾動(dòng)軸承精度的設(shè)計(jì)ppt課件

1、第六章第六章 滾動(dòng)軸承公差與配合滾動(dòng)軸承公差與配合u滾動(dòng)軸承的互換性滾動(dòng)軸承的互換性u(píng)滾動(dòng)軸承精度等級(jí)及應(yīng)用滾動(dòng)軸承精度等級(jí)及應(yīng)用u滾動(dòng)軸承內(nèi)外徑公差帶滾動(dòng)軸承內(nèi)外徑公差帶u滾動(dòng)軸承配合及選擇滾動(dòng)軸承配合及選擇一、滾動(dòng)軸承的互換性一、滾動(dòng)軸承的互換性u(píng)滾動(dòng)軸承的作用與分類(lèi)滾動(dòng)軸承的作用與分類(lèi)u滾動(dòng)軸承的組成與結(jié)構(gòu)特征滾動(dòng)軸承的組成與結(jié)構(gòu)特征u滾動(dòng)軸承的安裝形式滾動(dòng)軸承的安裝形式u滾動(dòng)軸承的工作性能要求滾動(dòng)軸承的工作性能要求v作用：軸承是一種在機(jī)器中起支承作用的作用：軸承是一種在機(jī)器中起支承作用的標(biāo)準(zhǔn)部件，可以減小運(yùn)動(dòng)副的摩擦與磨損，標(biāo)準(zhǔn)部件，可以減小運(yùn)動(dòng)副的摩擦與磨損，提高機(jī)械效率提高機(jī)械效率

2、v分類(lèi)：分類(lèi)： v滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承 ：v按滾動(dòng)體結(jié)構(gòu)：球軸承、滾子軸承、滾針按滾動(dòng)體結(jié)構(gòu)：球軸承、滾子軸承、滾針軸承軸承v按承受載荷形式：向心軸承、推力軸承、按承受載荷形式：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承向心推力軸承 滾動(dòng)軸承的作用及分類(lèi)滾動(dòng)軸承的作用及分類(lèi)兩端游動(dòng)支承圖片兩端游動(dòng)支承圖片滾動(dòng)軸承作用滾動(dòng)軸承作用深溝球軸承圖片滾動(dòng)軸承的組成與結(jié)構(gòu)特征滾動(dòng)軸承的組成與結(jié)構(gòu)特征 滾動(dòng)軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：v滾動(dòng)軸承是一種標(biāo)準(zhǔn)件。滾動(dòng)軸承是一種標(biāo)準(zhǔn)件。 v有內(nèi)外兩種互換性。有內(nèi)外兩種互換性。 v滾動(dòng)軸承的精度要求很高。滾動(dòng)軸承的精度要求很高。滾動(dòng)軸承的安裝形式滾動(dòng)軸承的

3、安裝形式 v外圈與箱體上的外殼孔配合，外圈與箱體上的外殼孔配合，內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)的軸頸配合。內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)的軸頸配合。 v通常外圈固定不動(dòng)通常外圈固定不動(dòng)因而外因而外圈與軸承座為過(guò)盈配合；內(nèi)圈圈與軸承座為過(guò)盈配合；內(nèi)圈隨軸一起旋轉(zhuǎn)隨軸一起旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈與軸也內(nèi)圈與軸也為過(guò)盈配合。為過(guò)盈配合。v 部分機(jī)械結(jié)構(gòu)要求外圈與外部分機(jī)械結(jié)構(gòu)要求外圈與外殼孔一起旋轉(zhuǎn)，內(nèi)圈與軸頸固殼孔一起旋轉(zhuǎn)，內(nèi)圈與軸頸固定不動(dòng)定不動(dòng)滾動(dòng)軸承的工作性能要求滾動(dòng)軸承的工作性能要求 1、必要的旋轉(zhuǎn)精度：、必要的旋轉(zhuǎn)精度： 軸承工作時(shí)內(nèi)、外圈和端面的跳動(dòng)軸承工作時(shí)內(nèi)、外圈和端面的跳動(dòng)控制在允許的范圍內(nèi)，以保證傳動(dòng)零件控制在允許的范圍內(nèi)，以保證傳

4、動(dòng)零件的回轉(zhuǎn)精度。的回轉(zhuǎn)精度。2、合適的游隙、合適的游隙 滾動(dòng)體與內(nèi)、外圈的游隙分為徑向滾動(dòng)體與內(nèi)、外圈的游隙分為徑向游隙和軸向游隙，大小都應(yīng)在合適的范游隙和軸向游隙，大小都應(yīng)在合適的范圍內(nèi)，保證軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)，壽命長(zhǎng)。圍內(nèi)，保證軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)，壽命長(zhǎng)。 公差等級(jí)公差等級(jí) 滾動(dòng)軸承的公差等級(jí)由軸承的尺寸公差與旋轉(zhuǎn)精度決定。 尺寸公差指軸承內(nèi)徑d、外徑D、寬度B等尺寸公差。 旋轉(zhuǎn)公差是軸承內(nèi)外圈作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的跳動(dòng)程度 滾動(dòng)軸承根據(jù)尺寸公差和旋轉(zhuǎn)精度分為五級(jí)：普通級(jí)/0、中級(jí)/6、6X、較高級(jí)/5、高級(jí)4及最精密級(jí)/2GB/T307.3-2019）。滾動(dòng)軸承精度等級(jí)的選擇滾動(dòng)軸承精度等級(jí)的選擇 主要考

5、慮以下幾點(diǎn)：主要考慮以下幾點(diǎn)：機(jī)器功能對(duì)軸承部件的旋轉(zhuǎn)精度要求。一般這樣機(jī)器功能對(duì)軸承部件的旋轉(zhuǎn)精度要求。一般這樣選取具體參見(jiàn)教材選取具體參見(jiàn)教材P128表表61）：）：0級(jí)：用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機(jī)構(gòu)中。級(jí)：用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機(jī)構(gòu)中。6級(jí)、級(jí)、5級(jí)、級(jí)、4級(jí)：用于旋轉(zhuǎn)精度要求較高或轉(zhuǎn)速較級(jí)：用于旋轉(zhuǎn)精度要求較高或轉(zhuǎn)速較高高 的機(jī)構(gòu)中。的機(jī)構(gòu)中。2級(jí)：用于高精度、高轉(zhuǎn)速的特別精密部件上。級(jí)：用于高精度、高轉(zhuǎn)速的特別精密部件上。轉(zhuǎn)速的高低：轉(zhuǎn)速高時(shí)，由于與軸承配合的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的高低：轉(zhuǎn)速高時(shí)，由于與軸承配合的旋轉(zhuǎn)軸或孔可能隨軸承的跳動(dòng)而跳動(dòng)，勢(shì)必造成旋軸或孔可能隨軸承的跳動(dòng)而跳動(dòng)，勢(shì)必

6、造成旋轉(zhuǎn)的不平穩(wěn)，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。因而，轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)的不平穩(wěn)，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。因而，轉(zhuǎn)速高時(shí)，應(yīng)選用精度高的軸承。時(shí)，應(yīng)選用精度高的軸承。二、滾動(dòng)軸承的公差與配合二、滾動(dòng)軸承的公差與配合 包括滾動(dòng)軸承制造的尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等。u公差等級(jí)公差等級(jí)u公差帶公差帶u滾動(dòng)軸承的基本尺寸及公差要求滾動(dòng)軸承的基本尺寸及公差要求u滾動(dòng)軸承精度等級(jí)的選擇滾動(dòng)軸承精度等級(jí)的選擇u滾動(dòng)軸承配合及選擇滾動(dòng)軸承配合及選擇公差帶公差帶 v任何尺寸的公差帶由兩個(gè)因素決定：公任何尺寸的公差帶由兩個(gè)因素決定：公差帶的寬窄和公差帶的位置。滾動(dòng)軸承差帶的寬窄和公差帶的位置。滾動(dòng)軸承的公差帶也不例外，其公差帶如圖所示。的

7、公差帶也不例外，其公差帶如圖所示。v軸承內(nèi)、外徑公差帶的特點(diǎn)是：所有公軸承內(nèi)、外徑公差帶的特點(diǎn)是：所有公差帶都單向偏置在零線(xiàn)下方，即上偏差差帶都單向偏置在零線(xiàn)下方，即上偏差為為0，下偏差為負(fù)值。，下偏差為負(fù)值。v（GB/T 307.11994）軸承內(nèi)外徑公差帶圖軸承內(nèi)外徑公差帶圖滾動(dòng)軸承的基本尺寸及公差要求滾動(dòng)軸承的基本尺寸及公差要求1）v基本尺寸：滾動(dòng)軸承的基本尺寸是指滾動(dòng)軸承基本尺寸：滾動(dòng)軸承的基本尺寸是指滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑的內(nèi)徑d、外徑、外徑D和軸承寬度和軸承寬度B。v軸承的配合尺寸：由于軸承內(nèi)、外圈均為薄壁軸承的配合尺寸：由于軸承內(nèi)、外圈均為薄壁結(jié)構(gòu)，制造和存放時(shí)易變形，但在裝配后能夠結(jié)構(gòu)

8、，制造和存放時(shí)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。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。承的配合尺寸。v外徑：外徑： Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2v內(nèi)徑：內(nèi)徑： dmp=（dsmax+dsmin）/2vDsmax、Dsmin為加工后測(cè)得的最大、最小單為加工后測(cè)得的最大、最小單一外徑。一外徑。vdsmax、dsmin為加工后測(cè)得的最大、最小單為加工后測(cè)得的最大、最小單一內(nèi)徑。一內(nèi)徑。

9、滾動(dòng)軸承的基本尺寸及公差要求滾動(dòng)軸承的基本尺寸及公差要求2）v尺寸制造公差：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)軸承內(nèi)徑和外徑尺寸制造公差：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(shí)際尺寸的最大值量；二是規(guī)定了內(nèi)、外徑實(shí)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)、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(yīng)外徑偏差，目的是用于軸承的配合。二者應(yīng)符

10、合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。v滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)精度：是指軸承內(nèi)外圈的徑滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)精度：是指軸承內(nèi)外圈的徑向跳動(dòng)公差；軸承內(nèi)、外圈的端面對(duì)內(nèi)孔軸向跳動(dòng)公差；軸承內(nèi)、外圈的端面對(duì)內(nèi)孔軸線(xiàn)的端面跳動(dòng)公差等。線(xiàn)的端面跳動(dòng)公差等。與滾動(dòng)軸承配合的與滾動(dòng)軸承配合的軸頸和外殼孔的常用公差帶軸頸和外殼孔的常用公差帶v與軸頸和外殼孔配合面間所要求的配合性質(zhì)與軸頸和外殼孔配合面間所要求的配合性質(zhì)必須分別由軸頸和外殼孔的公差帶來(lái)確定。必須分別由軸頸和外殼孔的公差帶來(lái)確定。v為了實(shí)現(xiàn)各種松緊程度的配合性質(zhì)要求，規(guī)為了實(shí)現(xiàn)各種松緊程度的配合性質(zhì)要求，規(guī)定了定了0級(jí)和級(jí)和6級(jí)軸承與軸頸和外殼孔配合時(shí)軸級(jí)軸承與軸頸和外殼孔

11、配合時(shí)軸頸和外殼孔常用的公差帶。頸和外殼孔常用的公差帶。v 軸：軸：17種；孔種；孔16種圖種圖6-5）軸承內(nèi)徑與軸的配合軸承外徑與外殼孔的配合 已知軸承的基本尺寸如圖所示。根據(jù)實(shí)際工作情況采用6級(jí)向心軸承，試畫(huà)出軸承孔軸公差帶并標(biāo)注有關(guān)尺寸。滾動(dòng)軸承公差帶示例滾動(dòng)軸承公差帶示例三、滾動(dòng)軸承的選擇三、滾動(dòng)軸承的選擇v結(jié)構(gòu)型式的選擇：屬于結(jié)構(gòu)型式的選擇：屬于的范疇。主的范疇。主要對(duì)軸進(jìn)行受力分析，確定軸承的類(lèi)型向心、要對(duì)軸進(jìn)行受力分析，確定軸承的類(lèi)型向心、推力、向心推力）、軸承的基本尺寸內(nèi)徑、推力、向心推力）、軸承的基本尺寸內(nèi)徑、外徑、軸承寬度）。外徑、軸承寬度）。v軸承配合的精度計(jì)算：軸承是根

12、據(jù)工況選用；軸承配合的精度計(jì)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(jìn)行精度設(shè)與軸承相配合的軸頸、軸承座則需進(jìn)行精度設(shè)計(jì)：包括配合性質(zhì)的確定、形位公差的確定、計(jì)：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)容由互換性解表面粗糙度的確定等。這部分內(nèi)容由互換性解決。決。三、滾動(dòng)軸承與軸頸、外殼孔三、滾動(dòng)軸承與軸頸、外殼孔配合時(shí)考慮因素配合時(shí)考慮因素u滾動(dòng)軸承的配合制滾動(dòng)軸承的配合制u配合公差等級(jí)的選擇配合公差等級(jí)的選擇u配合性質(zhì)的選擇配合性質(zhì)的選擇u負(fù)載類(lèi)型與大小、工作溫度、旋轉(zhuǎn)負(fù)載類(lèi)型與大小、工作溫度、旋轉(zhuǎn)精度和速度精度和速度滾動(dòng)軸承配合制滾動(dòng)軸承配合制 v前面

13、在討論配合制時(shí)，談到一般情況下，采用前面在討論配合制時(shí)，談到一般情況下，采用基孔制，但若為標(biāo)準(zhǔn)件，則與之相配合的零件基孔制，但若為標(biāo)準(zhǔn)件，則與之相配合的零件的配合性質(zhì)由標(biāo)準(zhǔn)件決定。就滾動(dòng)軸承而言，的配合性質(zhì)由標(biāo)準(zhǔn)件決定。就滾動(dòng)軸承而言，由于是標(biāo)準(zhǔn)件，與外圈相配合的部分采用基軸由于是標(biāo)準(zhǔn)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。制；與內(nèi)圈相配合的軸采用基孔制。v軸承內(nèi)圈與軸的配合是基孔制，然而滾動(dòng)軸承軸承內(nèi)圈與軸的配合是基孔制，然而滾動(dòng)軸承內(nèi)圈所有公差等級(jí)的公差帶都在零線(xiàn)的下方且內(nèi)圈所有公差等級(jí)的公差帶都在零線(xiàn)的下方且上偏差為零。其主要原因是軸承配合的特殊要上偏差為零。其主要

14、原因是軸承配合的特殊要求。求。配合性質(zhì)的選擇配合性質(zhì)的選擇v軸承配合性質(zhì)的選擇即是確定與軸承軸承配合性質(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相配合的軸頸和軸承座的基本偏差代號(hào)。號(hào)。v選擇軸承配合性質(zhì)的依據(jù)是：軸承內(nèi)選擇軸承配合性質(zhì)的依據(jù)是：軸承內(nèi)外圈所受的負(fù)載類(lèi)型、軸承所受負(fù)載外圈所受的負(fù)載類(lèi)型、軸承所受負(fù)載的大小、軸承的徑向游隙、工作條件、的大小、軸承的徑向游隙、工作條件、與軸承相配合的孔和軸的材料和裝卸與軸承相配合的孔和軸的材料和裝卸要求等。要求等。負(fù)載類(lèi)型負(fù)載類(lèi)型v局部負(fù)載固定負(fù)荷）：作用于軸承上的合成局部負(fù)載固定負(fù)荷）：作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈滾道相對(duì)靜止，即徑

15、向負(fù)荷始徑向負(fù)荷與套圈滾道相對(duì)靜止，即徑向負(fù)荷始終作用在套圈滾道的某一局部區(qū)域上。通常采終作用在套圈滾道的某一局部區(qū)域上。通常采用小間隙配合或過(guò)渡配合。用小間隙配合或過(guò)渡配合。v循環(huán)負(fù)載旋轉(zhuǎn)負(fù)荷）：作用于軸承上的合成循環(huán)負(fù)載旋轉(zhuǎn)負(fù)荷）：作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)，即合成徑向負(fù)荷順徑向負(fù)荷與套圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)，即合成徑向負(fù)荷順次作用在套圈的整個(gè)滾道圓周上。通常采用過(guò)次作用在套圈的整個(gè)滾道圓周上。通常采用過(guò)盈或較緊的過(guò)渡配合。盈或較緊的過(guò)渡配合。v擺動(dòng)負(fù)載：大小方向按一定規(guī)律變化的徑向負(fù)擺動(dòng)負(fù)載：大小方向按一定規(guī)律變化的徑向負(fù)荷依次往復(fù)作用在套圈滾道的一段區(qū)域，小于荷依次往復(fù)作用在套圈滾道

16、的一段區(qū)域，小于180的部分圓周上，即該套圈相對(duì)于負(fù)荷方的部分圓周上，即該套圈相對(duì)于負(fù)荷方向擺動(dòng)。向擺動(dòng)。負(fù)載類(lèi)型示例：負(fù)荷的大小負(fù)荷的大小 軸承在負(fù)荷的作用下，套圈會(huì)發(fā)生變形，使配合面受力不均勻，引起松動(dòng)。因而，受重負(fù)荷時(shí)配合應(yīng)緊些，受輕負(fù)荷時(shí)配合應(yīng)松些。一般地，負(fù)荷如下分類(lèi)：輕負(fù)荷： Pr0.07Cr正常負(fù)荷：0.07CrPr0.15Cr重負(fù)荷： Pr0.15Cr 其中：Cr為軸承的徑向額定動(dòng)負(fù)荷，數(shù)據(jù)可以從有關(guān)手冊(cè)中查找。徑向游隙徑向游隙 軸承的徑向游隙分為六組：1組、2組，0組，3、4、5組，游隙大小依次由小到大。自中，0組為基本游隙 游隙過(guò)小，若軸承與軸頸、外殼孔的配合為過(guò)盈配合，則

17、使軸承中滾動(dòng)體與套圈產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，并增加軸承工作時(shí)的摩擦發(fā)熱，降低使用壽命。 游隙過(guò)大，會(huì)使轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生較大的徑向跳動(dòng)和軸向跳動(dòng)，以至軸承工作產(chǎn)生較大振動(dòng)和噪聲 軸承工作，摩擦生熱和其他熱源的影響，造成套圈溫度高于相配件的溫度。內(nèi)圈的熱膨脹會(huì)引起與軸頸配合過(guò)松；外圈熱膨脹會(huì)使與外殼孔配合過(guò)緊， 因而，工作溫度高于100度時(shí)，需要對(duì)選擇的配合適當(dāng)修正 方法：旋轉(zhuǎn)速度高或沖擊載荷下工作，選擇小過(guò)盈的配合或較緊的配合。工作條件工作條件 四、與滾動(dòng)軸承配合的軸頸和四、與滾動(dòng)軸承配合的軸頸和外殼孔精度的確定外殼孔精度的確定v軸頸和外殼孔公差帶的確定軸頸和外殼孔公差帶的確定v軸頸和外殼孔的形位公差與表面

18、粗糙度軸頸和外殼孔的形位公差與表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)值的確定輪廓幅度參數(shù)值的確定v軸頸和外殼孔精度設(shè)計(jì)示例軸頸和外殼孔精度設(shè)計(jì)示例 軸頸、外殼孔配合公差等級(jí)軸頸、外殼孔配合公差等級(jí)的選擇的選擇 與滾動(dòng)軸承相配合的孔、軸的公差等級(jí)與軸承的公差等級(jí)密切相關(guān)。一般與6級(jí)、0級(jí)軸承配合的軸，其公差等級(jí)多為IT5IT7，箱體孔多為IT6IT8等。 形位公差及表面粗糙度輪廓參數(shù)確定形位公差及表面粗糙度輪廓參數(shù)確定 為了保證軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，除了正確地選擇軸為了保證軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，除了正確地選擇軸承與軸頸及箱體孔的公差等級(jí)及配合外，還應(yīng)對(duì)軸頸承與軸頸及箱體孔的公差等級(jí)及配合外，還應(yīng)對(duì)軸頸和箱體孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。和箱體孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。形狀公差：主要是軸頸和箱體孔的表面圓柱度要求。形狀公差：主要是軸頸和箱體孔的表面圓柱度要求。位置公差：主要是軸肩端面的跳動(dòng)公差。位置公差：主要是軸肩端面的跳動(dòng)公差。表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影響著配合質(zhì)表面粗糙度：表面粗糙度值的