滾動軸承與鍵聯(lián)結(jié)

滾動軸承與鍵聯(lián)結(jié)第1頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月一、滾動軸承精度設(shè)計

1、滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)化部件，一般由外圈、內(nèi)圈、滾動體（滾子或鋼球）和保持架組成。滾動軸承的類型：向心滾子軸承、向心推力球軸承、推力球軸承、推力向心滾子軸承滾動軸承的外徑D、內(nèi)徑d是配合尺寸，分別與外殼和軸頸相配合。滾動軸承與外殼孔及軸頸的配合屬于光滑圓柱體配合，其互換性為完全互換；而內(nèi)、外圈滾道與滾動體的裝配一般采用分組裝配，其互換性為不完全互換。滾動軸承具有摩擦系數(shù)小，潤滑簡便、易于更換等許多優(yōu)點，因而，在機械制造中作為轉(zhuǎn)動支承得到廣泛應(yīng)用。第2頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月軸承結(jié)構(gòu)圖13245第3頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定規(guī)定了兩種尺寸公差帶、兩種形狀公差。目的：控制軸承的變形程度、軸承與軸頸和外殼孔的配合尺寸精度.向心或向心推力軸承內(nèi)圈和外圈都是薄壁件，在制造過程中或在自由狀態(tài)下都容易變形；而當(dāng)軸承內(nèi)圈與軸、外圈與外殼孔裝配后，又容易使這種變形得到糾正。第4頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月兩種尺寸公差是：①軸承的單一內(nèi)徑（ds）與外徑（Ds）的極限偏差（△ds、△Ds）；②單一平面的平均內(nèi)徑（dmp）與外徑（Dmp）的極限偏差（△dmp、△Dmp）。第5頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月兩種形狀公差①軸承單一徑向平面內(nèi)，內(nèi)徑（ds）的變動量Δds；外徑（Ds）的變動量ΔDs②軸承平均內(nèi)徑的變動量Δdmp軸承平均外徑的變動量ΔDmp第6頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月合格滾動軸承應(yīng)同時滿足規(guī)定的兩種公差的要求。計算滾動軸承與孔、軸結(jié)合的間隙或過盈時，應(yīng)以平均尺寸為準(zhǔn)。向心滾動軸承的旋轉(zhuǎn)精度包括：軸承內(nèi)、外圈的徑向跳動；軸承內(nèi)、外圈端面對滾道的跳動；內(nèi)圈基準(zhǔn)端面對內(nèi)孔的跳動；外徑表面母線對基準(zhǔn)端面的傾斜度變動量等。第7頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月滾動軸承的精度等級根據(jù)GB/T307.3-2005國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，向心滾動軸承按其尺寸公差和旋轉(zhuǎn)精度分為五個公差等級，用0，6，5，4，2表示。精度依次提高，0級公差軸承精度最低，2級公差精度最高，其公差帶如圖所示。

第8頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月0級軸承常稱為普通級軸承，在機械中應(yīng)用最廣。它主要用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高的機構(gòu)。例如，普通機床中的變速箱和進(jìn)給箱，汽車、拖拉機的變速箱，普通電機、水泵、壓縮機和汽輪機中的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)等。6，5，4級軸承應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高和旋轉(zhuǎn)精度也要求較高的機械，如機床主軸、精密儀器和機械中使用的軸承。2級軸承用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速很高的機械，如坐標(biāo)鏜床主軸、高精度儀器和各種高精度磨床主軸所用的軸承。第9頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月滾動軸承的內(nèi)、外徑公差

公差數(shù)值：參見有關(guān)資料公差帶位置：滾動軸承外圈和外殼孔的配合，采用基軸制；內(nèi)圈與軸頸的配合采用基孔制。軸承內(nèi)圈通常與軸一起旋轉(zhuǎn)。為防止內(nèi)圈和軸頸的配合相對滑動而產(chǎn)生磨損，影響軸承的工作性能，要求配合面間具有一定的過盈，但過盈量不能太大。因此國標(biāo)GB307.1-2005規(guī)定：公差帶均為單向制，而且統(tǒng)一采用公差帶位于以公稱直徑為零線的下方，即上偏差為零，下偏差為負(fù)值的分布.內(nèi)圈基準(zhǔn)孔公差帶位于以公稱內(nèi)徑d為零線的下方。即上偏差為零，下偏差為負(fù)值。第10頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月軸承外圈安裝在外殼孔中，通常不旋轉(zhuǎn)，考慮到工作時溫度升高會使軸膨脹，兩端軸承中有一端應(yīng)是游動支承，可把外圈與外殼孔的配合稍松一點，使之能補償軸的熱脹伸長量，否則，軸承內(nèi)部就有可能卡死。國標(biāo)GB/T307.1-2005規(guī)定：軸承外圈的公差帶位于公稱尺寸D為零線的下方。注意：它與具有基本偏差h的公差帶相類似，但公差值不同。第11頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3、滾動軸承的配合的選擇

1)徑向負(fù)荷的性質(zhì)作用在軸承上的徑向負(fù)荷，一般是由定向負(fù)荷（如皮帶的拉力或齒輪的作用力）和旋轉(zhuǎn)負(fù)荷（如機件的離心力）合成的。按照作用方向與套圈的相對運動關(guān)系，徑向負(fù)荷可以分為：abcd第12頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（l）局部負(fù)荷

與套圈相對靜止的徑向負(fù)荷稱為局部負(fù)荷。作用在靜止套圈上的方向不變的徑向負(fù)荷Fr即為局部負(fù)荷，如圖（a）中的外圈和圖（b）中的內(nèi)圈所承受的負(fù)荷。第13頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）循環(huán)負(fù)荷與套圈相對旋轉(zhuǎn)的徑向負(fù)荷稱為循環(huán)負(fù)荷。作用在旋轉(zhuǎn)套圈上的方向不變的徑向負(fù)荷Fr，即為循環(huán)負(fù)荷，如右圖第14頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）擺動負(fù)荷局部負(fù)荷與較小的循環(huán)負(fù)荷的合成。承受擺動負(fù)荷的套圈，其合成的徑向負(fù)荷相對于套圈在有限范圍內(nèi)擺動，，只有套圈的一部分受到負(fù)荷的作用。第15頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月承受局部負(fù)荷的套圈應(yīng)選較松的過渡配合或較緊的間隙配合，以便使套圈滾道間的摩擦力矩帶動套圈轉(zhuǎn)位，使套圈受力均勻，延長軸承的使用壽命。承受循環(huán)負(fù)荷的套圈應(yīng)選過盈配合或較緊的過渡配合，其過盈量的大小以不使套圈與軸頸或外殼孔配合表面產(chǎn)生爬行現(xiàn)象為原則。承受擺動負(fù)荷時，其配合要求與承受循環(huán)負(fù)荷時相同或略松一些，以提高軸承的使用壽命。

第16頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2)徑向負(fù)荷的大小向心軸承負(fù)荷的大小用徑向當(dāng)量動負(fù)荷Pr與徑向額定動負(fù)荷Cr的比值區(qū)分。承受重負(fù)荷或沖擊負(fù)荷的套圈，容易產(chǎn)生變形，使配合面受力不均勻，引起配合松動，選較緊的配合；承受較輕的負(fù)荷，可選較松的配合。

3)其它因素負(fù)荷大小 Pr/Cr 輕負(fù)荷 ≤0.07正常負(fù)荷＞0.07～0.15重負(fù)荷＞0.15第17頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月軸承工作時，由于摩擦發(fā)熱和其他熱源的影響，套圈的溫度高于與其配合零件的溫度。軸承內(nèi)圈與軸的配合可能變松；外圈與外殼孔的配合可能變緊，從而影響軸承的軸向游隙，故工作溫度較高時，應(yīng)對選用的配合進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。為軸承的安裝與拆卸方便，對重型機械用的大型或特大型的軸承，宜采用較松的配合；隨著軸承尺寸的增大，過盈配合的過盈應(yīng)隨之增大，間隙配合的間隙應(yīng)隨之增大；當(dāng)軸承的旋轉(zhuǎn)速度較高，又在沖擊振動負(fù)荷下工作時，軸承與軸和外殼孔的配合最好都選過盈配合。第18頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月軸頸和外殼孔的公差等級隨軸承的公差等級、旋轉(zhuǎn)精度和運動平穩(wěn)性的提高而應(yīng)相應(yīng)提高。與0、6兩公差等級的軸承相配合的軸頸和外殼孔的公差等級，一般分別為IT6和IT7。綜上所述，影響滾動軸承配合選用的因素很多，通常難以用計算法確定，所以在實際設(shè)計時常采用類比法。課本中表分別列出安裝向心軸承和角接觸軸承的軸頸和外殼孔的公差帶的選擇，可供設(shè)計時參考。第19頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月滾動軸承與軸頸、外殼孔的配合時應(yīng)主要考慮因素套圈與負(fù)荷方向的關(guān)系;負(fù)荷的大小;徑向游隙;其他因素:⑴溫度的影響;⑵軸頸與外殼孔的結(jié)構(gòu)和材料的影響;⑶軸承組件的軸向游動;⑷旋轉(zhuǎn)精度及旋轉(zhuǎn)速度的影響;⑸公差等級的協(xié)調(diào);⑹軸承的安裝與拆卸。第20頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月4、軸頸和外殼孔的形位公差和表面粗糙度軸頸或外殼孔的形位誤差，會使軸承安裝后套圈變形和產(chǎn)生歪斜，因此為保證軸承正常運轉(zhuǎn)，除了正確地選擇軸承與軸頸及殼體的公差等級外，應(yīng)對其配合面的配合表面的表面粗糙度評定參數(shù)值、圓柱度公差以及端面的圓跳動公差提出合理的要求。第21頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月5、滾動軸承的標(biāo)注在裝配圖上標(biāo)注滾動軸承與軸和外殼孔的配合時，只需標(biāo)注軸和外殼孔的公差帶代號。

第22頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月零件圖上標(biāo)注示例第23頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月廣泛用作軸和軸上傳動之間的可拆聯(lián)結(jié)，用以傳遞轉(zhuǎn)矩，有時作軸上傳動件的導(dǎo)向。鍵可分為平鍵、半圓鍵、切向鍵和楔形鍵等幾種，其中平鍵又可分為普通平鍵和導(dǎo)向平鍵兩種?；ㄦI分為矩形花鍵和漸開線兩種。我國發(fā)布了GB1095-79《平鍵鍵和鍵槽的剖面尺寸》、GB/T1144-2001《矩形花鍵尺寸、公差和檢驗》等國家標(biāo)準(zhǔn)。

簡介二、鍵和花鍵的公差與檢測第24頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

配合尺寸公差非配合尺寸公差

位置公差

表面粗糙度1、平鍵聯(lián)結(jié)的公差、配合與檢測第25頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1979年發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)已在1990年經(jīng)確認(rèn)繼續(xù)有效GB1096—79《普通平鍵型式與尺寸》GB1567—79《薄型平鍵型式與尺寸》GB1097—79《導(dǎo)向平鍵型式與尺寸》GB1564—79《普通楔鍵型式與尺寸》GB1096—79《鉤頭楔鍵型式與尺寸》GB1096—79《半圓鍵型式與尺寸》第26頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)平鍵聯(lián)結(jié)的公差與配合

配合面分析：平鍵聯(lián)結(jié)通過鍵的側(cè)面與軸鍵槽和輪轂鍵槽的側(cè)面相互接觸來傳遞扭矩。所以，它們的寬度b是配合尺寸，應(yīng)規(guī)定較嚴(yán)的公差。1）

配合尺寸公差

鍵寬與鍵槽寬的配合采用基軸制配合，這是因為鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，是平鍵聯(lián)結(jié)中的“軸”。國家標(biāo)準(zhǔn)GB1095-79《平鍵、鍵和鍵槽的剖面尺寸》從GB/T1801-1999選取公差帶。鍵寬規(guī)定一種公差帶，對軸和輪轂的鍵槽寬各規(guī)定三種公差帶，構(gòu)成三組配合，以滿足各種不同用途的需要。

第27頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月非配合尺寸t、t1、h、l四個

軸鍵槽深t和輪轂鍵槽深t1GB1095-79專門規(guī)定；

鍵高h(yuǎn)的公差帶一般采用h11，鍵長l公差帶采用h14，軸鍵槽長度的公差帶用H14

2）非配合尺寸公差

第28頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3）位置公差為保證鍵寬與鍵槽寬之間具有足夠的接觸面積和避免裝配困難，應(yīng)分別規(guī)定軸鍵槽對軸的軸線和輪轂鍵槽對孔的軸線的對稱公差

圖11-2鍵寬度和鍵槽寬度b的公差帶示意圖第29頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月配合種類

尺寸b的公差帶應(yīng)用鍵軸鍵槽輪轂鍵槽較松聯(lián)結(jié)

H9D10用于導(dǎo)向平鍵，輪轂在軸上移動正常聯(lián)結(jié)h9N9JS9鍵在軸鍵槽和輪轂鍵槽中均固定，用于載荷不大的場合

較緊聯(lián)結(jié)P9P9鍵在軸鍵槽和輪轂鍵槽中均牢固地固定，用于載荷較大、有沖擊和雙向轉(zhuǎn)矩的場合第30頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月4、

表面粗糙度鍵和鍵槽配合面內(nèi)的表面粗糙度參數(shù)Ra值取為12.5um鍵槽尺寸和公差的標(biāo)注示例

圖11-3軸鍵槽尺寸和公差標(biāo)注示例（對稱度公差采用獨立原則）圖11-4輪轂鍵槽尺寸和公差標(biāo)注示例（對稱度公差采用最大實體要求）第31頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

矩形花鍵的主要尺寸和定心方法矩形花鍵的尺寸系列、公差和標(biāo)注三、矩形花鍵聯(lián)結(jié)的公差、配合第32頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月按截面形狀不同劃分，其中矩形花鍵應(yīng)用最廣、漸開線花鍵定心性好、導(dǎo)向精度高、承載能力強第33頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、矩形花鍵的主要尺寸和定心方法

1）

主要尺寸

小徑d，大徑D、鍵寬和鍵槽寬B

2）

花鍵聯(lián)結(jié)的使用要求

內(nèi)、外花鍵的定心要求；

鍵側(cè)面與鍵槽面接觸均勻要求；

裝配后需作軸向相對滑動與否的要求；

機械強度和耐磨性的要求。

第34頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

3）

定心方法

花鍵三個結(jié)合面都可作配合面，但只能選一個為主來確定內(nèi)、外花鍵的配合性質(zhì)，確定配合性質(zhì)的結(jié)合面稱為定心表面。（非定心直徑表面之間有相當(dāng)大的間隙，以保證它們不接觸，鍵槽寬B作傳遞扭矩和起導(dǎo)向作用，應(yīng)具有足夠精度）。

（a）小徑定心

（b）大徑定心

（c）鍵側(cè)（鍵槽側(cè)）定心第35頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織及我國均采用小徑定心

采用小徑定心的原因：

a、可提高零件的機械強度和硬度，從而提高定心的平穩(wěn)性，（尺寸、形狀精度等）

b、獲得更高的定心精度

注意：第36頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、矩形花鍵的尺寸系列、公差和標(biāo)注

國標(biāo)GB/T1144-2001的有關(guān)規(guī)定

1）

尺寸系列主要尺寸d、D、B三種鍵數(shù)規(guī)定為偶數(shù)：6、8、10三種花鍵規(guī)格：NXdXDXB（鍵數(shù)X小徑X大徑X鍵寬）如：8X52X58X10第37頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

花鍵副：

鍵數(shù)×小徑d（H7/f7）×大徑D（H10/a11）×鍵寬（H11/d10）內(nèi)花鍵：8×52H7×58H10×10H11

外花鍵：8×52f7×58a11×10d10第38頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2）公差與配合

〈1〉

尺寸公差

為了減少拉刀的數(shù)目，花鍵聯(lián)結(jié)采用基孔制配合，尺寸公差帶與GB/T1801-1999中規(guī)定的尺寸公差帶一致。

〈2〉

形位公差

a、內(nèi)、外花鍵小徑定心表面的形狀公差和尺寸公差的關(guān)系遵守包容原則