滾動(dòng)軸承的精度設(shè)計(jì)

第三節(jié)滾動(dòng)軸承的公差與配合作用：軸承是一種傳動(dòng)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(jī)械傳動(dòng)中。分類：

滑動(dòng)軸承（銅軸瓦）概述

１．軸承的作用及分類滾動(dòng)軸承

按滾動(dòng)體結(jié)構(gòu)：球軸承、滾子軸承、滾針軸承按承受載荷形式：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承１．軸承的作用及分類：2．滾動(dòng)軸承的組成：

滾動(dòng)軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成。3．滾動(dòng)軸承的安裝形式：

外圈與箱體上的軸承座配合，內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)的軸頸配合。

通常外圈固定不動(dòng)——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。

考慮到運(yùn)動(dòng)過程中軸會(huì)受熱變形延伸，一端軸承應(yīng)能夠作軸向調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)好后應(yīng)軸向鎖緊。4．滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

滾動(dòng)軸承是一種標(biāo)準(zhǔn)件。

滾動(dòng)軸承的精度要求很高。5．有關(guān)滾動(dòng)軸承的國(guó)標(biāo)規(guī)定：

滾動(dòng)軸承的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了滾動(dòng)軸承本身的尺寸公差、旋轉(zhuǎn)精度（跳動(dòng)公差等）、測(cè)量方法，還規(guī)定可與滾動(dòng)軸承相配的箱體孔和軸頸的尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度。滾動(dòng)軸承的精度設(shè)計(jì)

包括滾動(dòng)軸承制造的尺寸精度、幾何公差、表面粗糙度等。一．滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)滾動(dòng)軸承按其內(nèi)外圈基本尺寸的公差和旋轉(zhuǎn)精度分為五級(jí)：其名稱和代號(hào)由低到高分別為0、6（6x）、5、4及2級(jí)。二．滾動(dòng)軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶及其特點(diǎn)

任何尺寸的公差帶由兩個(gè)因素決定：公差帶的大小和公差帶的位置。滾動(dòng)軸承的公差帶也不例外，其公差帶如圖所示。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下方，即上偏差為0，下偏差為負(fù)值。軸承內(nèi)外徑公差帶圖：0654206542+0-+0-Dd軸承外徑Dmp的公差帶軸承內(nèi)徑dmp的公差帶滾動(dòng)軸承的基本尺寸及公差要求

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d、外徑D和軸承寬度B。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。軸承的配合尺寸外徑：

Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2內(nèi)徑：

dmp=（dsmax+dsmin）/2Dsmax、Dsmin為加工后測(cè)得的最大、最小單一外徑。dsmax、dsmin為加工后測(cè)得的最大、最小單一內(nèi)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(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)、外徑偏差，目的是用于軸承的配合。二者應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。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)孔軸線的端面跳動(dòng)公差等。已知軸承的基本尺寸如圖所示。根據(jù)實(shí)際工況采用E級(jí)（相當(dāng)于6）向心軸承，試畫出軸承孔軸公差帶并標(biāo)注有關(guān)尺寸。查表：+0-+0-φ90φ50es=0ES=0ei=-0.013EI=-0.01軸承公差帶標(biāo)注示例：滾動(dòng)軸承精度等級(jí)的選擇

主要考慮以下幾點(diǎn)：(1)機(jī)器功能對(duì)軸承部件的旋轉(zhuǎn)精度要求。0：用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機(jī)構(gòu)中。6、5、4：用于旋轉(zhuǎn)精度要求較高或轉(zhuǎn)速較高的機(jī)構(gòu)中。2：用于高精度、高轉(zhuǎn)速的特別精密部件上。(2)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)必造成旋轉(zhuǎn)的不平穩(wěn)，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。因此，轉(zhuǎn)速高時(shí)，應(yīng)選用精度高的軸承。5、滾動(dòng)軸承的選擇(1)結(jié)構(gòu)型式的選擇屬于《機(jī)械零件》的范疇。主要對(duì)軸進(jìn)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）。(2)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)計(jì)：包括配合性質(zhì)的確定、幾何公差的確定、表面粗糙度的確定等。這部分內(nèi)容由互換性解決。三．滾動(dòng)軸承與軸頸和外殼孔的配合

１．滾動(dòng)軸承配合制

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制；與內(nèi)圈相配合的軸采用基孔制。１．滾動(dòng)軸承配合制軸承內(nèi)圈與軸的配合是基孔制，滾動(dòng)軸承內(nèi)圈所有公差等級(jí)的公差帶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(dòng)，兩者之間的配合必須有一定的過盈。軸承配合公差帶２．軸頸、軸承座配合公差等級(jí)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、0軸承配合的軸，其公差等級(jí)多為IT5~IT7，箱體孔多為IT6~IT8等。３．配合性質(zhì)的選擇軸承配合性質(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(hào)。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)荷類型、軸承所受負(fù)荷的大小、徑向游隙、軸承的工作條件等。(1)負(fù)荷類型

定向負(fù)荷作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈相對(duì)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。通常采用小間隙配合或過渡配合。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)荷順次作用在套圈的整個(gè)圓周上。通常采用過盈或較緊的過渡配合。擺動(dòng)負(fù)荷作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與所承載的套圈在一定區(qū)域內(nèi)相對(duì)擺動(dòng)，即合成徑向負(fù)荷經(jīng)常變動(dòng)地作用在套圈滾道的小于180°的部分圓周上。負(fù)荷類型示例(2)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)。因此，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。(2)負(fù)荷的大小一般地，負(fù)荷如下分類：輕負(fù)荷：

Pr≤0.07Cr正常負(fù)荷：0.07Cr＜Pr≤0.15Cr重負(fù)荷：

Pr＞0.15Cr

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。（3）徑向游隙

向心軸承的徑向游隙分5組：2組、0組、3組、4組、5組，游隙的大小依次由小到大。（4）工作溫度

軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(huì)因熱脹而使配合變緊。選擇配合時(shí)應(yīng)考慮溫度的影響。旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度

當(dāng)對(duì)軸承有較高旋轉(zhuǎn)精度要求時(shí)，為消除彈性變形和振動(dòng)的影響，應(yīng)避免采用帶間隙的配合，但也不能太緊。軸承轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)選用愈緊的配合。４．幾何公差及表面粗糙度的確定

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)軸頸和箱體孔的幾何公差及表面粗糙度提出要求。４．幾何公差及表面粗糙度的確定形狀公差：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。表面粗糙度：表面粗糙度值