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1、第七章,滚动轴承与孔、轴的互换性,一、 滚动轴承概述及其使用要求,1 滚动轴承结构和类型,1外圈；2密封圈；3内圈；4滚动体；5保持架,a) 向心轴承 b) 圆锥滚子轴承 c) 角接触球轴承 d) 推力轴承,通常，内圈与轴颈一起旋转、外圈与外壳孔固定，但也有外圈与外壳孔一起旋转、内圈与轴颈固定的 。,2滚动轴承工作状态和负荷类型,作用在滚动轴承上的负荷可以是定向负荷（如带轮的拉力或齿轮的作用力Fr）、旋转负荷（如转动离心力Fc） 按作用在滚动轴承上负荷的大小，滚动轴承负荷类型分为轻负荷、正常负荷和重负荷。一般把径向当量动负荷Pt与径向额定动负荷Cr的比值大于0.07、小于0.15，即0.07C
2、rPt0.15Cr的称为正常负荷，超出这一范围的称为轻负荷或重负荷。,（1）必要的旋转精度,（2）合适的游隙,轴承在工作时轴承的内、外圈和端面的跳动应控制在允许的范围内，以保证传动零件的回转精度。,滚动体于内、外圈之间的游隙分为径向游隙d1和轴向游隙d2。轴承工作时这两种游隙的大小都应保持在合适的范围内，以保证轴承的正常运转和使用寿命。,3 滚动轴承精度的特定使用要求,4 影响滚动轴承使用要求的因素及其控制,为了保证滚动轴承的使用要求，需要找出影响滚动轴承使用要求的因素并加以控制。,5 滚动轴承的精度等级,滚动轴承的精度是指滚动轴承主要尺寸的公差值及旋转精度。 滚动轴承公差等级按精度等级由低至
3、高向心轴承分为P0、P6（6x）、P5、P4、P2，圆锥滚子轴承精度分为P0，P6x，P5和P4共四级，推力轴承分为P0，P6，P5和P4共四级。 常用精度为P0级精度，属普通精度，在机械制造业中应用最广，一般应用在中等负荷、中等转速和旋转精度要求不高的一般机构中。如普通车床、汽车和拖拉机的变速机构中的轴承等。 除P0级外，其余各级统称高精度轴承，主要用于高线速度或高旋转精度的场合。 6级：应用于旋转精度和转速要求较高的旋转机构中。如普通车床主轴的后轴承等。 5、4级：应用于旋转精度和转速要求较高的机构中。如高精度机床、磨床、精密丝杆车床和滚齿机等的主轴轴承。 2级：用于旋转精度和转速要求特别
4、高的旋转机构中，如精密坐标镗床和高精度齿轮磨床的主轴等轴承。,机床主轴轴承精度等级,二、滚动轴承的公差带,1 滚动轴承内径与外径的尺寸规定,在国标中规定了内径d和外径D两种尺寸公差，还规定了两种形状公差。 1）两种尺寸公差： 轴承单一内径ds和外径Ds的允许偏差（ds、Ds）:即单一平面内，实际直径不准超过各自的最大与最小极限尺寸。 轴承单一平面平均内径（dmp）和外径（Dmp）的允许偏差 （dmp、Dmp）:即实际平均直径不得超过允许的平均直径的最大与最小极限尺寸。,2）两种形状公差： 轴承单一径向平面内，内径与外径的变动量（Vdp、VDp）。 轴承平均内径与外径的变动量（Vdmp、VDmp
5、）。,2 滚动轴承内径、外径公差带特点,滚动轴承是标准件，为使轴承便于互换和大量生产，轴承内圈与轴的配合采用基孔制，即以轴承内圈的尺寸为基准。但内圈的公差带位置却和一般的基准孔相反，即上偏差为零，下偏差为负值。,滚动轴承的外径与外壳孔的配合采用基轴制，即以轴承的外径尺寸为基准。,轴承内径、外径配合特点： 内径与轴的配合 基孔制。但内径的公差带位置却与公差与配合中国标规定的基准孔的公差带位置相反，在零线下方。 这种规定使轴承与轴的配合比国家标准中同名配合要紧得多,可按标准偏差来加工轴. 外径与壳体孔的配合 外径与壳体孔采用基轴制，通常为补偿轴的热膨胀伸长量,两者之间不要求太紧。,三、 滚动轴承配
6、合件公差及选用,1 轴颈和外壳孔的公差带,轴颈17种公差带 外壳孔16种公差带,选择滚动轴承与轴颈、外壳孔的配合时，考虑的主要因素如下：,（1）套圈与负荷方向的关系,作用在轴承上的径向负荷，可以是定向负荷，或者是两者的合成负荷。它的作用方向与轴承套圈存在着三种关系： 套圈相对于负荷方向静止； 套圈相对于负荷方向旋转； 套圈相对于负荷方向摆动。,2 滚动轴承的配合选择,固定负荷：负荷方向始终不变的作用在套圈滚道的局部区域。为 了 减小局部磨损，应定期将套圈转位，故配合应松些，选过渡配合或间隙配合。 旋转负荷：套圈整个圆周滚道上依次受负荷作用，配合应紧些，一般选过盈量较小的过盈配合或过盈量较大的过
7、渡配合。 摆动负荷：部分滚道轮流受变动负荷的作用，一般受摆动负荷的套圈配合的松紧程度应介于前两者之间。,（2）负荷的大小,滚动轴承套圈与轴颈和外壳孔的配合，与轴承套圈所承受的负荷大小有关。负荷越大，过盈量越大，且承受变化的负荷应比承受平稳的负荷选用较紧的配合。 轻负荷：P0.07C(C为轴承的额定负荷)，可选较小的过盈配合，也即是选较松配合。 正常负荷：0.07C0.15C，引起轴承变形，应选较大的过盈配合。,（3）径向游隙,滚动轴承的径向游隙分为五组，即2组、0组、3组、4组、5组，游隙的大小依次由小到大，其中0组为标准游隙，优先选用。游隙大过盈量也适当的大些，游隙小过盈量也适当的小些。,（
8、4）其他因素, 轴承工作温度高于100时，应对所选的配合做适当的修正：内圆与轴颈的配合稍紧；外圆与外壳孔的配合稍松。 旋转精度和旋转速度：有较高旋转精度要求时，为防止振动等应选过盈配合，旋转速度越高，配合应越紧。轴承转速较高，又受摆动冲击负荷时，套圈与轴颈、外壳孔宜采用过盈配合。 相对于齿轮式外壳孔，剖分式外壳孔和轴承外圆的配合应稍松。 轴承尺寸大小：尺寸越大，过盈或间隙越大。 轴颈和外壳孔的公差等级应与轴承的公差等级相协调。,四、 轴颈和外壳孔的形位公差与表面粗糙度,轴颈和外壳孔的公差带确定以后，为了保证轴承的工作性能， 还应对它们分别规定形位公差和表面粗糙度参数值。,轴颈和外壳孔配合面的表
9、面粗糙度参数值,6,610,2.5,2.5,1.5,1.5,4,4,2.5,2.5,5,6,3,4,8,10,5,6,1830,3050,4.0,4.0,2.5,2.5,6,7,4.0,4.0,10,12,6,8,15,20,10,12,80120,120180,6.0,8.0,4.0,5.0,10,12,6.0,8.0,15,20,10,12,25,30,15,20,250315,12.0,8.0,9.0,16,18,25,25,15,15,40,40,25,25,轴颈和外壳孔形位公差值,轴颈或外壳孔的形位误差，会使轴承安装后套圈变形和产生歪斜，因此为保证轴承正常运转，除了正确地选择轴承与轴
10、颈及壳体的公差等级外，应对其配合面的配合表面的表面粗糙度评定参数值、圆柱度公差以及端面的圆跳动公差提出合理的要求。 轴颈、外壳孔采用包容要求，规定更严的圆柱度公差。 轴肩和外壳孔肩端面规定端面圆跳动公差。,在装配图上标注滚动轴承与轴和外壳孔的配合时，只需标注轴和外壳孔的公差带代号。,零件图的标注,四、滚动轴承的配合选择示例,例 已知减速器输出轴两端的轴承为深沟球轴承（d=50mm，D=110mm），受冲击负荷（径向额定动负荷Cr=86410N，径向当量动负荷Pr=2401N），轴颈、外壳孔磨削。试求进行该轴承配合的精度设计。,解：（1）轴承公差等级的选择 减速器属于一般机械，轴的转速不高，故选
11、用0级轴承。 （2）轴颈、外壳孔公差与配合的选择 轴颈、外壳孔尺寸公差带选择 该轴承承受固定的径向负荷作用，内圈与轴同转，即相当于负荷方向旋转；外圆固定，即相当于负荷方向固定。因为Pr/Cr=0.0280.07，即为轻负荷。由表可知轴颈尺寸公差带50mmj6、壳孔尺寸公差带为110mmJ7。 轴颈、外壳孔形位公差选择 轴颈采用包容原则；轴颈、外壳孔形位公差值表选取；轴肩、孔肩的端面圆跳动公差。轴颈分别对其公共轴线以类比法选择径向圆跳动公差，径向圆跳动公差取6级，可知径向圆跳动公差值为0.012mm。外壳孔的轴线分别对其公共轴线的同轴度公差采用最大实体要求。 轴颈、外壳孔的表面粗糙度要求选取。,
12、例 一圆柱齿轮减速器，小齿轮轴要求较高的旋转精度，装有G级单列深沟球轴承(型号G310)，轴承尺寸为50mm110mm27mm，额定动负荷Cr=32000N，径向负荷Pr=4000N。试确定与轴承配合的轴颈和外壳孔的配合尺寸及技术要求。 解： 按给定条件，Pr/Cr=4000/32000=0.125，属于正常负荷。减速器的齿轮传递动力，内圈承受旋转负荷，外圈承受固定负荷。 按轴承类型和尺寸规格，轴颈公差带为k5；外壳孔的公差带为G7或H7均可，但由于该轴旋转精度要求较高，可相应提高一个公差等级，选定H6； 轴颈的圆柱度公差为0.004mm，轴肩的圆跳动公差为0.012mm，外壳孔的圆柱度公差为0.010mm，孔肩的圆跳动公差为0.025mm。 轴颈表面粗糙度要求Ra=0.4m，轴肩表面Ra=1.6m，外壳孔表面Ra=1.6m，孔肩表面Ra=3.2m。, 轴颈和外壳孔的配合尺寸及技术要求，在图样上的标注如下图,1.滚动轴承公差带的特点是什么？ 2.选择滚动轴承配合件应考虑的因素有哪些？,思考题,