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轴承配合公差精度
课题三 典型结合和传动的 精度设计滚动轴承的精度设计一、概述１．轴承的作用及分类：nn作用：轴承是一种传动支承部件，它既可以 用于支承旋转的轴，又可以减少轴与支承部 件之间的摩擦力，广泛地用于机械传动中。 分类：n n滑动轴承（铜轴瓦）： 滚动轴承 ：n n按滚动体结构：球轴承、滚子轴承、滚针轴承 按承受载荷形式：向心轴承、推力轴承、向心推力轴 承2．滚动轴承的组成：n滚动轴承由内圈、 外圈、滚动体和 保持架组成。3．滚动轴承的安装形式：n nn外圈与箱体上的轴承座配 合，内圈与旋转的轴颈配合。 通常外圈固定不动——因而 外圈与轴承座为过盈配合； 内圈随轴一起旋转——内圈 与轴也为过盈配合。 考虑到运动过程中轴会受热 变形延伸，一端轴承应能够 作轴向调节；调节好后应轴 向锁紧。4．滚动轴承的结构特点：n n n滚动轴承是一种标准件。 有内外两种互换性。 滚动轴承的精度要求很高。5．有关滚动轴承的国标规定：n滚动轴承的国家标准不仅规定了滚动 轴承本身的尺寸公差、旋转精度（跳 动公差等）、测量方法，还规定可与 滚动轴承相配的箱体孔和轴颈的尺寸 公差、形位公差和表面粗糙度。二．滚动轴承的精度设计包括滚动轴承制造的尺寸精度、形 位公差、表面粗糙度等。１．公差等级：n滚动轴承按其内外圈基本尺寸的公差 和旋转精度分为五级：其名称和代号 由低到高分别为普通级/P0、高级/P6、 /P6x、精密级/P5、超精密级/P4及最 精密级/P2（GB/T272-1993）。凡属 普通级的轴承，一般在轴承型号上不 标注公差等级代号(GB307.3-1984)。２．公差带nn任何尺寸的公差带由两个因素决定： 公差带的宽窄和公差带的位置。滚动 轴承的公差带也不例外，其公差带如 图所示。 轴承内、外径公差带的特点是：所有 公差带都单向偏置在零线下方，即上 偏差为0，下偏差为负值。+ 0 -轴承内外径公差带图：/P0+ 0 -/P6/P5/P4/P2轴承外径Dmp的公差带D/P0 d/P6/P5/P4/P2轴承内径dmp的公差带３．滚动轴承的基本尺寸及公差要求（1）：nn基本尺寸：滚动轴承的基本尺寸是指滚动轴承 的内径d、外径D和轴承宽度B。 轴承的配合尺寸：由于轴承内、外圈均为薄壁 结构，制造和存放时易变形，但在装配后能够 得到矫正。为了便于制造，允许有一定的变形。 为保证轴承与结合件的配合性质，所限制的仅 是内、外圈在其单一平面内的平均直径，即轴 承的配合尺寸。n n外径： Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2 内径： dmp=（dsmax+dsmin）/2Dsmax、Dsmin为加工后测得的最大、最小单一外径。 dsmax、dsmin为加工后测得的最大、最小单一内径。３．滚动轴承的基本尺寸及公差要求（2）：nn尺寸制造公差：国家标准对轴承内径和外径 尺寸公差作了两种规定：一是规定了内、外 径尺寸的最大值和最小值所允许的偏差，即 单一内、外径偏差，其目的是为了限制变形 量；二是规定了内、外径实际尺寸的最大值 和最小值的平均值偏差，即单一平面平均内、 外径偏差，目的是用于轴承的配合。二者应 符合国家标准。 滚动轴承的旋转精度：是指轴承内外圈的径 向跳动公差；轴承内、外圈的端面对内孔轴 线的端面跳动公差等。轴承公差带标注示例：已知轴承的基本尺寸 如图所示。根据实际 工况采用E级（相当于 /P6）向心轴承，试画 出轴承孔轴公差带并 标注有关尺寸。 查表：教材P133+ 0 es=0 ei=-0.013+φ900 -ES=0EI=-0.01φ50４、滚动轴承精度等级的选择：主要考虑以下几点： n 机器功能对轴承部件的旋转精度要求。一般这 样选取：n nn/P0：用于旋转精度要求不高的一般机构中。 /P6、/P5、P4：用于旋转精度要求较高或转速较高 的机构中。 /P2：用于高精度、高转速的特别精密部件上。n转速的高低：转速高时，由于与轴承配合的旋 转轴或孔可能随轴承的跳动而跳动，势必造成 旋转的不平稳，产生振动和噪音。因此，转速 高时，应选用精度高的轴承。5、滚动轴承的选择：nn结构型式的选择：属于《机械零件》的范 畴。主要对轴进行受力分析，确定轴承的 类型（向心、推力、向心推力）、轴承的 基本尺寸（内径、外径、轴承宽度）。 轴承配合的精度计算：轴承是根据工况选 用；与轴承相配合的轴颈、轴承座则需进 行精度设计：包括配合性质的确定、形位 公差的确定、表面粗糙度的确定等。这部 分内容由互换性解决。三．滚动轴承配合的精度设计１．滚动轴承配合制：nn前面在讨论配合制时，谈到一般情况下，采 用基孔制，但若为标准件，则与之相配合的 零件的配合性质由标准件决定。就滚动轴承 而言，由于是标准件，与外圈相配合的部分 采用基轴制；与内圈相配合的轴采用基孔制。 轴承内圈与轴的配合是基孔制，虽然滚动轴 承内圈所有公差等级的公差带都在零线的下 公差带 方且上偏差为零。其主要原因是轴承配合的 特殊要求。在大多数情况下，轴承的内孔要 随轴一起转动，两者之间的配合必须有一定 的过盈。轴承配合公差带２．轴颈、轴承座配合公差等级的选择：n与滚动轴承相配合的孔、轴的公差等 级与轴承的公差等级密切相关。一般 与/P6、/P0轴承配合的轴，其公差等 级 多 为 IT5~IT7 ， 箱 体 孔 多 为 IT6~IT8等。３．配合性质的选择：nn轴承配合性质的选择即是确定与轴承 相配合的轴颈和轴承座的基本偏差代 号。 选择轴承配合性质的依据是：轴承内 外圈所受的负载类型、轴承所受负载 的大小、轴承的工作条件、与轴承相 配合的孔和轴的材料和装卸要求等。负载类型：nnn局部负载：作用于轴承上的合成径向负载 与套圈相对静止，即负载方向始终不变地 作用在套圈滚道的局部区域上。通常采用 小间隙配合或过渡配合。 循环负载：作用于轴承上的合成径向负载 与套圈相对旋转，即合成径向负载顺次作 用在套圈的整个圆周上。通常采用过盈或 较紧的过渡配合。 摆动负载：作用于轴承上的合成径向负载 与所承载的套圈在一定区域内相对摆动， 即合成径向负载经常变动地作用在套圈滚 道的小于180°的部分圆周上。负载类型示例：负载的大小：n轴承在负载的作用下，套圈会发生变形， 使配合面受力不均匀，引起松动。因此， 受重负载时配合应紧些，受轻负载时配合 应松些。一般地，负载如下分类：n n n轻负载： P≤0.07C 正常负载：0.07C＜P≤0.15C 重负载： P＞0.15C 其中：C为轴承的额定负载，数据可以从有关手 册中查找。工作温度：n轴承旋转时，套圈的温度经常高于相 邻零件的温度。轴承的内圈可能因热 胀而使配合变松；外圈会因热胀而使 配合变紧。选择配合时应考虑温度的 影响。旋转精度和旋转速度：n当对轴承有较高旋转精度要求时，为 消除弹性变形和振动的影响，应避免 采用带间隙的配合，但也不能太紧。 轴承转速越高，应选用愈紧的配合。 具体选用时参见教材P138相应表格。４．形位公差及表面粗糙度的确定：n为了保证轴承的正常运转，除了正确地选择轴 承与轴颈及箱体孔的公差等级及配合外，还应 对轴颈和箱体孔的形位公差及表面粗糙度提出 要求。n n n形状公差：主要是轴颈和箱体孔的表面圆柱度要求。 位置公差：主要是轴肩端面的跳动公差。 表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影响着配合 质量和连接强度，因此，凡是与轴承内、外圈配合 的表面通常都对表面粗糙度提出较高的要求。具体 选择参见教材P139相应表格。四．滚动轴承配合 选用示例及图样标注1、在装配图上的标注：在装配图上，不用 标注轴承的公差等 级代号，只需标注 与之相配合的轴承 座及轴颈的公差等 级代号。φ100H7φ55j62、在零件图上的标注：0.015 A在零件图上，应 标注以下参数： B、形状公差 C、位置公差 D、表面粗糙度+0.035 Φ100H7（ 0 ）0.060.63 +0.012 Φ55j6（ -0.007 ）0.04A、尺寸公差21.60.01A1.25AA作业：P257 第七章 T1
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