滚动轴承与孔、轴结合的互换性 (精品)

1第七章：滚动轴承与孔、轴结合的互换性第一节：概述球轴承、圆柱轴承、滚针轴承、推力轴承2限定滚动体的位置，使滚动体均匀分布。与轴配合，有上述相同要求与特点。直径大小不同，承受力的大小不同。外互换：内、外圈与轴、壳体的配合。内互换：滚动体与内、外圈沟槽的配合。外圈：与壳体配合，有尺寸、形位公差及粗糙度要求。属于薄壁件，容易受力、受热变形。结构组成保持架：内圈：滚动体：滚动轴承的互换性：3第二节：滚动轴承精度等级及其应用精度等级按国家标准分为5级由低到高用G、E、D、C、B表示。不同的精度等级轴承，内外圈的极限偏差不同。（有专用国标）G、E、D、应用广泛，满足一般的需要。选用轴承的基本要求：恰当、合理的配合性质。（即内外圈与轴壳体的配合）轴承本身的制造、旋转精度（就是选轴承的精度等级）4轴承的应用G级精度：中等负荷、中等转速。如：机床中的变速机构、一般传动轴。E级精度：旋转精度高，转速高。如：普通机床主轴。D、C级精度：旋转精度更高，V更高。如：精密机床主轴。B级精度：旋转精度、转速非常高。如：坐标镗床、内圆磨床主轴。机床主轴轴承选择见表7-1P153轴承内外径精度测量见表7-2；7-3。5第三节：滚动轴承内、外径的公差带1、滚动轴承使用场合及特征链轮传递动力，通过键带动轴转，轴与内圈联结，同步旋转。（内圈过盈外圈过盈或过渡。内紧外松）使用场合图轴由轴承支撑，轴的旋转由滚子在轴承内外滚道的沟槽中完成。与滚道、滚子的精度有关。轴的运动精度（如上图）分析：轴承内圈与轴一起转。6轴与轴承的配合（如上图）结构要求轴与轴承连成一体，所以应用过盈配合。解决轴与轴承内径发生相对运动造成磨损。使用特征轴承内外圈均是薄壁件，易变形，应选用小的、适宜的过盈量。（内圈过盈外圈过渡。内紧外松）上例轴承外圈不转，与壳体连接，应用更小的过盈量或过渡配合。注：如右图示若轴承外圈转动，应采取措施与上述相同，但内外圈的配合性质对调。（内圈过渡外圈过盈。内松外紧）7滚动轴承的公差带滚动轴承的内圈公差见表7-4P156滚动轴承的外圈公差见表7-5⊿dmp：轴承单一平面平均内径的偏差。⊿Dmp：轴承单一平面平均外径的偏差。他们代表轴承内外径的极限偏差。可用于轴承配合间隙X、Y的计算。例：G级轴承，d=25；D=60；查表求轴承的内外圈的极限偏差。解：查P156表7-4；7-5知：轴承内孔d=0010.025轴承外圆D=0013.0608滚动轴承公差带的位置轴承外圈相当于轴，与基准轴公差带位置相同。特点：es=0；ei=负轴承内圈相当于孔，与基准孔公差带位置相反。特点：ES=0；EI=负相反的目的：保证大多数轴承内孔有过盈量。（即孔一律做小）轴承内圈与轴配合应用基孔制。轴承外圈与壳体的配合应用基轴制。图7-2配合制选择9第四节：滚动轴承配合及选择表7-7P158介绍了与轴承配合时的轴、壳体的配合性质。（即轴、壳体公差带）例一：内孔与轴配合（见表7-7）若选过盈配合，轴承基本尺寸d=40，则应当选：轴承精度G；用最小过盈，选轴d=40K6。最大过盈轴选d=40r6。轴承精度E；用最小过盈，选轴d=40K6。最大过盈轴选d=40r6。轴承精度D；用最小过盈，选轴d=40K6。最大过盈轴选d=40m6。轴承精度C；用最小过盈，选轴d=40K5。最大过盈轴选d=40m5。10例二：轴承外经与壳体配合（见表7-7）若选过渡配合，轴承基本尺寸d=60，则应当选：轴承精度G；用最小过渡，选孔D=60J7。最大过渡孔选D=60N7。轴承精度D；用最小过渡，选孔D=60JS6。最大过渡孔选D=60M6。例三：轴承与轴、孔配合的公差带图轴承内径与轴的配合平均偏差⊿dmp：代表不同的精度等级轴承内径公差带的宽度。但轴承基本尺寸不同，T值不同。如下图：11与G配合，是过盈或间隙配合，与D、C、B配合，均是间隙配合。与G配合，是过盈或间隙配合，与D、C、B配合，均是过盈或间隙配合。与任何一种配合，均是过盈配合。注：基本尺寸不同，轴公差带T不同。图示轴选g6：轴选h6：轴选k6：12一、负荷类型轴承工作时，作用于轴承上的负荷为：局部、循环、摆动三种负荷。局部负荷p159图7-4轴承受合成径向力Rg，方向不变。轴承的内外圈配合选择选用较松的过渡、或小间隙配合。目的：利用滚道的摩擦力矩，带动内外圈微转，使内外圈均匀受力，延长轴承的寿命。受力图受力特征：局部负荷均作用在内圈，方向不变。13循环负荷p159图7-4受力特征：内圈与轴固定、外圈与孔同转，力与旋转方向一致。力作用在整个圆周上。轴承的内外圈配合选择：用过盈或较紧的过渡配合。受力图目的：使内圈与轴、外圈与孔不产生爬行，提高轴承寿命。14受力特征：径向力Px在内、外圈滚道局部变化。（与动力输入、输出、受力有关）轴承的内外圈配合选择：用过盈或过渡配合，较前松些。摆动负荷p159图7-4（1）受力图目的：减少轴承内外圈因配合而产生的变形，提高轴承的寿命和旋转精度。15四、轴承尺寸大小轴承尺寸越大，受力能力越强，配合应紧些。五、旋转精度和速度的影响旋转精度要求高，不用间隙配合。旋转速度高，应用过盈配合。六、其他因素影响薄壁件的配合应略紧些。剖分式壳体配合应松些。重型机械配合应松些。结论：选择配合性质，应综合考虑：配合种类、使用场合、受力状态及设备特征。16例一：如图有E级滚动轴承，d=25,D=60内圈与轴的配合是Φ=25g6外圈与孔的配合是Φ=60P7求：1、内圈、外圈配合的公差带图2、计算配合间隙或过盈3、指出属于何种配合。如图查P156表7-4，E级轴承平均内径偏差：⊿dmp为Φ0008.025查P157表7-5，E级轴承平均外径偏差：⊿Dmp为Φ解1：0011.06017查轴孔的极限偏差机械设计手册（或）由教材P18表2-4知：轴Φ25g6；Φ=25IT6=13孔Φ60P7；Φ=60，IT7=30查P24~26表2-7；2-8⊿=11轴：es=-7,则：ei=es-IT=-7-13=-20孔：ES=-32+⊿=-32+11=-21EI=ES-IT=-21-30=-51解出轴Φ007.0020.025孔Φ021.0051.060画出公差带图轴承内孔与工件轴轴承外圆与工件孔0008.025轴承尺寸Φ0011.060Φ前述已求出：18解2：计算间隙内孔与轴Xmax=0-（-0.020）=0.020Xmin=-0.008-（-0.007）=-0.001=Ymax外圆与孔Xmax=-0.021-（-0.011）=-0.01=YminXmin=-0.051-0=-0.051=Ymax解3：判断属于何种配合内孔与轴：过渡配合外圆与孔：过盈配合内孔与轴外圆与孔190006.0200009.055021.0008.020004.0015.055⊿dmp为Φ⊿Dmp为ΦΦ20m6=ΦΦ55K6=Φ解1如图查P156表7-4，D级轴承平均内径偏差：⊿dmp为Φ20；ES=-6?查P157表7-5，D级轴承平均外径偏差：⊿Dmp为Φ55;ei=-9查轴孔的极限偏差机械设计手册（或）由教材P18表2-4知：轴Φ20m6；Φ=20，IT6=13,ei=8孔Φ55K6；Φ=55，IT6=19,ES=-2+6=4查P24~26表2-7；2-8⊿=6例二：如图有D级滚动轴承，d=20,D=55内圈与轴的配合是Φ20m6外圈与孔的配合是Φ55K6求：1、内圈、外圈配合的公差带图2、计算配合间隙或过盈3、指出属于何种配合。（EI=-6）20画出公差带图外圆与孔解2：计算间隙1）内孔与轴Xmax=0-0.008=-0.008=YminXmin=-0.006-0.021=-0.027=Ymax2）外圆与孔Xmax=0.004-（-0.009）=0.013Xmin=-0.015-0=-0.015=Ymax内孔与轴解3：判断属于何种配合内孔与轴：过盈配合外圆与孔：过渡配合0006.020021.0008.0200009.055004.0015.055内孔轴外圆孔21例三：如图有C级滚动轴承，d=50；D=110内圈与轴的配合是Φ50k6外圈与孔的配合是Φ110K6求：1、内圈、外圈配合的公差带图2、计算配合间隙或过盈3、指出属于何种配合。如图解1：0006.0500008.0110013.0002.050004.0018.0110⊿dmp为Φ⊿Dmp为ΦΦ50k5=ΦΦ110K6=Φ22画出公差带图外圆与孔内孔与轴解2：计算间隙1）内孔与轴Xmax=0-0.02=-0.002=YminXmin=-0.006-0.013=-0.019=Ymax2）外圆与孔Xmax=0.004-（-0.008）=0.012Xmin=-0.018-0=-0.018=Ymax解3：判断属于何种配合1）内孔与轴：过盈配合2）外圆与孔：过渡配合0006.050013.0002.0500008.0110004.0018.0110内孔轴外圆孔23例四：有一E208轻系列滚动轴承，轴承尺寸为d=40mm,D=90mm,与工件的轴配合js5、与工件的孔配合是J6，外壳固定，轴转n=1000r/min。壳体与轴均为磨削加工，求：1、轴和壳体的极限尺寸偏差。2、轴和壳体配合处的形位公差。3、轴和壳体配合处的粗糙度值。4、轴和壳体配合处的公差带图。5、轴和壳体配合处的配合间隙或过盈，说明轴、壳体与轴承的配合性质。零件草图如下：（将结果注于草图上）24解1：求极限偏差：P18表2-4；P24表2-7；P26表2-8工件轴Φ40js5：IT5=11um；js=IT/2=±0.0055mm解出Φ40±0.0055工件孔Φ90J6：IT6=22；ES=16；EI=ES-IT=16-22=-6解出Φ016.0006.090解2：求形位公差：P163表7-12由E级、基本尺寸知工件轴Φ40；圆柱度=2.5；跳动量=8；由E级、基本尺寸知工件孔Φ90；圆柱度=6；（本例无壳体孔肩）25解3：求粗糙度值：P163查表7-13据IT5；IT6工件；工件轴IT5：磨削Ra=0.4；轴肩（端面）Ra=1.6工件孔IT6：磨削Ra=1.6解4：画公差带图：1）求轴承的极限尺寸P157表7-5；P156表7-4；E级轴承单一平面平均内径偏差⊿dmp为es=0；ei=-10。E级轴承单一平面平均外径偏差⊿Dmp为ES=0；EI=-13可写出：0010.0400013.090轴承孔Φ轴承轴Φ262）画公差带图（1）轴承内圈与轴的配合据轴承Φ0010.040据轴Φ40±0.00550013.090016.0006.090（2）轴承外圈与壳体的配合据工件孔Φ据轴承Φ27解5：计算配合间隙和配合性质。1）轴承内圈：Xmax=0-（-0.0055）=0.0055Xmin=-0.010-0.0055=-0.0155=Ymax2）轴承外圈：Xmax=0.016-（-0.013）=0.029Xmin=-0.006-0=-0.006=Ymax均属于过渡配合。图示标注结果上页图28例五：有一G级207滚动轴（d=35,D=72）与轴的配合为j6,与孔的配合为H7其工作情况是外壳固定，轴转，n=980r/min承受径向轻载荷，壳体、轴、轴肩加工方法均是车削。求：1、轴和壳体的极限尺寸偏差。2、轴和壳体配合处的形位公差。3、轴和壳体配合处的粗糙度值。4、轴和壳体配合处的公差带图5、轴和壳体配合处的配合间隙或过盈，说明轴、壳体与轴承的配合性质。（将结果注于草图上）29解1：求极限偏差：P18表2-4;P24表2-7;P26表2-8工件轴Φ35j6IT6=16um；ei=-5；es=IT+ei=11011.0005.035解出：Φ工件孔Φ72H7IT7=30；EI=0；ES=EI+IT=3003.0072解出：Φ解2：求形位公差：P163表7-12由G级、基本