滚动轴承与孔轴结合的互换性.ppt

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7-1 P153 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7-4 P156 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=,轴承外圆D=,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=40 K6。最大过盈轴选d=40r6。 轴承精度E； 用最小过盈，选轴d=40 K6。最大过盈轴选d=40r6。 轴承精度D； 用最小过盈，选轴d=40 K6。最大过盈轴选d=40m6。 轴承精度C； 用最小过盈，选轴d=40 K5。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=60 J7。最大过渡孔选D=60N7。 轴承精度D； 用最小过渡，选孔D=60 JS6。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=25g6 外圈与孔的配合是=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,查P157表7-5，E级轴承平均外径偏差： Dmp为,解1：,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25g6；=25 IT6=13 孔60P7； =60，IT7=30 查P2426表2-7；2-8 =11 轴：es=-7, 则： ei=es-IT=-7-13=-20 孔：ES=-32+=-32+11=-21 EI=ES-IT=-21-30=-51,解出轴,孔,画出公差带图,轴承内孔与工件轴,轴承外圆与工件孔,轴承尺寸,前述已求出：,18,解2：计算间隙 内孔与轴 Xmax=0-（-0.020）=0.020 Xmin=-0.008-（-0.007）=-0.001=Ymax 外圆与孔 Xmax=-0.021-（-0.011）=-0.01=Ymin Xmin=-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,19,dmp为,Dmp为,20m6=,55K6=,解1,如图,查P156表7-4， D级轴承平均内径偏差： dmp为20；ES=-6? 查P157表7-5，D级轴承平均外径偏差： Dmp为55;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20m6； =20，IT6=13,ei=8 孔55K6； =55，IT6= 19,ES=-2+6=4 查P2426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20m6 外圈与孔的配合是55K6 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=Ymin Xmin=-0.006-0.021=-0.027=Ymax 2）外圆与孔 Xmax=0.004-（-0.009）=0.013 Xmin=-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,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50k6 外圈与孔的配合是110K6 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：,dmp为,Dmp为,50k5=,110K6=,22,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=Ymin Xmin=-0.006-0.013=-0.019=Ymax 2）外圆与孔 Xmax=0.004-（-0.008）=0.012 Xmin=-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,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40js5： IT5=11um；js=IT/2=±0.0055mm 解出40±0.0055 工件孔90J6： IT6=22；ES=16；EI=ES-IT=16-22=-6,解出,解2：,求形位公差：P163表7-12 由E级、基本尺寸知工件轴40； 圆柱度=2.5； 跳动量=8 ； 由E级、基本尺寸知工件孔90； 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：,轴承孔 ,轴承轴 ,26,2）画公差带图 （1）轴承内圈与轴的配合,据轴承,据轴40±0.0055,（2）轴承外圈与壳体的配合,据工件孔,据轴承,27,解5： 计算配合间隙和配合性质。 1）轴承内圈： Xmax=0-（-0.0055） =0.0055 Xmin=-0.010-0.0055 =-0.0155=Ymax 2）轴承外圈： Xmax=0.016-（-0.013） =0.029 Xmin=-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35j6 IT6=16um；ei=-5； es=IT+ei=11,解出： ,工件孔72H7 IT7=30； EI=0；ES=EI+IT=30,解出：,解2：求形位公差： P163表7-12由G级、基本尺寸知 工件轴35 ； 工件孔72；,解3：求粗糙度值：P163查表7-13据IT7 ；IT6 工件轴IT6, 工件孔IT7,圆柱度=4 ；跳动量=12,圆柱度=8,车削 Ra=1.6,轴肩（端面）Ra=6.3,车削 Ra=3.2,30,解4：画公差带图： 1）求轴承的极限尺寸。P157表7-5；P156表7-4； G级轴承单一平面平均内径偏差dmp dmp为es=0;ei=-10 G级轴承单一平面平均外径偏差Dmp Dmp为ES=0;EI=-13,轴承轴,可写出：,轴承孔,31,2）画公差带图 （1）轴承内圈与轴的配合,据轴,据轴承,（2）轴承外圈与壳体的配合,据工件孔,据轴承,32,解5： 计算配合间隙和配合性质。,1）轴承内圈： Xmax=0-（-0.005） =0.005 Xmin=-0.010-0.011 =-0.021=Ymax 属于 配合。,2）轴承外圈： Xmax=0.03-（-0.013） =0.043 Xmin=0-0=0 属于 配合。,图示标注结果,过渡,间隙,33,1、什么滚动轴承的外互换？ 什么滚动轴承的内互换？ 2、滚动轴承的精度等级分几级？ 哪级最高哪级最低？为什么？ 3、滚动轴承内外圈公差带的位置 有何特点？,课上测验：,34,1、什么滚动轴承的外互换？什么滚动轴承的内互换？ 答：滚动轴承的外互换指的是轴承的内圈和轴的配合或者轴承的 外圈和轴承座壳体的配合。滚动轴承的内互换指的是轴承的 滚动体与轴承的内圈沟槽及外圈沟槽的配合。 2、滚动轴承的精度等级分几级？哪级最高哪级最低？为什么？ 答：滚动轴承的精度等级按国家标准分为G、E、D、C、B五个 等级。其中G级精度最低，即表示轴承的公差带宽度变化大。 B级精度最高，即表示轴承的公差带宽度变化小。 3、滚动轴承内外圈公差带的位置有何特点？ 答：滚动轴承公差带的位置是轴承外圈相当于轴，上偏差为零， 下偏差为负。轴承内圈相当于孔，上偏差为零，下偏差为负。,答案：,