12第6章 滚动轴承与孔、轴结合精度设计

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第6章滚动轴承与孔、轴结合的精度设计内容提要-------------------------------------------------------(2)6.1概述-------------------------------------------------------(4)6.1.1滚动轴承的组成及种类-----------------------------------(4)6.1.2滚动轴承的公差等级及其应用--------------------------(5)6.1.3滚动轴承与孔、轴配合公差带------------------------(10)6.2滚动轴承与孔、轴结合的精度设计-------------------(14)6.2.1配合选用的依据----------------------------------------------(14)6.2.2孔、轴公差带的选用---------------------------(17)6.2.3孔、轴几何公差和表面粗糙度的选用----------------(20)作业P152思考题1、2、3、4，作业题1、2-------------(31)本章重点-----------------------------------------------------------(32)课堂练习---------------------------------------------------------(33)应用数值表--------------------------------------------------------(34)作业题解释---------------------------------------------------（40）1 内容提要:1.滚动轴承的公差等级及其应用；2.滚动轴承内径和外径的公差带；3.与滚动轴承配合的孔、轴公差带（取自GB/1801—2009）；4.滚动轴承与孔、轴配合的选用；5.轴颈和外壳孔的尺寸公差、几何公差和表面粗糙度及其在图样上的标注。2 第6章滚动轴承与孔、轴结合的精度设计它们的精度设计,实际上是尺寸公差、几何公差和表面粗糙度在以上典型零件中的实际应用。本章开始学习典型零部件的精度设计。主要介绍滚动轴承键和花键圆锥普通螺纹圆柱齿轮3 6.1概述6.1.1滚动轴承的组成及种类1.组成2.种类按滚动体形状分球滚子圆柱圆锥图6.1按负荷方向分向心—推力—向心推力—径向力轴向力径向力、轴向力4 6.1.2滚动轴承的公差等级及其应用1.公差等级根据（1）尺寸精度向心—其中0级精度最低；其次依次增高。其它—各公差等级的公差如表表6.1所示（下页）。0、6（6X）、5、4、2五级；0、6（6X）、5、4四级。内、外圈作相对运动时跳动的程度（2）旋转精度分5 0654224065420654254254206542240654206542542542542向心轴承公差如表6.1所示。公称尺寸/mm公称尺寸/mm6 由表中可见，轴承的内外径尺寸有2种公差：（1）单一平面内的平均直径公差dmp(Dmp)=[dmax(Dmax)+dmin(Dmin)]/2配合尺寸Δdmp(ΔDmp)=dmp(Dmp)–d(D)为控制配合尺寸（2）单一平面内的直径公差dS(DS)=da(Da)实际尺寸ΔdS(ΔDS)=dS(DS)–d(D)为控制实际尺寸7 2.各公差等级的应用0级(普通级)：多用于旋转精度和运动平稳性要求较高或转速较高的旋转机构中（如普通机床主轴支承）。最广泛地应用于精度要求不高的一般旋转机构中。6(6X)级(中等级)和5级(较高级)：5级6级8 多用于转速很高和旋转精度要求很高的机床或机器的旋转机构中（如精密机床主轴支承）。多用于特别精密机床的主轴支承（如坐标镗床主轴支承）。4级(精密级)：2级(超精级)：4级5级2级4级9 6.1.3滚动轴承与孔、轴配合公差带1.滚动轴承与孔、轴结合的特点(1)标准部件：(3)薄壁件：(2)易损件：是配合的基准件。因需常拆卸，故一般选较松的过盈配合或过渡配合。因易变形，故配合尺寸为平均尺寸。10 2.滚动轴承内、外圈公差带图6.2(1)内圈—基准孔ES=0(2)外圈—基准轴es=0公差带在零线下面其特点——11 3.与滚动轴承配合的孔、轴公差带孔、轴公差带均选自GB/T1801—2009。（轴承外径）孔的公差带12 由图可见，轴承内圈与轴的配合比极限与配合标准中基孔制的配合要紧。H轴的公差带13 6.2滚动轴承与孔、轴结合的精度设计内容：（1）选用依据；（2）孔、轴公差带；（3）配合表面的几何公差和表面粗糙度。6.2.1配合选用的依据1.负荷类型:旋转负荷定向负荷14 负荷有三种类型：旋转负荷定向负荷摆动负荷摆动负荷15 2.负荷大小P:径向当量负荷，3.工作条件工作条件主要是温度、旋转精度和旋转速度等。轻：负荷P≤0.07C;正常：负荷P>0.07～0.15C;重：负荷P>0.15C。C:径向额定动负荷。如温度↑→Φ90H6的配合变紧；→Φ45k5的配合变松。16 6.2.2孔、轴公差带的选用（参照表6.2—表6.5选用）17 续表6.218 19 6.2.3孔、轴几何公差和表面粗糙度的选用1.几何公差(如表6.6所示）例如6级向心轴承，d=Φ45，D=Φ100。轴颈：t=?轴肩：t1=?外壳孔：轴：t=?外壳孔肩：t1=?轴向圆跳动几何公差公称尺寸/mm20 2.表面粗糙度（如表6.7所示）例如d=Φ45h6，轴颈Ra的上限值为0.8μm,端面为3.2μm。外壳孔Ra的上限值为1.6μm，端面为3.2μm。D=Φ100J7。21 试用类比法确定外壳孔、轴颈公差，例6.1某一级齿轮减速器的小齿轮轴，由6级单列向心轴承(d×D×B=Φ40×Φ90×23)支承，见图6.6。P=4000N，C=32000N。并将它们标注在装配图和零件图上。轴颈外壳孔22 解：（1）求公差带（由题意可知）∴为正常负荷(0.7~0.15C)；①轴承内圈承受负荷：②负荷大小：∵P/C=4000/32000=0.125，旋转负荷；③查表6.2得轴公差带Φ40k5Φ4023 查表6.3得外壳孔的公差带为H7∵齿轮旋转精度较高，∴取Φ90H6Φ9024 ④查表6.1得轴承的极限偏差轴承内圈极限偏差为ES=0,EI=-10μm。轴承外圈极限偏差为es=0,ei=-13μm。公称尺寸/mm公称尺寸/mm25 ⑤画尺寸公差带图（见图6.7）图6.726 （2）求配合表面的几何公差(查表6.6)轴圆柱度公差端面圆跳动t=0.0025t=0.008孔圆柱度公差t=0.006端面圆跳动t=0.015Φ40k5Φ90H6几何公差轴向公称尺寸/mm27 （3）求各表面的Ra上限值（查表6.7）轴:Φ40k5轴肩1.6μm轴颈0.4μm28 孔Φ90H6:外壳孔1.6μm外壳孔肩3.2μm29 （4）标注(见图6.8所示)装配图的标注30 零件图的标注作业P152思考题1、2、3、4，作业题1、231 本章重点:作业P152思考题1、2、3、4，作业题1、21.滚动轴承的公差等级及其应用范围；2.滚动轴承的内、外径公差特点—两种公差和公差带位置；3.滚动轴承的配合特点—标准部件、薄壁件和易损件；4.滚动轴承配合的选用—基准制、配合选用依据、配合表面的几何公差和表面粗糙度以及公差在图样上的标注。32 试将下列要求标在图上：(1)大端圆柱面：尺寸要求为φ４5h7mm，并采用包容要求，表面粗糙度Ｒa的上限值为0.8μｍ；(2)小端圆柱面：尺寸为φ25±0.007mm，圆度公差为0.01mm，Rz的最大值为1.6μm，其余表面Ｒa的上限值均为6.3μｍ。课堂练习33 向心轴承内圈公差公称尺寸/mm34 向心轴承外圈公差续表6.1公称尺寸/mm35 36 37 轴向几何公差公称尺寸/mm38 39 作业题解释1.有一6级6309的滚动轴承，内圈为Φ45mm，外圈为Φ100mm。内圈与轴配合为j5，外圈与外壳孔配合为H6，试画出配合的尺寸公差带图，并计算其极限间隙和极限过盈。答案+0j5Ф45mmEIes6级eiФ100mm+0H6eiES6级内圈：Xmax＝+5μmXmin＝-16μm外圈：Xmax＝+35μmXmin＝040 2.皮带轮内孔与轴的配合为Φ40H7／js6，0级滚动轴承内圈与轴的配合为Φ40js6，试画出上述两种配合的尺寸公差带图。并根据平均过盈或平均间隙比较它们的配合的松紧。解释：(1)皮带轮内孔与轴：Φ40H7/js6X平均=+12.5μm(2)轴承内圈与∶Φ40js6y平均=-6μm(3)结论：轴承与轴的配合比皮带轮与轴的配合要紧。eiФ40mmjs6EIes0级H7ES41