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05 第六章 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计.pptx

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本课件以滚动轴承为典型件,介绍其组成、种类与公差等级应用,说明内、外径公差带的特点,并围绕负荷类型与负荷大小给出配合选用依据,以及轴颈与外壳孔的形位公差和表面粗糙度要求。

第六章滚动轴承与孔轴结合精度设计封面,标示本章典型零部件精度设计主题
典型零部件精度设计导言页,说明本章介绍滚动轴承、键、螺纹与圆柱齿轮四类件
第六章内容提要页,列出公差等级、内外径公差带、孔轴公差带等五项要点
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第1页:第六章 滚动轴承与孔轴结合的精度设计

章标题
第六章 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计

第2页:典型零部件精度设计导言

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、螺纹和圆柱齿轮;它们的精度设计实际上是前面讲述的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的应用例子。

第3页:第六章内容提要

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/T 1801—1999)
  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、形位公差和表面粗糙度及其在图样上的标注

第4页:滚动轴承的组成与种类

滚动轴承是由专门的滚动轴承厂生产的标准部件,其精度设计就是根据轴承的精度合理确定外圈与相配外壳孔、内圈与相配轴颈的尺寸精度,以及配合表面的形位精度与表面微观轮廓精度。

滚动轴承的分类
分类依据种类
按滚动体形状球、圆柱滚子、圆锥滚子、滚针
按负荷方向向心(径向力)、推力(轴向力)、向心推力(径、轴向力)

第5页:滚动轴承的公差等级与两种直径公差

滚动轴承的公差等级
轴承类型公差等级
向心轴承0、6(6X)、5、4、2 五级,精度依次增高
其它轴承0、6(6X)、5、4 四级
单一平面内的平均直径偏差
Δdmp(ΔDmp)=dmp(Dmp)-d(D),用于控制配合尺寸,其中 dmp(Dmp)=[dmax(Dmax)+dmin(Dmin)]/2。
单一平面内的直径偏差
Δds(ΔDs)=ds(Ds)-d(D),其中 ds(Ds)=da(Da),用于控制实际尺寸。

第6页:轴承公差等级代号图(图片页)

本页源文件仅提取到成串的公差等级数字代号(如 0、6、5、4、2 等),无法安全切分,建议对照原课件图片补充公差带示意图。

本页数字粘连严重,未还原为表格。

第7页:公差等级的应用场合

滚动轴承公差等级的应用
公差等级应用场合
0 级(普通级)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)、5 级(较高级)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
4 级(精密级)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
2 级(超精级)多用于精密机床的主轴支承,如坐标镗床主轴支承
标准部件
轴承是配合的基准件。
易损件
因需常拆卸,一般选较松的过盈配合或过渡配合。
薄壁件
因易变形,故配合尺寸为平均尺寸。

第8页:滚动轴承内外圈公差带

内圈
为基准孔,ES=0。
外圈
为基准轴,es=0。
与滚动轴承配合的孔、轴公差带
均选自 GB/T 1801—1999;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。

第9页:思考题:轴承配合的基准制

滚动轴承内圈与轴颈、外圈与外壳孔的配合,分别采用何种基准制?有什么特点?

第10页:负荷类型与配合选用依据

6.2 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计 内容包括配合选用依据、孔轴公差带、配合表面的形位公差和表面粗糙度。

定向负荷
轴承运转时,作用于轴承上的合成径向负荷这个向量若与某套圈相对静止,该负荷将始终方向不变地作用在该套圈的局部滚道上。
旋转负荷
合成径向负荷向量若与某套圈相对旋转,并顺次作用在该套圈的整个圆周滚道上。
摆动负荷
合成径向负荷向量如果在某套圈滚道的一定区域内相对摆动,则它连续摆动作用在该套圈的局部滚道上。

第11页:负荷类型示意图(内圈外圈组合)

  • 内圈旋转负荷、外圈定向负荷
  • 内圈定向负荷、外圈旋转负荷
  • 内圈旋转负荷、外圈摆动负荷
  • 内圈摆动负荷、外圈旋转负荷

第12页:按负荷类型与大小选用配合

负荷类型与配合的选用
负荷类型选用的配合
定向负荷较松的过渡配合或较小的间隙配合,以便让套圈滚道间的摩擦力矩带动转位,延长轴承的使用寿命
旋转负荷过盈或较紧的过渡配合,过盈量以不使套圈与轴或壳体孔配合表面间产生爬行现象为原则
摆动负荷配合松紧介于循环负荷和局部负荷之间
负荷大小分级
轻负荷 P≤0.07C,正常负荷 P>0.07C~0.15C,重负荷 P>0.15C(P 为径向当量动负荷,C 为径向额定动负荷);较重的负荷选较大的过盈配合,较轻的负荷选较小的过盈配合。
其它考虑因素
工作条件(温度、旋转精度和旋转速度等)、轴和外壳的结构与材料、安装和拆卸轴承的条件。

第13页:孔、轴公差带的选用

二、孔、轴公差带的选用(参照表 6.2—表 6.5)。

第14页:孔轴公差带选用表(图片页)

本页源文件仅提取到页码,主要内容为孔、轴公差带选用表,建议对照原课件图片补充。

第15页:配合表面的形位公差选用

形状公差
因轴承套圈为薄壁件易变形,但其形状误差在装配后靠轴颈和外壳孔的正确形状得到矫正,故轴颈和外壳孔应分别采用包容要求,并对表面提出圆柱度要求。
位置公差
为保证轴承工作时有较高的旋转精度,应规定轴肩和外壳孔肩的端面对基准轴线的端面圆跳动公差。

第16页:配合表面的表面粗糙度选用

配合面的表面粗糙度使有效过盈量减小,使接触刚度下降而导致支承不良,因此孔、轴的配合表面还应规定严格的表面粗糙度。

第17页:例6.1 齿轮减速器小齿轮轴(题目)

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,试用类比法确定孔、轴公差,并将它们标注在装配图和零件图上。

第18页:例6.1 配合的确定

解:(1)由题意可知,内圈承受旋转负荷;负荷大小 P/C=4000/32000=0.125,属正常负荷;查表 6.2 和表 6.3 得 Φ40k5 和 Φ90H6(由于小齿轮轴的旋转精度较高,故应选用 H6 代替 H7)。尺寸公差带图见图 6.7。

第19页:例6.1 公差带图(图片页)

本页源文件仅提取到页码,主要内容为图 6.7 尺寸公差带图,建议对照原课件图片补充。

第20页:例6.1 标注代号图(图片页)

本页源文件仅提取到成串的公差带数字代号,无法安全切分,建议对照原课件图片补充装配图与零件图上的标注。

本页数字粘连严重,未还原为表格。

第21页:例6.1 形位公差与表面粗糙度数值

例6.1 配合表面的形位公差与表面粗糙度
部位圆柱度公差 t端面圆跳动 tRa 上限值
轴0.0025mm0.008mm轴径 0.4μm,轴肩 1.6μm
孔0.006mm0.015mm孔径 1.6μm,孔肩 3.2μm

圆柱度公差与端面圆跳动由表 6.6 查得,各表面的 Ra 上限值由表 6.7 查得。

第22页:例6.1 图样标注(图片页)

本页源文件仅提取到页码,主要内容为图 6.8 轴与孔的图样标注示例,建议对照原课件图片补充。

第23页:第六章本章重点

本章重点

  1. 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、配合表面的形位公差和表面粗糙度以及公差在图样上的标注。

第24页:思考题:轴承配合的考虑因素

选择滚动轴承与轴颈、外壳孔的配合时,应考虑哪些主要因素?

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