互换性及测试基础,第七章 演示文稿

1、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 2u限定滚动体的位置，使滚动体均匀分布。u与轴配合，有上述相同要求与特点。u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。u 外圈：u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u 精度等级n 按国家标准分为5级 由低到高用G 、E 、D、 C、 B表示。n 不同的精度等级轴承，内外圈的极限偏差不同。 （有专用国标）n G 、E 、

2、D、应用广泛，满足一般的需要。u 选用轴承的基本要求：n 恰当、合理的配合性质。（即内外圈与轴壳体的配合）n 轴承本身的制造、旋转精度（就是选轴承的精度等级） 4u 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。u 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

3、结，同步旋转。（内圈过盈外圈过盈或过渡。内紧外松）n 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。l 轴的运动精度（如上图） 分析：l 轴承内圈与轴一起转。6l 轴与轴承的配合（如上图）l结构要求轴与轴承连成一体，l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。n 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） 7u 滚动轴承

4、的公差带n 滚动轴承的内圈公差 见表7-4 P156n 滚动轴承的外圈公差 见表7-5u dmp：轴承单一平面平均内径的偏差。u 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 8n 滚动轴承公差带的位置l 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。

5、（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

6、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：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。 图示图示轴选g6：轴选h6：轴选k

7、6：12一、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。u 局部负荷 p159图7-4 轴承受合成径向力Rg，方向不变。 n 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。n受力图受力图 n 受力特征：局部负荷均作用在内圈，方向不变。 13u 循环负荷 p159图7-4n 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。n 轴承的内外圈配合选择：用过盈或较紧的过渡配合。n受力图受力图 目的： 使内圈与轴、外圈与孔不产生爬行，提高轴承寿命。 14n 受力特

8、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） n 轴承的内外圈配合选择：用过盈或过渡配合，较前松些。u 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l 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l 旋转精度要求高，不用间隙配合。l 旋转速度高，应用过盈配合。六、其他因素影响l 薄壁件的配合应略紧些。l 剖分式壳体配合应松些。l 重型机械配合应松些。结论：l选择配合性质，应综合考虑：l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,

9、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n 查P156表7-4， E级轴承平均内径偏差： dmp为 0008. 025n 查P157表7-5，E级轴承平均外径偏差： Dmp为 解1：0011. 060 17n 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-

10、30=-51解出轴007. 0020. 025 孔021. 0051. 060n 画出公差带图l 轴承内孔与工件轴l轴承外圆与工件孔 0008. 025轴承尺寸0011. 060前述已求出：18解2：计算间隙n 内孔与轴Xmax=0-（-0.020）=0.020Xmin=-0.008-（-0.007）=-0.001=Ymaxn 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n 内孔与轴：过渡配合n 外圆与孔：过盈配合 内孔与轴 外圆与孔190006. 0200009. 055021. 0008. 0

11、20004. 0015. 055ndmp为nDmp为n20m6=n55K6=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。20n

12、画出公差带图画出公差带图l外圆与孔外圆与孔解2：计算间隙 1）内孔与轴Xmax=0-0.008=-0.008=Ymin Xmin=-0.006-0.021=-0.027=Ymax2）外圆与孔Xmax=0.004-（-0.009）=0.013 Xmin=-0.015-0=-0.015=Ymaxl内孔与轴内孔与轴解3：判断属于何种配合n 内孔与轴： 过盈配合n 外圆与孔： 过渡配合 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1：0006. 0500008.

13、 0110013. 0002. 050004. 0018. 0110n dmp为nDmp为n50k5=n110K6= 22n画出公差带图画出公差带图l外圆与孔外圆与孔l内孔与轴内孔与轴解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 23例四：有一E208轻系列滚动轴承，轴承尺寸为d=40mm,D=90mm,与工件的轴轴配合js5、与

14、工件的孔孔配合是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400.0055工件孔90J6： IT6=22；ES=16；EI=ES-IT=16-22=-6 解出 016. 0006. 090解2：求形位公差：

15、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：0010. 0400013. 090轴承孔 轴承轴 262）画公差带图（1）轴承内圈与轴的配合

16、据轴承0010. 040据轴400.00550013. 090016. 0006. 090（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） =0.0055Xmin=-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

17、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=11011. 0005. 035解出： 工件孔72H7 IT7=30； EI=0；ES=EI+IT=30 03. 0072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 ；圆柱度=4 ；跳动量=12

18、 工件孔72； 圆柱度=8解3：求粗糙度值：P163查表7-13据IT7 ；IT6工件轴IT6, 车削 Ra=1.6,轴肩（端面）Ra=6.3工件孔IT7, 车削 Ra=3.2 300010. 0350013. 072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为es=0;ei=-10G级轴承单一平面平均外径偏差Dmp为ES=0;EI=-13 轴承轴可写出：轴承孔 310010. 035011. 0005. 0352）画公差带图（1）轴承内圈与轴的配合 据轴 据轴承0013. 07203. 0072（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） =0.005Xmin=-0.010-0.011 =-0.021=Ymax属于过渡配合。 2）轴承外圈：Xmax=0.03-（-0.013）=0.043Xmin=0-0=0属于间隙配合。图示标注结果图示标注结果331、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滚动轴承的外互换指的是轴