6、6x、5级:旋转精度和平稳性或速度要求较高场合:普通机床主轴、仪器仪表轴承 4级:旋转精度和平稳性或速度很高场合:高精度磨床、车床、精密螺纹车床、齿轮磨床主轴轴承
2级:精密机械旋转机构:精密坐标镗、高精度齿轮磨等主轴轴承。 三、 滚动轴承内、外径及相配轴颈、壳孔公差带
1.滚动轴承内、外径公差带的特点
滚动轴承内圈与轴颈的配合应采用基孔制,外圈与外壳孔的配合应采用基轴制。 GB规定:内圈基准孔公差带位于以公称内径d为零线的下方,且上偏差为零(不同于普通基准孔的公差带)。这样,轴承内圈与基本偏差代号为k、m、n等的轴颈配合时就形成了具有小过盈的配合,这样可以防止轴承内圈与轴颈一起旋转时,内圈与轴颈的配合面相对滑动,避免它们的配合面产生磨损,保证轴承的工作性能;而过盈较大则会使薄壁的内圈产生较大的变形,影响轴承内部的游隙。
- 36 -
外圈安装在外壳孔中。工作时,温升高使轴热膨。若外圈转,则应使之与外壳孔配合稍松,以补偿轴热胀的微量伸长,允许轴连同轴承一起轴移。否则轴会弯曲,内、外圈间滚动体就有可能卡死。GB规定:轴承外圈外圆柱面公差带位于以公称外径D为零线的下方,且上偏差为零。与一般基轴制配合的基准轴的基本偏差(h)相同,但数值不同。
薄壁型轴承内、外圈在制造或自由状态下都易变形。但当其与刚性轴、箱体的具有正确几何形状的轴颈、外壳孔装配后,这种变形易得到矫正。故GB规定,在轴承内、外圈任一横截面内测得内孔、外圆柱面的最大与最小直径平均值对公称直径实际偏差分别在内、外径公差带内,就认为合格。
2.与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的常用公差带
- 37 -
GB规定了0级和6级轴承与轴颈和外壳孔配合时轴颈和外壳孔的常用公差带,轴颈17,外壳孔16种。
§6-2 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计
一、配合选用的依据
1.负荷类型
1)定向——配合稍松,一般选用具有平均间隙较小的过渡配合或具有极小间隙的间隙配合。 2)旋转——配合应较紧,一般选用具有小过盈的配合或过盈概率大的过渡配合。 3)摆动——配合的松紧程度,一般与受旋转负荷时选用的配合相同或稍松一些。 2.负荷的大小
轴承与轴颈、外壳孔配合的松紧程度跟负荷大小有关。载荷越大,轴承与轴颈或外壳孔配合应越来越紧。
按轴承套圈所受径向负荷的大小,可分为轻负荷、正常负荷和重负荷三类。 轻负荷
正常负荷
重负荷
P?0.07C0.07C?P?0.15CP?0.15CP—当量径向负荷 C---额定动负荷
3.轴承的工作条件
(1)轴承工作时的微量轴向移动
轴承组件易热胀而使轴微量伸长。为避免轴弯曲,应使轴受热后能自由轴移,因此轴承外圈与外壳孔的配合应松一些,并在外圈端面与端盖端面之间留有适当的轴向间隙,以允许轴带着轴承一起作微量轴向移动。
(2)轴承工作时的温度
轴承工作时,套圈温度会高于相配件的温度。内圈热胀会引起它与轴颈的配合变松,而外圈热胀则会引起它与外壳孔配合变紧。因此,轴承工作温度高于100?C时,应对所选择的配合作适当的修正。
(3)其他因素
当轴承的旋转速度较高,又在冲击振动负荷下工作时,轴承与轴颈、外壳孔的配合最好都选用具有小过盈的配合或较紧的配合。
剖分式外壳和整体外壳上的轴承孔与轴承外圈的配合的松紧程度应有所不同,前者的配合应稍松些,以避免箱盖和箱座装配时夹扁轴承外圈。
二、孔、轴尺寸公差带的选用
轴颈和外壳孔的精度包括尺寸公差带、形位公差和表面粗糙度值。GB对与0级和6级滚动轴承配合的轴颈和外壳孔所要求的精度作了具体规定。 1.与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的公差等级的确定
轴颈和外壳孔的公差等级应与轴承公差等级协调。0级轴承-轴颈1T6,外壳孔IT7。对旋转精度和运转平稳性有较高要求的工作场合,轴颈IT5,外壳孔1T6。 2.轴颈和外壳孔的公差带的确定
对轴承旋转精度和运转平稳性无特殊要求,游隙为0组,轴为实心或厚壁空心钢制轴,外壳(箱体)为铸钢或铸铁件,轴承工作温度?100?C,轴颈和外壳孔公差带可据手册(表6.2-6.5)
- 38 -
进行选择。
三、孔、轴的形位公差和表面粗糙度的确定
尺寸公差带确定后,还应分别确定形位公差和表面粗糙度值,参照表6.6、6.7选取。 为了保证配合性质,轴颈和外壳孔应分别采用包容要求和最大实体要求的零形位公差。对于轴颈,在采用包容要求的同时,为了保证同一根轴上两个轴颈的同轴度精度,还应规定这两个轴颈的轴线分别对它们的公共轴线的同轴度公差。 对于外壳上支承同一根轴的两个轴承孔,应按关联要素采用最大实体要求的零形位公差?0 M ,来规定该二孔轴线分别对其公共轴线的同轴度公差。
此外,如果轴颈或外壳孔存在较大的形状误差,则轴承与它们安装后,套圈会产生变形而不圆,因此必须对轴颈和外壳孔规定严格的圆柱度公差。
轴的轴颈肩部和外壳上轴承孔的端面是安装滚动轴承的轴向定位面,若它们存在较大的垂直度误差,则滚动轴承与它们安装后,轴承套圈会产生歪斜,因此应规定轴颈肩部和外壳孔端面对基准轴线的端面圆跳动公差。 在装配图中,轴承内圈与轴径配合处只标注轴径的尺寸与公差带代号;轴承外圈与外壳孔配合处只标注外壳孔的尺寸与公差带代号。
在零件图中,标注出轴径及外壳孔的配合尺寸、形位公差和表面粗糙度的要求。 例:如图所示,已知滚动轴承型号为6206(d=30mm,D62mm,B=16mm,0级精度),轴承内圈与轴径的配合为k5,外圈与外壳孔的配合为H7,试将配合代号及形位公差和表面粗糙度值分别标注在装配图和零件图上。
第七章 圆锥结合的精度设计与检测
§7.1 概 述
一、圆锥结合的特点
1. 对中性好,2. 配合的间隙、过盈可调,3. 密封性好。 二、圆锥结合的基本参数 1. 圆锥角α(轴截面内) 2. 圆锥半角α/2
- 39 -
3. 圆锥直径
最大直径Dj、De 最小直径di、de
任意给定截面直径dx 4.圆锥长度,Le 5.圆锥配合长度H
6. 锥度C C=( D-d )/L=2tanα/2
锥度用比例或分数表示,例如:C=1:20,C=1/20 7. 基面距 a 8. 轴向位移Ea ,
参见图7.3 (a)为间隙配合,(b)为过盈配合 有关圆锥的锥度与锥角见表7.1、7.2
§7.2 圆锥公差与配合
一、圆锥公差
为保证内、外圆锥的互换性和满足使用要求,GB11334—89规定的公差项目如下: 1. 圆锥直径公差(TD)
圆锥直径公差值TD,以基本圆锥直径为基本尺寸,按GB/T1800.3---1988选其公差
2. 圆锥角公差(AT)
圆锥直径公差值AT, 国标规定AT共分12个等级:ATI,AT2…,AT12。一般情况下,AT不单独标注,而是将世纪圆锥角控制在TD内。 3. 圆锥角形状公差(tF) 素线直线度公差和圆度公差;
对于要求不高的圆锥工件,其形状误差一般也用直径公差TD控制 二、圆锥配合
GB12360---90,《圆锥配合》适用于锥度从1:3至1:500,基本圆锥长度从6~630mm,直径至500mm光滑圆锥的配合。 1. 圆锥配合的基准制和配合种类
配合制也分基轴制和基孔制,优先采用基孔制
- 40 -