滚动轴承的精度设计共32页

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（4）标注 (见图5-8所示)
装配图的标注
20
零件图的标注
0.0025
21
习题
（习题5-5）：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。
22
3
4
二. 滚动轴承的公差等级及其应用
根据（1）尺寸精度（D,d,B尺寸的公差） （2）旋转精度
内、外圈作相对运动时跳动的程度
GE D C B 高
普通级 6 5 4 2
G E（EX） D C 推力轴承（圆锥滚子）
普通级 6（6X） 5 4
5
向心轴承公差如表5-1所示。
由表中可见，轴承的内外径尺寸有2种公差：
机械精度设计多媒体系列CAIຫໍສະໝຸດ 件互换性与测量技术基础课程
第5章 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计
尺寸公差
精度 设计
几何公差 表面粗糙度
滚动轴承 典型零部件 键 精度设计 普通螺纹
圆柱齿轮
2
5.1 概 述
一. 滚动轴承的组成及种类
按负荷 方向分
向心 — 径向力 推力— 轴向力
角接触— 径向力、轴向力
2级: 超精级，用于齿轮磨床、精密坐标镗床、高精度仪器仪表 等转速和旋转精度要求很高的旋转机构的主要轴承；
8
三. 滚动轴承与孔、轴配合的尺寸公差带
单一平面平均外径偏差
es=0
图5-2 轴承内、外圈公差带图
单一平面平均内径偏差
ES=0
9
轴承外圈与轴承座孔配合的尺寸公差带（普通级轴承）
16种
10
轴承内圈与轴配合的尺寸公差带（普通级轴承） 17种

滚动轴承内圈与轴颈的表面粗糙度
选择合适的表面粗糙度，以减小轴承内圈与轴颈之间的摩擦和磨损。
滚动轴承外圈与孔的表面粗糙度
选择合适的表面粗糙度，以减小轴承外圈与孔之间的摩擦和磨损。
表面粗糙度参数
根据轴承的工作条件和精度要求，选择合适的表面粗糙度参数，以确保轴承与轴和孔之间 的表面粗糙度要求。
05
精度设计的实例分析
正确的装配工艺能够确保轴承与孔、 轴的正确配合，避免额外的磨损。
热处理
合理的热处理工艺能够提高轴承材料 的物理性能，从而提高其使用寿命。
使用环境的影响
01
02
03
温度
高温可能导致轴承材料软 化，降低其耐磨性和使用 寿命。
湿度
高湿度环境可能引起轴承 生锈和腐蚀，影响其性能 和使用寿命。
振动与冲击
持续的振动和冲击可能加 速轴承磨损，导致其精度 下降。
开展滚动轴承与孔、轴结合的 智能监测和故障诊断技术研究 ，实现实时监测和预警，提高 系统的安全性和可靠性。
THANKS
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精度设计的重要性
提高机械设备运转的平稳性和精度
01
滚动轴承与孔、轴结合的精度设计能够减少运转过程中的振动
和误差，从而提高机械设备的平稳性和精度。
延长机械设备使用寿命
02
良好的精度设计可以减少轴承与孔、轴之间的摩擦和磨损，从
而延长机械设备的使用寿命。
提高生产效率和产品质量
03
滚动轴承与孔、轴结合的精度设计能够提高机械设备的运转效
实例二：特殊环境下滚动轴承的精度设计
在特殊环境下，如高温、低温、强腐 蚀等环境下，滚动轴承的精度设计需 要特别考虑材料的耐久性和稳定性。
在低温环境下，轴承材料的收缩和韧 性应得到充分考虑，以避免因温度变 化而产生的尺寸变化和脆化。

工艺方法
不同的加工工艺方法对公差值的实现有显著影响， 需根据实际工艺条件确定合理的公差值。
检测手段
可靠的检测手段是确保轴承公差符合要求的关键， 应根据现有检测条件确定合理的公差值范围。
根据经济性考虑公差值
成本效益分析
01
在满足使用要求的前提下，应选择经济合理的公差值以降低制
造成本。
库存管理
02
合理确定公差值可减少库存压力，降低库存成本和管理成本。
位置公差带
指在一定范围内，允许位置变动的区域。根据不同的精度等级，可以分为V0、 V1、V2、V3等。
表面粗糙度
表面粗糙度
指零件表面的微观不平度，如磨削加 工后的表面粗糙度。
表面粗糙度的评定参数
包括轮廓算术平均偏差（Ra）、微观 不平度十点平均高度（Rz）等。
03
滚动轴承公差的应用
滚动轴承的装配
案例一：滚动轴承装配中的尺寸公差控制
总结词
滚动轴承的表面粗糙度对轴承的性能和使用寿命具有重要影响。
详细描述
滚动轴承表面粗糙度的大小直接影响润滑性能、接触应力分布以及疲劳寿命等。通过先进的检测设备 和技术手段，可以精确测量滚动轴承的表面粗糙度，并根据实际需求进行控制。合理的表面粗糙度不 仅能提高轴承的润滑性能，还能有效降低摩擦和磨损，提高轴承的使用寿命。
根据实际需求，选择适合的轴 承类型，如深沟球轴承、圆柱
滚子轴承、圆锥滚子轴承等。
还需考虑轴承安装空间和尺寸 限制，以及与其他零部件的兼 容性。
在选用滚动轴承时，应综合考 虑多种因素，以确保机械设备 的性能和稳定性。
04
滚动轴承公差的选择与确 定
根据使用条件选择公差等级
转速和载荷
高转速或高载荷条件下，需要选 择更严格的公差等级以确保轴承 的稳定性和寿命。

θ
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调心轴承简图
二．滚动轴承分类
按轴承所能受的载荷方向或公称接触角的不同可分为以下几种
轴承类型
向心轴承 (主要承受径向负荷FR)
径向接触 向心角接触
推力轴承 (主要承受轴向负荷FA)
推力角接触
轴向接触
公称接触角α α= 00 00<α≤450 450 <α< 900 α= 900
α
图
松圈
FA
紧圈
松圈
FA
52000
6.深沟球轴承
承载类型——主要承受径向负 荷FR，也可同时承受少量双向 轴向负荷FA 极限转速——高
类型代号： （60000）
7.角接触球轴承
α
结构特点：公称接触角有150，250，400
α越大，承轴向载荷的能力就越大。
承载类型——能同时承受径向负 荷FR与单向轴向负荷FA
四. 滚动轴承类型的选择
一）根据 轴承所受 的载荷选
载荷的大 小、性质
承轻、中及较小波动载荷的场合——选球轴承 承重及较大波动的载荷的场合——选滚子轴承
纯径向负 荷可选用
深沟轴承（6类） 圆柱滚子轴承（N类）及滚针轴承（NA类）
纯轴向负荷——可选用推力轴承（5类）
载荷的 方向
同时受 径向负荷
径向负荷为主——可用深沟球轴承（6类）
2．塑性变形
转速很低或间歇往复摆动的轴承，一般不会发生疲劳点蚀，但在很大的静 载荷或冲击载荷作用下，会使套圈滚道和滚动体接触处的局部应力超过材 料的屈服极限，以致表面出现塑性变形（凹坑），运转精度降低，并会出 现振动和噪声而不能正常工作
3．磨损
在润滑不良和密封不严的情况下，轴承工作时易发生磨损。转速愈高， 磨损愈严重。轴承磨损后会降低旋转精度，甚至失效。

n — 轴承的转速
（h）
通式
例6
6212轴承，承受径向力FR=5500N的平稳载荷，转速n=1250r/min，正常温度，试求寿命Lh 。
解： ∵纯径载 ∴P= FR=5500 N
C=47.8 KN
∵ 球轴承∴ ε= 3
查手册 ：
∵ 正常温度平稳载荷 ∴ fT=1； fP=1
例7：轴径 d=50 mm, 纯径向载荷FR=6000N,载荷平稳，常温下工作，转速 n=1250 r/min, 预期寿命L h= 5000h.试选择此轴承.
二、滚动轴承的应力分析
三、滚动轴承的失效形式和计算准则
一、滚动轴承的载荷分析
§2 滚动轴承的受力分析、失效和计算准则
1）向心轴承：
FR0max
在径向力Fr的作用下
深沟球 60000
圆柱 滚子 N0000
半圈滚动体受载
各滚动体受力不均 受的最大力为 FR0max
Fr
一、滚动轴承的载荷分析—
载荷平稳∴fP=1；常温 ∴fT=1； P=X FR +YFA =4×0.4+3.55×1.7=7.64kN
∴30204不适用
再选30304查手册C=33kN>C /=31.5KN,可以吗？ 不可以。∵此时e、x、Y、P值均发生了变化。
选轴承30304
查表：Cr =33 kN X=0.4 Y=2 e=0.3
二、轴承的寿命计算：
（r）
球轴承ε= 3
滚子轴承ε=10/ 3
且：载荷平稳;
常温 ＜1000C
可靠度90%;
对向心、向心推力轴承是纯径向力； 对推力轴承是纯轴向力。
C — 基本额定动载荷
P — 轴承所受动载荷

确定轴颈和外壳孔的公差带或根据表6 3 确定轴颈和外壳孔的公差带或根据表6—3、 6—4进行选择。 4进行选择。
形位公差及表面粗糙度的确定
为了保证轴承的正常运转， 除了正确地选择轴 为了保证轴承的正常运转 ， 承与轴颈及壳体孔的公差等级及配合外， 承与轴颈及壳体孔的公差等级及配合外 ， 还应 对轴颈和壳体孔的形位公差及表面粗糙度提出 要求。 要求。
配合性质的选择
轴承配合性质的选择即是确定与轴承相配 合的轴颈和壳体孔的基本偏差代号。 合的轴颈和壳体孔的基本偏差代号。 选择轴承配合性质的依据是： 选择轴承配合性质的依据是 ： 轴承内外圈 所受的负荷类型 轴承所受负荷的大小 负荷类型、 负荷的大小、 所受的 负荷类型 、 轴承所受 负荷的大小 、 轴承的工作条件 、 轴承的 工作条件、 与轴承相配合的孔和轴 工作条件 材料和装卸要求等 的材料和装卸要求等。
工作温度
轴承旋转时， 轴承旋转时，套圈的温度经常高于相邻 零件的温度。轴承的内圈可能因热胀而 零件的温度。 使配合变松； 使配合变松；外圈会因热胀而使配合变 选择配合时应考虑温度的影响。 紧。选择配合时应考虑温度的影响。
旋转精度和旋转速度
当对轴承有较高旋转精度要求时， 当对轴承有较高旋转精度要求时，为 消除弹性变形和振动的影响，应避免 消除弹性变形和振动的影响， 采用带间隙的配合，但也不能太紧。 采用带间隙的配合，但也不能太紧。 轴承转速越高，应选用愈紧的配合。 轴承转速越高，应选用愈紧的配合。
滚动轴承的精度设计
概述(1)
轴承的作用及分类：
1.作用：轴承是一种传动支承部件， 1.作用：轴承是一种传动支承部件，它既可以用于支承旋转 作用 的轴，又可以减少轴与支承部件之间的摩擦力， 的轴，又可以减少轴与支承部件之间的摩擦力，广泛地用于 机械传动中。 机械传动中。 2.分类： 2.分类： 分类 滑动轴承（铜轴瓦） 滑动轴承（铜轴瓦）： 滚动轴承 ： 按滚动体结构：球轴承、圆柱滚子轴承、 按滚动体结构：球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承 按承受载荷形式：向心轴承、推力轴承、 按承受载荷形式：向心轴承、推力轴承、角接触轴承