第7章 滚动轴承公差与配合
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第7章滚动轴承的公差与配合向心轴承(圆锥滚子轴承除外)分为0、6、5、4、2五级;圆锥滚子轴承分为0、6x、5、4、2五级;推力轴承分为0、6、5、4四级。
轴承精度等级代号用字母“P”和数字的组合表示。
P0、P6(P6X)、P5、P4、P2分别表示轴承精度为0、6、5、4和2级。
P0级轴承是普通级轴承,在机械中应用最广,一般用在旋转精度要求不高的机械中,例如普通车床的变速及进给机构中的轴承、汽车的变速机构的轴承、普通减速器的轴承。
P0级轴承在产品和图样上不用标注其精度等级。
6级和5级轴承属中级和较高级精度,主要是用在转速和旋转精度要求较高的机构中。
例如,普通车床主轴的后支撑轴承用6级、前支撑用5级精度的轴承。
4级和2级轴承分属高级和精密级轴承,多用于转速很高或要求旋转精度很高的精密机械中的轴的支撑。
例如,高精度的磨床和车床、精密螺纹车床和齿轮磨床的主轴选用4级轴承,精密坐标镗床、高精度齿轮磨床和数控机床的主轴用2级轴承作为轴系的支撑。
7.2滚动轴承内径和外径的公差带及其特点国家标准GB307.1-2005对向心轴承内径d和外径D规定了两种尺寸公差。
滚动轴承内外圈均为薄壁件,在自由状态下容易变形,所以规定了单一径向平面内的平均直径偏差,内径的平均直径偏差用Δd mp表示,外径的平均直径偏差用ΔD mp表示。
轴承内,外径尺寸公差的特点是所有公差等级的公差都单向配置在零线下方,即上极限偏差为零,下极限偏差为负值。
图7-2是各级精度的滚动轴承单一径向平面内平均直径d mp和D mp的公差带示意图。
图7-2 轴承单一平面平均内、外径的公差带从图7-2可以看出,轴承内径和外径的上极限偏差均为零值,下极限偏差是负值。
滚动轴承是标准件,轴承内圈和外圈分别作为基准孔和基准轴。
光滑圆柱结合国家标准中,基准孔公差带的下极限偏差等于零,但轴承内圈公差带是其上极限偏差为零值。
因此,滚动轴承的内圈公差带与轴颈公差带构成配合时,在一般基孔制中原属过渡配合将变为过盈配合,如k5、k6、m5、m6、n6等轴的公差带与一般基准孔H配合时是过渡配合,在与轴承内圈配合时则为过盈配合;在一般基孔制中原属间隙配合而成为过渡配合,如h5、h6、g5、g6等轴颈公差带与一般基准孔H的配合是间隙配合,而在与轴承内圈配合时变为过渡配合。
第七章滚动轴承公差配合一、判断题1.向心轴承的五个精度等级中,0级最高,6级最低。
()[答案]错2.轴承套圈相对于负荷方向旋转时,一般选用具有最小过盈的配合或过盈概率大的过渡配合()[答案]对3.为了保证轴承与轴颈、轴承孔的配合性质,轴颈应采用最大实体要求,轴承孔应采用包容要求。
()[答案]错4轴承的游隙过大会使转轴的径向跳动和轴向跳动增大。
()[答案]对5.当轴承套圈相对于负荷方向固定时,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。
()[答案]对6.轴承套圈相对于负荷方向摆动时,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。
()7.轴承承受的负荷越大,则与轴颈或轴承孔的配合应越紧。
()[答案]对8.轴承内圈与轴颈两者公差带所组成的配合要比一般尺寸公差配合标准中规定的基孔制同名配合偏松一些。
()[答案]错9.对于推力轴承的精度等级,国标规定了0,6x,5,4四个级别。
()[答案]错10.轴承内圈的热膨胀会使它与轴颈的配合变松,外圈的热膨胀会使它与轴承孔的配合变紧。
()[答案]对11.滚动轴承单一平面平均内、外径的公差带都在零线下方,上偏差为零。
()[答案]对二、填空题1.轴承内圈孔径的公差带带位于以公称内径为零线的( );当轴颈选用j5公差带时,内圈与轴颈的配合性质为( )。
[答案]下方;过渡配合2.滚动轴承工作时为保证其工作性质,必须满足( )和( )两项要求。
[答案]必要的旋转精度,合适的游隙3.在装配图上,滚动轴承内圈与轴颈的配合处需标注( )的公差带代号;若内圈相对于负荷方向旋转,则内圈与轴颈的配合应( )。
[答案]轴颈,较紧三、选择题1.规定滚动轴承单一内(外)径极限偏差主要是为了A、限制变形量过大B、方便检测C、控制配合性质D、保证加工精度[答案]A2.按标准规定,滚动轴承内圈基准孔的公差带相对于以公称直径为零线的配置是A、位于零线之下,基本偏差为负值B、相对于零线对称分布C、位于零线之下,基本偏差为零D、位于零线之上,基本偏差为零[答案]C3.按GB/T 307.3-1996规定,向心轴承的公差等级分为A、2、3、4、5、6、7、8、9八级B、4、5、6、7、8、9六级C、2、4、5、6、0五级D、0、2、3、4、5五级[答案]C4.规定滚动轴承单一平面平均内(外)径极限偏差主要是为了A、限制变形量过大B、方便检测C、控制配合性质D、保证加工精度[答案]C5.按GB/T 4604-1993规定,轴承的径向游隙共分为A、2、0、3、4、5五组B、4、5、6、7、8五组C、0、4、5、6、7五组D、3、4、5、6、7、8六组[答案]A。
第7章 滚动轴承公差与配合
一、判断题
1.6级精度轴承用于低、中速及旋转精度要求不高的一般旋转机构中。
( × )
2.滚动轴承外圈与座孔的配合为基孔制、内圈与轴的配合为基轴制。
(×)
3.滚动轴承内圈与基本偏差为g的轴形成间隙配合。
(×)
4.对于某些经常拆卸,更换的滚动轴承,应采用较松的配合。
(√)
5.承受轻负荷比重负荷的轴承与轴颈和外壳孔的配合应紧一些。
(×)二.选择题
1.按GB/T307.1的规定,深沟球轴承的公差等级分为( C )。
A. 1、2、3、4、5级
B. 3、4、5、6、7级
C. 2、4、5、6、0级
D. 3、4、5、6、0级
2.国标规定滚动轴承内圈的基本偏差为( C )。
A.EI=0
B.EI<0
C.ES=0
D.ES>0
3.滚动轴承内圈与公差代号为6
k的轴颈配合形成的配合性质为( C )。
A.间隙配合
B.过渡配合
C.过盈配合
D.不确定
4. 与滚动轴承内圈相配的表面,根据其配合要求,应标注的公差原则是( C ).
A.独立原则
B.最大实体要求
C.包容要求
D.最小实体要求
5.与滚动轴承配合的轴颈的形状公差通常选择的项目是( B )。
A.轴颈素线的直线度
B.轴颈的圆柱度
C.轴颈轴线的同轴度 三.综合题
1.滚动轴承的精度等级分为哪几级?哪级应用最广?
答:滚动轴承的精度有0、 6 、5 、4和2共五级,0级在机械中应用最广。
2.滚动轴承与轴和外壳孔配合采用哪种基准制?
答:滚动轴承内圈与轴采用基孔制配合,滚动轴承外圈与孔采用基轴制配合。
3.滚动轴承内圈与轴颈的配合同国家标准《公差与配合》中基孔制同名配合相比,在配合性质上有何变化?为什么?
答:由于轴承内圈单一平面平均内径d mp公差带偏差在零线下侧,与基准孔H
有所不同,所以轴承内圈与轴颈组成的基孔制配合比国家标准《公差与配合中》基孔制配合紧以些。
4.滚动轴承承受负荷类型及负荷大小不同与选择配合有何关系?
答:轴承套圈承受负荷的类型通常受定向负荷的轴承套圈其配合应选稍松一些;受旋转负荷的轴承套圈其配合应选紧一些;受摆动负荷的轴承套圈其配合的松紧
程度一般与受旋转负荷的轴承套圈相同或稍松些。
而选择滚动轴承与轴和外壳孔
的配合与负荷大小有关。
负荷越大,过盈量应选得越大,因此,承受轻负荷、正
常负荷、重负荷的轴承与轴颈和外壳孔的配合应依次越来越紧一些。
5.某机床转轴上安装6级精度的深沟球轴承,其内径为40mm,外径为90mm,
该轴承承受一个4000N的定向径向负荷,轴承的额定动负荷为31400N,内圈随
轴一起转动,外圈固定。
试确定:
(1)与轴承配合的轴颈、外壳孔的公差带代号;
(2)画出公差带图,计算出内圈与轴、外圈与孔配合的极限间隙、极限过盈;(3)轴颈和外壳孔的形位公差和表面粗糙度参数值;
(4)参照图7-6把所选的公差带代号和各项公差标注在图样上。
答:(1)齿轮转动时作用力为方向不变的径向负荷,轴承内圈与轴一起旋转,
外圈静止不动。
而Fr = 4000N,C =31400N,所以Fr =4000N /31400N= 0.06C属正常负荷;内圈承受旋转负荷,外圈承受固定负荷,查表8-2、8-3得:轴颈公差带为k5,外壳孔公差带为J6;
(2)为了分析轴承配合得性质,可画出公差带图:查表7-1得:轴颈和外壳孔的极限偏差:
轴颈为40 k5、外壳孔为:90 J6
由图算出内圈与轴: Ymax = EI – es = - 0.010-(+0.013) = - 0.023mm
Ymin = ES – ei = 0 –( +0.002) = -0.002mm
外圈与孔:Xmax = ES – ei = + 0.016– ( - 0.013) =+0.026mm
Ymax = EI –es =-0.006– 0 =-0.006mm
(3)查表7-4得圆柱度要求:轴颈为0.003mm、外壳孔为0.06mm
端面圆跳动要求:轴肩 0.008mm 、外壳孔肩 0.015mm 查表7-5得粗糙度要求:轴颈Ra=0.4um 、轴肩 Ra= 1.6um
外壳孔Ra= 0.8um 、孔肩 Ra= 3.2um
(4)见下图。