公差与配合 (6)

教学目标知识目标：掌握滚动轴承的分类及组成；掌握滚动轴承公差等级及应用；掌握滚动轴承内外径公差带的特点；掌握滚动轴承的轴颈和外壳孔的公差带；掌握滚动轴承的配合选择；掌握滚动轴承轴颈和外壳孔的形位公差与表面粗糙度能力目标：掌握滚动轴承的配合选择素质目标：具有较扎实的基本功和良好的职业素养，具有较强的独立工作能力和创新精神教学重点滚动轴承的配合选择教学难点滚动轴承的配合选择教学手段实物演示；教学板书；录像插件；电子课件教学学时2教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计注 释项目七 滚动轴承的公差与配合任务一 滚动轴承概述〖任务描述〗如图7-1所示为小齿轮轴部分装配图，小齿轮轴要求较高的旋转精度，轴承尺寸为内径50 mm，外径110 mm，额定动负荷Cr=32 000 N，轴承承受的当量径向负荷Pr=4 160 N试用类比法确定轴承的类型和精度等级图7-1 小齿轮轴部分装配图〖任务分析〗要完成此任务，学生需掌握滚动轴承的组成及分类，滚动轴承的公差等级及应用，以及其内、外径公差带特点等〖知识准备〗一、滚动轴承的组成及分类1.分类 （1）按照滚动轴承所能承受的主要负荷方向分。

滚动轴承可分为向心轴承(主要承受径向负荷)、推力轴承(承受轴向负荷)、向心推力轴承(能同时承受径向负荷和轴向负荷)三种因而滚动轴承可用于承受径向、轴向或径向与轴向的联合负荷2）按滚动体形状分滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承两类，滚子轴承又分为圆柱轴承和圆锥轴承两种2.组成滚动轴承由外圈1、密封 2、内圈3、滚动体4、保持架5、上圈 6和下圈7等组成其内圈与传动轴的轴颈配合，外圈与外壳孔配合，属于典型的光滑圆柱配合滚动轴承的工作性能和使用寿命，既取决于本身的制造精度，也与其配合件即外壳孔、传动轴的配合性质，以及外壳孔、传动轴轴颈的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等因素有关二、滚动轴承的公差等级及应用1.滚动轴承的公差等级（1）向心轴承(圆锥滚子轴承除外)公差等级共分为五级，即0、6、5、4 和2 级2）圆锥滚子轴承公差等级共分为四级，即 0、6x、5 和4 级3）推力轴承公差等级共分为四级，即 0、6、5 和4 级2.滚动轴承各精度等级的应用0级轴承属于普通精度，在机械行业中广泛应用，主要用于旋转精度要求不高的机械中，如卧式车床变速箱和进给箱、汽车和拖拉机的变速箱、普通电机、水泵、压缩机和涡轮机等。

除0级外，其余各级轴承统称高精度轴承，主要用于高线速度、高旋转精度的场合，高精度的轴承在各种金属切削机床中应用较多，普通机床主轴的前轴承多采用5级轴承，后轴承多采用6 级轴承；用于精密机床主轴上的轴承精度应在5 级及以上；而对于数控机床、加工中心等高速、高精密机床的主轴支承，则需选用4 级及以上超精密轴承三、滚动轴承内径、外径公差带的特点图7-3 轴承内径外径公差带的分布〖任务实施〗直齿圆柱齿轮减速器结构简单，属于普通机械，但小齿轮轴旋转精度要求较高，因而选用6级深沟球轴承可以满足使用要求及经济性任务二 滚动轴承配合件公差及合理选用〖任务描述〗见图7-1所示的任务，在任务一中已用类比法确定轴承的类型和精度等级，接下来确定负荷情况，轴颈和外壳孔的公差带代号，并确定孔、轴的形位公差值和表面粗糙度参数值，并分别标注在装配图和零件图上〖任务分析〗要完成此任务，学生需掌握滚动轴承轴颈和外壳孔的公差带，滚动轴承的配合选择，轴颈和外壳孔的形位公差与表面粗糙度〖知识准备〗一、轴颈和外壳孔的公差带该公差带仅适用于以下场合1）轴承外形尺寸符合GB/T 273.3—1999《滚动轴承 向心轴承 外形尺寸总方案》的规定。

2）轴承的精度等级为0级和6(6x)级3）轴承的游隙为基本组径向游隙4）轴为实心或厚壁钢制轴5）外壳为铸钢或铸铁二、滚动轴承的配合选择在选择滚动轴承与轴颈、外壳孔配合时，应考虑的主要因素如下1.内外圈与负荷方向的关系（1）内外圈相对于负荷方向静止2)内外圈相对于负荷方向旋转3)内外圈相对于负荷方向摆动2.负荷的大小滚动轴承内圈与轴颈，外圈与外壳孔的配合，与轴承内外圈所承受的负荷大小有关，表7-2为滚动轴承与负荷性质的关系3.径向游隙按GB/T 4604.1—2012《滚动轴承 游隙 第1部分：向心轴承的径向游隙》的规定，滚动轴承的径向游隙共分为五组，即2组、0组、3组、4组、5组，游隙的大小依次由小到大，其中0组为标准游隙，优先选用轴承的径向游隙应适中，游隙过大会引起较大的径向跳动和轴向窜动，使轴承产生较大的振动和噪声游隙过小会使轴承滚动体与内外圈间产生较大的接触应力，增加轴承摩擦发热，使轴承寿命缩短如果轴承具有基本组游隙，若供应的轴承无游隙标记，则指基本组游隙在常温状态的一般条件下工作，则轴承与轴颈、外壳孔配合的过盈量较恰当若轴承具有的游隙比基本组游隙大，在内圈和外圈温差较大，或内圈与轴颈间、外圈与外壳孔间都要求有过盈等，则配合的过盈量应较大。

若轴承具有的游隙比基本组游隙小，在轻负荷下工作，要求噪声和振动小，或要求旋转精度较高时，则配合的过盈量应较小4.其他因素1）温度的影响2）轴颈与外壳孔的结构和材料的影响3）轴承组件的轴向游动4）旋转精度及旋转速度的影响5）公差等级的协调6）轴承的安装与拆卸〖任务实施〗1.负荷情况的确定由题意给定条件，可算得Pr=4 160/32 000Cr=0.13Cr，属于正常负荷，根据减速器工作时的情况轴承有时会承受冲击负荷2.公差配合的确定本轴承承受定向负荷的影响，轴承内圈与轴一起旋转，外圈安装在剖分式壳体中，因此，内圈相对于负荷方向旋转，外圈相对于负荷方向静止查表7-4选轴颈公差带为50k5(基孔制配合)，查表7-5选外壳孔公差带为110J7(基轴制配合)由于该轴旋转精度要求较高，故选用提高一个标准公差等级J6较为恰当，即110J6由于轴承是标准件，因而在装配图上只需标出轴颈和外壳孔的公差带代号，轴颈和外壳孔的标注如图7-8所示图7-8 轴颈和外壳孔的标注3.形位公差的确定轴颈和外壳孔的公差带确定以后，为了保证轴承的工作性能，还应对它们分别规定形位公差，因确定轴承精度等级为6级，查表7-8 得圆柱度公差值：轴颈为2.5 μm，外壳孔为6.0 μm；端面圆跳动公差值：轴肩为8 μm，外壳孔肩端面为15 μm，如图7-8所示。

50k5为了保证轴承与轴颈的配合性质应采用包容要求的零形位公差，110J6为了保证轴承外圈与外壳孔的配合性质应采用最大实体要求的零形位公差，标注如图7-8所示4.表面粗糙度的确定按照经济加工精度轴颈为IT5级精度，粗糙度公差值为0.4 μm；外壳孔6级精度，查表7-9得表面粗糙度公差值为1.6 μm，应采取磨削加工按照经济加工精度轴肩端面，查表7-9得粗糙度公差值为1.6 μm，外壳孔端面粗糙度公差值为3.2 μm，应采用车削，如图7-8所示明确任务学生思考，自己知道哪些种类的滚动轴承教师讲解滚动轴承的公差等级及应用明确任务教师讲解滚动轴承的配合选择学生完成任务4第 页。