旋转状态 负荷类型 轻、正常和重负荷 冲击负荷 轴向位移的限度 轴向容易移动 轴向能移动 其它情况 轴处于高温场合 剖分式外壳 整体式或剖分式外壳 烘干筒、有调心滚子轴承的大型电动机 一般机械、铁路车辆轴箱 铁路车辆轴箱轴承 电动机、泵、曲轴主轴承 电动机、泵、曲轴主轴承 整体式外壳 牵引电动机 张紧滑轮 装有球轴承的轮 薄壁整体式外壳 装有滚子轴承的轮毂 差带② 外圈相对于负荷方向静止 G7① H7① J7① K7① M7① M7① N7① P7① 外圈相对于负荷方向摆动 轻和正常负荷 正常和重负荷 重冲击负荷 轻负荷 正常和重负荷 重冲击负荷 外圈相对于负荷方向旋转 轴向不移动 说明:①对精度有较高要求的场合,应选用P6、N6、M6、K6、J6和H6分别代替P7、N7、M7、K7、J7和H7,并应选用整体式外壳。
②对于轻合金外壳应选择比钢或铸铁外壳较紧的配合。
安装推力轴承的轴颈公差带
推力球和圆柱滚子轴圈工作条件 纯轴向负荷 轴圈相对于负荷方向静止 径向和轴向联合负荷 轴圈相对于负荷方向旋转或摆动 轴承 轴承公称内径/mm 所有尺寸 — — — — — 所有尺寸 ≤250 >250 ≤200 200~400 >400 推力调心滚子轴承 轴颈公差带 j6或js6 j6 js6 k6 m6 n6 安装推力轴承的外壳孔公差带
座圈工作条件 纯轴向负荷 座圈相对于负荷方向静止或摆动 座圈相对于负荷方向旋转 轴承类型 推力球轴承 推力圆柱滚子轴承 推力调心滚子轴承 径向和轴向联合负荷 推力调心滚子轴承 外壳孔公差带 H8 H7 ① H7 M7 说明:①外壳孔与座圈间的配合间隙为0.0001D,D为外壳孔直径。
1.4轴颈与外壳孔的形位公差与表面粗糙度
为了保证轴承正常工作,除了正确选择配合外,还应对与轴承配合的轴颈和外壳孔的形
位公差及表面粗糙度提出要求。因为轴颈和外壳孔的几何形状误差会使轴承内圈产生变形而影响轴承的原始精度,导致主轴旋转精度下降,如下图。故轴颈和外壳孔应采用包容要求,并规定更严的圆柱度公差。
此外,用做轴承轴向定位面的主轴轴肩端面,主轴箱体支承座孔挡肩端面(如图),都会使轴承在装配时受力不均而产生歪斜,并引起滚道畸变,同时会使主轴弯曲,所以轴肩和外壳孔端面应规定端面圆跳动公差。
轴颈和外壳孔的形位公差
圆柱度 轴颈 轴承公称内、外径/mm 0 18~30 30~50 50~80 80~120 6 外壳孔 0 6 7 8 6 端面圆跳动 轴颈 0 6 6 8 外壳孔 0 6 轴承精度等级 公差值/μm 4 2.5 4 2.5 5 6 3 4 4 10 4 12 15 10 20 12 5 15 10 25 15 10 6 15 10 25 15 轴颈和外壳孔的表面粗糙度
轴承公称内、外径/mm 配合表面 轴颈 外壳孔 轴颈 轴承精度等级 配合面的尺寸公差等级 IT6 IT7 IT5 ≤80 ≤1 ≤1.6 ≤0.63 80~150 ≤1.6 ≤2.5 ≤1 表面粗糙度参数Ra值/μm 0 6 外壳孔 轴的外壳孔肩端面 0 6 IT6 — ≤1 ≤2 ≤1.25 ≤1.6 ≤2.5 ≤2 说明:轴承装在紧定套或退卸套上时,轴表面的表面粗糙度参数Ra的值不大于2.5μm。
1.5滚动轴承配合选择示例
图示为一减速器输出轴轴颈部分装配图。已知减速器功率5kW,从动转速83r/min,其中轴颈d=55mm,外壳孔D=100mm,齿轮模数为3mm,齿数为79。确定轴颈和外壳孔的公差带代号、形位公差以及表面粗糙度。
(1)减速器属于一般机械(精度等级选为0级),轴的转速不高,因此选择6类轴承;因其承受负荷较轻(可由经验公式计算),又轴颈d=55mm,外壳孔D=100mm,轴承尺寸代号选为(0)2,内径代号为11。该轴承代号为6211。
(2)因其承受定向负荷,内圈与轴一起旋转,外圈在外壳孔中不旋转。因此,内圈相对于负荷方向旋转,与轴颈的配合应紧些;外圈相对于负荷方向静止,与外壳孔的配合应松些。
轴颈处配合依基孔制(内圈内径)选择,对照相应表格,确定其公差带为j6;外壳孔处配合依基轴制(外圈外径)选择,对照相应表格,确定其公差带为H7。
(3)如前所述,对于轴颈和外壳孔应规定其圆柱度公差,轴肩和外壳孔端面应规定其端面圆跳动公差。参照相关标准或表格,轴颈圆柱度公差选为0.005mm;外壳孔圆柱度公
差选为0.010mm;轴肩端面圆跳动公差选为0.015mm;外壳孔端面圆跳动公差选为0.015mm。
(4)表面粗糙度参数:轴颈处Ra≤1μm,选为1μm或0.8μm;轴肩端面处Ra≤2μm,选为2μm或1.6μm;外壳孔处Ra≤2.5μm,选为2.5μm。
因为滚动轴承为外购标准件,装配图中只标注轴颈和外壳孔的公差带代号。
2 键
键的作用是连接轴和装在轴上的零件,如齿轮、带轮等,使他们一起转动,用以传递力和运动。
2.1平键
2.1.1平键、键和键槽的剖面尺寸及公差
平键在生产使用较多,且平键连接的剖面尺寸均已标准化,在GB/T 1095—1979(1990年确认有效)《平键、键和键槽的剖面尺寸》中作了规定。
平键、键和键槽的剖面尺寸及公差
轴 键 宽度b 极限偏差(μm) 公称直径d(mm) 较紧尺寸b×h(mm) 公称尺寸b(mm) 轴N9 12 ~17 17 ~22 22~30 30~38 38~44 44~50 50~58 58~65 65~75 75~85 5×5 6×6 8×7 10×8 12×8 14×9 16×10 18×11 20×12 22×14 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 +52 0 +149 +65 0 -52 ±26 -22 -74 +43 0 +120 +50 0 -43 ±21.5 -18 -61 +30 0 +36 0 毂D10 +78 +30 +98 +40 轴N9 0 -30 0 -36 毂Js9 较松键连接 一般键连接 键连接 轴和毂P9 -12 -42 -15 -51 公称尺寸 3.0 3.5 4.0 5.0 5.0 5.5 6.0 7.0 7.5 9.0 +0.2 0 极限偏差 +0.1 0 公称尺寸 2.3 2.8 3.3 3.3 3.3 3.8 4.3 4.4 4.9 5.4 +0.2 0 极限偏差 +0.1 0 轴t 毂t1 键槽 深度 ±15 ±18 85~95 95~110 110~130 130~150 150~170 170~200 200~230 25×14 28×16 32×18 36×20 40×22 45×25 50×28 25 28 32 36 40 45 50 +62 0 +180 +80 0 -62 -26 -88 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 15.0 17.0 +0.3 0 5.4 6.4 7.4 8.4 9.4 10.4 11.4 +0.3 0 ±31 说明:(d-t)和(d+t1)两组尺寸的极限偏差按相应的t和t1的极限偏差选取,但(d-t)得极限偏差应取负号。
2.1.2平键连接的公差与配合
GB/T 1095—1979规定,键宽与键槽宽的公差带按GB/T 1801—1999中选取。对键宽规定了一种公差带,对轴槽宽和轮毂槽宽各规定了3种公差带,构成3种配合以满足各种不同用途的需要。
平键连接的三种配合及应用
尺寸b的公差带 配合种轴键类 键 槽 较松连H9 接 一般连h9 接 较紧连P9 接 P9 有冲击和双向扭矩的场合 键在轴键槽中和轮毂键槽中均牢固地固定,用于载荷较大,N9 JS9 键在轴键槽中和轮毂键槽中均固定,用于载荷不大的场合 D10 用于导向平键,轮毂可在轴上移动 槽 轮毂键应用 在平键连接的非配合尺寸中,键槽深t和轮毂键槽深t1的公差带由GB/T 1095—1979专门规定;键高h的公差带一般采用h11;键长的公差带采用h14;轴槽长度的公差带采