轴与轴承设计和36
机械设计基础中的轴承选择与设计
机械设计基础中的轴承选择与设计轴承在机械设计中扮演着至关重要的角色,它们能够有效地支撑和
减少机械装置中的摩擦。在机械设计的过程中,选择和设计合适的轴
承是确保机械设备顺利运行的关键。本文将探讨轴承的基本原理、轴
承的选择方法以及轴承的设计要点。
一、轴承的基本原理
轴承是一种用于减少运动摩擦的装置,它通常由内圈、外圈和滚动
体组成。内圈固定在轴上,外圈固定在轴承座上,而滚动体则在内圈
和外圈之间运动。轴承通过滚动体的滚动来承受和传递载荷,从而减
少了机械装置中的摩擦。
二、轴承的选择方法
轴承的选择涉及到多个因素,包括载荷、转速、工作环境以及安装
和维护的要求。下面是一些常用的轴承选择方法:
1. 轴承载荷计算:根据机械装置的使用情况,计算所需承受的径向
载荷和轴向载荷。载荷的大小将影响轴承的尺寸和类型选择。
2. 轴承的寿命计算:根据设计寿命要求,选择具有足够寿命的轴承。寿命的计算需要考虑载荷、转速和轴承的材料等因素。
3. 轴承的转速限制:根据机械装置的运行速度,在转速范围内选择
合适的轴承。转速过高会导致轴承过热和损坏。
4. 轴承的工作环境:考虑机械装置的工作环境,包括温度、湿度、
腐蚀性气体等因素,选择耐腐蚀和适应环境变化的轴承。
5. 轴承的安装和维护要求:根据机械装置的安装和维护要求,选择
易于安装和维护的轴承。注意轴承的安装方法和润滑方式等因素。
三、轴承的设计要点
在进行轴承设计时,需要考虑以下几个重要的要点:
1. 轴承的几何尺寸:确定轴承的内径、外径和宽度等几何尺寸。合
理的几何尺寸能够确保轴承在承受载荷时保持稳定。
机械设计基础机械设计中的轴承选择与设计
机械设计基础机械设计中的轴承选择与设计机械设计基础
机械设计中的轴承选择与设计
在机械设计中,轴承的选择与设计是至关重要的一环。轴承的优良性能直接影响着机械设备的运行效率、稳定性和寿命。本文将介绍机械设计中轴承的选择原则和设计方法,以及润滑、密封和安装等相关注意事项。
一、轴承的选择原则
1. 载荷计算:根据机械装置的工作条件、工作环境和工作要求,确定轴承所需承受的载荷类型和大小。轴承的额定动载荷和静载荷是评价其承载能力的关键指标。
2. 转速要求:根据机械设备的转速要求和运行状态,选择适合的轴承类型。普通轴承适用于低速转动,而高速轴承则需要具备优异的回转精度和高速稳定性。
3. 轴承的寿命:确定机械设备的使用寿命要求,并通过计算和选择合适的轴承型号和尺寸来满足寿命要求。常用的寿命计算方法有L10寿命计算方法和相当静载荷(P0)法等。
4. 安装尺寸:根据机械设备的结构尺寸和安装空间,选择合适的轴承外形尺寸和结构形式。常见的轴承结构形式包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承和角接触球轴承等。
5. 环境适应性:考虑机械设备的工作环境,选择适应特定工况需求
的轴承材料和润滑方式。常见的轴承材料有高碳铬钢、不锈钢、聚四
氟乙烯和陶瓷等。
二、轴承的设计方法
1. 载荷分析:通过对机械装置的工作原理和受力情况的分析,确定
主要受力部位和受力方向,进而计算出轴承所需的载荷大小和方向。
2. 选型计算:根据已确定的载荷和工作条件,借助轴承手册或专业
软件进行选型计算。选型时需要考虑轴承额定动载荷、静载荷、转速
限制和寿命等参数。
3. 轴承布局:根据机械设备的结构特点和轴承的尺寸,确定轴承的
滚动轴承的设计和选择
滚动轴承的设计和选择
滚动轴承是工业生产中常见的机械零件。它属于支承类轴承,
由外环、内环、滚子和保持架等几部分组成。轴承的作用是支撑
和定位旋转的轴,承受轴向和径向力以及翻转和倾斜力。滚动轴
承的使用广泛,主要应用于轴的支承和旋转导向,在许多机械设
备中都有应用。
设计滚动轴承时,需要考虑多个因素。滚动轴承的选用与设计
密切相关,需要满足不同的使用条件,例如轴的转速、负荷、耐
磨性、可靠性和润滑情况。以下是滚动轴承的设计和选择所需考
虑的几个因素:
1. 轴承类型
常见的轴承类型包括深沟球轴承、圆锥滚子轴承、调心球轴承、调心滚子轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承等。每种轴承类型
具有不同的特点和适用范围,应根据实际需要进行选择。
2. 轴承精度等级
轴承精度等级决定了轴承在旋转时的稳定性、噪声和寿命等特性。标准的轴承精度等级由高到低依次为P0、P6、P5、P4、P2。在实际应用中,一般选择P5或P4等级的轴承。
3. 轴承负荷
轴承负荷分为径向负荷、轴向负荷和复合负荷。在设计和选择轴承时,需要考虑到轴承的额定静载荷和额定动载荷,并根据工作负荷确定实际的轴承尺寸。
4. 轴承尺寸和材料
轴承的尺寸和材料的选择要根据受力情况和轴承使用环境来确定。轴承的尺寸通常由外径、内径和厚度等参数来定义,轴承材料应具有高的强度、硬度和耐磨性,在选择时应考虑经济性和可靠性。
5. 轴承的润滑方式
轴承的润滑方式有干摩擦润滑和润滑油润滑两种。干摩擦润滑是指轴承在不需要油脂或润滑油的情况下能够正常工作,并且还能够减小生产成本。润滑油润滑则需要使用润滑油来润滑,以减少轴承的磨损和延长使用寿命。
轴承与轴的配合标准
轴承与轴的配合标准
轴承是机械设备中常见的零部件,它承载着旋转机械的轴承,起到支撑和减小摩擦的作用。而轴则是承载轴承的部件,两者的配合标准对于机械设备的性能和寿命有着重要的影响。本文将从轴承与轴的配合标准的选择、设计和安装等方面进行详细介绍。
首先,轴承与轴的配合标准的选择是非常重要的。在选择轴承时,需要考虑轴的直径、圆度、表面粗糙度等参数,以确保轴承能够正确安装在轴上并能够正常工作。同时,还需要考虑轴承的类型和尺寸,以保证轴承能够承受所需的载荷和转速。在选择轴时,需要考虑轴承的安装位置、工作环境和受力情况,以确保轴能够满足轴承的要求。
其次,轴承与轴的配合标准的设计是关键的。在设计轴承与轴的配合时,需要考虑轴承的安装方式、间隙、配合面的形状和表面处理等因素。合理的设计可以减小轴承与轴之间的摩擦,降低能量损失,提高机械设备的效率和使用寿命。同时,还需要考虑轴承与轴的配合标准对于轴承的定位和固定,以确保轴承能够稳定地工作在轴上。
最后,轴承与轴的配合标准的安装是至关重要的。在安装轴承时,需要确保轴承与轴的配合标准的尺寸和形状符合要求,以避免轴承在工作时出现偏摆、摩擦和振动等问题。同时,还需要注意轴承的安装方式和紧固力度,以确保轴承能够正确地安装在轴上并且能够正常工作。
总之,轴承与轴的配合标准的选择、设计和安装对于机械设备的性能和寿命有着重要的影响。在实际应用中,需要根据具体的工作条件和要求,选择合适的轴承和轴,并且合理设计和安装轴承与轴的配合标准,以确保机械设备能够稳定可靠地工作。
轴承与轴的配合标准
轴承与轴的配合标准
轴承与轴的配合是机械传动中非常重要的一环,它直接关系到机械设备的运行稳定性和使用寿命。正确的轴承与轴的配合标准能够有效减少摩擦和磨损,提高机械设备的运行效率。因此,合理选择轴承与轴的配合标准对于机械设备的正常运行至关重要。
首先,轴承与轴的配合标准应符合国家标准和行业标准。国家标准和行业标准是对轴承与轴的配合尺寸、公差、形位公差等方面进行了明确规定,选择合适的标准能够保证轴承与轴的配合质量和稳定性。因此,在进行轴承与轴的配合时,首先要参照相关的国家标准和行业标准,确保选择的配合标准符合规范要求。
其次,轴承与轴的配合标准应考虑机械设备的工作环境和工作条件。不同的机械设备在不同的工作环境和工作条件下,对轴承与轴的配合标准有着不同的要求。例如,在高速旋转的机械设备中,对轴承与轴的配合精度要求较高;而在重载工况下,对轴承与轴的配合间隙要求较大。因此,在选择轴承与轴的配合标准时,需要充分考虑机械设备的工作环境和工作条件,以确保配合标准符合实际需求。
另外,轴承与轴的配合标准还应考虑轴承的类型和结构。不同
类型和结构的轴承对轴的配合标准有着不同的要求。例如,滚动轴
承对轴的圆度和表面粗糙度要求较高;而滑动轴承对轴的表面硬度
和润滑性能要求较高。因此,在确定轴承与轴的配合标准时,需要
充分考虑轴承的类型和结构,选择适合的配合标准。
最后,轴承与轴的配合标准还应考虑轴的材料和加工工艺。不
同材料和加工工艺的轴对轴承的配合标准有着不同的要求。例如,
硬度较高的轴对轴承的配合标准要求较高;而表面粗糙度较大的轴
基本零件的设计和尺寸选取
基本零件的设计和尺寸选取在机械设计领域中,基本零件的设计和尺寸选取对于整个机械装置的性能有着至关重要的影响。合理的设计和选材可以大大提高机械装置的使用寿命和运行效率,因此掌握基本零件的设计和尺寸选取技巧是每个机械工程师都需要掌握的基本技能。
第一、轴的设计和尺寸选取
轴是机械装置中的重要传动零件,负责将动力传递到相应的部件,并承受相应的载荷。在轴的设计和尺寸选取中,应首先考虑轴的材质和强度,以确保轴能够承受相应的载荷和扭矩。同时,还需要考虑轴的曲率半径和表面光洁度,以避免轴的弯曲或者表面磨损影响使用寿命。此外,还需要考虑轴的安装方式和密封性能,以确保轴和机械装置的连接紧密可靠。
第二、齿轮的设计和尺寸选取
齿轮是机械装置中常用的传动零件,不同的齿轮类型可以实现不同的传动效果。在齿轮的设计和尺寸选取中,应首先考虑齿轮的模数和齿数,以确保齿轮能够实现精确的传动效果。同时,还
需要考虑齿轮的材质和硬度,以确保齿轮能够承受相应的载荷和耐磨损。此外,还需要考虑齿轮的温度和润滑性能,以确保齿轮在使用过程中不会受到过热或者润滑不良的影响。
第三、轴承的设计和尺寸选取
轴承是机械装置中常用的支撑零件,在机械装置中支撑轴的承载能力非常重要。在轴承的设计和尺寸选取中,应首先考虑轴承的负载和刚度,以确保轴承能够承受相应的载荷和保持稳定性。同时,还需要考虑轴承的材质和表面光洁度,以确保轴承在使用过程中不会受到磨损和腐蚀。此外,还需要考虑轴承的适用性和使用条件,以确保轴承的性能能够满足实际需求。
第四、联轴器的设计和尺寸选取
轴承与轴、轴承座的配合
高手分享轴承与轴、轴承座的配合
在论坛里经常看到社友讨论轴承与轴、轴承座的配合问题.由于轴承是标准件,尺寸公差是定死了的,这个配合问题也就成了怎么确定轴、轴承座的尺寸公差问题。截图来自舍弗勒的轴承综合样本HR1.
还有轴承座的配合
以上是轴承配合的基本原则.但是原则并不是放之四海而皆准滴,原则更像世界纪录-—-是用来打破的。打破之前你得权衡下打破原则的得与失,或者说利和弊.轧机轴承内圈与轴的间隙配合就是一个经典的打破轴承配合基本原则的案例.基本原则也没有包括一些特殊情况—-—如空心轴、轻金属轴承座等情况。这种情况要选更紧的配合,要多紧,可以计算。
还有推力轴承的配合。截图同样来自舍弗勒样本HR1.
推力轴承之轴承座
正确选择轴承配合,首先要搞清楚轴承的工况,特别是受到什么性质的载荷。载荷分点载荷与圆周载荷,区分这两种载荷,是正确选择轴承配合的前提.
说轧机轴承内圈与轴松配合,这说法不准确;不是所有轧机中的轴承内圈与轴都是松配合的.而是在轧机中有些轴承内圈与轴是松配合,如4列圆锥,及有些4列圆柱.
轴、轴承座与轴承配合公差
1)轴承配合一般都是过渡配合,但在有特殊情况下可选过盈配合,但很少。因为轴承与轴配合是轴承的内圈与轴配合,使用的是基孔制,本来轴承是应该完全对零的,我们在实际使用中也完全可以这样认为,但为了防止轴承内圈与轴的最小极限尺寸配合时产生内圈滚动,伤害轴
的表面,所以我们的轴承内圈都有0到几个μ的下偏公差来保证内圈不转动,所以轴承一般选择过渡配合就可以了,即使是选择过渡配合也不能超过3丝的过盈量。
轴承与轴的配合公差标准[参考]
轴承与轴的配合公差标准[参考]
1. 前言
轴承与轴的配合公差,是实现精度传递和旋转过程中的摩擦力矩的重要因素。一般来讲,轴承制造商和轴制造商都会遵循国家标准或行业标准,以确保轴承和轴的配合公差的
正确性和稳定性。本文将介绍轴承与轴的配合公差标准,以便工程师更好地了解相应标准,并更好的应用于实际工作中。
2. 轴公差
轴公差是指轴的几何尺寸的允许偏差。轴公差一般包括基础公差、形状公差和位置公
差等。基础公差是按照三级允许差的等级进行设计。形状公差是指轴的轮廓曲线与轴线之
间的偏差。位置公差是指轴的中心轴线在空间位置上的偏差。轴公差应与轴承的公差相匹配,以确保轴承的准确安装和稳定运行。
国内常用的轴公差标准有:ISO 286-1、GB/T 1800、GB/T 1184、GB/T 1801、JB/T 8877等。
ISO 286-1是国际标准。其基础公差分为三等级:IT、JS和UM。其中IT为标准等级,JS为普通等级,UM为优质等级。轴公差要求按照不同等级制定,并且在标准中规定了相应的容差带和容差等级。
JB/T 8877是轴的四组公差制定的标准,分别为:h组(纵向尺寸)、d组(径向尺寸)、c组(圆柱度)和e组(圆心距离)。该标准中规定了常用的轴的公差等级,包括IT1、IT2等。
轴承公差是指轴承几何尺寸的允许偏差。轴承公差一般包括孔径尺寸公差、外径尺寸
公差、宽度公差和中心偏差等。轴承公差要求与轴公差相匹配,以确保精确的弹性配
合。
ISO 492是国际标准,规定了轴承的公差系列大小、允许偏差范围、基础公差和判定
相同内径轴承在轴的尺寸设计
相同内径轴承在轴的尺寸设计轴承是现代机械制造中不可或缺的重要零件之一,用来支撑和定位旋转或往复运动的轴。而对于相同内径的轴承,轴的尺寸设计是十分关键的环节。本文将从生动、全面、有指导意义的角度探讨相同内径轴承在轴的尺寸设计。
首先,相同内径轴承的尺寸设计需要考虑位于轴上的加载情况。轴实际上起到了承载轴承及其所受力的作用,因此轴的尺寸应合理选择,以确保能够承受轴承所受到的力。一般而言,轴的直径应根据受力情况来选择,要保证轴的强度足够,同时尽量减小轴的质量以减小惯性力对系统的影响。
其次,内径轴承的尺寸设计还需考虑轴与轴承的配合间隙。在传统的机械设计中,常常采用H7轴配合,配合间隙控制在0~-0.015mm 之间。然而,这种传统的设计方法并不能满足更高精密度、更高要求的现代机械制造需求。因此,在尺寸设计时,我们需要根据具体的应用场景和要求来选择合适的配合间隙,以确保轴承能够在预期使用寿命内运行。
此外,相同内径轴承的尺寸设计还需要考虑轴的材料选择。一般而言,轴承轴常常采用优质的碳素钢材料,其中最常用的是GCr15。在一些特殊的要求下,轴也可以选用合金钢、铝合金等材料,以满足特定的工作环境和载荷要求。
最后,对于相同内径轴承的尺寸设计,我们还需要考虑轴的表面
质量。轴的表面质量直接关系到轴与轴承的摩擦和磨损情况。为了减
小摩擦阻力和磨损,轴的表面粗糙度需要在一定范围内控制。一般而言,轴的表面粗糙度控制在Ra0.4μm以下即可。
综上所述,相同内径轴承在轴的尺寸设计是机械制造过程中必不
可少的一环。合理的轴尺寸设计能够保证轴承的正常运行和使用寿命,以及提高系统的整体性能。因此,在进行尺寸设计时,需要考虑轴的
轴承与轴的配合尺寸
轴承与轴的配合尺寸
轴承与轴的配合尺寸一般按照ISO径向轴承尺寸标准(ISO 15要求)来确定。一般轴承的内外圆面是内径、外径和平坦度都有规定,
内径公差一般是+0.010mm或者+0.025mm,外径公差是-0.005mm或者-
0.018mm,而平坦度公差是0.007mm/m~0.010mm/m。
此外,轴与轴承的接触面也是非常重要的,接触面的刚度影响轴
承的全部工作性能。若接触面具有较大的倾斜度或不平整度,则会影
响轴承的运行精度;而如果接触面有毛刺或油脂等杂物,则会影响轴
承的使用寿命。
因此,轴承和轴配合时,除了上述两者具有良好的尺寸精度之外,还有下面几个方面需要注意:
1. 键槽:键槽的尺寸、位置、深度需要满足规定的要求,以确保
轴的偏心精度。
2. 核心精度:轴承轴的核心精度是决定轴承的运行稳定性的关键,它决定了轴承偏心度和轴向位移。
3. 坚固性:轴承轴和轴承外圈的坚固性必须满足规定要求,以确
保轴承的正常使用。
4. 键槽表面:轴承轴和轴承外圈的键槽表面必须光滑,无异物,
以确保轴承的正常使用寿命。
5. 滚动面:轴承外圈滚动面的尺寸、表面粗糙度、平坦度必须满
足规定的要求,以保证轴承的运行精度。
以上就是轴承与轴的配合尺寸的大致要求,为了确保轴承的正常
使用,轴承与轴的配合尺寸要根据不同的情况来确定。
轴与轴承配合公差及键配合
公差与配合(摘自GB1800~1804-79)
1.配合种类及公差
.机械制图标准公差和基本偏差
国家标准《公差与配合》规定了公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。标准公差确定公差带的大小,而基本偏差确定公差带的位置,见下图)标准公差(IT)标准公差的数值由基本尺寸和公差等级来决定。其中公差等级是确定尺寸精确程度的等级。国家标准《公差与配合》规定了公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。
1)标准公差
标准公差(IT)是国家标准规定的极限制中列出的任一公差数值。下表列出了国家标准(GB/T —1998)规定的机械制造行业常用尺寸(尺寸至500mm)的标准公差数值。
标准公差等级及其代号
标准公差等级是指确定尺寸精确程度的等级。为了满足机械制造中各零件尺寸不同精度的要求,国家标准在基本尺寸至500mm范围内规定了20个标准公差等级,用符号IT和数值表示:IT01、IT0、IT1、IT2~IT18。其中,IT01精度等级最高,其余依次降低,IT18等级最低。在基本尺寸相同的条件下,标准公差数值随公差等级的降低而依次增大,详见表1同一公差等级(例如IT6)对所有基本尺寸的一组公差被认为具有同等精确程度。
2)基本偏差
基本偏差一般是指上下两个偏差中靠近零线的那个偏差。即当公差带位于零线上方时,基本偏差为下偏差;当公差带位于零线下方时,基本偏差为上偏差,见上图。
国家标准对孔和轴均规定了28个不同的基本偏差。基本偏差代号用拉丁字母表示,大写字母表示孔,小写字母表示轴。下图是孔和轴的28个基本偏差系列图。
从基本偏差系列图可知,轴的基本偏差从a到h为上偏差(es),且是负值,其绝对值依次减小;从j到2c为下偏差(ei),且是正值,其绝对值依次增大。
机械设计基础-轴及轴承设计
轴及轴承设计
图10-13 滚动轴承的基本构造及常用滚动体
轴及轴承设计
2.滚动轴承的主要类型和特性 滚动轴承的类型很多,其结构形式也不尽相同,以适应各 种不同的工作要求。 1)常用滚动轴承的类型 (1)按滚动体的形状不同分类。 ① 球轴承。滚动体的形状为球形的轴承称为球轴承。 工作时,球与滚道之间形成高 副,呈点接触状态,摩擦阻力小, 因而其承载能力和耐冲击能力较低;但球的制造工艺较 简单, 极限转速较高,价格低廉。
任务实施 机器上所安装的旋转零件,例如带轮、齿轮、联轴器和
离合器等都必须用轴来支承,才能正常工作,因此轴是机械中 不可缺少的重要零件。本章将讨论轴的类型、轴的材料和 轮毂联接,重点是轴的设计问题,其中包括轴的结构设计和强 度计算。轴的结构设计是要 合理确定轴的形状和尺寸,设计 中除应考虑轴的强度和刚度外,还要考虑使用、加工和装 配 等方面的许多因素。轴的强度使轴具有可靠的工作能力,其 计算方法在工程力学中已经 介绍过。对于初学者,轴的结构 设计较难掌握,因此,轴的结构设计是重点之一。
轴及轴承设计
② 滚子轴承。除了球轴承以外,其他轴承均称为滚子轴 承。滚子与滚道之间亦为高 副,且呈线接触,所以其承载能力 和耐冲击能力均较高;但摩擦阻力较大,制造工艺较球 复杂, 价格较高。
轴及轴承设计
(2)按承受载荷的方向不同分类。 ① 向心轴承。其主要承受径向载荷。向心轴承又可分 为径向接触轴承和向心角接触轴 承两种。径向接触轴承 (α=0°):主要承受径向载荷,也可以承受不大的轴向载荷,如 深沟球轴 承、调心轴承等。 向心角接触轴承(0°<α<45°):能同时承受径向和轴向 两种载荷的联合作用。如角接 触球轴承、圆锥滚子轴承等。 其接触角愈大,承受轴向载荷的能力愈强。圆锥滚子轴承能 同时 承受较大的径向和单向轴向载荷,内、外圈可沿轴向分 离,安装和拆卸较方便,间隙可调。
轴承与轴的配合标准
轴承与轴的配合标准
轴承与轴的配合是机械传动中非常重要的一环,它直接关系到
机械设备的运转效率和寿命。合理的轴承与轴的配合标准能够有效
地减少摩擦损耗,提高传动效率,延长机械设备的使用寿命。因此,了解轴承与轴的配合标准对于机械设计和维护都具有非常重要的意义。
首先,轴承与轴的配合标准需要考虑轴承的选型和安装。在选
型时,需要根据机械设备的工作条件、负载类型和大小等因素来选
择合适的轴承型号。同时,还需要考虑轴承的安装方式,确保轴承
能够正确地安装在轴上,保证其正常工作。
其次,轴承与轴的配合标准还需要考虑轴的精度和表面质量。
轴的精度和表面质量直接影响着轴承的工作效果。如果轴的精度不
高或者表面质量不好,会导致轴承在工作时产生振动和噪音,甚至
损坏轴承。因此,在设计和加工轴时,需要严格控制其精度和表面
质量,确保与轴承的配合标准。
另外,轴承与轴的配合标准还需要考虑轴承的润滑和密封。轴
承在工作时需要进行润滑以减少摩擦损耗,延长使用寿命。因此,
需要根据工作条件选择合适的润滑方式和润滑剂。同时,还需要考
虑轴承的密封问题,确保轴承能够有效地防止灰尘、水分等外界物
质的侵入,保证其正常工作。
最后,轴承与轴的配合标准还需要考虑轴承的安装和维护。在
安装时,需要保证轴承与轴的配合间隙符合标准要求,避免因配合
间隙过大或者过小而导致轴承损坏。在维护时,需要定期检查轴承
与轴的配合情况,及时发现并处理问题,保证轴承能够正常工作。
综上所述,轴承与轴的配合标准是机械传动中非常重要的一环,它直接关系到机械设备的运转效率和寿命。合理的轴承与轴的配合
互换性与测量技术 4极限与配合的选择
v5 x5 v6 x6 y6 z6 v7 x7 y7 z7 v8 x8 y8 z8
一般用途的 公差带
二、优先、常用配合
表2-8基轴制优先、常用配合
基轴制有47种常用配合,13种优 先配合 。
表2-7基孔制优先、常用配合
基孔制中有59种常用配合,13种 优先配合。
2。4 一般公差、线性尺寸的未注公差
2.3 国标中规定的公差带与配合
一、优先、常用、一般公差带
1.尺寸公差带
国家标准: 20个公差等级、28种基本偏差 孔公差带: 20×27+3 = 543 (J6、J7、J8) 轴公差带: 20×27+4 = 544 (j5、j6、j7、j8)
1、优先与常用的孔公差带(GB/T1801-1999 )
基轴制的应用场合
①轴为冷拉标准轴,由于轴的尺寸、形状很准确, 粗糙度也很高,外圆表面不再加工就可使用,如农 业机械及仪器仪表中,特别是在钟表工业中,因小 尺寸孔用定值刀量具制造方便,比较便宜,故基轴 制应用得更多一些。 ②加工尺寸小于1mm 的精密轴比同级孔要困难,采 用基轴制较经济。 ③多件配合,同一基本尺寸轴的表面有多孔与之配 合,为了避免做成阶梯轴,要按基轴制,使轴成为 光轴(如图2-18)。
js1 js2 js3
常用公差带
p4 r4 s4 p5 r5 s5 t5 u5 p6 r6 s6 t6 u6 p7 r7 s7 t7 u7 p8 r8 s8 t8 u8
轴和轴承的设计和选择
轴和轴承的设计和选择
轴和轴承是机械设备中重要的组成部分,它们的设计和选择对
机械设备的性能和寿命有着重要的影响。在本文中,我们将从轴
和轴承的功能、设计原则、选择指南以及常见问题等方面进行探讨。
一、轴和轴承的功能
轴是机械设备中重要的传动部件,它传递动力和承受负载。轴
必须具有一定的强度和刚度,以保证机械设备的正常工作。同时,轴也需要具有较好的耐磨性和韧性,以承受不断的摩擦和振动。
轴承是连接轴和机器设备的部件,它可以减少轴与机器设备之
间的摩擦,使得机器可以平稳运转。轴承的选择应该根据轴的尺寸、负荷、旋转速度、工作环境等多个因素来进行决定,以确保
轴能够在正常负荷下运转。
二、轴和轴承的设计原则
设计一个合适的轴和轴承需要从以下几个方面考虑:
1. 强度和刚度
轴的强度和刚度是轴能够承受负载的重要指标。强度和刚度的大小取决于轴所承受的转矩,同时还要考虑到轴的直径、材料、制造工艺等因素。轴的直径越大,承受的转矩就越大,但同时也会带来更大的惯性负荷和成本。因此,轴的设计需要在强度和成本之间进行平衡。
2. 耐磨性和韧性
轴承处于不断的摩擦状态下,因此轴必须具有一定的耐磨性和韧性。通常采用高强度合金钢等材料制造轴,同时也可以采用表面镀层和表面强化等技术提高轴的性能。
3. 摩擦力和润滑
轴与轴承之间的接触会产生一定的摩擦力,这会导致轴和轴承的磨损。因此,轴承必须具有良好的润滑性能,并能够在一定程度上减少摩擦力。常用的润滑方式包括干润滑和液润滑两种。
4. 工作环境
不同的工作环境对轴和轴承的要求也不同。例如,在沙漠或海洋环境下,轴和轴承必须能够抵御腐蚀和氧化。在高温或低温环境下,轴和轴承必须能够保持较好的工作性能。
轴与轴承配合公差及键配合
公差与配合(摘自GB1800~1804-79)
1.配合种类及公差
.机械制图标准公差和基本偏差
国家标准《公差与配合》规定了公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。标准公差确定公差带的大小,而基本偏差确定公差带的位置,见下图)标准公差(IT)标准公差的数值由基本尺寸和公差等级来决定。其中公差等级是确定尺寸精确程度的等级。国家标准《公差与配合》规定了公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。
1)标准公差
标准公差(IT)是国家标准规定的极限制中列出的任一公差数值。下表列出了国家标准(GB/T —1998)规定的机械制造行业常用尺寸(尺寸至500mm)的标准公差数值。
标准公差等级及其代号
标准公差等级是指确定尺寸精确程度的等级。为了满足机械制造中各零件尺寸不同精度
的要求,国家标准在基本尺寸至500mm范围内规定了20个标准公差等级,用符号IT和数值表示:IT01、IT0、IT1、IT2~IT18。其中,IT01精度等级最高,其余依次降低,IT18等级最低。在基本尺寸相同的条件下,标准公差数值随公差等级的降低而依次增大,详见表1同一公差等级(例如IT6)对所有基本尺寸的一组公差被认为具有同等精确程度。
2)基本偏差
基本偏差一般是指上下两个偏差中靠近零线的那个偏差。即当公差带位于零线上方时,基本偏差为下偏差;当公差带位于零线下方时,基本偏差为上偏差,见上图。
国家标准对孔和轴均规定了28个不同的基本偏差。基本偏差代号用拉丁字母表示,大写字母表示孔,小写字母表示轴。下图是孔和轴的28个基本偏差系列图。
从基本偏差系列图可知,轴的基本偏差从a到h为上偏差(es),且是负值,其绝对值依次减小;从j到2c为下偏差(ei),且是正值,其绝对值依次增大。
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八、主轴系结构的设计 主轴系一般包括主轴和主轴轴承两大部分。 主轴是指直接驱动和支承刀具、工件的轴。
一)、对主轴组件的基本要求
1.旋转精度: 指机床空载时,低速转动主轴,此时在主轴安装工件或 刀具部位的定心表面(如车床轴端的定心短锥、锥孔,) 上测得的径向跳动、端面跳动和轴向窜动值的大小。
旋转精度取决于各主要件(如主轴、轴承、壳体孔等)的 制造、装配和调整精度 2.刚度 影响刚度的因素很多,如主轴的尺寸和形状,滚动轴承 的型号、数量、预紧和配置形式,前后支承的跨距和主 轴前悬伸量,传动件的布置方式等
七、轴的刚度验算
1、弯曲刚度
挠曲线方程:
d2y dx 2
M (x) EI
挠 度: y [ y ]
偏转角: [ ]
2、扭转刚度
TL
GIP
M
一般传动轴,许用扭转角 [] 0.5 ~ 1 / m 精密传动轴: [] 0.25 ~ 0.5 / m
注意: 防止过定位! L轴段长度=B轮毂宽-(2~3)mm
②考虑零件间适当的间距:转动零件与静止零 件之间必须有一定的间隙
四、提高轴的强度、刚度和减轻轴的重量的措施
一)改进轴的结构,减少应力集中 应力集中源:打孔,切螺纹,沟槽(键槽,砂轮越程 槽…),过盈配合处
措施: 1)轴径变化平缓 2)增大轴的过渡圆角r; 3)当过渡圆角不能增大时,内凹圆角 4)过渡肩环
1、各轴段直径确定
a) 按扭矩估算轴段直径d min
d
3
5 9.55 106 P
[ T ]n
A0 3
P n
A0——轴的材料系数,查手册
b) 按轴上零件安装、定位要求确定各段轴径。
注意:①与标准零件相配合轴径应取标准值 ②同一轴径轴段上不能安装三个以上零件
2、各轴段长度 ①各轴段与其上相配合零件宽度相对应
3.温升 温升将引起热变形使主轴伸长,轴承间隙变化,降低了 加工精度;温升也会降低润滑剂的黏度,恶化润滑条件。
对高精度机床应研究如何减少主轴组件的发热, 如何控温等 4.抗振性:指其抵抗受迫振动和自激振动而保持平稳运 转的能力
主轴的振动将降低甚至恶化工件的表面质量,限制 机床能力的充分发挥,增大机床的噪声。 5.精度保持性 机床的主轴组件必须有足够的耐磨性,才能长期保持精度。
六、轴的强度计算
按扭转强度条件计算 用于:①只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴的强度计算
②结构设计前按扭矩初估轴的直径dmin
强度条件
T
T WT
9.55 106
0.2d 3
P n
[ T ]
设计公式
d 3
5 9.55 106 P
[ T ]n
A0 3
P n
许用扭转剪应力 (N/mm2),查手册
2、滑动轴承 1)滑动轴承的主要类型和结构 一、整体式径向滑动轴承
二、剖分式径向滑动轴承
三、自动调心式:轴瓦外表面做成球形
按轴线形状分 直轴: 光轴 阶梯轴
曲轴:
空心轴和钢丝软轴
三、轴的结构设计
要求: ①轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置 ②轴上零件装拆、调整方便 ③轴应具有良好的制造工艺性等 4、尽量避免应力集中
一)拟定轴上零件的装配方案 原则:1)轴的结构越简单越合理 2)装配越简单、方便越合理
二)轴上零件的定位
A0——轴的材料系数,查手册
d
3
5 9.55 10 6 P [ T ]n
A0 3
P n
轴上有键槽时:
放大轴径:一个键槽:3~5%
二个键槽:7~10%
取标准植
对于空心轴:
P
d A0 3 n(1 4 )
d1 d
0.5 ~
0.6
d1—空心轴的内径
如轴上有键槽,则d放大:3~5%(1个) ; 7~10%(2个)取整
行星轮均匀布置,使太阳轮只受转矩不受弯矩。
五)改进表面质量提高轴的疲劳强度
①改进轴的表面粗糙度→提高轴的疲劳强度→高强度 材料轴更应如此
②表面强化处理(高频淬火、表面渗碳、氰化、氮 化、喷丸、碾压)使轴的表层产生预压应力→提高 轴的抗疲劳能力。
五、轴的结构工艺性 1)轴肩圆角r :避免应力集中,查标准(手册)
1、零件的轴向定位 目的:1、使零件有固定的轴向位置 2、承受轴向载荷
轴承端盖:对轴承外圈轴向定位,使轴有确定 的轴向工作位置
轴承端盖与机座间加垫片,以调整轴的位置
弹性挡圈
锁紧挡圈、紧定螺钉或销
圆锥面(+挡圈、螺母)
2、零件的周向定位 1)键
2)花键
3)紧定螺钉、销
4)过盈配合
三)、各轴段的直径和长度的确定
内凹圆角
过渡肩环
二)合理布置轴上零件以减少轴的载荷
1、轴上传动件尽量靠近支承,并避免使用悬臂支承形
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式,以减少轴所受的弯矩。
2、扭矩由一个传动件输入,几个传动件输出时,应将输
入件放在中间。
输入件
不合理
合理
三)改进轴上零件的结构,减小轴的载荷
合理 轴仅受弯矩,不受转矩
不合理 即受弯又受扭
四)选择受力方式以减小轴的载荷,改善轴的强 度和刚度
多个圆角尽可能取相同值,以减少加工中更换刀具的次数。
2)轴端倒角:便于装配,去毛刺 3)装配轴段不宜过长
3)砂轮越程槽 4)螺纹退刀槽
5)同一轴上键槽位于圆柱同一母线上,且取相同尺寸
07年考题(综合应用题20分)——指出图示轴系结 构设计中的错误,在错误之处标出数字作记号,分 别按数字记号说明其错误原因。
1)闷盖无螺钉连接,无调整垫片或调整螺钉调整轴承间隙。 2)轴肩过高,无法拆卸轴承;轴承用脂润滑而齿轮啮合油飞溅到轴承上,无
挡油板。
3)轴上键槽不在同一母线上。 4)轴上齿轮(或其他零件)两边都用轴环(肩)固定,无法装配。 5)过渡配合零件装卸距离过长。 6)透盖上无密封。 7)透盖与轴不能直接接触,应留缝隙。 8)转动零件与转动零件不能作相互定位。 9)键槽过长。 10)轮毂宽度应大于相配合的轴段长度。 (指出1项给3分,满分为20分)
3.1 新产品设计程序 3.2 机械系统设计概论 3.3 机械零部件设计 3.6 现代机械设计方法
3.3机械零、部件设计
3.3.3轴与轴承设计
1、轴
一、功用: 1)支承回转零件;2)传递运动和动力
二、分类: 按承载情况分:
转轴——扭矩和弯矩
心轴——只受弯矩,不传递转矩(T=0)。
传动轴——主要受扭矩