第6章 滚动轴承、键的公差与配合

1、第6章 滚动轴承、键的配合与公差 6.1 滚动轴承的公差与配合 定义：一种支承传动轴的标准部件，一般由 套圈(内圈和外圈)、滚动体(钢球或滚柱)和 保持架组成 。 特点：具有摩擦系数小、润滑较简单、起动 容易以及更换简便等优点，因此在机电产 品中应用极广 。 滚动轴承套圈的内径d和外径D为配合的基本 尺寸，通过它们分别与轴颈和轴承座孔相 配合。 滚动轴承 互换性特点：滚动轴承根据自身的结构及 制造特点，具有两方面的互换性要求。 一方面是本身制造时各组成零件的互换 性采用不完全互换的生产方式 。 另一方面是滚动轴承作为部件与其他相 配件结合时的互换性问题 。采用完全互换 的生产方式 。 因此，需

2、制定相应的公差与配合标准，以 满足机械设计与制造的不同需要 滚动轴承国家标准 标准号 标准名称 标准名称英文名 GB/T 272-1993 滚动轴承代号方法 Rolling bearing-Identification code GB/T 6930-2002 滚动轴承词汇 Rolling bearings-Vocabulary GB/T 4604-2006 滚动轴承径向游隙 Rolling bearings - Radial internal clearance GB/T 6391-2003 滚动轴承额定动载荷和额定寿命 Rolling bearings-Dynamic load rating

3、s and rating life GB/T 4662-2003 滚动轴承额定静载荷 Rolling bearings-Static load ratings GB/T 4199-2003 滚动轴承公差定义 Rolling bearings-Tolerances-Definitions GB/T 307.1-2005 滚动轴承向心轴承公差 Rolling bearings-Radial bearings-Tolerances GB/T 307.2-2005 滚动轴承测量和检验的原则及方法 Rolling bearings-Measuring and gauging principles and

4、 methods GB/T 307.3-2005 滚动轴承通用技术规则 Rolling bearings-General technical regulations GB/T 307.4-2002 滚动轴承推力轴承公差 Rolling bearings-Thrust bearings-Tolerances GB/T 275-1993 滚动轴承与轴和外壳的配合 Shaft and housing fits for rolling bearings 滚动轴承的精度等级 滚动轴承的精度等级 ：轴承按尺寸公差与 旋转精度分级 向心轴承分： 0，6，5，4，2五级 圆锥滚子轴承：0，6X，5，4四级 推

5、力轴承分： 0，6，5，4四级 按其顺序公差等级依次由低到高，即0级精度 最低，2级精度最高，在GB/T 272-1993轴 承类型代号表示中，表示为P0、P6等，如 6310P6中P6表示6级精度轴承 。 滚动轴承精度等级的应用 0级轴承为普通级轴承，用在中等负荷、中 低转速和旋转精度要求不高的一般机构中。 这一等级的滚动轴承在机械产品中应用极 为广泛， 普通机床中的变速机构、进给机构； 汽车、拖拉机中的变速机构； 普通电机、水泵、压缩机等一般通用机器的 旋转机构，均用0级轴承。 滚动轴承精度等级的应用 6级轴承主要应用在旋转精度要求较高或转 速较高的旋转机构中。 普通机床主轴的后轴承； 精

6、密机床变速箱轴承； 较精密仪器、仪表； 较精密的机械旋转机构等， 多采用6级轴承。 滚动轴承精度等级的应用 5级和4级轴承应用于旋转精度高和转速高 的旋转机构中， 普通机床主轴的前轴承多采用5级， 航海陀螺仪、高速摄影机以及其他精密机构 等常采用4级轴承。 滚动轴承精度等级的应用 2级轴承应用于旋转精度、转速很高和严格 控制噪声、振动的旋转机构中， 如：坐标镗床的主轴轴承、高精度仪器和高 转速机构中使用的轴承等。 滚动轴承的公差带 滚动轴承的公差带 滚动轴承内圈和轴颈配合按基孔制，但轴 承内圈内径的公差带位置并非EI=0，它与 一般基准孔相反，是ES=0。 0，6，5，4，2各级轴承的单一平面

7、平均 内径的公差带都分布在零线以下，且上偏 差为零，下偏差则为负值 主要考虑因素：配合的特殊需要，滚动轴 承是作为传动轴的支承件，在多数情况下 内圈随轴一起旋转，工作时承受一定的扭 矩或轴向力，加上一般有同轴度要求，另 外，还要考虑拆卸和装配的方便，所以过 盈量不宜过大 滚动轴承的公差带 滚动轴承外圈的外径与轴承座孔配合应按 基轴制。由于多数情况下轴为旋转，故外 圈外径和轴承座孔的配合一般不要求太紧。 因此，对所有精度级轴承外径的公差带位 置，按基准轴的规定，分布在零线下侧， 其上偏差为零，下偏差为负值。 轴颈的常用公差带 外壳孔的常用公差带 滚动轴承与相配孔、轴的配合 选择滚动轴承与轴颈、外

8、壳孔的配选择滚动轴承与轴颈、外壳孔的配 合时应考虑的因素合时应考虑的因素 1、轴承轴承套圈相对于负荷方向的运转状态套圈相对于负荷方向的运转状态 2、负荷的大小、负荷的大小 3、径向游隙、径向游隙 4、轴承的工作条件、轴承的工作条件 轴颈和轴颈和外壳孔精度设计示例外壳孔精度设计示例 轴颈和轴颈和外壳孔精度设计示例外壳孔精度设计示例 6.2 键与花键联结的互换性 6.2 键与花键联结的互换性 6.2 键与花键联结的互换性 各种键的国家标准 GB/T 1566-2003 薄型平键键槽的剖面尺寸 GB/T 1567-2003 薄型平键 GB/T 1097-2003 导向型平键 GB/T 1095-20

9、03 平键键槽的剖面尺寸 GB/T 1096-2003 普通型平键 GB/T 1098-2003 半圆键键槽的剖面尺寸 GB/T 1099.1-2003 普通型半圆键 GB/T 1563-2003 楔键键槽的剖面尺寸 GB/T 1564-2003 普通型楔键 GB/T 1565-2003 钩头型楔键 GB/T 16922-1997 薄型楔键及其键槽 GB/T 10919-2006 矩形花键量规 GB/T 1144-2001 矩形花键尺寸、公差和检验 键的分类及结构 平键结构示意图平键结构示意图 b d-t1 t1 t2 d+t2 h d L A A AA 6.2 平键联结的互换性 键联结的互换

10、性要求：应使键与键槽的侧 面有充分的有效接触面积来承受负荷，以 保证联结的强度、寿命和可靠性；键镶嵌 入轴槽要牢固可靠，防止松动，便于装拆， 因此对键与键槽规定尺寸极限与配合。 由于使用的平键为标准件，且键又为外表面，因而，键与由于使用的平键为标准件，且键又为外表面，因而，键与 轴槽、键与轮毂槽的配合均轴槽、键与轮毂槽的配合均采用基轴制采用基轴制。 国家标准国家标准 GB/T 1096-2003GB/T 1096-2003对键宽只规定了一种对键宽只规定了一种公差带公差带h8h8。 相当于一个轴与两个孔相配合，且配合性质不同。国家标相当于一个轴与两个孔相配合，且配合性质不同。国家标 准准GB/T

11、 1095-2003GB/T 1095-2003对轴槽宽和轮毂槽宽各规定了三种公差对轴槽宽和轮毂槽宽各规定了三种公差 带，构成三种配合形式，分别对应于带，构成三种配合形式，分别对应于松联结、正常联结和松联结、正常联结和 紧密联结紧密联结。用于不同的场合。键宽与键槽宽公差带。用于不同的场合。键宽与键槽宽公差带如下图如下图 所示。所示。 平键配合的尺寸公差带图 +0 - b h8 H9 D10 h8 N9 JS9 h8 P9 P9 键宽公差带键宽公差带 轴槽公差带轴槽公差带 轮毂槽公差带轮毂槽公差带 松联结松联结正常联结正常联结紧密联结紧密联结 平键配合的几何公差 为了保证键宽与键槽宽之间具有足够

12、的接为了保证键宽与键槽宽之间具有足够的接 触面积和可装配性，对键和键槽的位置误触面积和可装配性，对键和键槽的位置误 差要加以控制，应分别规定轴键槽对轴的差要加以控制，应分别规定轴键槽对轴的 基准线和轮毂槽对孔的基准轴线的基准线和轮毂槽对孔的基准轴线的 ，一般可按，一般可按GB/T 1184GB/T 118419961996对称度公对称度公 差差7 79 9级级选取。查表时，公称尺寸是指选取。查表时，公称尺寸是指 。 轴键槽标注示例轴键槽标注示例 1. 1. 标注槽深标注槽深d d- -t t及公差及公差 2. 2. 标注槽宽标注槽宽b b及公差及公差 3. 3. 标注对称度公差标注对称度公差

13、4. 4. 标注表面粗糙度标注表面粗糙度 轴键槽轴键槽 1. 1. 标注轮毂深标注轮毂深d d+ +t t1 1及及 公差公差 2. 2. 标注槽宽标注槽宽b b及公差及公差 3. 3. 标注对称度公差标注对称度公差 4. 4. 标注表面粗糙度标注表面粗糙度 孔键槽标注示例孔键槽标注示例 花键联结 使用要求 足够的联结强度和传递转矩的可靠性； 满足定心精度要求，保证其他性能； 保证滑动联结的导向精度和移动的灵活性； 对固定联结应具有可装配性等。 花键联结的公差配合特点 (1) 多参数配合：花键相对于圆柱配合或键联结而言， 其配合参数较多，除键宽外，还定心尺寸、非定 心尺寸、齿宽、键长等，在这些

14、参数中，以定心 尺寸的精度要求最为关键。 (2) 采用基孔制配合：内花键通常用拉刀加工(或用 插齿刀加工)，生产效率高，能获得较理想的精度。 采用基孔制，可减少昂贵的拉刀规格，用改变外 花键的公差带位置的方法，即可得到不同的配合， 以满足不同场合的需要。 (3) 必须考虑形位误差的影响：由于花键在加工过程 中，不可避免地存在形状位置误差。为限制形位 误差对花键配合的影响，除规定花键的尺寸公差 外，还必须规定形位公差，或规定可限制形位误 差的综合公差。 花键的种类 矩形花键参数 矩形花键的三种定心方式 标准（GB/T 1144-2001）仅从小径 定心考虑制定各项公差，主要原因 (1)采用小径定

15、心，内、外矩形花键的小径可 以采用磨削加工，达到较高的尺寸、形状 度，尤其是内花键的小径(内孔)，热处理后 的变形，只有靠磨削才能得到修正。若以 大径定，内花键的大径精度一般靠定值刀 具拉(或推)切削保证，这对热处理过的孔， 加工较困难。 标准（GB/T 1144-2001）仅从小径 定心考虑制定各项公差，主要原因 (2)采用小径定心，高精度的小径可作为传动 或其他加工的基准，有利于提高零件整机 的质量，降低机器的振动和噪声。由于可 用热处理最后精加工的工艺，或者直接采 用硬度与强度较高的优质钢或优质合金材 料制造零件，从而提高机器产品的使用寿 命。 标准（GB/T 1144-2001）仅从小

16、径 定心考虑制定各项公差，主要原因 (3)采用小径定心，有利于齿轮精度标准的实施。花 键联结常用于齿轮传动装置，齿轮内孔很多时候 是加工、安装的基准孔。此时，按GB/T 10095.1- 2008渐开线圆柱齿轮 精度 第1部分轮齿同侧齿 面偏差的定义和允许值和GB/T 10095.2-2008 渐开线圆柱齿轮 精度 第2部分径向综合偏差与 径向跳动的定义和允许值规定：78级齿轮的 孔径公差为IT7，轴径公差为IT6；6级齿轮的孔径 公差为IT6，轴径公差为IT5；5级齿轮的孔径公差 为IT5，轴径公差为IT5，这样高精度的基准，只 有采用小径定心才有相应的工艺保证。 内、外矩形花键尺寸公差带 矩形花键的标记 矩形花键的标记代号应按次序包括，键数N， 小径d，大径