中北大学互换性第七章-滚动轴承的互换性

1、Wang chenggang第第7章章滚动轴承的公差与配合滚动轴承的公差与配合Wang chenggang 7.2 滚动轴承的公差等级 7.3 滚动轴承的内、外径公差带及特点 7.4 滚动轴承与轴和壳体孔的配合 7.1 概述Wang chenggang 支承支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度，减少转轴及轴上零件，保持轴的旋转精度，减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。轴与支承之间的摩擦和磨损。滚动轴承特点滚动轴承特点 标准件标准件, ,具有效率高、具有效率高、起动快、摩擦阻力小、更起动快、摩擦阻力小、更换简单、成本低等优点。换简单、成本低等优点。 广泛用于机床、汽车、广泛用于机床、汽车、仪器仪表等各

2、种机器部位中仪器仪表等各种机器部位中的转动支承。的转动支承。7.1 7.1 概述概述滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承Wang chenggangWang chenggang1. 组成1234C CD Dd dB B外圈外圈内圈内圈滚动体滚动体保持架保持架1外圈,2 内圈,3 滚动体,4保持架Wang chenggang 常用的滚动体常用的滚动体 球 圆柱滚子 滚针 圆锥滚子 球面滚子 非对称球面滚子Wang chenggang推力轴承圆锥滚子轴承深沟球轴承2.常用轴承Wang chenggangWang chenggang 滚动轴承的安装形式滚动轴承的安装形式: 外圈与箱体上的轴承座配合,内圈

3、与旋转的轴颈配合 通常外圈固定不动,所以外圈与轴承座为过盈配合;内圈随轴一起旋转,所以内圈与轴也为过盈配合 考虑到运动过程中轴会受热变形延伸,一端轴承应能够作轴向调节;调节后应轴向锁紧Wang chenggang 滚动轴承的基本尺寸滚动轴承的基本尺寸 滚动轴承的内径d 滚动轴承的外径D 轴承宽度B(C)Wang chenggang 滚动轴承滚动轴承GB 不仅规定了滚动轴承本身的尺寸公差,旋转精度(跳动公差等),测量方法 还规定了可与滚动轴承相配的箱体孔和轴颈的尺寸公差,形位公差和表面粗糙度7.2 滚动轴承的公差等级Wang chenggang0 0，6 6（6X6X），），5 5，4 4，2

4、2(1)(1)尺寸公差尺寸公差: : 单一平面平均内径（外径）偏差变动量单一平面平均内径（外径）偏差变动量d dmpmp，D Dmpmp(2)(2)旋转精度旋转精度: :1.1.精度等级精度等级滚动轴承的精度包括：滚动轴承的精度包括：指内圈的内径、外圈的外径和宽度尺寸指内圈的内径、外圈的外径和宽度尺寸的公差。的公差。指内、外圈的径向跳动、端面跳动及滚指内、外圈的径向跳动、端面跳动及滚道的侧向摇摆。道的侧向摇摆。Wang chenggang2. 滚动轴承精度等级的选择滚动轴承精度等级的选择选择依据：选择依据：(1)选择原则：选择原则： 满足使用要求的前提下，选尽可能低的精度等满足使用要求的前提下

5、，选尽可能低的精度等级级1）机器功能对轴承部件的旋转精度要求；）机器功能对轴承部件的旋转精度要求；2）机器工作转速的要求。）机器工作转速的要求。Wang chenggang2. .滚动轴承精度等级的选择滚动轴承精度等级的选择 0级：级：在机械制造业中应用最广，称为普通级，用于旋转在机械制造业中应用最广，称为普通级，用于旋转精度要求不高的一般机构。如减速器、水泵、压缩机等旋转机精度要求不高的一般机构。如减速器、水泵、压缩机等旋转机构。构。 6（6X）、）、5、4级：级：用于旋转精度和转速要求较高的旋用于旋转精度和转速要求较高的旋转机构，如普通机床、磨床的主轴轴承；普通车床主轴的前轴转机构，如普通

6、机床、磨床的主轴轴承；普通车床主轴的前轴承采用承采用5 5级轴承，后轴承采用级轴承，后轴承采用6 6级轴承。级轴承。 2级：级：用于旋转精度和转速要求特别高的旋转机构。如精用于旋转精度和转速要求特别高的旋转机构。如精密坐标镗床、高精度仪器主轴等轴承。密坐标镗床、高精度仪器主轴等轴承。Wang chenggang1.1.基准制基准制 内圈与轴径内圈与轴径: :基孔制基孔制外圈与壳体孔外圈与壳体孔: :基轴制基轴制7.3 滚动轴承内、外径公差带及特点Wang chenggang 2. 2.公差带的大小公差带的大小任何尺寸的公差带由两个因素决定任何尺寸的公差带由两个因素决定： 公差带的宽窄和公差带的

7、位置公差带的宽窄和公差带的位置。滚动轴承的公差。滚动轴承的公差带也不例外。带也不例外。轴承内、外径公差带的特点是轴承内、外径公差带的特点是： 所有公差带都单向偏置在零线下方，即上偏差为所有公差带都单向偏置在零线下方，即上偏差为零，下偏差为负值。零，下偏差为负值。Wang chenggang/P0/P6/P5/P4/P2/P0/P6/P5/P4/P2+0-+0-Dd轴承外径Dmp的公差带轴承内径dmp的公差带 3. 3.内、外径公差带内、外径公差带Wang chenggang为什么内径公差带在零线下方为什么内径公差带在零线下方? ? 多数情况下,轴承的内圈是随轴颈一起转动的,为防止它们之间产生相

8、对运动,则两者配合应具有一定的过盈; 但过盈又不能太大 因为内圈是薄壁零件,太大的过盈不仅装配不方便,而且会产生过大的变形,使滚动体和滚道之间的游隙减少或消失Wang chenggang 因此,将公差带分布在零线的下方,以保证配合能够获得足够的,合适的过盈量Wang chenggang为什么外径公差带在零线下方? 外圈与壳孔的配合通常不要太紧,一般仍按基轴制的规定分布在零线的下侧Wang chenggang1.1.壳体孔的尺寸公差带壳体孔的尺寸公差带7.4 滚动轴承与轴和壳体孔的配合Wang chenggang2.2.轴的尺寸公差带轴的尺寸公差带Wang chenggang3.3.轴承配合的选

9、择轴承配合的选择 正确地选择轴承配合，对保证机器正常运转，提正确地选择轴承配合，对保证机器正常运转，提高轴承的使用寿命，充分利用轴承的承载能力关系很高轴承的使用寿命，充分利用轴承的承载能力关系很大。大。 选择轴承配合时，应综合考虑轴承的工作条件，选择轴承配合时，应综合考虑轴承的工作条件，作用在轴承上负荷的大小、方向和性质，轴承类型和作用在轴承上负荷的大小、方向和性质，轴承类型和尺寸，与轴承相配的轴和壳体的材料和结构，工作温尺寸，与轴承相配的轴和壳体的材料和结构，工作温度、装卸和调整等因素。度、装卸和调整等因素。 Wang chenggang (1)轴承的工作条件轴承的工作条件 当轴承的内圈或外

10、圈工作为旋转圈时，应采用稍当轴承的内圈或外圈工作为旋转圈时，应采用稍紧的配合，其过盈量的大小应使配合面在工作负荷下紧的配合，其过盈量的大小应使配合面在工作负荷下不发生不发生“爬行爬行”。大的过盈量将造成套圈的弹性变形，。大的过盈量将造成套圈的弹性变形，减少轴承内部游隙，影响轴承正常运转。轴承工作时，减少轴承内部游隙，影响轴承正常运转。轴承工作时，若其内圈或外圈为不旋转套圈，为拆卸和调整的方便，若其内圈或外圈为不旋转套圈，为拆卸和调整的方便，宜选用较松的配合。由于不同的工作温升，将使轴和宜选用较松的配合。由于不同的工作温升，将使轴和外壳孔在纵向产生不同的伸长量，因此在选择配合时，外壳孔在纵向产生

11、不同的伸长量，因此在选择配合时，以达到轴承沿轴向可以自由移动、消除轴承内部应力以达到轴承沿轴向可以自由移动、消除轴承内部应力为原则。但是间隙量过大将会降低整个部件的刚性，为原则。但是间隙量过大将会降低整个部件的刚性，引起振动，加剧磨损。引起振动，加剧磨损。 Wang chenggangFr3.3.轴承配合的选择轴承配合的选择 （2 2）负荷的类型）负荷的类型 1 1）固定负荷）固定负荷 作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对静止，作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对静止，负荷方向始终不变地作用在套圈滚道的局部区域上负荷方向始终不变地作用在套圈滚道的局部区域上外圈外圈 固定负荷固定负荷 在套圈滚道

12、间的摩擦力矩的作用下，在套圈滚道间的摩擦力矩的作用下，套圈产生少许转动，使套圈的受力相对套圈产生少许转动，使套圈的受力相对均匀，延长使用寿命。均匀，延长使用寿命。小过渡或小间隙小过渡或小间隙Wang chenggang 2 2）旋转负荷）旋转负荷 作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对旋转，作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对旋转，合成径向负荷顺次地作用在套圈的整个圆周上。合成径向负荷顺次地作用在套圈的整个圆周上。内圈内圈旋转负荷旋转负荷Fr大过渡或小过盈配合大过渡或小过盈配合 防止套圈在结合件配合面上防止套圈在结合件配合面上打滑，引起配合表面的发热、磨打滑，引起配合表面的发热、磨损。损。Wan

13、g chenggang 3 3）摆动负荷）摆动负荷 作用于轴承上的合成径向负荷与所承载的套圈在一作用于轴承上的合成径向负荷与所承载的套圈在一定区域内相对摆动，合成径向负荷向量经常变动地作用定区域内相对摆动，合成径向负荷向量经常变动地作用在套圈滚道的部分圆周上。在套圈滚道的部分圆周上。外圈外圈 摆动负荷摆动负荷FiFrR R与循环负荷的配合相同或稍松一点与循环负荷的配合相同或稍松一点 承受冲击或重负荷的套圈，承受冲击或重负荷的套圈，选较紧的配合；选较紧的配合； 承受轻负荷的套圈，选择较承受轻负荷的套圈，选择较松的配合。松的配合。Wang chenggang径向负荷与套圈的相对关系负荷的类型配合的

14、选择相对静止固定负荷选松一些的配合，如较松的过渡配合或间隙较小的间隙配合相对旋转旋转负荷选紧一些的配合，如过盈配合或较紧的过渡配合相对于套圈在有限范围内摆动摆动负荷等同旋转负荷或略松一点Wang chenggang（2 2）负荷的大小）负荷的大小负荷类型负荷类型轻负荷轻负荷正常负荷正常负荷重负荷重负荷P P值的大小值的大小P0.07CP0.07C0.07C0.07CP0.15 CP0.15 CP P0.15C0.15C GB/T275-1993规定，向心轴承负荷的大小按径向负规定，向心轴承负荷的大小按径向负荷荷P与额定负荷与额定负荷C的比值分：轻负荷、正常负荷和重负的比值分：轻负荷、正常负荷和

15、重负荷。荷。 C：轴承的额定：轴承的额定寿命为寿命为106转时转时轴承所能承受的轴承所能承受的最大载荷。最大载荷。 承受冲击或重负荷的套圈，选较紧的配合；承承受冲击或重负荷的套圈，选较紧的配合；承受轻负荷的套圈，选择较松的配合。受轻负荷的套圈，选择较松的配合。Wang chenggang（3）轴承的旋转精度与旋转速度轴承的旋转精度与旋转速度 当轴承的旋转精度要求较高时，应选用较高精度等当轴承的旋转精度要求较高时，应选用较高精度等级的轴承以及较高等级的轴颈、壳体孔公差；级的轴承以及较高等级的轴颈、壳体孔公差； 对负荷较大而且旋转精度要求较高的轴承，为消对负荷较大而且旋转精度要求较高的轴承，为消除

16、弹性变形和振动的影响，旋转套圈应避免采用间隙除弹性变形和振动的影响，旋转套圈应避免采用间隙配合，但也不宜太紧；配合，但也不宜太紧； Wang chenggang（3）轴承的旋转精度与旋转速度轴承的旋转精度与旋转速度 对负荷较小，用于精密机床的高精度轴承，为避对负荷较小，用于精密机床的高精度轴承，为避免相配孔、轴形状误差对旋转精度的影响，无论旋转免相配孔、轴形状误差对旋转精度的影响，无论旋转套圈或非旋转套圈，与轴或孔的配合都希望有较小间套圈或非旋转套圈，与轴或孔的配合都希望有较小间隙；隙； 其它条件相同的情况下，轴承的旋转精度愈高，其它条件相同的情况下，轴承的旋转精度愈高，转速愈高，选用配合也应

17、愈紧。转速愈高，选用配合也应愈紧。Wang chenggang（4）轴承组件的轴向游动轴承组件的轴向游动轴承外圈大多不旋转，轴承外圈大多不旋转， 不要求太紧的配合；不要求太紧的配合；有些场合下工作温度有些场合下工作温度 较高，使轴受热伸较高，使轴受热伸 长，轴两端轴承中至长，轴两端轴承中至 少有一端是游动支少有一端是游动支 承，承，因而把配合选得稍松一因而把配合选得稍松一点，使之能补偿轴的热点，使之能补偿轴的热变形，可防止轴的弯曲变形，可防止轴的弯曲或卡死。或卡死。Wang chenggang 剖分式的轴承座与轴承外圈的配合不宜太紧，避剖分式的轴承座与轴承外圈的配合不宜太紧，避免轴承座孔的形状

18、误差引起轴承外圈不正常的变形。免轴承座孔的形状误差引起轴承外圈不正常的变形。（5）轴与轴承座孔的结构和材料）轴与轴承座孔的结构和材料 薄壁壳或空心轴与轴承套圈的配合应比厚壁壳或薄壁壳或空心轴与轴承套圈的配合应比厚壁壳或实心轴与轴承套圈的配合紧一些，以保证足够的联接实心轴与轴承套圈的配合紧一些，以保证足够的联接强度。强度。 轻合金外壳与轴承外圈的配合，应比铸铁外壳与轻合金外壳与轴承外圈的配合，应比铸铁外壳与轴承外圈的配合紧一些，也是为了保证联接强度。轴承外圈的配合紧一些，也是为了保证联接强度。Wang chenggang（6） 轴承基本尺寸轴承基本尺寸轴承基本尺寸越大，则轴承基本尺寸越大，则 过

19、盈配合的过盈量越大；过盈配合的过盈量越大； 间隙配合的间隙量越大。间隙配合的间隙量越大。（7）装拆要求装拆要求 考虑轴承安装与拆卸的方便，宜采用较松的配考虑轴承安装与拆卸的方便，宜采用较松的配合；对重型机械用的大型和特大型轴承，这点尤为合；对重型机械用的大型和特大型轴承，这点尤为重要。重要。Wang chenggangr6r6g6g6g5g5h8h8h7h7h6h6h5h5j js s5 5j5j5j js s6 6j6j6k5k5k6k6m5m5m6m6n6n6p6p6过渡或过盈过渡或过盈过盈过盈0+-固定负荷固定负荷旋转负荷旋转负荷（1）轴的公差带选用）轴的公差带选用4.4.公差带的选用公差带的选用Wang chenggangG G7 7H H8 8H H7 7H H6 6J J7 7J Js s7 7J J6 6J Js s6 6K K6 6K K7 7M M6 6M M7 7