第六章 滚动轴承、键的公差与配合

1、第六章第六章 滚动轴承、键的公差与配合滚动轴承、键的公差与配合 教学基本内容：掌握与滚动轴承相配零件是什么？教学基本内容：掌握与滚动轴承相配零件是什么？滚动轴承的精度等级及其应用、掌握滚动轴承的公滚动轴承的精度等级及其应用、掌握滚动轴承的公差与配合标准。差与配合标准。 掌握键和花键的配合标准，正确选用键、花键。掌握键和花键的配合标准，正确选用键、花键。 重点内容：与滚动轴承相配零件的几何精度设计。重点内容：与滚动轴承相配零件的几何精度设计。 平键与轴槽、轮毂槽的几何精度设计。平键与轴槽、轮毂槽的几何精度设计。 矩形花键的配合种类及有关公差带。矩形花键的配合种类及有关公差带。 难点内容：滚动轴承

2、的公差与配合的特点难点内容：滚动轴承的公差与配合的特点 。 键、花键公差的标注。键、花键公差的标注。 第一节第一节 滚动轴承公差与配合滚动轴承公差与配合一、滚动轴承概述一、滚动轴承概述第一节第一节 滚动轴承公差与配合滚动轴承公差与配合1 1、构成：内圈、外圈、滚动体、保持架、构成：内圈、外圈、滚动体、保持架滚动轴承滚动轴承一般情况下一般情况下, ,内圈与轴一起旋转，内圈则固定内圈与轴一起旋转，内圈则固定在轴承座中，起支撑作用。内外圈上都有滚在轴承座中，起支撑作用。内外圈上都有滚动体滚动的滚道。动体滚动的滚道。滚动体（钢球、圆锥、圆柱、滚针）承受载滚动体（钢球、圆锥、圆柱、滚针）承受载荷并使轴承

3、变为滚动摩擦的元件。荷并使轴承变为滚动摩擦的元件。保持架是一种隔离元件，将轴承内的一组滚保持架是一种隔离元件，将轴承内的一组滚动体均匀分隔开，保证正常滚动，承受载荷动体均匀分隔开，保证正常滚动，承受载荷良好。良好。2 2、特点：、特点：摩擦系数小、润滑较简单、起动容易、摩擦系数小、润滑较简单、起动容易、更换简单，所以在机电产品中应用极广。更换简单，所以在机电产品中应用极广。3 3、与滚动轴承相配零件、与滚动轴承相配零件外圈外圈 滚动体滚动体内圈内圈 轴颈轴颈 轴承座轴承座 D d 与轴承内圈内孔相配零件：轴颈与轴承内圈内孔相配零件：轴颈d d与轴承外圈外径相配零件：轴承座孔与轴承外圈外径相配零

4、件：轴承座孔D D配合的基本尺寸配合的基本尺寸4 4、轴承互换性特点、轴承互换性特点自身制造时各组成零件采用不完全互换自身制造时各组成零件采用不完全互换（分组互换）（分组互换）轴承与轴颈、轴承座孔配合时采用完全轴承与轴颈、轴承座孔配合时采用完全互换。互换。5 5、轴承制造精度：、轴承制造精度：尺寸精度（公差与配合）、形位精度、尺寸精度（公差与配合）、形位精度、表面精度表面精度 6 6、分类：、分类：按承受负荷的方向：按承受负荷的方向：按滚动体的形状：按滚动体的形状：向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承角接触轴承角接触轴承球轴承球轴承圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承滚针轴承滚针轴承第

5、一节第一节 滚动轴承公差与配合滚动轴承公差与配合第一节第一节 滚动轴承公差与配合滚动轴承公差与配合TBTCHDddDd外圈 内圈 滚动体 保持架 DdD a) a) 向心轴承向心轴承 b) b) 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 c) c) 角接触球轴承角接触球轴承 d) d) 推力轴承推力轴承滚动轴承的类型滚动轴承的类型第一节第一节 滚动轴承公差与配合滚动轴承公差与配合二、滚动轴承的公差二、滚动轴承的公差1 1、滚动轴承的精度等级、滚动轴承的精度等级（公差大小）（公差大小）类别类别向心轴承向心轴承(圆锥滚子轴圆锥滚子轴承除外承除外)圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承推力轴承推力轴承精度精度等级等级0,6,5,

6、4,20,6X,5,40,6,5,4低低高高国标对于滚动轴承精度等级代号表示：国标对于滚动轴承精度等级代号表示：P0P0，P6P6。举例：举例：6310/P66310/P6表示表示6 6级精度的深沟球轴承级精度的深沟球轴承滚动轴承精度分级的依据：滚动轴承精度分级的依据：（1 1）旋转精度旋转精度( (主要分级依据主要分级依据) )：轴承内、外圈的径向跳动、轴承内、外圈的径向跳动、端面跳动及滚道的侧向摆动等。端面跳动及滚道的侧向摆动等。 （2 2）基本尺寸精度基本尺寸精度：内圈内径：内圈内径d d、外圈外径、外圈外径D D和宽度尺寸和宽度尺寸B B、C C的精度；圆锥滚子轴承装配高度的精度；圆锥

7、滚子轴承装配高度T T的精度等。的精度等。2、滚动轴承内外直径的极限偏差、滚动轴承内外直径的极限偏差国标对于滚动轴承内外径的极限偏差分类：国标对于滚动轴承内外径的极限偏差分类：(1)(1)单一内径的极限偏差、单一外径的极限偏差单一内径的极限偏差、单一外径的极限偏差(2)(2)单一平面平均内径的极限偏差单一平面平均内径的极限偏差dmp、单一平面平均外径的极限偏、单一平面平均外径的极限偏差差Dmp0,6,50,6,5精度等级轴承只运用（精度等级轴承只运用（2 2）；）； 4,24,2精度等级轴承运用（精度等级轴承运用（1 1）（）（2 2）。）。表表 部分向心轴承部分向心轴承dmpdmp和和Dmp

8、Dmp的极限值的极限值公差等级公差等级0 06 65 54 42 2基本尺寸基本尺寸/mm/mm极限偏差极限偏差/m/m大大于于到到上上偏偏差差下偏下偏差差上上偏偏差差下偏下偏差差上上偏偏差差下偏下偏差差上上偏偏差差下下偏偏差差上上偏偏差差下偏下偏差差内内圈圈181830300 0-10-100 0-8-80 0-6-60 0-5-50 0-2.5-2.5303050500 0-12-120 0-10-100 0-8-80 0-6-60 0-2.5-2.5外外圈圈505080800 0-13-130 0-11-110 0-9-90 0-7-70 0-4-480801201200 0-15-15

9、0 0-13-130 0-10-100 0-8-80 0-5-5450D6(6x)20 +-2456(6x)0d0 -+滚动轴承内圈内径滚动轴承内圈内径d d与轴承外圈外径与轴承外圈外径D D的公差带图的公差带图标准轴，与轴承座孔标准轴，与轴承座孔按基轴制配合。按基轴制配合。公差带与公差带与h h轴相当轴相当标准孔，与轴颈按标准孔，与轴颈按基孔制配合。基孔制配合。公差带与公差带与H H孔不同孔不同第一节第一节 滚动轴承公差与配合滚动轴承公差与配合r6m5m6j6js5k5js6h5h6h8h7 g6g5d内圈公差带k6n6p60 +-j5基孔制基孔制内圈内径与内圈内径与k k、m m、n n、

10、p p、r r组成过盈配合；组成过盈配合；内圈内径与内圈内径与g g、h h、jsjs、j j组成过渡配合；组成过渡配合；三、滚动轴承与相配轴颈、轴承座孔的配合三、滚动轴承与相配轴颈、轴承座孔的配合1 1、相配轴颈、轴承座孔的的公差带、相配轴颈、轴承座孔的的公差带M6K7M7N6N7P6 P7K6J6J7JS6JS7H6H7H8G7外圈公差带0 +-D基轴制基轴制外圈外径与外圈外径与G G、H H构成间隙配合构成间隙配合外圈外径与外圈外径与P P构成过盈配合构成过盈配合外圈外径与外圈外径与J J、JSJS、K K、M M、N N构成过渡配合构成过渡配合第一节第一节 滚动轴承公差与配合滚动轴承公

11、差与配合2 2、配合的选择配合的选择 轴承的配合应主要依据轴承的配合应主要依据轴承的工作条件轴承的工作条件（负荷类型、负荷（负荷类型、负荷大小、旋转精度和旋转速度等）来做选择。大小、旋转精度和旋转速度等）来做选择。（1 1）负荷类型负荷类型 根据轴承工作时，套圈相对于负荷的旋转情况的不同，可以根据轴承工作时，套圈相对于负荷的旋转情况的不同，可以将负荷分为三种将负荷分为三种：定向（局部）负荷定向（局部）负荷循环负荷循环负荷摆动负荷。摆动负荷。Fr a)Frb) 内圈内圈- -相对于负荷方向相对于负荷方向旋转旋转外圈外圈- -相对于负荷方向相对于负荷方向静止静止内圈内圈- -相对于负荷方向相对于负

12、荷方向静止静止外圈外圈- -相对于负荷方向相对于负荷方向旋转旋转（1 1）定向（局部）负荷：径向负荷与套圈相对静止，负荷始）定向（局部）负荷：径向负荷与套圈相对静止，负荷始终不变地作用在套圈滚道的局部区域内终不变地作用在套圈滚道的局部区域内（静止的套圈所承受的（静止的套圈所承受的负荷）负荷）（2 2）循环负荷：径向负荷与套圈相对旋转，负荷依次作用在）循环负荷：径向负荷与套圈相对旋转，负荷依次作用在套圈滚道的整个圆周上套圈滚道的整个圆周上（旋转的套圈所承受的负荷）（旋转的套圈所承受的负荷）（3 3）摆动负荷：合成径向负荷连续摆动地作用在套圈的局部）摆动负荷：合成径向负荷连续摆动地作用在套圈的局部

13、区域上区域上（静止套圈所承受的负荷）（静止套圈所承受的负荷）FrFc c)FrFcd)内圈内圈-相对于负荷方向相对于负荷方向旋转旋转外圈外圈-相对于负荷方向相对于负荷方向摆动摆动内圈内圈-相对于负荷方向相对于负荷方向摆动摆动外圈外圈-相对于负荷方向相对于负荷方向旋转旋转FrFrFcFc摆动负荷摆动负荷A BFFcFrFFcFFF第一节第一节 滚动轴承公差与配合滚动轴承公差与配合径向负荷与套圈的径向负荷与套圈的 相对关系相对关系负荷类型负荷类型 配合的选择配合的选择相对静止相对静止(1)(1)局部负局部负荷荷 选松一些的配合，如选松一些的配合，如较松的过渡配合较松的过渡配合或间隙较小的间隙配合或

14、间隙较小的间隙配合相对旋转相对旋转(2)(2)循环负循环负荷荷 选紧一些的配合，如选紧一些的配合，如过盈配合或较紧过盈配合或较紧的过渡配合的过渡配合相对于套圈在局部相对于套圈在局部区域内摆动区域内摆动(3)(3)摆动负摆动负荷荷 比循环负荷稍松的配合比循环负荷稍松的配合表表 不同负荷类型配合的选择不同负荷类型配合的选择第一节第一节 滚动轴承公差与配合滚动轴承公差与配合（2 2）负荷大小负荷大小滚动轴承受负荷作用，会引起变形，使套圈与轴颈或套圈与轴滚动轴承受负荷作用，会引起变形，使套圈与轴颈或套圈与轴承座孔间配合的实际过盈量减少，使轴承内部的实际间隙增大。承座孔间配合的实际过盈量减少，使轴承内部

15、的实际间隙增大。所以，对承受重负荷的轴承，应选择较大过盈的配合；对承受所以，对承受重负荷的轴承，应选择较大过盈的配合；对承受轻负荷的轴承，应选择较小过盈的配合。轻负荷的轴承，应选择较小过盈的配合。负荷大小分类负荷大小分类负荷大小分类依据负荷大小分类依据Pr/Cr轻负荷轻负荷0.07正常负荷正常负荷0.07-0.15重负荷重负荷0.15其中：其中：PrPr是径向当量动负荷，是径向当量动负荷，CrCr是径向额定动负荷是径向额定动负荷（3 3）旋转精度与速度旋转精度与速度旋转精度和旋转速度越高，过盈量应越大。旋转精度和旋转速度越高，过盈量应越大。（4 4）工作温度工作温度轴承套圈的温度经常高于与其相

16、结合的零件的温度。轴承内圈轴承套圈的温度经常高于与其相结合的零件的温度。轴承内圈可能因热胀而与轴松动，外圈可能因热胀而影响有轴向移动要可能因热胀而与轴松动，外圈可能因热胀而影响有轴向移动要求的游隙。求的游隙。（5 5）轴或轴承座的材料和结构的影响轴或轴承座的材料和结构的影响考虑变形量的大小考虑变形量的大小，轴承安装在薄壁壳体、轻金属壳体或空心，轴承安装在薄壁壳体、轻金属壳体或空心轴上时，应选用稍紧的配合。轴上时，应选用稍紧的配合。（6 6）轴承的安装与拆卸的影响轴承的安装与拆卸的影响为了轴承的安装与拆卸的方便，宜采用较松的配合；为了轴承的安装与拆卸的方便，宜采用较松的配合；当需要采用过盈配合时

17、，可采用分离型轴承或内锥带锥孔的紧当需要采用过盈配合时，可采用分离型轴承或内锥带锥孔的紧定套或退却套的轴承。定套或退却套的轴承。综上所述，选择滚动轴承与轴颈和轴承座孔配合，需要考虑的综上所述，选择滚动轴承与轴颈和轴承座孔配合，需要考虑的因素很多。因素很多。实际设计中常用实际设计中常用类比法，类比法，P131P131、P132P132表表6-56-5，表，表6-66-6列出与轴承列出与轴承套圈相配合的轴、轴承座孔的公差带，可供具体设计时选用。套圈相配合的轴、轴承座孔的公差带，可供具体设计时选用。第一节第一节 滚动轴承公差与配合滚动轴承公差与配合规定：在装配图上标注滚动轴承与轴颈、轴承座孔的配合时

18、，规定：在装配图上标注滚动轴承与轴颈、轴承座孔的配合时，只需标注轴颈和轴承座孔的公差带代号。只需标注轴颈和轴承座孔的公差带代号。 轴承的内、外圈公差带不必标出，只需将轴承的精度等轴承的内、外圈公差带不必标出，只需将轴承的精度等级代号在装配图明细表中说明。级代号在装配图明细表中说明。3 3、表面粗糙度的选用、表面粗糙度的选用一般选一般选1.61.6，动轴选，动轴选0.80.8，静止轴承座孔选，静止轴承座孔选3.23.24 4、形位公差的选用、形位公差的选用形状精度：配合面的形状精度：配合面的圆柱度圆柱度要求；要求；定位面的位置精度：定位面的定位面的位置精度：定位面的端面圆跳动端面圆跳动来控制定位

19、面对轴线来控制定位面对轴线的垂直度；的垂直度；形位精度完全取决于轴承精度以及几何尺寸大小。形位精度完全取决于轴承精度以及几何尺寸大小。 第二节第二节 键与花键连接的互换性键与花键连接的互换性功能功能： （1）实现轴上零件固定，传递转矩或旋转运动。）实现轴上零件固定，传递转矩或旋转运动。 （2）导向作用，允许被连接件之间做轴向相对滑动。）导向作用，允许被连接件之间做轴向相对滑动。 半圆键半圆键楔键楔键一、键连接分类一、键连接分类键连接键连接平键平键切向键切向键 普通平键普通平键ABC导向平键导向平键AB滑键滑键普通楔键普通楔键钩头楔键钩头楔键A型二、平键连接的基本构成二、平键连接的基本构成 平键

20、连接是由键、轴槽、轮毂槽构成。平键连接是由键、轴槽、轮毂槽构成。在工作时，通过键的侧面与轴槽和轮毂槽的在工作时，通过键的侧面与轴槽和轮毂槽的侧面侧面相互接触来相互接触来传递转矩。传递转矩。 轮轮轴轴键键轴槽轴槽侧面侧面轮毂轮毂槽槽三、三、平键连接的配合平键连接的配合 一般一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较松键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较松，相当，相当于一个轴与两个孔相配合，且配合性质不同。同时平键是标准于一个轴与两个孔相配合，且配合性质不同。同时平键是标准件，因此，键与轴槽、轮毂槽的配合采用件，因此，键与轴槽、轮毂槽的配合采用基轴制基轴制。 键和轴槽、轮毂槽的宽度键和轴

21、槽、轮毂槽的宽度b b是配合的主要参数。是配合的主要参数。 其余尺寸，如其余尺寸，如键高、键长、轴槽深、轮毂槽深键高、键长、轴槽深、轮毂槽深、圆角半径圆角半径都属都属于非配合尺寸。于非配合尺寸。bd-t1t1d+t2hdLAAAA主要参数主要参数配合尺寸配合尺寸bt2国家标准对键宽只规定了一种国家标准对键宽只规定了一种公差带公差带h8h8。 同时，国家标准对轴槽宽和轮毂槽宽各规定了三种公差带，构成同时，国家标准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，分别对应于三种配合形式，分别对应于松连接、正常连接和紧密连接，松连接、正常连接和紧密连接，用于用于不同的场合，见下表。不同的场合，

22、见下表。配合配合种类种类尺寸尺寸b b的公差的公差配合性质及应用配合性质及应用键键轴槽轴槽轮毂轮毂槽槽松联接松联接h8h8H9H9D10D10键在轴上及轮毂上均能滑动。主键在轴上及轮毂上均能滑动。主要用于要用于导向平键导向平键，轮毂可在轴上，轮毂可在轴上作轴向移动作轴向移动正常正常联接联接N9N9JS9JS9键在轴上及轮毂中均固定。用于键在轴上及轮毂中均固定。用于载荷不大载荷不大的场合的场合紧密紧密联接联接P9P9P9P9键在轴上及轮毂上均固定，而比键在轴上及轮毂上均固定，而比上种配合更紧。主要用于上种配合更紧。主要用于载荷较载荷较大、载荷具有冲击性以及双向传大、载荷具有冲击性以及双向传递扭矩

23、的场合递扭矩的场合平键连接的配合公差带平键连接的配合公差带 +0-bh8H9D10h8N9JS9h8P9P9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连接松连接正常连接正常连接紧密连接紧密连接非配合尺寸的公差非配合尺寸的公差 （了解一下了解一下）键高键高h h的公差采用的公差采用h11h11（矩形普通平键）和（矩形普通平键）和h8h8（方形普通平键）；（方形普通平键）；键长键长L L的公差采用的公差采用h14;h14;轴槽长度的公差采用轴槽长度的公差采用H14H14；轴槽深轴槽深t t1 1和轮毂槽深和轮毂槽深t t2 2的公差有专门的国家标准；的公差有专门的国家标准；

24、倒圆角半径倒圆角半径r r的公差也有专门的国家标准（给定了的公差也有专门的国家标准（给定了minmin、maxmax）。）。四、四、键槽的形位公差键槽的形位公差 为保证接触面积和可装配性，规定轴槽和轮毂槽的为保证接触面积和可装配性，规定轴槽和轮毂槽的对称度公差对称度公差，一般按一般按7-97-9级选取。公称尺寸指级选取。公称尺寸指b b。当当L Lb8b8时时，对键宽，对键宽b b应规定应规定平行度公差平行度公差; ;当当b6b6时按时按7 7级，当级，当b 8b 83636时按时按6 6级，级， b 40b 40时按时按5 5级。公称尺寸指级。公称尺寸指L L。五、五、键槽的表面粗糙度键槽的

25、表面粗糙度键槽的键槽的两侧面两侧面的表面粗糙度的表面粗糙度RaRa的上限值一般取的上限值一般取1.6m1.6m，3.2m3.2m；键槽键槽底面底面RaRa的上限值一般取的上限值一般取6.3m6.3m，12.5m12.5m。六、六、键槽尺寸标注示例键槽尺寸标注示例七、七、花键的结构、分类、特点花键的结构、分类、特点u花键分为内花键（花键孔）和外花键（花键轴），它是把键和花键分为内花键（花键孔）和外花键（花键轴），它是把键和轴、键槽和轮毂做成一整体的连接件。轴、键槽和轮毂做成一整体的连接件。u内花键与外花键配合既可以是固定连接，也可以是滑动连接。内花键与外花键配合既可以是固定连接，也可以是滑动连接

26、。u内花键与外花键配合采用内花键与外花键配合采用基孔制基孔制配合（配合（可减少拉刀数目可减少拉刀数目）。）。u多参数：多参数：键宽键宽B，大径，大径D，小径，小径d，键长，键长L，键数键数N（偶数）（偶数）等。等。u根据键形的不同：根据键形的不同：花键花键渐开线花键渐开线花键矩形花键矩形花键三角形花键三角形花键P136P136花键有如下优点：花键有如下优点：（1 1）载荷分布均匀载荷分布均匀，承载能力强；，承载能力强；（2 2）导向性好；）导向性好；（3 3）定心精度高定心精度高，能满足高精度场合的使用要求，能满足高精度场合的使用要求（要求键槽的尺寸精度要高）（要求键槽的尺寸精度要高）（要求内

27、外花键的同轴度）（要求内外花键的同轴度）八、矩形八、矩形花键花键1 1、矩形花键的定心方式、矩形花键的定心方式选择不同的参数作为主要配合尺寸，则定心方式不同。选择不同的参数作为主要配合尺寸，则定心方式不同。 a) a) 大径定心大径定心b) b) 小径定心小径定心c) c) 键宽定心键宽定心国标规定采用小径定心国标规定采用小径定心u采用小径定心的优点：采用小径定心的优点：（1）零件热处理后小径的变形可以靠）零件热处理后小径的变形可以靠磨削磨削来修正，而且磨来修正，而且磨削可以达到较高的尺寸、形状精度。削可以达到较高的尺寸、形状精度。（2）高精度的小径可以作为传动或其他加工的标准，有利）高精度的

28、小径可以作为传动或其他加工的标准，有利于提高零件、整机的质量，降低机器的振动和噪声。于提高零件、整机的质量，降低机器的振动和噪声。（3）有利于齿轮精度标准的实施。）有利于齿轮精度标准的实施。2 2、矩形花键的标记、矩形花键的标记矩形花键的标记代号次序：键数矩形花键的标记代号次序：键数N N，小径，小径d d，大径，大径D D，键宽，键宽B B，国家标，国家标准号。如下：准号。如下：u花键规格：花键规格：6 6232326266 6u内花键：内花键：6 623H723H726H1026H106H116H11（GB/T 1144-2001GB/T 1144-2001）u外花键：外花键：6 623f723f726a1126a116d10 6d10 （GB/T 1144-2001GB/T 1144-2001）u花键副：花键副： 6 623H7/f723H7/f726H10/a1126H10/a116H11/d106H11/d10（GB/T 1144-2001GB/T 1144-2001）3 3、矩形花键的尺寸公差（矩形花键分类、矩形花键的尺寸公差（矩形花键分类3 3种）种）注意：注意：一般传动用花键的适用场合：定心精度要求不高，但传递转一般传动用花键的适用场合：定心精度要求不高，但传递转矩较大，如载重汽车、拖