第6、7章互换性与测量技术基础课件

1、滚滚 动动 轴轴 承承 的的 公公 差差 与与 配配 合合Kunming University of Science and Technology讲授：刘洪喜讲授：刘洪喜第第 六六 章章2、学习要求、学习要求根据滚动轴承作为标准件的特点，理解滚动轴承内圈与轴颈采用基孔制配合、根据滚动轴承作为标准件的特点，理解滚动轴承内圈与轴颈采用基孔制配合、外圈与外壳孔采用基轴制配合的依据外圈与外壳孔采用基轴制配合的依据根据滚动轴承的使用要求理解滚动轴承旋转精度和游隙的概念。根据滚动轴承的使用要求理解滚动轴承旋转精度和游隙的概念。了解滚动轴了解滚动轴承的公差等级由轴承的尺寸公差和旋转精度决定承的公差等级由轴承

2、的尺寸公差和旋转精度决定掌握滚动轴承公差等级划分，了解各公差等级滚动轴承的应用。掌握滚动轴掌握滚动轴承公差等级划分，了解各公差等级滚动轴承的应用。掌握滚动轴承内、外圈公差带特点。了解与滚动轴承配合的轴颈及外壳孔常用公差带承内、外圈公差带特点。了解与滚动轴承配合的轴颈及外壳孔常用公差带初步掌握如何选用滚动轴承与轴颈及外壳孔的配合。学会轴颈及外壳孔形位初步掌握如何选用滚动轴承与轴颈及外壳孔的配合。学会轴颈及外壳孔形位公差与表面粗糙度轮廓幅度参数及其数值的选用公差与表面粗糙度轮廓幅度参数及其数值的选用学习目的及要求学习目的及要求1、学习目的、学习目的掌握滚动轴承的公差与配合标准，为合理选用滚动轴承的

3、配合打下基础掌握滚动轴承的公差与配合标准，为合理选用滚动轴承的配合打下基础第一节第一节 滚动轴承的互换性和公差等级滚动轴承的互换性和公差等级概述概述滚动轴承是机器上广泛使用的标准支撑件，由专业化的滚动轴滚动轴承是机器上广泛使用的标准支撑件，由专业化的滚动轴承制造厂生产。承制造厂生产。滚动轴承一般由滚动轴承一般由内圈、外圈、保持架和滚动内圈、外圈、保持架和滚动体体组成。组成。滚动轴承通过滚动体的作用使其内圈和轴一起产生滚动轴承通过滚动体的作用使其内圈和轴一起产生相对转动；外圈固定在机体孔中，起支撑作用。也有相反情况相对转动；外圈固定在机体孔中，起支撑作用。也有相反情况u滚动轴承的公差与配合设计：

4、滚动轴承的公差与配合设计：是指正确确定滚动轴承内圈与轴是指正确确定滚动轴承内圈与轴 颈的配合、外圈与外壳孔的配合以及轴颈与外壳孔的尺寸公差颈的配合、外圈与外壳孔的配合以及轴颈与外壳孔的尺寸公差带、几何公差和表面粗糙度参数值，以保证滚动轴承的工作性带、几何公差和表面粗糙度参数值，以保证滚动轴承的工作性能和使用寿命能和使用寿命常常用用滚滚动动体体类类型型一、滚动轴承的互换性一、滚动轴承的互换性图图6-1 滚动轴承的类型滚动轴承的类型TBTCHDddDd外圈外圈 内圈内圈 滚动体滚动体 保持架保持架 DdDa) 向心轴承向心轴承 b) 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 c) 角接触球轴承角接触球轴承 d)

5、推力轴承推力轴承滚动轴承滚动轴承内圈内径和外圈外径是其配合的基本尺寸内圈内径和外圈外径是其配合的基本尺寸。轴承内轴承内圈内孔和外圈外圆柱面应具有完全互换性圈内孔和外圈外圆柱面应具有完全互换性。轴承某些零件的特。轴承某些零件的特定部位采用不完全互换性。定部位采用不完全互换性。工作时应保证其性能，工作时应保证其性能，必须满足必须满足必要的旋转精度和合适的游隙必要的旋转精度和合适的游隙二、滚动轴承的公差等级及其应用二、滚动轴承的公差等级及其应用1、滚动轴承的公差等级、滚动轴承的公差等级滚动轴承的公差等级由轴承的尺寸公差和旋转精度决定滚动轴承的公差等级由轴承的尺寸公差和旋转精度决定。尺寸尺寸公差是指轴

6、承内经公差是指轴承内经d、外径、外径D、宽度、宽度B等的尺寸公差；等的尺寸公差；旋转精度是旋转精度是指轴承内、外圈做相对转动时跳动的程度指轴承内、外圈做相对转动时跳动的程度 向心轴承（除圆锥滚子轴承）的向心轴承（除圆锥滚子轴承）的公差等级分为公差等级分为2、4、5、6、0共共五个级，它们依次由高到低，五个级，它们依次由高到低，2级最高，级最高，0级最低级最低。圆锥滚子圆锥滚子轴承的精度等级有轴承的精度等级有6x，而没有，而没有6级。级。推力轴承公差分为推力轴承公差分为4、5、6、0四级，四级， 4级最高，级最高， 0级最低级最低2、各个公差等级的滚动轴承应用、各个公差等级的滚动轴承应用各个公差

7、等级的滚动轴承应用范围如各个公差等级的滚动轴承应用范围如P137表表6-1第二节第二节 内、外径及相配轴颈、外壳孔公差带内、外径及相配轴颈、外壳孔公差带一、一、 滚动轴承内、外径公差带的特点滚动轴承内、外径公差带的特点1、单一平面平均内径、单一平面平均内径：在轴承：在轴承内圈任一横截面内内圈任一横截面内测得的内圈内径测得的内圈内径 的最大与最小直径的平均值，用的最大与最小直径的平均值，用dmp表示表示；2、单一平面平均外径、单一平面平均外径：在轴承：在轴承外圈任一横截面内外圈任一横截面内测得的外圈外径测得的外圈外径的最大与最小直径的平均值，用的最大与最小直径的平均值，用Dmp表示；表示；3、单

8、一平面平均内径偏差、单一平面平均内径偏差：单一平面平均内径与公称直径（用：单一平面平均内径与公称直径（用d表示）的差，用表示）的差，用dmp表示；表示；4、单一平面平均外径偏差、单一平面平均外径偏差：单一平面平均外径与公称直径（用：单一平面平均外径与公称直径（用D表示）的差，用表示）的差，用Dmp表示表示表表6-2 部分向心轴承部分向心轴承dmp和和Dmp的极限值的极限值GB/T275-1993规定了规定了0级和级和6级轴承与轴颈级轴承与轴颈和外壳孔配合时轴颈和外壳孔的常用公差和外壳孔配合时轴颈和外壳孔的常用公差带，其中带，其中轴颈轴颈17种，外壳孔种，外壳孔16种种，如图，如图6-3和和6-

9、4所示所示二、与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的公差带二、与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的公差带r6m5m6j6js5k5j s6h5h6h8h7 g6g5d内圈公差带内圈公差带k6n6p60 +-j5图图6-3 与滚动轴承配合的轴颈的常用公差带与滚动轴承配合的轴颈的常用公差带M6K7M7N6N7P6 P7K6J6J7JS6JS7H6H7H8G7外圈公差带外圈公差带0 +-D图图6-4 与滚动轴承配合的外壳孔的常用公差带与滚动轴承配合的外壳孔的常用公差带由图由图6-4可见，轴承外圈与外壳孔的配合与可见，轴承外圈与外壳孔的配合与GB/T 1801-2009中基轴中基轴制同名配合性质一致制同名配合性质一

10、致第三节第三节 滚动轴承与轴颈、外壳孔配合选用滚动轴承与轴颈、外壳孔配合选用一、选用时考虑的主要因素一、选用时考虑的主要因素1、轴承套圈相对于负荷方向的运转状态、轴承套圈相对于负荷方向的运转状态(考虑滚道磨损考虑滚道磨损)轴承套圈相对于负荷方向固定轴承套圈相对于负荷方向固定；轴承套圈相对于负荷方向旋轴承套圈相对于负荷方向旋转转；轴承套圈相对于负荷方向摆动轴承套圈相对于负荷方向摆动。为了保证套圈滚道磨损均为了保证套圈滚道磨损均匀，相对于负荷方向固定的轴承套圈与轴颈或外壳孔的配合应稍匀，相对于负荷方向固定的轴承套圈与轴颈或外壳孔的配合应稍松，以减少摩擦和磨损，提高轴承寿命松，以减少摩擦和磨损，提高

11、轴承寿命FrFrFrFcFrFc当套圈相对于负荷方向固定时。当套圈相对于负荷方向固定时。该套圈与轴颈或外壳孔的配合该套圈与轴颈或外壳孔的配合应稍松些应稍松些，一般选用具有平均间隙较小的过渡配合或具有极小一般选用具有平均间隙较小的过渡配合或具有极小间隙的间隙配合间隙的间隙配合当套圈相对于负荷方向旋转时。当套圈相对于负荷方向旋转时。该套圈与轴颈或外壳孔的配合该套圈与轴颈或外壳孔的配合 应该稍紧些应该稍紧些，一般选用过盈小的过盈配合或过盈概率大的过渡一般选用过盈小的过盈配合或过盈概率大的过渡配合。配合。必要时，过盈量的大小可以通过计算确定必要时，过盈量的大小可以通过计算确定当套圈相对于负荷方向摆动时

12、。该套圈与轴颈或外壳孔配合的当套圈相对于负荷方向摆动时。该套圈与轴颈或外壳孔配合的松紧程度，松紧程度，一般与套圈相对于负荷方向旋转时所选用的配合性一般与套圈相对于负荷方向旋转时所选用的配合性质相同，或者稍松些质相同，或者稍松些2、负荷的大小、负荷的大小轴承与轴颈或外壳孔配合的选择，轴承与轴颈或外壳孔配合的选择，应依据应依据轴承轴承所承受载荷的性质所承受载荷的性质（轻、正常、重负荷）依次越来越紧（轻、正常、重负荷）依次越来越紧3、径向游隙、径向游隙GB/T 4604-1993规定，轴承径向游隙共分五组：规定，轴承径向游隙共分五组：2组，组，0组，组，3组组、 4组组、5组，组，游隙的大小依次由小

13、到大游隙的大小依次由小到大。其中，。其中，0组为基本游隙组组为基本游隙组0组径向游隙值适用于一般的运转条件、常规温度及常用的过盈组径向游隙值适用于一般的运转条件、常规温度及常用的过盈配合配合。对于采用较紧配合对于采用较紧配合，内外圈温差较大、需要降低摩擦力内外圈温差较大、需要降低摩擦力矩及深沟球轴承承受较大轴向载荷或矩及深沟球轴承承受较大轴向载荷或者者需改善调心性能的工况需改善调心性能的工况下下，宜采取，宜采取3、4、5组游隙值组游隙值4、轴承工作时的微量轴向移动、轴承工作时的微量轴向移动（受热微量伸长，配合应松些）（受热微量伸长，配合应松些）5、轴承工作时的温度、轴承工作时的温度（内圈受热变

14、松，外圈变紧。（内圈受热变松，外圈变紧。 100 C）6、其他因素、其他因素（高速旋转或振动冲击下，选用小过盈配合或较紧配合）（高速旋转或振动冲击下，选用小过盈配合或较紧配合）二、轴颈和外壳孔公差等级的确定二、轴颈和外壳孔公差等级的确定 与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的精度包括它们的尺寸公差与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的精度包括它们的尺寸公差带、几何公差和表面粗糙度参数值。带、几何公差和表面粗糙度参数值。所选择轴颈和外壳孔的标准所选择轴颈和外壳孔的标准公差等级应与轴承公差等级协调公差等级应与轴承公差等级协调。与与0级轴承配合的轴颈一般为级轴承配合的轴颈一般为IT6，外壳孔一般为，外壳孔一般为IT

15、7。对旋转精度和运转平稳性有较高要求的。对旋转精度和运转平稳性有较高要求的工作场合，轴颈应为工作场合，轴颈应为IT5，外壳孔应为，外壳孔应为IT6对轴承的旋转精度和运转平稳性无特殊要求的场合，轴承游隙为对轴承的旋转精度和运转平稳性无特殊要求的场合，轴承游隙为0组游隙组游隙。轴为实心或壁厚空心钢制轴，外壳（箱体）为铸钢件。轴为实心或壁厚空心钢制轴，外壳（箱体）为铸钢件或铸铁件，轴承的工作温度不超过或铸铁件，轴承的工作温度不超过100度时，确定外壳孔和轴颈度时，确定外壳孔和轴颈的公差带可根据的公差带可根据GB/T275-1993进行选择。见表进行选择。见表6-4表表6-7三、轴承和外壳孔的公差带的

16、确定三、轴承和外壳孔的公差带的确定几何公差和表面粗糙度的确定可参看表几何公差和表面粗糙度的确定可参看表6-8和表和表6-9选取。为保证选取。为保证轴承与轴颈、外壳孔的配合性质，轴承与轴颈、外壳孔的配合性质，轴颈和外壳孔应分别采用包容轴颈和外壳孔应分别采用包容要求和最大实体要求的零几何公差要求和最大实体要求的零几何公差。对于轴颈，在采用包容要求对于轴颈，在采用包容要求求求E的同时，为保证同一根轴上两个轴颈的同轴度精度，还应规的同时，为保证同一根轴上两个轴颈的同轴度精度，还应规定这两个轴颈的轴线分别对它们的公共轴线的同轴度公差定这两个轴颈的轴线分别对它们的公共轴线的同轴度公差四、轴颈和外壳孔几何公

17、差与表面粗糙度确定四、轴颈和外壳孔几何公差与表面粗糙度确定对于外壳上支撑同一根轴的两个轴承孔，对于外壳上支撑同一根轴的两个轴承孔，应按关联要素采用最应按关联要素采用最大实体要求的零几何公差来规定这两个孔的轴线分别对它们的大实体要求的零几何公差来规定这两个孔的轴线分别对它们的公共轴线的同轴度公差公共轴线的同轴度公差，以同时保证指定的配合性质和同轴度，以同时保证指定的配合性质和同轴度精度精度如果轴颈或外壳孔存在较大的形状误差如果轴颈或外壳孔存在较大的形状误差，则轴承与它们安装后，则轴承与它们安装后套圈会产生变形而不圆套圈会产生变形而不圆，因此必须对轴颈和外壳孔，因此必须对轴颈和外壳孔规定严格的规定

18、严格的圆柱度公差圆柱度公差若轴的轴颈肩部和外壳上轴承孔的端面若存在较大的垂直度误若轴的轴颈肩部和外壳上轴承孔的端面若存在较大的垂直度误差差，则滚动轴承与它们安装后，轴承，则滚动轴承与它们安装后，轴承套圈会产生歪斜套圈会产生歪斜。因此应。因此应规定轴颈肩部和外壳孔端面规定轴颈肩部和外壳孔端面对基准轴线的轴向圆跳动公差对基准轴线的轴向圆跳动公差圆锥和角度的公差及检测圆锥和角度的公差及检测Kunming University of Science and Technology讲授：郑必举讲授：郑必举第第 七七 章章2、学习要求、学习要求掌握圆锥结合的特点及锥度与锥角、圆锥公差中的术语定义；掌握圆锥结

19、合的特点及锥度与锥角、圆锥公差中的术语定义；掌握圆锥公差项目及给定方法；掌握圆锥公差项目及给定方法；掌握圆锥配合的形成方法以及结构型圆锥配合的确定方法；掌握圆锥配合的形成方法以及结构型圆锥配合的确定方法；了解位移型圆锥配合的确定方法了解位移型圆锥配合的确定方法学习目的及要求学习目的及要求1、学习目的、学习目的掌握圆锥结合的特点、基本功能要求和配合的形成方法，为合理选掌握圆锥结合的特点、基本功能要求和配合的形成方法，为合理选用圆锥的公差与配合，进行圆锥尺寸精度设计打下基础用圆锥的公差与配合，进行圆锥尺寸精度设计打下基础第一节第一节 概概 述述圆锥结合的特点圆锥结合的特点1、间隙或过盈可调整间隙或

20、过盈可调整。通过内、外圆锥面的轴向位移，可调整间。通过内、外圆锥面的轴向位移，可调整间隙或过盈来满足不同工作要求；能补偿磨损，延长使用寿命隙或过盈来满足不同工作要求；能补偿磨损，延长使用寿命。2、对中性好，即易保证配合的同轴度要求对中性好，即易保证配合的同轴度要求。由于间隙可调整，因。由于间隙可调整，因而可以消除间隙，实现内外圆锥轴线的对中。容易拆卸，且经而可以消除间隙，实现内外圆锥轴线的对中。容易拆卸，且经多次拆装不降低同轴度多次拆装不降低同轴度。3、圆锥结合具有较好的自锁性和密封性圆锥结合具有较好的自锁性和密封性。 4、结构复杂，影响互换性的参数比较多结构复杂，影响互换性的参数比较多，加工

21、和检验都比较困难，加工和检验都比较困难，不适合于孔不适合于孔、轴轴向相对位置要求较高的场合轴轴向相对位置要求较高的场合一、圆锥几何参数的基本术语及定义一、圆锥几何参数的基本术语及定义（1）圆锥角）圆锥角第二节第二节 锥度与锥角锥度与锥角（2）圆锥直径和圆锥长度）圆锥直径和圆锥长度（3）锥度）锥度C锥度锥度C表示方法：一般用比例或分式表示，如表示方法：一般用比例或分式表示，如1:50或或1/50二、锥度与锥角系列二、锥度与锥角系列为减少加工圆锥所用专用刀具、量具种类和规格，为减少加工圆锥所用专用刀具、量具种类和规格， GB/T 157-2001中规定了一般用途和特殊用途两种圆锥的锥度与角度系列，

22、适用中规定了一般用途和特殊用途两种圆锥的锥度与角度系列，适用于光滑圆锥于光滑圆锥1、一般用途圆锥的锥度与圆锥角。、一般用途圆锥的锥度与圆锥角。国家标准规定的一般用途圆锥国家标准规定的一般用途圆锥的的锥度与圆锥角共锥度与圆锥角共21种种2、特殊用途圆锥的锥度与圆锥角。、特殊用途圆锥的锥度与圆锥角。国家标准规定的特殊用途圆锥国家标准规定的特殊用途圆锥的的锥度与圆锥角共锥度与圆锥角共24种种，其中包括我国早已广泛使用的莫氏锥，其中包括我国早已广泛使用的莫氏锥度共度共7种种第三节第三节 圆锥公差圆锥公差一、一、 有关圆锥公差的术语及定义有关圆锥公差的术语及定义国家标准国家标准GB/T 11334-20

23、05，适用于锥度从，适用于锥度从1:31:500、圆锥长度从、圆锥长度从6630mm的光滑圆锥工件（即对锥齿轮、锥螺纹等不实用）的光滑圆锥工件（即对锥齿轮、锥螺纹等不实用）1、公称圆锥（理想圆锥）、公称圆锥（理想圆锥） 由设计给定的理想形状的圆锥。由设计给定的理想形状的圆锥。公称公称圆锥可以用两种形式确定：圆锥可以用两种形式确定：一种是以一个公称圆锥直径、公称一种是以一个公称圆锥直径、公称圆锥长度和公称圆锥角（或公称锥度）来确定；另一种是以两圆锥长度和公称圆锥角（或公称锥度）来确定；另一种是以两个公称圆锥直径和公称圆锥长度来确定个公称圆锥直径和公称圆锥长度来确定2、实际圆锥、实际圆锥直径、实际

24、圆锥、实际圆锥直径da 实际存在并与周围介质分隔的圆实际存在并与周围介质分隔的圆锥称为实际圆锥，实际圆锥上的任意一直径称为实际圆锥的直锥称为实际圆锥，实际圆锥上的任意一直径称为实际圆锥的直径，如图径，如图7-3所示所示3、实际圆锥角、实际圆锥角a 在实际圆锥任一轴向截面内，包容圆锥素线且在实际圆锥任一轴向截面内，包容圆锥素线且距离为最小的两对平行直线之间的夹角，如图距离为最小的两对平行直线之间的夹角，如图7-3所示所示4、极限圆锥、极限圆锥 极限圆锥指与公称圆锥共轴且圆锥角相等，直径分极限圆锥指与公称圆锥共轴且圆锥角相等，直径分别为上极限直径和下极限直径的两个圆锥，如图别为上极限直径和下极限直

25、径的两个圆锥，如图7-4所示。在所示。在垂直圆锥轴线的任一截面上，这两个圆锥的直径差都相等垂直圆锥轴线的任一截面上，这两个圆锥的直径差都相等图图7-4 极限圆锥与圆锥公差区极限圆锥与圆锥公差区 5、极限圆锥直径、极限圆锥直径 极限圆锥上的任一直径为极限圆锥直径，如图极限圆锥上的任一直径为极限圆锥直径，如图7-4中中Dmax和和Dmin、dmax和和dmin。对任一给定截面的圆锥直径。对任一给定截面的圆锥直径dx，它有它有dxmax和和dxmin。极限圆锥直径是圆锥直径允许变动的界限值。极限圆锥直径是圆锥直径允许变动的界限值6、极限圆锥角、极限圆锥角 允许的上极限或下极限圆锥角允许的上极限或下极

26、限圆锥角max或或min，如如图图7-5所示所示L圆锥角公差区圆锥角公差区 ATD/2minAT/2max图图7-5 极限圆锥角与圆锥角公差区极限圆锥角与圆锥角公差区 圆锥公差（圆锥公差（GB/T 11334-2005）规定了四项圆锥公差项目）规定了四项圆锥公差项目，具具体内容见体内容见P150表表7-1二、圆锥公差项目、公差值和给定方法二、圆锥公差项目、公差值和给定方法1、圆锥公差项目和公差值、圆锥公差项目和公差值对一个具体的圆锥工件，并不都需要给定表对一个具体的圆锥工件，并不都需要给定表7-1中的四项公差，而中的四项公差，而是根据工件的不同要求来给定公差项目。是根据工件的不同要求来给定公差

27、项目。 GB/T 11334-2005中规定中规定了两种圆锥公差给定方法。一是给出圆锥的公称圆锥角或锥度和了两种圆锥公差给定方法。一是给出圆锥的公称圆锥角或锥度和圆锥直径公差圆锥直径公差TD，由，由TD确定两个极限圆锥（图确定两个极限圆锥（图7-8和图和图7-9）；二）；二是同时给定截面圆锥直径公差是同时给定截面圆锥直径公差TDS和圆锥角公差（图和圆锥角公差（图7-10），给），给出的出的TDS和和AT是彼此独立的，复合独立原则（图是彼此独立的，复合独立原则（图7-11）2、圆锥公差的给定方法、圆锥公差的给定方法圆锥公差给定方向圆锥公差给定方向方法一方法一 给出圆锥的理论正确圆锥角给出圆锥的理论正确圆锥角（或锥（或锥度度C）和圆锥直径公差）和圆锥直径公差TD，由，由TD确定两个极限圆锥，所给出的圆确定两个极限