第7章滚动轴承的公差与配合

1、7-1 7-1 概述概述7-2 7-2 滚动轴承的精度等级滚动轴承的精度等级7-3 7-3 滚动轴承内径与外径的公差带及其特点滚动轴承内径与外径的公差带及其特点7-4 7-4 滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择第7章 滚动轴承的公差与配合本章简介本章简介 主要内容：主要内容： 1. 1. 滚动轴承的精度等级。滚动轴承的精度等级。 2. 2. 滚动轴承内径与外径的公差带及其特点。滚动轴承内径与外径的公差带及其特点。 3. 3. 滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择。滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择。 重点内容：重点内容： 1. 1. 滚动轴承内径与外径的公差带及

2、其特点。滚动轴承内径与外径的公差带及其特点。 2. 2. 滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择。滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择。 教学目的：教学目的： 通过本章的学习，了解滚动轴承精度等级情况，滚动通过本章的学习，了解滚动轴承精度等级情况，滚动轴承内径与外径的公差带及其特点，并会选择合适的轴承轴承内径与外径的公差带及其特点，并会选择合适的轴承配合。配合。 先讲解滚动轴承类型及其特点第一节 概述概述 滚动轴承是一种标准化部件，在机械制造业中应用很广。滚动轴承是一种标准化部件，在机械制造业中应用很广。它一般由外圈、内圈、滚动体及保持架组成。滚动轴承内圈的它一般由外圈、内圈、滚动体及保持架组成。滚

3、动轴承内圈的内径与轴颈相配合，外圈的外径与壳体孔相配合，内径内径与轴颈相配合，外圈的外径与壳体孔相配合，内径d d与外与外径径D D都是配合尺寸。都是配合尺寸。 滚动轴承是由专业生产厂家生产，在生产厂内部由于其装滚动轴承是由专业生产厂家生产，在生产厂内部由于其装配精度要求高，故采用不完全互换（分组装配法），而其配合配精度要求高，故采用不完全互换（分组装配法），而其配合尺寸则可以完全互换。尺寸则可以完全互换。 滚动轴承的工作性能不仅取决于轴承本身的制造精度，而滚动轴承的工作性能不仅取决于轴承本身的制造精度，而且还与相配合的轴和壳体孔的尺寸精度、形位公差和表面粗糙且还与相配合的轴和壳体孔的尺寸精度

4、、形位公差和表面粗糙度等因素有关，因此，滚动轴承的国家标准不仅规定了滚动轴度等因素有关，因此，滚动轴承的国家标准不仅规定了滚动轴承的尺寸精度、旋转精度和测量方法（供生产厂家制造选用），承的尺寸精度、旋转精度和测量方法（供生产厂家制造选用），还规定了与轴承相配合的轴和壳体孔的尺寸精度、形位公差及还规定了与轴承相配合的轴和壳体孔的尺寸精度、形位公差及表面粗糙度（供选择配合用）。表面粗糙度（供选择配合用）。 滚动轴承的代号方法滚动轴承的代号方法滚动轴承的代号前置代号前置代号 基本代号基本代号 后置代号后置代号 轴轴承承的的分分部部件件代代号号内内部部结结构构代代号号密密封封与与防防尘尘结结构构代代号

5、号保保持持架架及及其其材材料料代代号号特特殊殊轴轴承承材材料料代代号号公公差差等等级级代代号号游游隙隙代代号号多多轴轴承承配配置置代代号号其其它它代代号号五五四四三三二二一一类类型型代代号号尺寸系尺寸系列代号列代号内内径径代代号号宽宽度度系系列列代代号号直直径径系系列列代代号号滚动轴承代号构成：滚动轴承代号构成：代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等，由代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等，由GB/T272GB/T272规定。规定。 前置代号前置代号表示轴承的分部件。表示轴承的分部件。基本代号基本代号表示轴承的类型与尺寸等主要特征。表示轴承的类型与尺寸等主要特征。后置代号后置

6、代号表示轴承的精度与材料的特征。表示轴承的精度与材料的特征。 类型代号：常用轴承代号为类型代号：常用轴承代号为3 3、5 5、6 6、7 7、N N五类，详细代号查阅五类，详细代号查阅类型代类型代号表号表。滚动轴承的主要类型和代号内径内径 d10121517代代 号号00010203 内径代号：内径代号内径代号：内径代号5=5=内径，如：内径，如：0808表示轴承内径表示轴承内径d d=5=508=40mm08=40mm。特殊情况：特殊情况： 尺寸系列代号：表达相同内径但外径和宽度不同的轴承。尺寸系列代号：表达相同内径但外径和宽度不同的轴承。对圆锥滚子轴承对圆锥滚子轴承(3(3类类) )和调心

7、滚子轴承和调心滚子轴承(2(2类类) )不能省略不能省略“0”0”。外径系列代号：特轻外径系列代号：特轻(0(0、1)1)、轻、轻(2)(2)、中、中(3)(3)、重、重(4)(4)。宽度系列代号：一般正常宽度为宽度系列代号：一般正常宽度为“0”0”，通常不标，通常不标注。注。类型代号表滚动轴承主要类型代号表6 6深沟球轴承深沟球轴承L L直线轴承直线轴承5 5推力球轴承推力球轴承U U外球面球轴承外球面球轴承4 4双列深沟球轴承双列深沟球轴承NANA滚针轴承滚针轴承3 3圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承N N圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承2929推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承9 9推力圆锥滚子轴承推力圆

8、锥滚子轴承2 2调心滚子轴承调心滚子轴承8 8推力滚子轴承推力滚子轴承1 1调心球轴承调心球轴承7 7角接触球轴承角接触球轴承0 0双列角接触球轴承双列角接触球轴承代号代号轴承类型轴承类型代号代号轴承类型轴承类型滚动轴承的主要类型和代号三、轴承代号示例三、轴承代号示例63086308：66深沟球轴承，深沟球轴承，33中系列，中系列，08 08 内径内径d d=40mm=40mm， 公差等级为公差等级为0 0级；级； N105/P5N105/P5：NN圆柱滚子轴承，圆柱滚子轴承，11特轻系列，特轻系列，0505内径内径d d=25mm=25mm，公差等级，公差等级为为5 5级；级；7214AC/

9、P47214AC/P4：77角接触球轴承，角接触球轴承，22轻系列，轻系列，1414内径内径d d=70mm=70mm，公差等级，公差等级为为4 4级，公称接触角级，公称接触角=25=25；3021330213：33圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承，22轻系列，轻系列，1313内径内径d d=65mm=65mm，00正常宽度正常宽度( (0 0不可省略不可省略) )，公差等级为，公差等级为0 0级；级；61036103：66深沟球轴承，深沟球轴承，11特轻系列，特轻系列，0303内径内径d d= =1717mmmm，公差等级为，公差等级为0 0级；级；注：滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、

10、最有规律的部分。注：滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有规律的部分。具体应用时，若遇到看不懂的代号时，应查阅具体应用时，若遇到看不懂的代号时，应查阅GB/T272-93GB/T272-93。1 1滚动轴承的精度等级滚动轴承的精度等级 1.1.根据根据GBGBT 307.31996T 307.31996滚动轴承滚动轴承 通用技术规则通用技术规则中按轴中按轴承的基本尺寸精度和旋转精度将轴承分为承的基本尺寸精度和旋转精度将轴承分为0 0、6 6、6x6x、5 5、4 4、2 2五个等级（其中五个等级（其中6x6x级仅适用于圆锥滚子轴承），从级仅适用于圆锥滚子轴承），从0 0级到级到2 2

11、级精度依次增高。级精度依次增高。 0 6 6X 5 4 2 0 6 6X 5 4 2 精度低精度低 精度高精度高 滚动轴承的精度等级是根据尺寸精度和旋转精度来划分的。这滚动轴承的精度等级是根据尺寸精度和旋转精度来划分的。这些项目主要包括表些项目主要包括表7-17-1中所列项目。中所列项目。 2. 2. 基本尺寸精度：指轴承内圈的内径基本尺寸精度：指轴承内圈的内径d d、外径、外径D D、内外径宽度的尺、内外径宽度的尺寸精度。寸精度。 3. 3. 旋转精度：指成套轴承内、外圈的径向跳动、端面跳动和滚道旋转精度：指成套轴承内、外圈的径向跳动、端面跳动和滚道的测向摆动。的测向摆动。第二节 滚动轴承的

12、精度等级滚动轴承的精度等级 2级级轴承为最精密级轴承，主要应用于旋转精度和转速很高的旋轴承为最精密级轴承，主要应用于旋转精度和转速很高的旋转机构中，如精密坐标镗床的主轴轴承、高精度齿轮磨床及数控机转机构中，如精密坐标镗床的主轴轴承、高精度齿轮磨床及数控机床中使用的轴承。床中使用的轴承。 0级级轴承为普通轴承，在代号标注时可不注出。这类轴承在机轴承为普通轴承，在代号标注时可不注出。这类轴承在机械中应用最广，通常用于旋转精度要求不高、中等负荷、中等转速械中应用最广，通常用于旋转精度要求不高、中等负荷、中等转速的一般机构中，如卧式车床中的变速机构、进给机构；汽车和拖拉的一般机构中，如卧式车床中的变速

13、机构、进给机构；汽车和拖拉机中的变速机构；普通电动机、水泵、压缩机的涡轮机等一般通用机中的变速机构；普通电动机、水泵、压缩机的涡轮机等一般通用机械的旋转机构等等。机械的旋转机构等等。 6级级轴承为高级轴承，主要应用于旋转精度和转速要求较高的机轴承为高级轴承，主要应用于旋转精度和转速要求较高的机构中，如卧式车床主轴的后轴承、精密机床传动轴使用的轴承。构中，如卧式车床主轴的后轴承、精密机床传动轴使用的轴承。 5级级轴承为精密级轴承、轴承为精密级轴承、4级级轴承为超精密级轴承，这两类主要轴承为超精密级轴承，这两类主要应用于旋转精度和转速高的旋转机构中。如高精度磨床和车床（卧应用于旋转精度和转速高的旋

14、转机构中。如高精度磨床和车床（卧式车床主轴的前轴承多采用式车床主轴的前轴承多采用5级）、精密螺纹车床和齿轮磨床的主级）、精密螺纹车床和齿轮磨床的主轴轴承。轴轴承。 滚动轴承各级精度等级的应用滚动轴承各级精度等级的应用 应该指出的是，滚动轴承的工作性能和使用寿命不应该指出的是，滚动轴承的工作性能和使用寿命不仅取决于仅取决于，还和，还和与之相配合的壳体与之相配合的壳体孔、轴颈的尺寸精度、形位误差、表面粗糙度、选用的孔、轴颈的尺寸精度、形位误差、表面粗糙度、选用的配合性质以及安装正确与否等因素有关配合性质以及安装正确与否等因素有关。因此，滚动轴。因此，滚动轴承的国家标准不仅规定了滚动轴承的尺寸精度、

15、旋转精承的国家标准不仅规定了滚动轴承的尺寸精度、旋转精度和测量方法以指导生产厂家制造，还规定了与轴承相度和测量方法以指导生产厂家制造，还规定了与轴承相配合的轴和壳体孔的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度配合的轴和壳体孔的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等。等。 滚动轴承各级精度等级的应用滚动轴承各级精度等级的应用滚动轴承内径与外径的公差带滚动轴承内径与外径的公差带一一. . 滚动轴承内径与外径的尺寸规定：滚动轴承内径与外径的尺寸规定：在国标中规定了内径在国标中规定了内径d d和外径和外径D D两种尺寸公差，还规定了两种形状公差。两种尺寸公差，还规定了两种形状公差。 1 1）两种尺寸公差：）两种尺寸公

16、差： 2 2）两种形状公差：）两种形状公差：1min1max,1ssdd测得截面2min2max,2ssdd测得截面dddddddddssss2min2max1min1max,分别为：单一内径偏差ddddddddddddmpmpssmpmpmpssmp222min2max2111min1max1,2,2单一平面平均内径偏差单一平面平均内径偏差2min2max21min1max1,ssdpssdpddVddV量单一径向平面内径变动21mpmpdmpddV平均内径的变动量其中，其中， d ds s、 DsDs、 d dmpmp、 DDmpmp、V Vd dp p、V VDDp p、V Vdmpdm

17、p、V VDmpDmp，可以，可以从从P133P133表表7-27-2、7-37-3、7 74 4、7 75 5中根据内径中根据内径d d或外径或外径DD、轴承、轴承精度查出精度查出 判断一个轴承合格不合格，其内径与外径尺寸必须小于上判断一个轴承合格不合格，其内径与外径尺寸必须小于上面两种尺寸公差及形状公差。面两种尺寸公差及形状公差。滚动轴承内径与外径的公差带滚动轴承内径与外径的公差带【例例7-1】：有两个：有两个4级精度的中系列（级精度的中系列（3系列）向心轴承，公称内径系列）向心轴承，公称内径=40 mm,在两个平面内量得其单一内径尺寸如表在两个平面内量得其单一内径尺寸如表7-6所示，试判

18、断这两个轴承内径是否合所示，试判断这两个轴承内径是否合格。格。 滚动轴承内径与外径的公差带滚动轴承内径与外径的公差带 1 1内径与轴的配合内径与轴的配合虽然采用基孔制，但其公差带在零线的下方，即上偏差等虽然采用基孔制，但其公差带在零线的下方，即上偏差等于零（下偏差对应于于零（下偏差对应于dmp）。原因：在大多数情况下，内圈与轴一起转动，）。原因：在大多数情况下，内圈与轴一起转动，为了防止内圈与轴颈的配合面之间相对滑动而产生磨损，影响轴承的寿命为了防止内圈与轴颈的配合面之间相对滑动而产生磨损，影响轴承的寿命和工作性能，同时也为了传递一定扭矩，两者的配合应有一定的过盈。和工作性能，同时也为了传递一

19、定扭矩，两者的配合应有一定的过盈。轴承内径与外径的公差带轴承内径与外径的公差带 2 2外径与壳体孔的配合外径与壳体孔的配合采用基轴制。轴承外圈是安装在壳体孔里的，通常不随采用基轴制。轴承外圈是安装在壳体孔里的，通常不随转轴旋转。由于轴承运转会使工作温度有所提高，外圈与壳体孔的配合应转轴旋转。由于轴承运转会使工作温度有所提高，外圈与壳体孔的配合应稍微放松一点，以便能补偿轴的热膨胀伸长量，避免轴发生弯曲变形导致稍微放松一点，以便能补偿轴的热膨胀伸长量，避免轴发生弯曲变形导致轴承内部卡死。因此，国标规定：轴承外圈单一平面平均外径（轴承内部卡死。因此，国标规定：轴承外圈单一平面平均外径（Dmp）的公）

20、的公差带位置分布于零线的下方，即上偏差为零，下偏差为负。差带位置分布于零线的下方，即上偏差为零，下偏差为负。 外圈公差带：基轴制，外圈公差带：基轴制，eses=0=0，公差为，公差为DmpDmp内圈公差带：基孔制，但是内圈公差带：基孔制，但是ES=0ES=0，公差为，公差为dmpdmp，原因是保证与轴，原因是保证与轴 过盈配合过盈配合 题目题目1 1：如滚动轴承内圈单一平面内径：如滚动轴承内圈单一平面内径dmpdmp的尺寸公差为的尺寸公差为0.012mm0.012mm，则，则其上偏差为其上偏差为 mmmm，下偏差为，下偏差为 mmmm 题目题目2 2：滚动轴承内圈公差：滚动轴承内圈公差10um

21、10um，轴颈公差，轴颈公差13um13um，要求，要求YmaxYmax=-8um=-8um，则轴颈的则轴颈的eses、eieimeimesesesEIY152810max解：轴承内径与外径的公差带轴承内径与外径的公差带滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择一一. . 轴和壳体孔的尺寸公差带轴和壳体孔的尺寸公差带 与滚动轴承相配合的轴和壳体孔的公差带代号是从公差与配合国标准中规定与滚动轴承相配合的轴和壳体孔的公差带代号是从公差与配合国标准中规定的公差带中选出来的。的公差带中选出来的。 由于滚动轴承特殊规定，其配合性质与公差与配合国标中的同名配合要紧。由于滚动轴承特

22、殊规定，其配合性质与公差与配合国标中的同名配合要紧。 选择配合就是最后确定出与内圈相配合的轴的公差带的代号和与外圈相配合选择配合就是最后确定出与内圈相配合的轴的公差带的代号和与外圈相配合的壳体孔的公差带的代号，最后标注在装配图中。的壳体孔的公差带的代号，最后标注在装配图中。例例 40m6轴与轴承形成轴与轴承形成 配合配合滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择二二. . 轴承配合的选择轴承配合的选择 滚动轴承配合的选择包括公差等级的选择、配合的选择、形位滚动轴承配合的选择包括公差等级的选择、配合的选择、形位公差和表面粗糙度的选择三个方面。公差和表面粗糙度的选择三个方

23、面。1 1公差等级的选择公差等级的选择 选择轴承公差等级的主要依据，是对轴承部件提出的旋转精选择轴承公差等级的主要依据，是对轴承部件提出的旋转精度和转速高低的要求。一般情况下选择使用度和转速高低的要求。一般情况下选择使用0 0级轴承，只有当级轴承，只有当0 0级级轴承不能保证机构所要求的旋转精度时，才可选择较高精度的轴轴承不能保证机构所要求的旋转精度时，才可选择较高精度的轴承。承。 轴颈、壳体孔的公差等级与所选用轴承的精度等级有关。轴颈、壳体孔的公差等级与所选用轴承的精度等级有关。一一般与般与0 0级、级、6 6级轴承配合的轴颈为级轴承配合的轴颈为IT6IT6级，壳体孔为级，壳体孔为IT7IT

24、7级级。若旋转若旋转精度要求较高如电动机等，同时要求运转平稳，则轴颈、壳体孔精度要求较高如电动机等，同时要求运转平稳，则轴颈、壳体孔的公差等级应随着轴承精度等级的提高而相应地提高，的公差等级应随着轴承精度等级的提高而相应地提高，此时轴的此时轴的公差等级一般选公差等级一般选IT5IT5，壳体孔的公差等级选，壳体孔的公差等级选IT6IT6。滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择2 2配合的选择配合的选择 为了正确选择轴承配合，为了正确选择轴承配合，主要因素：主要因素：负荷类型及负荷大小负荷类型及负荷大小。(1). (1). 负荷类型负荷类型 根据作用在轴承上的负荷相对

25、于套圈的旋转情况，负载分为：局部负荷、根据作用在轴承上的负荷相对于套圈的旋转情况，负载分为：局部负荷、循环负荷循环负荷、摆动负荷摆动负荷滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择 循环循环负荷负荷：过盈配合或较紧的过渡配合过盈配合或较紧的过渡配合 局部负荷：局部负荷：较松的过渡配合或较小的间隙配合。较松的过渡配合或较小的间隙配合。 摆动负荷摆动负荷：选与循环负荷相同的配合或略松一点。选与循环负荷相同的配合或略松一点。2. 2. 负荷大小负荷大小 滚动轴承套圈与轴或壳体孔配合的最小过盈，取决于负荷的大小，一般把滚动轴承套圈与轴或壳体孔配合的最小过盈，取决于负荷的大小，一

26、般把径向负荷径向负荷P0.07CP0.07C的称为轻负荷；的称为轻负荷；0.07C0.07CP0.15CP0.15C称为正常负荷；称为正常负荷；P0.15CP0.15C的称为重负荷，其中的称为重负荷，其中C C为轴承的额定负荷。为轴承的额定负荷。 对于轻负荷，选较小的过盈配合。对于轻负荷，选较小的过盈配合。 对于重负荷，由于负荷引起轴承较大变形，使结合表面实际过盈减小和轴对于重负荷，由于负荷引起轴承较大变形，使结合表面实际过盈减小和轴承内部的实际间隙增大，故选较大的过盈配合。承内部的实际间隙增大，故选较大的过盈配合。P P139139式式7-57-5，7-67-6，给出了，给出了Y Yminm

27、in，Y Ymaxmax的计算公式。的计算公式。min61310RkYmmb 计算max311.422 10pkdYmmk计算滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择(4)(4)工作温度工作温度 由于摩擦发热和散热条件不同，一般来说，运转时的轴承温度会高由于摩擦发热和散热条件不同，一般来说，运转时的轴承温度会高于周边温度，而且轴承带负荷旋转时，内圈温度将高于轴温，热膨胀将于周边温度，而且轴承带负荷旋转时，内圈温度将高于轴温，热膨胀将使有效过盈减少，轴承外圈与壳体孔的配合可能会变紧，内圈与轴颈的使有效过盈减少，轴承外圈与壳体孔的配合可能会变紧，内圈与轴颈的配合则可能松

28、动，进而影响轴承的正常工作。因此在选择配合时，必须配合则可能松动，进而影响轴承的正常工作。因此在选择配合时，必须考虑轴承工作温度的影响。考虑轴承工作温度的影响。当轴承温度高于轴温时，必须选择较紧一些当轴承温度高于轴温时，必须选择较紧一些的配合的配合。（5 5）其他因素）其他因素 采用剖分式外壳时，为避免轴承外圈发生变形，壳体孔与滚动轴承采用剖分式外壳时，为避免轴承外圈发生变形，壳体孔与滚动轴承的配合应比采用整体式外壳时松些。的配合应比采用整体式外壳时松些。 滚动轴承安装在轻合金外壳、薄壁外壳或薄壁的空心轴上时，采用滚动轴承安装在轻合金外壳、薄壁外壳或薄壁的空心轴上时，采用的配合应比装在铸铁外壳

29、、厚壁外壳或实心轴上的紧些，以保证轴承工的配合应比装在铸铁外壳、厚壁外壳或实心轴上的紧些，以保证轴承工作时有足够的支承刚度和强度。当要求安装与拆卸方便或需要轴向移动作时有足够的支承刚度和强度。当要求安装与拆卸方便或需要轴向移动和调整套圈时，宜采用较松的配合。和调整套圈时，宜采用较松的配合。滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择 滚动轴承与轴和壳体孔的配合，常常综合考虑上述因素用类比法选取，如表滚动轴承与轴和壳体孔的配合，常常综合考虑上述因素用类比法选取，如表7-9、表、表7-10所示。所示。 滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动

30、轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择3形位公差和表面粗糙度的选择（1 1）形状公差）形状公差 为保证轴承安装合格，转动平稳，通常对轴颈和外壳孔除应采为保证轴承安装合格，转动平稳，通常对轴颈和外壳孔除应采用包容要求外，还应规定更严格的圆柱度公差。与轴承相配合轴的用包容要求外，还应规定更严格的圆柱度公差。与轴承相配合轴的圆柱度公差主要影响到轴承与轴配合的松紧及对中性。圆柱度公差主要影响到轴承与轴配合的松紧及对中性。（2 2）位置公差）位置公差 标准规定了轴肩和壳体孔的端面圆跳动公差。标准规定了轴肩和壳体孔的端面圆跳动公差。滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择（3 3）表面粗糙度的确定）表面粗糙度的确定 合理规定配合表面的粗糙度要求对于保证配合性质、提高过盈配合的连接强度、降低生产成本是很重要的。故国家标准对轴颈和外壳孔配合表面的粗糙度进行了规定。滚动轴承与轴和壳体孔的