《机械测量技术》第10章-滚动轴承

第10章滚动轴承的公差与配合课前导读

滚动轴承是机械制造业中广泛使用的标准部件，它由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。滚动轴承内圈与轴采用基孔制配合，外圈与外壳孔采用基轴制配合。国家标准分别规定了17种和16种公差带。正确选择轴承的配合，主要考虑的因素有负荷的类型和负荷的大小。负荷的类型分为定向负荷、旋转负荷和摆动负荷。负荷类型不同，配合的松紧也应不同；负荷的大小分为轻、正常和重负荷。选择配合时，应逐渐较紧。与轴承配合的轴颈和外壳孔的形位公差和表面粗糙度也要正确合理确定，以保证滚动轴承正常工作，保证机器使用性能。基础知识

滚动轴承的公差带特点和公差等级重点知识

滚动轴承配合的选择难点知识

负荷的类型和大小对配合的影响

10.1概述

滚动轴承是机械制造业中应用极为广泛的一种标准支承件。它具有摩擦阻力小、效率高、起动灵活、润滑方便和易于互换等优点。

滚动轴承的结构形式如图10-1（a）所示，主要由外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4等组成。滚动体位于内外圈的滚道之间，是滚动轴承中必不可少的基本元件。内圈用来和轴颈装配，外圈用来和轴承座装配。当内外圈相对转动时，滚动体即在内外圈滚道间滚动。保持架的主要作用是均匀地隔开滚动体。滚动轴承的结构如图7-1所示，由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。其内圈内径d与轴颈配合，外圈外径D与外壳孔配合。图7-17.1滚动轴承的分类及公差特点10.1概述

滚动轴承是机械制造业中应用极为广泛的一种标准支承件。它具有摩擦阻力小、效率高、起动灵活、润滑方便和易于互换等优点。

滚动轴承的结构形式如图10-1（a）所示，主要由外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4等组成。滚动体位于内外圈的滚道之间，是滚动轴承中必不可少的基本元件。内圈用来和轴颈装配，外圈用来和轴承座装配。当内外圈相对转动时，滚动体即在内外圈滚道间滚动。保持架的主要作用是均匀地隔开滚动体。滚动轴承的分类按可承受负荷的方向分向心轴承推力轴承向心推力轴承按滚动体的形状分球轴承滚子轴承滚针轴承滚动轴承的工作性能和使用寿命不仅取决于轴承本身的制造精度，还与滚动轴承相配合的轴颈和外壳孔的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度以及安装正确与否等因素有关。7.1.1分类7.1.2滚动轴承的精度等级向心轴承的公差等级：分为0、6、5、4、2级五个等级。圆锥滚子轴承的公差等级：分为0、6X、5、4级四个等级。推力轴承的公差等级：分为0、6、5、4级四个等级。0级轴承称为普通级，在机械制造业中应用最广，用于旋转精度要求不高、中等负荷、中等转速的一般机构中。6级轴承应用于旋转精度和转速要求较高的旋转机构中。5、4级轴承应用于旋转精度和转速要求高的旋转机构中。2级应用于旋转精度和转速要求特别高的旋转机构中。

1.滚动轴承配合的基准制1)轴承内圈与轴颈的配合采用基孔制。2)轴承外圈与外壳孔的配合采用基轴制。2.滚动轴承内、外径公差带特点1)滚动轴承内圈内径公差带滚动轴承内圈与轴颈的配合应具有一定的过盈但过盈量不宜过大。因此，国标规定轴承基准孔公差带位于零线的下方。如图7-2所示。7.1.3滚动轴承内径、外径公差带及特点2)滚动轴承外圈外径公差带滚动轴承外圈与外壳孔之间一般不作相对运动，国标规定轴承基准轴公差带位于零线的下方，如图7-2所示。图7-27.2.1轴颈和壳体孔公差带的种类由于轴承内径（基准孔）和外径（基准轴）的公差带在轴承制造时已确定，因此轴承内圈和轴颈、外圈和壳体孔的配合面间的配合性质，主要由轴颈和外壳孔的公差带决定。即，轴承配合的选择就是确定轴颈和外壳孔的公差带。国家标准GB/T275—1993《滚动轴承与轴和外壳的配合》对与0级和6(6x)级轴承配合的轴颈规定了17种公差带，外壳孔规定了16种公差带，如图7-3所示。

7.2滚动轴承配合件公差及选用图7-3一.配合选择的主要依据:

1.轴承承受负荷的类型根据轴承所承受的负荷对于套圈作用的不同，可分为三类：

(1)定向负荷合成径向负荷始终不变地作用在套圈滚道的某一局部区域上。

图7-4定向负荷内圈旋转定向负荷外圈旋转旋转负荷内圈旋转旋转负荷外圈旋转7.2.2滚动轴承配合的选择

（2）旋转负荷作用在轴承上的合成径向负荷与套圈相对旋转，依次作用在套圈的整个轨道上。（3）摆动负荷作用在轴承上的合成径向负荷在套圈滚道的一定区域内相对摆动。当Fr＞Fc时（图7-5），合成负荷在轴承下方AB区域内摆动，不旋转的套圈承受摆动负荷，旋转的套圈承受旋转负荷。当Fr＜Fc时，合成负荷沿整个圆周变动，不旋转的套圈承受旋转负荷，而旋转的套圈承受摆动负荷。图7-5受固定负荷的套圈配合应选松一些，一般应选用过渡配合或具有极小间隙的间隙配合。受旋转负荷的套圈配合应选较紧的配合，一般应选用过盈量较小的过盈配合或过盈概率大的过渡配合。受摆动负荷的套圈配合松紧程度应介于前两种负荷之间。2.负荷的大小向心轴承负荷的大小可用当量动负荷P与额定动负荷C的比值区分：P≤0.07C时为轻负荷；0.07C＜P≤0.15C时为正常负荷；P＞0.15C时为重负荷。负荷越大配合过盈量应越大。3.径向游隙游隙过大，会引起转轴较大的径向跳动和轴向窜动，轴承产生较大的振动和噪声；游隙过小，尤其是轴承与轴颈或外壳孔采用过盈配合时，则会使轴承滚动体与套圈产生较大的接触应力，引起轴承的摩擦发热，以致降低寿命。因此轴承游隙的大小应适度。4．其它因素（1）温度的影响。因轴承磨擦发热和其它热源的影响而使轴承套圈的温度高于相配件的温度时，内圈轴颈的配合将会变松，外圈外壳孔的配合将会变紧，当轴承工作温度高于100℃时，应对所选用的配合适当修正（减小外圈与外壳孔的过盈，增加内圈与轴颈的过盈）

二.公差等级的选择:与滚动轴承相配合的轴、孔的公差等级和轴承的精度有关。对旋转精度和运转平稳性有较高要求的场合，在提高轴承公差等级的同时，轴承配合部位也应按相应精度提高。（3）公差等级的协调。选择轴承和外壳孔精度等级时应与轴承精度等级协调。如0级轴承配合轴颈一般为IT6，外壳孔则为IT7；对旋转精度和运动平稳性有较高要求的场合（如电动机），轴颈为IT5时，外壳孔选为IT6。（2）转速的影响。对于转速高又承受冲击动负荷作用的滚动轴承，轴承与轴颈的外壳孔的配合应选用过盈配合。三.公差带的选择:与轴承相配合的轴颈公差带和外壳孔公差带按GB/T275—1993

选取。向心轴承与轴的配合，轴公差带代号按表7-2选择；向心轴承与外壳孔的配合，孔公差带代号按表7-3选择；推力轴承和轴的配合，轴公差带代号按表7-4选择；推力轴承和外壳孔的配合，孔公差带代号按表7-5选择。1.配合表面及端面的形位公差为保证轴承正常工作，对轴颈和外壳孔表面应提出圆柱度公差要求。为保证轴承工作时有较高的旋转精度，规定了轴肩和壳体孔肩的端面跳动公差。（表7-6）7.2.3轴颈和外壳孔的形位公差与表面粗糙度

2.配合表面及端面的粗糙度要求表面粗糙度的大小直接影响配合的性质和连接强度，因此，凡是与轴承内、外圈配合的表面通常都对粗糙度提出较高要求。选用时可参考表7-7。

例7-1

一圆柱齿轮减数器，小齿轮轴要求较高的旋转精度，装有G级单列深沟球轴承（型号G310），轴承尺寸为50×110×27，额定动负荷Cr=32000N，径向负荷Pr=4000N。试确定与轴承配合的轴颈和外壳孔的配合尺寸和技术要求。解：按给定条件，Pr/Cr=4000/32000=0.125，属于正常负荷。减速器的齿轮转递动力，内圈承受旋转负荷，外圈承受固定负荷。按轴承类型和尺寸规格，查表7-2，轴颈公差带为k5；查表7-3,外壳孔的公差带为G7或H7均可，但由于该轴旋转精度要求较高，可相应提高一个公差等级，选定H6；查表7-6，7.2.4滚动轴承配合选择实例轴颈的圆柱度公差为0.004mm，轴肩的圆跳动公差为0.012mm，外壳孔的圆柱度公差为0.010mm，孔肩的圆柱度公差为0.025mm；查表7-7，轴颈表面粗糙度要求

Ra=0.4μm，轴肩表面Ra=1.6μm，外壳孔表面Ra=1.6μm，孔肩表面Ra=3.2μm。轴颈和外壳孔的配合尺寸和技术要求，在图样上的标注见图7-6。

图7-6本课小结滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成，其内圈内径d与轴颈配合，外圈外径D与壳体孔配合；工作时，内圈和外圈以一定的转速作相对转动。

家标准规定，向心轴承的公差等级由低到高依次分为0、6、5、4、2级五种，圆锥滚子轴承的公差等级分为0、6X、5、4级四种，推力轴承的公差等级分为0、6、5、4级四种。滚动轴承内圈内径与轴颈的配合采用基孔制，轴承内圈内径为基准孔公差带，但位于以公称内径d为零线的下方；轴承外圈与外壳孔的配合采用基轴制，轴承外圈外径的公差带分布于以其公称直径D为零线的下方。滚动轴承内圈和轴颈、外圈和壳体孔的配合性质，由轴颈和外壳孔的公差带决定。国家标准对与0级和6(6x)级轴承配合