公差配合与测量技术 第2版 课件 项目六 滚动轴承的公差及检测

公差配合与测量技术目录

第一部分基础知识

一、滚动轴承的概述二、滚动轴承的公差三、滚动轴承配合选择的基本原则四、轴承与轴和轴承座孔配合的常

用公差带五、配合表面几何公差和粗糙度项目六配合表面几何公差和粗糙度第二部分测量技术技能实训

任务一深沟球轴承的选用、

公差带及几何公差值

的确定

任务二推力球轴承的选用、

公差带及几何公差值

的确定

任务三确定深沟球轴承的公

差带及几何公差值

任务四滚动轴承的装配了解滚动轴承公差等级分类及应用情况。了解滚动轴承内径、外径公差带及特点，会根据实际情况选择公差带。了解滚动轴承轴颈和外壳孔公差带的种类，会选择配合。项目六配合表面几何公差和粗糙度滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架4部分组成。一、滚动轴承的概述1.组成第一部分基础知识

图6-1滚动轴承的组成及名称内圈与传动轴的轴颈配合为基孔制，外圈与外壳孔配合，为基轴制。配合的松紧程度由轴和轴承座孔的尺寸公差来保证。2.分类滚动轴承可分为平底推力球轴承（承受纯轴向负荷）、深沟球轴承（承受径向的向心轴承）和角接触轴承（同时承受径向和轴向负荷的向心推力轴承）。滚动轴承可分为球轴承（滚动体为球）、滚子轴承（圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承）。按承受负荷的方向分类按滚动体形状分类深沟球轴承推力球轴承圆锥滚子轴承轴承有好有坏吗？用什么来衡量？轴承的精度轴承的精度有多少级别？二、滚动轴承的公差065425个级别常用级最高级滚动轴承国家标准将轴承按尺寸公差与旋转精度分级1.滚动轴承的公差等级轴承类型公差等级向心轴承0、6、5、4、2圆锥滚子轴承0、6x、5、4、2推力轴承0、6、5、40级为普通精度，在机器制造业中的应用最广。例如，汽车、拖拉机变速箱，普通电动机、水泵等。6（6X）级轴承应用于旋转精度和运动平稳性要求较高或转速要求较高的旋转机构中，如普通机床主轴的后轴承和比较精密的仪器、仪表等的旋转机构中的轴承。圆锥滚子轴承有6X级而无6级。5、4级轴承应用于旋转精度和转速要求高的旋转机构中，如高精度的车床和磨床、精密丝杠车床和滚齿机等的主轴轴承。2级轴承应用于旋转精度和转速要求特别高的精密机械的旋转机构中，如精密坐标镗床和高精度齿轮磨床和数控机床的主轴等轴承，只有深沟球轴承有2级。轴承类型精度等级应用情况深沟球轴承4高精度磨床、丝锥磨床、螺纹磨床、磨齿机、插齿刀磨床角接触球轴承5精密镗床、内圆磨床、齿轮加工机床6卧式车床、铣床单列圆柱滚子轴承4精密丝杆车床、高精度车床、高精度外圆磨床5精密车床、精密铣床、转塔车床、普通外圆磨床、多轴车床6卧式车床、自动车床、铣床、立式车床向心圆柱滚子轴承、调心滚子轴承6精密车床及铣床的后轴承圆锥滚子轴承4座标镗床、磨齿机5精密车床、精密铣床、镗床、精密转塔车床、滚齿机6x铣床、车床推力球轴承6一般精度车床表6-1机床主轴轴承精度等级2.滚动轴承内径、外径公差带及特点内圈与传动轴的轴颈配合为基孔制，外圈与外壳孔配合，为基轴制。配合的松紧程度由轴和轴承座孔的尺寸公差来保证。2、上偏差均为O；3、下偏差均为负。常用级最高级1、公差带是确定的；公差带特点图6-3b滚动轴承内径与外径的公差带三、滚动轴承配合选择的原则选择轴承配合时，主要是以滚动轴承的种类、工作条件（工作温度、旋转精度、运行平稳）、尺寸大小、滚动轴承套圈承受负荷的类型、轴承的游隙等因素为依据。具体可从以下9个方面考虑：套圈相对于载荷方向旋转或摆动时，应选择过盈配合；套圈相对于载荷方向固定时，可选择间隙配合。载荷方向难以确定时，宜选择过盈配合。详见表6-2。1.运转条件表6-2套圈运转及承载情况2.负荷类型（a）定向负荷、内圈转动

（b）定向负荷、外圈转动

（c）旋转负荷、内圈转动

（d）旋转负荷、外圈转动套圈相对于负荷方向的状态不同（静止、旋转、摆动），负荷作用的性质亦不相同。相对静止状态呈局部负荷作用；相对旋转状态呈循环负荷作用；相对摆动状态则呈摆动负荷作用。图6-4轴承套圈与负荷方向的关系（1）固定负荷图6-5摆动负荷变化的区域（2）旋转负荷

轴承运转时，作用在轴承套圈上的合成径向负荷与套圈相对旋转，顺次作用在套圈的整个轨道上，则该套圈承受旋转负荷。如图6-4（c）中的内圈和图6-4（d）中的外圈，都承受旋转负荷。其特点是套圈的整个圆周滚道顺次受到负荷的作用。其运转时，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，则该套圈承受摆动负荷。如图6-5所示，轴承套圈同时受到定向负荷和旋转负荷的作用，两者的合成负荷将由小到大，再由大到小地周期性变化。（3）摆动负荷轴承

3.载荷大小载荷越大，选择的配合过盈量应越大。当承受冲击载荷或重载荷时，一般应选择比正常、轻载荷时更紧的配合。对向心轴承，载荷的大小用径向当量动载荷Pr与径向额定动载荷Cr的比值相关。4.轴承尺寸随着轴承尺寸的增大，选择的过盈配合过盈量应越大或间隙配合间隙量应越大。表6-3向心轴承载荷大小载荷大小Pr/Cr类比确定轻载荷≤0.06小型机器正常载荷＞0.06～0.12中型机器重载荷＞0.12大型机器5.轴承游隙图6-6滚动轴承的游隙

滚动体与内外圈之间的游隙分为径向游隙

和轴向游隙。轴承的径向游隙分为第1组、第2组、基本组（即0组）、第3组、第4组、第5组。游隙的大小依次由小到大。代号示例：6203/C2（第二组游隙）。6.工作温度选择轴承的配合时必须考虑温度的影响，此外还需考虑轴承与轴和轴承座的温差和热的流向。对旋转精度和运转平稳性有较高要求的场合，一般不采用间隙配合，轴承的旋转速度越高，应选用越紧的配合。7.旋转精度0、6（6X）及轴承配合的轴其尺寸公差等级一般为IT6，轴承座孔一般为IT7。间隙配合更易于轴承的安装与拆卸。对于要求采用过盈配合且便于安装和拆卸的应用场合，可采用可分离轴承或锥孔轴承。当以不可分离轴承做游动支撑时，应以相对于载荷方向固定的套圈作为游动套圈，选择间隙或过渡配合。对于剖分式轴承座，外圈不宜采用过盈配合。当轴承用于空心轴或者薄壁、轻合金轴承座时，应采用比实心轴或铸铁轴承座更紧的过盈配合。8.轴承座的结构和材料9.安装和拆卸四、轴承与轴和轴承座孔配合的常用公差带选择轴承的配合也就是确定轴颈和外壳孔的公差带。图6-70级公差轴承与轴配合的常用公差带关系图6-80级公差与轴承座孔配合常用公差带关系

圆柱孔轴承载荷情况举例深沟球轴承、调心球轴承、角接触球轴承圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承调心滚子轴承公差带轴承公称内径/mm内圈承受旋转载荷和方向不定载荷轻载荷输送机、轻载荷齿轮箱≤18＞18～100＞100～200——≤40＞40～140＞140～200—≤40＞40～100＞100～200h5j6①k6①m6①正常载荷一般通用机械、电动机、泵、内燃机、正齿轮传动装置≤18＞18～100＞100～140＞140～200＞200～280———≤40＞40～100＞100～140＞140～200＞200～400——≤40＞40～65＞65～100＞100～140＞140～280＞280～500j5js5k5②m5②m6n6p6r6重载荷铁路机车车辆轴箱、牵引电机、破碎机等

—＞50～140＞140～200＞200—＞50～100＞100～140＞140～200＞200n6③p6③r6③r7③内圈承受固定载荷所有载荷内圈需在轴向易移动非旋转轴上的各种轮子所有尺寸f6g6h6j6内圈不需在轴向易移动张紧轮、绳轮仅有轴向载荷所有尺寸j6、js6圆锥孔轴承所有载荷铁路机车车辆轴箱装在退卸套上所有尺寸h8(IT6)④③一般机械传动装在紧定套上所有尺寸h9(IT7)④③表6-4向心轴承和轴的配合---轴公差带载荷情况举例其他情况公差带①球轴承滚子轴承外圈承受固定载荷轻、正常、重一般机械、铁路机车车辆轴箱轴向易移动、可采用剖分式轴承座H7、G7②冲击轴向能移动、可采用整体或剖分式轴承座J7、JS7方向不定载荷轻、正常电机、泵、曲轴主轴承正常、重轴向不移动、采用整体式轴承座K7重、冲击牵引电机M7外圈承受旋转载荷轻皮带张紧轮J7K7正常轮毂轴承M7N7重—N7、P7表6-5向心轴承和轴承座孔的配合—孔公差带表6-6推力轴承和轴的配合—轴公差带载荷情况轴承类型轴承公称内径/mm公差带仅有轴向载荷推力球和推力圆柱滚子轴承所有尺寸j6、js6径向和轴向联合负荷轴圈承受固定负荷推力调心滚子轴承、推力角接触球轴承、推力圆锥滚子轴承≤250＞250j6js6轴圈承受旋转负荷或方向不定载荷≤200﹥200～400＞400k61m6n61要求较小过盈时，可分别用j6、k6、m6代替k6、m6、n6表6-7推力轴承和轴承座孔的配合—孔公差带载荷情况轴承类型公差带仅有轴向载荷推力球轴承H8推力圆柱圆锥滚子轴承H7推力调心滚子轴承—①径向和轴向联合载荷座圈承受固定载荷推力角接触球轴承、推力调心滚子轴承、推力圆锥滚子轴承H7座圈承受旋转载荷或方向不定载荷K7②M7③五、配合表面几何公差和粗糙度正确选择轴和轴承座孔的公差等级及其配合的同时，配合表面及端面的表面粗糙度也要提出要求，才能保证轴承的正常运转。1.轴和轴承座孔的几何公差公称尺寸/mm圆

柱

度t/μm轴向圆跳动t1/μm轴

颈轴承座孔轴

肩轴承座孔肩轴承公差等级＞≤06(6x)06(6x)06(6x)06(6x)—610610182.52.531.51.524452.52.5356834581012568表6-8轴和轴承座孔的几何公差表面粗糙度的大小不仅影响配合的性质，还会影响联接强度，因此，与轴承内、外圈配合的表面通常都对粗糙度提出了较高的要求。2.配合表面及端面的粗糙度要求轴或轴承座孔直径/mm轴或轴承座孔配合表面直径公差等级IT7IT6IT5表面粗糙度参数Ra/μm＞≤磨车磨车磨车—805008050012501.61.63.23.23.26.30.81.61.61.63.23.20.40.81.60.81.63.2端

面3.26.33.26.31.63.2表6-9配合表面及端面的表面粗糙度实训一

深沟球轴承的选用、公差带及几何公差值的确定第二部分技能实训1.实训任务CA6140A机床主轴箱的1轴转速为819r/min，使用的轴承为深沟球轴承6111，查轴承手册表内径d55mm，外径D90mm,宽度18mm，（6代表深沟球轴承，1代表宽度，11代表内径，公称内径用除以5的商数表示，所以11×5=55mm）。确定轴和轴承座孔的公差代号及尺寸的极限偏差，几何公差值和表面粗糙度参数值，并标注在零件图上。2.求解步骤1.轴的转速不高，旋转精度、运动平稳性要求不高，1轴属于一般机械，轻负荷选用0级轴承。2.轴承承受定向负荷的作用，轴承内圈和轴一起旋转，外圈安装在主轴箱壳体中不旋传转，内圈相对于负荷方向旋转，它与轴颈的配合应较紧，外圈相对于负荷方向静止与轴承座孔的配合应较松。3.按轴承的工作条件，应属于轻负荷类型。4.依据轴承的工作条件从表6-4中选取轴的公差带为Φ55j6，基孔制配合，从表6-5中选取轴承座孔的的公差带为Φ90G7，基轴制配合。

圆柱孔轴承载荷情况举例深沟球轴承、调心球轴承、角接触球轴承圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承调心滚子轴承公差带轴承公称内径/mm内圈承受旋转载荷和方向不定载荷轻载荷输送机、轻载荷齿轮箱≤18＞18～100＞100～200——≤40＞40～140＞140～200—≤40＞40～100＞100～200h5j6①k6①m6①正常载荷一般通用机械、电动机、泵、内燃机、正齿轮传动装置≤18＞18～100＞100～140＞140～200＞200～280———≤40＞40～100＞100～140＞140～200＞200～400——≤40＞40～65＞65～100＞100～140＞140～280＞280～500j5js5k5②m5②m6n6p6r6重载荷铁路机车车辆轴箱、牵引电机、破碎机等

—＞50～140＞140～200＞200—＞50～100＞100～140＞140～200＞200n6③p6③r6③r7③内圈承受固定载荷所有载荷内圈需在轴向易移动非旋转轴上的各种轮子所有尺寸f6g6h6j6内圈不需在轴向易移动张紧轮、绳轮仅有轴向载荷所有尺寸j6、js6圆锥孔轴承所有载荷铁路机车车辆轴箱装在退卸套上所有尺寸h8(IT6)④③一般机械传动装在紧定套上所有尺寸h9(IT7)④③表6-4向心轴承和轴的配合---轴公差带载荷情况举例其他情况公差带①球轴承滚子轴承外圈承受固定载荷轻、正常、重一般机械、铁路机车车辆轴箱轴向易移动、可采用剖分式轴承座H7、G7②冲击轴向能移动、可采用整体或剖分式轴承座J7、JS7方向不定载荷轻、正常电机、泵、曲轴主轴承正常、重轴向不移动、采用整体式轴承座K7重、冲击牵引电机M7外圈承受旋转载荷轻皮带张紧轮J7K7正常轮毂轴承M7N7重—N7、P7表6-5向心轴承和轴承座孔的配合—孔公差带公称尺寸/mm圆

柱

度t/μm轴向圆跳动t1/μm轴

颈轴承座孔轴

肩轴承座孔肩轴承公差等级＞≤06(6x)06(6x)06(6x)06(6x)—610610182.52.531.51.524452.52.53568345810125681830503050804452.52.5367844510121568101520251012158012018012018025068104571012146810152020101212253030152020表6-8轴和轴承座孔的几何公差5.按表6-8选取几何公差值轴圆柱度公差值0级0.005mm，轴肩端面跳动公差值0.015mm，轴承座孔圆柱度公差值0.01mm，轴承座孔肩端面跳动公差值0.025mm。Φ55Φ90轴或轴承座孔直径/mm轴或轴承座孔配合表面直径公差等级IT7IT6IT5表面粗糙度参数Ra/μm＞≤磨车磨车磨车—805008050012501.61.63.23.23.26.30.81.61.61.63.23.20.40.81.60.81.63.2端

面3.26.33.26.31.63.2表6-9配合表面及端面的表面粗糙度6.按表6-9选取轴和轴承座孔的表面粗糙度参数值，轴IT6磨Ra0.8，车Ra1.6，端面磨Ra3.2，车Ra6.3，轴承座孔IT7磨Ra1.6，车Ra3.2，孔端面磨Ra3.2，车Ra6.3（以磨为例）。7.查附表B确定轴的上偏差和下偏差为Φ55j6（

），查附表A确定轴承座孔的上偏差和下偏差为Φ90G7（

）。图6-9轴颈的公差在图样上的标注图6-10孔的公差在图样上的标注实训二

推力球轴承的选用、公差带及几何公差值的确定1.实训任务CA6140A机床尾座丝杠上使用的轴承为5205推力球轴承，查轴承手册表轴圈内径d25mm,座圈外径D47mm,宽度15mm,（5代表推力球轴承，2代表宽度，05代表内径，公称内径用除以5的商数表示，所以05×5=25mm）。确定轴和轴承座孔的公差代号及尺寸的极限偏差，几何公差值和表面粗糙度参数值，并标注在零件图上。2.求解步骤1.丝杠轴的转速为手摇大概20r/min,转速不高，属于一般机械，轻负荷，选用0级轴承。2.推力轴承仅有轴向负荷的作用，轴承轴圈和丝杠轴一起旋转，座圈安装在尾座壳体中不旋转，轴圈相对于负荷方向旋转，它与轴颈的配合应较紧，座圈仅有轴向负荷相对于负荷方向静止与轴承座孔的配合应较松。3.按轴承的工作条件，应属于轻负荷类型。4.依据轴承的工作条件从表6-6中选取轴的公差带为Φ25j6，基孔制配合，从表6-7中选取轴承座孔的的公差带为Φ47H8，基轴制配合。5.按表5-8选取几何公差值轴圆柱度公差值0级0.004mm,轴肩端面跳动公差值0.01mm，轴承座孔圆柱度公差值0.007mm,，轴承座孔肩端面跳动公差值0.02mm。6.按表6-9选取轴和轴承座孔的表面粗糙度参数值，轴IT6磨Ra0.8，车Ra1.6，端面磨Ra3.2，车Ra6.3,轴承座孔IT7磨Ra1.6，车Ra3.2，孔端面磨Ra3.2，车Ra6.3（以磨为例）。7.查附表B确定轴颈的上偏差和下偏差为Φ25j6（），查附表A确定外壳孔的上偏差和下偏差为Φ47H8（）图6-11轴颈的公差在图样上的标注图6-12孔的公差在图样上的标注任务三确定深沟球轴承的公差带及几何公差值CA6140A机床主轴箱的IX轴两端使用的是两个0级6204深沟球轴承，内圈直径为Φ20mm，外圈直径为Φ47mm,两个轴承的内圈装在轴上和轴一起旋转，外圈装在主轴箱壳体中，将主轴的旋转运动传给进给箱。以知轴承承受的是轻负荷，查表确定：1.内圈与轴配合的公差带号，外圈与主轴箱壳孔的公差带号。2.查表确定轴和轴承座孔的上、下极限偏差数值。3.查表确定轴和轴承座孔的几何公差及表面粗糙度值。4.将确定好的公差标注在图6-13图样上。图6-13图样任务四滚动轴承的装配1.按所装的轴承，准备好所需工具和量具。检查轴承的型号是否和图样的要求一致。2.用汽油或煤油清洗与轴承相配合的零件，用干净的布擦净，涂上一层黄油。3.装配时的具体方法，可根据轴承的结构、尺寸大小和配合性质而定。4.圆柱孔滚动轴承的装配，当轴承内圈与轴较紧配合，外圈与轴承座孔较松的配合时，垫上铜或软钢的套筒，可先将轴承装在轴上。然后把轴承和轴一起装入轴承座孔中。5.装配时，压力应加在配合的套圈的断面上，不能通过滚动体传递压力。6.当轴承外圈与轴承座孔较紧配合，内圈与轴较松配合时，应先将轴承装轴承孔中，装配套筒的外径应小于轴承座孔直径。7.当轴承内圈与轴，外圈与轴承座孔都是较松配合时，装配套筒应同时压在轴承的内、外的端面上，使压力同时传到内外圈上，装入轴上和轴承座孔中。8.装配轴承时采用的具体方法和工具，可根据配合过盈量的大小而确定，配合过盈量较小时，可用手锤敲击，过盈量较大时，可用压力机垫上套筒压入。9.当过盈量过大时，可用温差法装配，用吊钩将轴承挂住放在油中加热至80—100℃，利用热胀进行装配。1.滚动轴承上标有代号的一面应朝外可见代号，便于更换。2.轴承装配在轴上和轴承座孔中，不能有歪斜、卡住现象。3.保证轴承工作时有一定的热胀余量，同轴中的两个轴承，保证有