互換性第六章滾動(dòng)軸承的公差與配合

1、E-mail: 第6章 本章的主要內(nèi)容v6.1 滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)介v6.2 滾動(dòng)軸承的精度規(guī)定v6.3 滾動(dòng)軸承的配合件尺寸公差及其選擇6.1 滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)介 v 1外圈；2內(nèi)圈；3滾動(dòng)體；4保持架v 圖2.19 滾動(dòng)軸承v滾動(dòng)軸承是精密的標(biāo)準(zhǔn)部件。v它主要由套圈內(nèi)、外圈(薄壁套類零件)、滾動(dòng)體、保持架和鉚釘?shù)冉M成。v滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑d和外徑D是配合的公稱尺寸。5軸承的結(jié)構(gòu)6軸承的分類v 滾動(dòng)軸承按其承受負(fù)荷的方向分類：v 向心軸承(承受徑向力)、v 向心推力軸承(同時(shí)承受徑向力和軸向力)v 推力軸承(承受軸向力)；v 按滾動(dòng)體形狀分類：v 球軸承v 圓柱(圓錐)滾子軸承。6.1 滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)介 v當(dāng)機(jī)械

2、產(chǎn)品應(yīng)用滾動(dòng)軸承時(shí)，精度設(shè)計(jì)的任務(wù)： 選擇滾動(dòng)軸承的公差等級(jí)。確定與滾動(dòng)軸承配合的軸頸和座孔的尺寸公差帶代號(hào)。確定與滾動(dòng)軸承配合的軸頸和座孔的形狀和位置公差及表面粗糙度要求。 86.2 滾動(dòng)軸承的精度規(guī)定 軸承的精度特點(diǎn)尺寸精度：指軸承內(nèi)徑d、外徑D、內(nèi)圈寬度B、外圈寬度C的制造精度；旋轉(zhuǎn)精度：指成套軸承內(nèi)、外圈的徑向跳動(dòng)(Kia，Kea)和軸向跳動(dòng)(Sia，Sea)，內(nèi)圈端面對(duì)內(nèi)孔的垂直度(Sd)以及外圈外表面對(duì)端面的垂直度(SD)等。 9滾動(dòng)軸承的尺寸精度（圖示）v滾動(dòng)軸承尺寸精度滾動(dòng)軸承尺寸精度v軸承內(nèi)圈內(nèi)徑軸承內(nèi)圈內(nèi)徑d d、外圈外徑、外圈外徑D D、內(nèi)圈寬度內(nèi)圈寬度B B、外圈寬度、

3、外圈寬度C C的制的制造精度。造精度。vd d和和D D是指軸承內(nèi)、外徑的公是指軸承內(nèi)、外徑的公稱尺寸。稱尺寸。vB B和和C C是滾動(dòng)軸承內(nèi)圈、外圈是滾動(dòng)軸承內(nèi)圈、外圈寬度的公稱尺寸。寬度的公稱尺寸。 10滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)精度（圖示） 6.2 滾動(dòng)軸承的精度規(guī)定 v1. 滾動(dòng)軸承的公差等級(jí)及其應(yīng)用v根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 307.11996滾動(dòng)軸承 向心軸承 公差的規(guī)定，滾動(dòng)軸承按尺寸公差與旋轉(zhuǎn)精度分級(jí)。v向心軸承分為0、6、5、4和2五個(gè)精度等級(jí)，其中0級(jí)最低，2級(jí)最高；v圓錐滾子軸承分為0、6X、5、4、2五個(gè)等級(jí)；v推力球軸承分為0、6、5、4四個(gè)等級(jí)。6.2 滾動(dòng)軸承的精度規(guī)定 v0級(jí)軸

4、承在機(jī)械制造中應(yīng)用最廣，常稱為普通級(jí)軸承。v除0級(jí)外，其余各等級(jí)統(tǒng)稱高精度軸承，主要用于高線速度或高旋轉(zhuǎn)精度的場(chǎng)合。v常用機(jī)床主軸軸承公差等級(jí)可參見(jiàn)表6-1。 13課堂作業(yè)v按GBT307.31996的規(guī)定，向心軸承內(nèi)圈內(nèi)徑和外圈外徑尺寸公差分為( )。vA. 2、3、4、5、6(6x)五級(jí) vB. 2、4、5、6、0五級(jí)vC. 2、4、5、6x、0 五級(jí) vD. 6、4、5、0 四級(jí)14B6.2 滾動(dòng)軸承的精度規(guī)定 v2. 滾動(dòng)軸承內(nèi)徑、外徑公差帶及其特點(diǎn)v國(guó)家GB/T 307.11996對(duì)滾動(dòng)軸承內(nèi)徑(d)和外徑(D)規(guī)定了兩種公差：v一是規(guī)定了內(nèi)徑和外徑實(shí)際尺寸的極限偏差；v二是軸承套圈

5、任一橫截面內(nèi)量得的最大直徑和最小直徑的平均直徑(即單一徑向平面內(nèi)的平均內(nèi)、外徑dmp、Dmp)的公差。16兩種公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定這兩種公差的目的規(guī)定“軸承內(nèi)圈內(nèi)徑和外圈外徑尺寸的極限偏差”是為了使軸承內(nèi)圈或外圈在加工和運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的變形不致于過(guò)大而能在裝配后得到矯正，減少對(duì)軸承工作精度的影響。規(guī)定“軸承內(nèi)圈各處實(shí)際內(nèi)徑的平均值公差或外圈各處實(shí)際外徑的平均值公差”是保證軸承與軸頸、外殼孔配合的性質(zhì)和精度。因?yàn)?，軸承與軸頸、外殼孔配合時(shí)，決定配合性質(zhì)的是內(nèi)圈的實(shí)際平均內(nèi)徑或外圈的實(shí)際平均外徑。6.2 滾動(dòng)軸承的精度規(guī)定 v 表2.28 向心軸承內(nèi)圈平均內(nèi)徑公差(摘自GB/T 307.11996)由

6、表可知，在同一直徑尺寸段中，公差等級(jí)愈高，公差值愈小公差帶均在零線下方，即：上偏差為0，下偏差為負(fù)值6.2 滾動(dòng)軸承的精度規(guī)定 v 表2. 29 向心軸承外圈平均外徑公差(摘自GB/T 307.11996)由表可知，在同一直徑尺寸段中，公差等級(jí)愈高，公差值愈小公差帶均在零線下方，即：上偏差為0，下偏差為負(fù)值6.2 滾動(dòng)軸承的精度規(guī)定 v3.滾動(dòng)軸承與軸頸、外殼孔配合的基準(zhǔn)制與配合性質(zhì)v軸承內(nèi)圈內(nèi)徑與軸頸的配合為基孔制，軸承外圈外徑與外殼孔徑的配合為基軸制。（由于軸承為標(biāo)準(zhǔn)部件）v由于軸承內(nèi)圈內(nèi)徑公差帶與基準(zhǔn)孔(H)公差帶的位置不同，因此，軸承與軸頸配合性質(zhì)不同于光滑圓柱結(jié)合中的基孔制配合。21

7、6.3 滾動(dòng)軸承的配合件尺寸公差及其選擇 v 圖2.21 與軸承配合的軸頸和外殼孔徑公差帶6.3 滾動(dòng)軸承的配合件尺寸公差及其選擇 1. 軸頸和外殼孔徑公差帶的種類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2751993規(guī)定的軸頸和外殼孔徑公差帶如圖所示。課堂作業(yè)v某深溝球軸承的內(nèi)圈與軸頸55k6、外圈與箱體孔100J7組成的配合，在裝配圖上標(biāo)注的配合代號(hào)分別為_(kāi)、_。2355k6100J7注：軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，不要標(biāo)出24滾動(dòng)軸承內(nèi)、外徑公差帶特點(diǎn) v滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸配合應(yīng)按基孔制。由于軸承內(nèi)圈由于軸承內(nèi)圈平均內(nèi)徑平均內(nèi)徑(d(dmpmp) )的公差帶在零線以下，而極限與配合的公差帶在零線以下，而極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中基

8、準(zhǔn)孔的公差帶在零線之上，所以軸承國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中基準(zhǔn)孔的公差帶在零線之上，所以軸承內(nèi)圈與軸配合比極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的同名配合內(nèi)圈與軸配合比極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的同名配合要緊得多。要緊得多。25滾動(dòng)軸承內(nèi)、外徑公差帶特點(diǎn) v這樣分布主要是考慮配合的特殊需要。因?yàn)樵诙鄶?shù)情況下，軸承的內(nèi)圈是隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的，為了防止在它們之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致結(jié)合面磨損，則兩者的配合應(yīng)具有一定過(guò)盈。26v但由于內(nèi)圈是薄壁零件，容易彈性變形脹大，且一定時(shí)間后又必須拆換，因此配合的過(guò)盈不宜過(guò)大。v如果軸承內(nèi)孔的公差帶與一般基準(zhǔn)孔一樣分布在零線上側(cè)，當(dāng)采用極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的過(guò)盈配合時(shí)，所得的過(guò)盈往往太大；27v如果改用過(guò)渡

9、配合，又可能出現(xiàn)間隙，不能保證具有一定的過(guò)盈；若采用非標(biāo)準(zhǔn)配合，又違反了標(biāo)準(zhǔn)化和互換性原則。v滾動(dòng)軸承國(guó)標(biāo)將dmP的公差帶分布在零線下側(cè)，當(dāng)它與一般過(guò)渡配合的軸相配時(shí)，不但能保證獲得不大的過(guò)盈，而且還不會(huì)出現(xiàn)間隙，從而滿足了軸承內(nèi)孔與軸配合的要求，同時(shí)又可按標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)加工軸。28v滾動(dòng)軸承的外徑與外殼孔配合應(yīng)按基軸制，通常兩者之間不要求太緊。其平均外徑其平均外徑(D(Dmpmp) )的公差帶位的公差帶位置與一般基準(zhǔn)軸相同，但置與一般基準(zhǔn)軸相同，但D Dmpmp的公差值是特殊規(guī)定的公差值是特殊規(guī)定的，其數(shù)值相對(duì)略小些，所以，軸承外圈與外殼孔的，其數(shù)值相對(duì)略小些，所以，軸承外圈與外殼孔配合的松緊程

10、度與極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的同名配合配合的松緊程度與極限與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的同名配合相比，也不完全相同。相比，也不完全相同。2930常用公差帶關(guān)系圖常用公差帶關(guān)系圖課堂作業(yè)v滾動(dòng)軸承最常用的精度等級(jí)是_級(jí)；滾動(dòng)軸承外圈與H7外殼孔組成的配合類別是_(間隙配合或是過(guò)渡配合或是過(guò)盈配合)。310間隙配合課堂作業(yè)1. 滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸頸組成的配合采用基_制，滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑公差帶位于以公稱內(nèi)徑為零線的_方，且上偏差為_(kāi)。2. 滾動(dòng)軸承外圈與外殼孔組成的配合采用基_制，滾動(dòng)軸承外圈外徑公差帶位于以公稱外徑為零線的_方，且上偏差為_(kāi)，下偏差為_(kāi)。32孔下0軸下0負(fù)的公差值課堂作業(yè)v 滾動(dòng)軸承內(nèi)圈的內(nèi)徑尺寸公差為

11、10m，與之相配合的軸頸的直徑公差為13m， 若要求最大過(guò)盈為-19m，；則該軸頸的上偏差應(yīng)為_(kāi)m，下偏差應(yīng)為_(kāi)m。33+9-4提示：參考第二章內(nèi)容6.3 滾動(dòng)軸承的配合件尺寸公差及其選擇 v2. 軸頸和外殼孔徑公差帶的選擇v意義：正確地選擇與軸承配合的軸頸和外殼孔徑公差帶，對(duì)于保證滾動(dòng)軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)及旋轉(zhuǎn)精度，延長(zhǎng)其使用壽命關(guān)系極大。 v選擇與軸承配合的軸頸和外殼孔徑公差帶時(shí)，主要考慮以下因素：v內(nèi)、外圈的工作條件(承受負(fù)荷的類型、負(fù)荷的大小)、軸承的類型、軸承的公稱尺寸大小、軸承的公差等級(jí)、軸承軸向位移的限度及其他情況等。v 表2.30 安裝向心軸承和角接觸軸承的軸頸公差帶負(fù)荷、軸頸公差帶

12、、應(yīng)用舉例循環(huán)負(fù)荷，擺動(dòng)負(fù)荷v 表2.30 安裝向心軸承和角接觸軸承的軸頸公差帶局部負(fù)荷負(fù)荷、軸頸公差帶、應(yīng)用舉例v 表2.31 安裝向心軸承和角接觸軸承的外殼孔公差帶負(fù)荷、軸頸公差帶、應(yīng)用舉例v 表2.32 安裝推力軸承的軸頸公差帶6.3 滾動(dòng)軸承的配合件尺寸公差及其選擇 v 表2.33 安裝推力軸承的外殼孔公差帶v注：表2.30至表2.33適用于：v軸承精度等級(jí)為0級(jí)、6級(jí)；軸為實(shí)體或厚壁空心件；軸頸材料為鋼，外殼孔為鑄鐵；軸承應(yīng)是具有基本組的徑向游隙。6.3 滾動(dòng)軸承的配合件尺寸公差及其選擇 v選擇軸頸和外殼孔公差帶時(shí)應(yīng)考慮的因素及選擇的基本原則：v1) 負(fù)荷類型v負(fù)荷類型指軸承套圈(內(nèi)

13、圈或外圈)承受負(fù)荷的形式，它分為局部負(fù)荷、循環(huán)負(fù)荷、擺動(dòng)負(fù)荷。v2) 負(fù)荷大小v負(fù)荷大小有輕、 正常和重負(fù)荷3種類型。vGB/T 2751993根據(jù)當(dāng)量徑向動(dòng)負(fù)荷P與軸承產(chǎn)品樣本中規(guī)定的動(dòng)負(fù)荷C的比值大小進(jìn)行分類，見(jiàn)表2.34。6.3 滾動(dòng)軸承的配合件尺寸公差及其選擇 負(fù)荷類型v(1)局部負(fù)荷。v當(dāng)套圈與作用在套圈上的徑向負(fù)荷相對(duì)靜止時(shí)，則套圈始終是局部承受負(fù)荷，這種負(fù)荷稱為局部負(fù)荷。v(2)循環(huán)負(fù)荷。v當(dāng)套圈與作用在套圈上的徑向負(fù)荷相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，則套圈在360方向上依次承受負(fù)荷，稱套圈承受循環(huán)負(fù)荷。v(3)擺動(dòng)負(fù)荷。v當(dāng)套圈在小于360方向的范圍內(nèi)依次承受徑向負(fù)荷時(shí)，則套圈承受擺動(dòng)的徑向負(fù)荷。4

14、2 1負(fù)荷類型v(1)局部負(fù)荷（定向負(fù)荷）：作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈相對(duì)靜止，即負(fù)荷方向始終不變地作用在套圈滾道的局部區(qū)域上，該套圈所承受的這種負(fù)荷性質(zhì)，稱為定向負(fù)荷。圖(a)所示的外圈和圖(b)所示的內(nèi)圈相對(duì)徑向負(fù)荷靜止，故承受局部負(fù)荷。43v(2)循環(huán)負(fù)荷（旋轉(zhuǎn)負(fù)荷）：作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)，即合成徑向負(fù)荷順次地作用在套圈滾道的整個(gè)圓周上，該套圈所承受的這種負(fù)荷性質(zhì)，稱為旋轉(zhuǎn)負(fù)荷。(a)所示旋轉(zhuǎn)的內(nèi)圈和(b)所示旋轉(zhuǎn)的外圈皆受到方向變化的徑向力Fr的作用，它們的套圈相對(duì)負(fù)荷方向旋轉(zhuǎn)，稱為循環(huán)負(fù)荷。44v1v(3)擺動(dòng)負(fù)荷：v如，軸承承受一個(gè)方向不變的徑向負(fù)荷Fr和

15、一個(gè)較小的旋轉(zhuǎn)徑向負(fù)荷Fc，兩者的合成徑向負(fù)荷F，其大小與方向都在變動(dòng)。v但合成徑向負(fù)荷F僅在非旋轉(zhuǎn)套圈AB一段滾道內(nèi)擺動(dòng)(圖65)，該套圈所承受的負(fù)荷性質(zhì)，即為擺動(dòng)負(fù)荷圖64(c)(d)。45v(3)擺動(dòng)負(fù)荷：作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與所承受的套圈在一定區(qū)域內(nèi)相對(duì)擺動(dòng)，即其負(fù)荷向量經(jīng)常變動(dòng)地作用在套圈滾道的局部圓周上，該套圈所承受的負(fù)荷性質(zhì)，稱為擺動(dòng)負(fù)荷。46根據(jù)負(fù)荷選擇配合v受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷的套圈與軸(或外殼孔)相配應(yīng)選過(guò)盈配合，或較緊的過(guò)渡配合。v受定向負(fù)荷的套圈與外殼孔或軸的配合，應(yīng)選較松的過(guò)渡配合或較小的間隙配合，以便讓套圈滾道間的摩擦力矩帶動(dòng)轉(zhuǎn)位，延長(zhǎng)軸承的使用壽命。v受擺動(dòng)負(fù)荷的套圈

16、，特別在重載荷情況下，內(nèi)、外圈都應(yīng)采用過(guò)盈配合。內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，通常內(nèi)圈采用旋轉(zhuǎn)負(fù)荷的配合；外圈必須在外殼孔內(nèi)游動(dòng)或其負(fù)荷較輕時(shí)，可采用比旋轉(zhuǎn)負(fù)荷稍松的配合。 課堂作業(yè)1. 某深溝球軸承的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)，外圈固定，承受方向和大小皆固定的徑向負(fù)荷作用，則內(nèi)圈相對(duì)于負(fù)荷方向( )，而外圈相對(duì)于負(fù)荷方向( )。 vA 擺動(dòng) B 靜止 C 旋轉(zhuǎn) D 擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)2. 深溝球軸承內(nèi)圈承受大小和方向均不變的徑向負(fù)荷，在設(shè)計(jì)圖樣上該內(nèi)圈與軸頸的配合采用較緊的配合，它決定于該內(nèi)圈相對(duì)于負(fù)荷的方向( )。vA 靜止 B 擺動(dòng) C 旋轉(zhuǎn) D 擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)3. 轎車前輪輪轂中的滾動(dòng)軸承外圈相對(duì)于它所受負(fù)荷方向是( )。vA 擺動(dòng)

17、的 B 靜止的 C 旋轉(zhuǎn)的 D 不可確定的47CBCCv表2.34 負(fù)荷大小6.3 滾動(dòng)軸承的配合件尺寸公差及其選擇 v C為軸承的額定負(fù)荷。v 滾動(dòng)軸承套圈與軸或外殼孔配合的最小過(guò)盈，取決于負(fù)荷的大小。v 承受較重的負(fù)荷或沖擊負(fù)荷時(shí)，將引起軸承較大的變形，使結(jié)合面間實(shí)際過(guò)盈減小和軸承內(nèi)部的實(shí)際間隙增大，這時(shí)為了使軸承運(yùn)轉(zhuǎn)正常，應(yīng)選較大的過(guò)盈配合。v3) 徑向游隙v軸承的徑向游隙按GB/T 46041993規(guī)定，分為第2組、基本組、第35組，游隙的大小依次從小到大。v如果游隙過(guò)大，使轉(zhuǎn)軸發(fā)生徑向跳動(dòng)與軸向跳動(dòng)，使軸承產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。v游隙過(guò)小，使軸承滾動(dòng)體與套圈產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，軸承摩擦發(fā)熱

18、，影響軸承工作壽命。6.3 滾動(dòng)軸承的配合件尺寸公差及其選擇 6.3 滾動(dòng)軸承的配合件尺寸公差及其選擇 v4) 其他因素v(1)溫度v軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，套圈溫度經(jīng)常高于相鄰零件的溫度。v因此，軸承內(nèi)圈可能因熱膨脹而與軸松動(dòng)；外圈可能因熱膨脹而影響軸承游動(dòng)。v當(dāng)軸承工作溫度高于100時(shí)，應(yīng)對(duì)所選用的配合作適當(dāng)?shù)男拚?減小外圈與外殼孔的過(guò)盈，增加內(nèi)圈與軸頸的過(guò)盈)。51v(2)轉(zhuǎn)速v當(dāng)軸承有較高旋轉(zhuǎn)精度要求時(shí)，為了消除彈性變形和振動(dòng)的影響，不宜選用間隙配合，但也不宜過(guò)緊。v對(duì)于轉(zhuǎn)速高又承受沖擊動(dòng)負(fù)荷作用的滾動(dòng)軸承，軸承與軸頸、外殼孔的配合應(yīng)選用過(guò)盈配合。v軸承旋轉(zhuǎn)速度很高時(shí)，應(yīng)選用較緊的配合。v對(duì)一些精密機(jī)床的輕負(fù)荷軸承，為了避免外殼孔和軸的形狀誤差對(duì)軸承精度的影響，常采用較小的間隙配合。v例如內(nèi)圓磨床的磨頭，內(nèi)圈間隙1-4m，外圈間隙4-10m。v5) 公差的選擇原則v軸頸和外殼孔分別與軸承內(nèi)圈、外圈配合，由于內(nèi)、外圈是薄壁套類零件，其徑向剛性較差，易受徑向負(fù)荷而產(chǎn)生變形，最終影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度。v因此，軸頸和外殼孔應(yīng)采用包容要求。v6) 軸頸和外殼孔的形位公差與表面粗糙度的選擇v為了防止套圈裝配后產(chǎn)生變形，對(duì)軸頸和外殼孔規(guī)定更嚴(yán)格的圓柱