第五章 滾動軸承及其相配件精度

第五章滾動軸承及其相配件精度一、滾動軸承的精度

二、滾動軸承相配件的精度

三、滾動軸承相配件的精度設(shè)計第五章滾動軸承及其相配件精度

滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)部件，在機器中起著支承作用，可以減小運動副的摩擦、磨損，提高機械效率。合理確定滾動軸承與相配件的配合，軸頸和外殼孔的幾何公差及表面粗糙度，保證滾動軸承正常工作。一、滾動軸承的精度1.滾動軸承的組成和分類組成：滾動軸承外圈鋼球內(nèi)圈保持架滾動軸承保持架滾錐內(nèi)圈外圈一、滾動軸承的精度1.滾動軸承的組成和分類分類：按滾動體的形狀分：球軸承滾子軸承（圓柱、圓錐）一、滾動軸承的精度1.滾動軸承的組成和分類按所能承受載荷的方向分：向心軸承（承受徑向力）向心推力軸承（承受徑向、軸向力）推力軸承（承受軸向力）一、滾動軸承的精度2.滾動軸承的公差等級及應(yīng)用①滾動軸承的公差等級由軸承尺寸公差和旋轉(zhuǎn)精度決定。GB/T307.3把軸承的精度加以分級，向心軸承2、4、5、6、0五級，圓錐滾子軸承4、5、6x、0四級。2級精度最高，0級精度最低。

2級（精密級）：多用于精密機械的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中，如精密坐標(biāo)鏜床、高精度齒輪磨床和數(shù)控機床的主軸軸系。2.滾動軸承的公差等級及應(yīng)用

②滾動軸承公差等級的應(yīng)用示例

4級（高級）：多用于轉(zhuǎn)速很高或旋轉(zhuǎn)精度要求很高的機床和機器的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中，如高精度磨床和車床、精密螺紋車床和齒輪磨床等的主軸軸系。2.滾動軸承的公差等級及應(yīng)用

②滾動軸承公差等級的應(yīng)用示例

5級（較高級）、6級、6x級（中級）：多用于旋轉(zhuǎn)精度和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求較高或轉(zhuǎn)速較高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中，如普通機床主軸軸系（前支承采用5級，后支承采用6級）和比較精密的儀器、儀表、機械的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。2.滾動軸承的公差等級及應(yīng)用

②滾動軸承公差等級的應(yīng)用示例

0級（普通級）：廣泛用于旋轉(zhuǎn)精度和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求不高的一般旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中，如普通機床的變速機構(gòu)、進給機構(gòu)，汽車、拖拉機的變速機構(gòu)，普通減速器、水泵及農(nóng)業(yè)機械等通用機械的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。2.滾動軸承的公差等級及應(yīng)用

②滾動軸承公差等級的應(yīng)用示例二、滾動軸承相配件的精度1.滾動軸承的內(nèi)、外徑公差帶為了便于互換和大批量生產(chǎn)，軸承內(nèi)徑與軸頸的配合采用基孔制，軸承外徑與外殼孔的配合采用基軸制。公差帶配置在零線下方，基本偏差為上偏差等于零。二、滾動軸承相配件的精度1.滾動軸承的內(nèi)、外徑公差帶二、滾動軸承相配件的精度2.滾動軸承相配件的公差帶制造滾動軸承時，內(nèi)、外圈公差帶已經(jīng)確定，因此，使用軸承時，要由軸頸和外殼孔的公差帶來實現(xiàn)所需的配合性質(zhì)。二、滾動軸承相配件的精度2.滾動軸承相配件的公差帶

GB/T275規(guī)定了與0級和6級滾動軸承相配合的軸頸和外殼孔的常用公差帶。軸頸17種公差帶，外殼孔16種公差帶。與滾動軸承配合的軸頸常用公差帶17種與滾動軸承配合的外殼孔常用公差帶16種二、滾動軸承相配件的精度3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇為了防止軸承內(nèi)圈與軸以及外圈與外殼孔在機器運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生不應(yīng)有的相對滑動，必須選擇適當(dāng)?shù)呐浜?。選擇時，應(yīng)考慮的主要因素如下：相對于負荷方向固定的外圈與外殼孔的配合應(yīng)松一些，以便在摩擦力矩的帶動下，作非常緩慢的相對滑動，從而避免套圈滾道局部磨損。Fr3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇①軸承套圈相對于負荷方向的運轉(zhuǎn)狀態(tài)

a.定向負荷相對于負荷方向旋轉(zhuǎn)的內(nèi)圈與軸頸的配合應(yīng)緊一些，以避免產(chǎn)生相對滑動，從而實現(xiàn)套圈及滾道均勻磨損。Fr3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇①軸承套圈相對于負荷方向的運轉(zhuǎn)狀態(tài)

b.旋轉(zhuǎn)負荷相對于負荷方向擺動的內(nèi)圈與軸頸的配合應(yīng)緊一些，以避免產(chǎn)生相對滑動，從而實現(xiàn)套圈及滾道均勻磨損。Fr3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇①軸承套圈相對于負荷方向的運轉(zhuǎn)狀態(tài)

c.擺動負荷根據(jù)徑向當(dāng)量動負荷Pr與徑向額定動負荷Cr的比值確定軸承的負荷狀態(tài)。

分為：

輕負荷Pr/Cr≤0.07

正常負荷0.07＜Pr/Cr≤0.15

重負荷0.15＜Pr/Cr3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇②負荷的大小

軸承在重負荷作用下，套圈容易產(chǎn)生變形，將會使該套圈與軸頸或外殼孔配合的實際過盈減小而引起松動，影響軸承的工作性能。配合應(yīng)該緊一些。3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇②負荷的大小3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇③滾動軸承的游隙選用和調(diào)整軸承的游隙是指在無載荷的情況下，軸承內(nèi)外圈間所能移動的最大距離。做徑向移動者稱為徑向游隙，做軸向移動者稱為軸向游隙。徑向游隙分為：

2、0、3、4、5共五組

小大

0組為基本組。3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇③滾動軸承的游隙選用和調(diào)整

游隙過小會使?jié)L動體與套圈產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，并增加軸承工作時的摩擦發(fā)熱，降低軸承壽命；3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇③滾動軸承的游隙選用和調(diào)整游隙過大，會使轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生較大的徑向跳動和軸向跳動，導(dǎo)致軸承工作時產(chǎn)生較大的振動和噪聲。

游隙的大小應(yīng)適度。3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇③滾動軸承的游隙選用和調(diào)整

具有0組游隙的軸承，在常溫狀態(tài)的一般條件下工作時，與軸頸、外殼孔配合的過盈應(yīng)適中。

游隙比0組游隙大的軸承，配合的過盈應(yīng)增大。

游隙比0組游隙小的軸承，配合的過盈應(yīng)減小。3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇③滾動軸承的游隙選用和調(diào)整軸承工作時，由于摩擦發(fā)熱和其他熱源的影響，套圈的溫度會高于相配件的溫度。內(nèi)、外圈的熱膨脹都會使相應(yīng)的配合發(fā)生變化。

軸承工作溫度高于100℃時，應(yīng)對所選擇的配合作適當(dāng)?shù)男拚?.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇④工作溫度的影響

軸承轉(zhuǎn)速較高，又在沖擊振動負荷下工作時，軸承與軸頸、外殼孔的配合最好選用具有小過盈的配合或較緊的配合。

剖分式外殼上的軸承孔與軸承外圈的配合應(yīng)稍松些，以免箱蓋和箱座裝配時夾扁軸承外圈。3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇④工作溫度的影響

當(dāng)軸承有較高的旋轉(zhuǎn)精度要求時，為了消除彈性變形和振動的影響，避免采用間隙配合，與軸承內(nèi)圈配合的軸頸應(yīng)采用公差等級IT5制造，與外圈配合的外殼孔應(yīng)采用公差等級IT6制造。3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇⑤軸承旋轉(zhuǎn)精度

軸承套圈與其相配件的配合，不應(yīng)由于軸頸或外殼孔的不規(guī)則形狀而導(dǎo)致軸承內(nèi)、外圈的不正常變形。3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇⑥軸頸與外殼孔的結(jié)構(gòu)和材料對于剖分式的外殼孔與軸承外圈的配合，不宜采用過盈配合，但也不應(yīng)使外圈在外殼孔內(nèi)轉(zhuǎn)動。3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇⑥軸頸與外殼孔的結(jié)構(gòu)和材料為了保證軸承有足夠的支承面，當(dāng)軸承安裝于薄壁外殼、輕合金外殼或空心軸上時，應(yīng)采用比厚壁殼、鑄鐵外殼或?qū)嶓w軸更緊的配合。3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇⑥軸頸與外殼孔的結(jié)構(gòu)和材料在很多情況下，為了有利于安裝和拆卸，特別是對于重型機械，為了縮短拆換軸承或修理機器的時間，軸承采用間隙配合。

當(dāng)需要采用過盈配合時，常采用分離型軸承或內(nèi)圈帶錐孔和帶緊定套或退卸套的軸承。3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇⑦安裝與拆卸方便當(dāng)要求軸承的一個套圈在運動中能夠軸向游動時，軸承外圈與外殼孔的配合應(yīng)采用間隙配合。3.滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選擇⑧游動軸承的軸向位移三、滾動軸承相配件的精度設(shè)計滾動軸承相配件精度設(shè)計包括確定軸頸和外殼孔的：標(biāo)準(zhǔn)公差等級基本偏差幾何公差表面粗糙度參數(shù)值三、滾動軸承相配件的精度設(shè)計1.軸頸和外殼孔尺寸公差帶代號的選擇

對軸承的旋轉(zhuǎn)精度和運動平穩(wěn)性無特殊要求，軸承游隙為0組游隙，軸為實心或厚壁空心鋼制軸，外殼（箱體）為鑄鋼或鑄鐵件，軸承的工作溫度不超過100℃時，根據(jù)附表5-1、5-2進行選擇。三、滾動軸承相配件的精度設(shè)計2.軸頸和外殼孔幾何公差和表面粗糙度參數(shù)值的選擇

a.為了保證滾動軸承與軸頸、外殼孔的配合性質(zhì)，軸頸和外殼孔應(yīng)采用包容要求。

b.由于套圈是薄壁件，易變形導(dǎo)致軸承工作時產(chǎn)生振動和噪聲。須規(guī)定比包容要求更嚴格的圓柱度公差。三、滾動軸承相配件的精度設(shè)計2.軸頸和外殼孔幾何公差和表面粗糙度參數(shù)值的選擇

c.軸肩和外殼孔肩是軸承的軸向定位面，為避免裝配后軸承歪斜影響旋轉(zhuǎn)精度，對軸肩和外殼孔肩應(yīng)規(guī)定軸向圓跳動公差。公差值見附表5-3，表面粗糙度參數(shù)值見附表5-4。三、滾動軸承相配件的精度設(shè)計2.軸頸和外殼孔幾何公差和表面粗糙度參數(shù)值的選擇

d.

通常滾動軸承成對使用，為了保證同一根軸上兩段軸頸和兩個外殼孔的同軸度要求，應(yīng)規(guī)定這兩段軸頸的軸線分別對它們公共軸線的同軸度公差和這兩個孔的軸線分別對它們公共軸線的同軸度公差。三、滾動軸承相配件的精度設(shè)計3.滾動軸承相配件精度設(shè)計示例以一級直齒圓柱齒輪減速器輸入軸上的深溝球軸承為例，說明滾動軸承相配件精度設(shè)計過程。3.滾動軸承相配件精度設(shè)計示例例5-1已知減速器輸入軸兩端采用一對6208深溝球軸承（d=40mm，D=80mm），經(jīng)計算軸承的徑向當(dāng)量動負荷Pr=2.9kN。試確定軸頸和外殼孔的公差帶代號、幾何公差值和表面粗糙度參數(shù)值，并標(biāo)注在圖樣上。3.滾動軸承相配件精度設(shè)計示例解：⑴減速器屬于一般機械，軸的轉(zhuǎn)速不高，所以選用0級軸承。⑵該軸承內(nèi)圈與軸一起旋轉(zhuǎn)，外圈安裝在剖分式外殼孔中不旋轉(zhuǎn)。因此，內(nèi)圈相對于負荷方向旋轉(zhuǎn)，它與軸的配合應(yīng)緊一些，外圈相對于負荷方向固定，它與外殼孔的配合應(yīng)松一些。3.滾動軸承相配件精度設(shè)計示例解：⑵查機械設(shè)計手冊，得6208深溝球軸承的額定動負荷Cr=29.5kN，所以Pr/Cr=0.098，查表5-4

知該軸承負荷屬于正常負荷。因此，按軸承工作條件，從附表5-1、5-2中分別選取軸頸公差帶為φ40k6，外殼孔公差帶為φ80H7。3.滾動軸承相配件精度設(shè)計示例解：⑶按附表5-3選取幾何公差值：軸頸圓柱度公差為0.004mm；軸肩端面圓跳動公差為0.012mm；外殼孔圓柱度公差為0.0