第七章滾動軸承檢測

滾動軸承與孔、軸結合的互換性基本要求：了解滾動軸承內外徑公差、公差帶、負載類型等基本概念掌握滾動軸承的精度設計的基本方法重點難點：滾動軸承的精度設計一、概述１．軸承的作用及分類：作用：軸承是一種傳動支承部件，它既可以用于支承旋轉的軸，又可以減少軸與支承部件之間的摩擦力，廣泛地用于機械傳動中。分類：

滑動軸承（銅軸瓦）：滾動軸承

：按滾動體結構：球軸承、滾子軸承、滾針軸承按承受載荷形式：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承2．滾動軸承的組成

滾動軸承由內圈、外圈、滾動體和保持架組成。3．滾動軸承的安裝形式：4．滾動軸承的結構特點：

滾動軸承是一種標準件。

有內外兩種互換性。

滾動軸承的精度要求很高。5.有關滾動軸承的國標規(guī)定：

滾動軸承的國家標準不僅規(guī)定了滾動軸承本身的尺寸公差、旋轉精度（跳動公差等）、測量方法，還規(guī)定可與滾動軸承相配的箱體孔和軸頸的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。二．滾動軸承的精度設計包括滾動軸承制造的尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等。１．公差等級：滾動軸承按其內外圈基本尺寸的公差和旋轉精度分為五級：其名稱和代號由低到高分別為普通級/0、高級/6/6x、精密級/5、超精密級/4及最精密級/2（GB/T272-1993）----(GEDCB)。凡屬普通級的軸承，一般在軸承型號上不標注公差等級代號.２．公差帶

任何尺寸的公差帶由兩個因素決定：公差帶的寬窄和公差帶的位置。滾動軸承的公差帶也不例外，其公差帶如圖所示。軸承內、外徑公差帶的特點是：所有公差帶都單向偏置在零線下方，即上偏差為0，下偏差為負值。軸承內外徑公差帶圖：/P0/P6/P5/P4/P2/P0/P6/P5/P4/P2+0-+0-Dd軸承外徑Dmp的公差帶軸承內徑dmp的公差帶３．滾動軸承的基本尺寸及公差要求（1）基本尺寸：滾動軸承的基本尺寸是指滾動軸承的內徑d、外徑D和軸承寬度B。軸承的配合尺寸：由于軸承內、外圈均為薄壁結構，制造和存放時易變形，但在裝配后能夠得到矯正。為了便于制造，允許有一定的變形。為保證軸承與結合件的配合性質，所限制的僅是內、外圈在其單一平面內的平均直徑，即軸承的配合尺寸。外徑：

Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2內徑：dmp=（dsmax+dsmin）/2Dsmax、Dsmin為加工后測得的最大、最小單一外徑。dsmax、dsmin為加工后測得的最大、最小單一內徑。３．滾動軸承的基本尺寸及公差要求（2）

尺寸制造公差：國家標準對軸承內徑和外徑尺寸公差作了兩種規(guī)定：一是規(guī)定了內、外徑尺寸的最大值和最小值所允許的偏差，即單一內、外徑偏差，其目的是為了限制變形量；二是規(guī)定了內、外徑實際尺寸的最大值和最小值的平均值偏差，即單一平面平均內、外徑偏差，目的是用于軸承的配合。二者應符合國家標準。（P121）滾動軸承的旋轉精度：是指軸承內外圈的徑向跳動公差；軸承內、外圈的端面對內孔軸線的端面跳動公差等。+0-+0-φ90φ50已知軸承的基本尺寸如圖所示。根據(jù)實際工況采用E級（相當于/6）向心軸承，試畫出軸承孔軸公差帶并標注有關尺寸。查表：教材P121es=0ES=0ei=-0.015EI=-0.01軸承公差帶標注示例：４、滾動軸承精度等級的選擇：

主要考慮以下幾點：機器功能對軸承部件的旋轉精度要求。一般這樣選取〔具體參見教材P120）：/0：用于旋轉精度要求不高的一般機構中。6、5、4：用于旋轉精度要求較高或轉速較高的機構中。2：用于高精度、高轉速的特別精密部件上。轉速的高低：轉速高時，由于與軸承配合的旋轉軸或孔可能隨軸承的跳動而跳動，勢必造成旋轉的不平穩(wěn)，產生振動和噪音。因此，轉速高時，應選用精度高的軸承。滾動軸承各級精度的應用0級在機械制造業(yè)中應用最廣，通常稱為普通級，在軸承代號標注時不予注出。它用于旋轉精度要求不高、中等負載、中等轉速的一般機構中，如減速器的旋轉機構，普通機床的變速、進給機構，汽車、拖拉機的變速機構，普通電動機、水泵、壓縮機的旋轉機構等。6、5級用于旋轉精度和轉速要求較高的旋轉機構中，其中6級、5級軸承多用于比較精密的機床和機器中，例如臥式車床主軸的前端用5級軸承，后端采用6級軸承。

4級用于旋轉精度或轉速要求很高的機床和機器的旋轉機構中，如高精度磨床和車床、精密螺紋車床和磨齒機等的主軸軸承。2級用于旋轉精度和轉速要求特別高的轉速機構中，如精密坐標鏜床、高精度齒輪磨床和數(shù)控機床等的主軸軸承。5、滾動軸承的選擇：結構型式的選擇：屬于《機械零件》的范疇。主要對軸進行受力分析，確定軸承的類型（向心、推力、向心推力）、軸承的基本尺寸（內徑、外徑、軸承寬度）。軸承配合的精度計算：軸承是根據(jù)工況選用；與軸承相配合的軸頸、軸承座則需進行精度設計：包括配合性質的確定、形位公差的確定、表面粗糙度的確定等。例7－1：有兩個C級精度的0系列向心軸承，公稱內徑d=40mm，dsmax=40mm（最大、最小單一內徑）dsmin=(40-0.006)mm=39.994mmdmpmax=40mm（單一平面內的平均直徑）

dmpmin=(40-0.006)mm=39.994mmVdp=0.005mm（單一徑向平面內的平均變動量）Vdmp=0.003mm（平均內徑變動量）

第一個軸承測量平面III

量得的單一內徑尺寸（ds）dsmax=40.00dsmin=39.998dsmax=39.997dsmin=39.995合格計量結果dmp平均內徑dmpI=(40+39.998)/2=39.999dmpII=(39.997+39.995)/2=39.996合格VdpVdp=40-39.998=0.002Vdp=39.997-39.995=0.002合格VdmpVdmpI-dmpII=39.999-39.996=0.003合格結論內徑尺寸合格

第二個軸承測量平面III

量得的單一內徑尺寸（ds）dsmax=40.00dsmin=39.994dsmax=39.997dsmin=39.995計量結果dmpdmpI=(40+39.994)/2=39.997dmpII=(39.997+39.995)/2=39.996VdpVdp=40-39.994=0.006Vdp=39.997-39.995=0.002VdmpVdmpI-dmpII=39.997-39.996=0.001結論內徑尺寸不合格

三．滾動軸承配合的精度設計

１．滾動軸承配合制：

前面在討論配合制時，談到一般情況下，采用基孔制，但若為標準件，則與之相配合的零件的配合性質由標準件決定。就滾動軸承而言，由于是標準件，與外圈相配合的部分采用基軸制；與內圈相配合的軸采用基孔制。軸承內圈與軸的配合是基孔制，然而滾動軸承內圈所有公差等級的公差帶都在零線的下方且上偏差為零。其主要原因是軸承配合的特殊要求。在大多數(shù)情況下，軸承的內孔要隨軸一起轉動，兩者之間的配合必須有一定的過盈。這樣當其與過渡配合中的k6、m6、n6等軸構成配合時，將獲得比一般基孔制過渡配合規(guī)定的過盈量稍大的過盈配合。軸承配合公差帶２．軸頸、軸承座配合公差等級的選擇：與滾動軸承相配合的孔、軸的公差等級與軸承的公差等級密切相關。一般與6、0軸承配合的軸，其公差等級多為IT5~IT7，箱體孔多為IT6~IT8等。軸承等級選擇更高相應配合的軸和孔的制造精度等級也相應提高。３．配合性質的選擇：軸承配合性質的選擇即是確定與軸承相配合的軸頸和軸承座的基本偏差代號。選擇軸承配合性質的依據(jù)是：軸承內外圈所受的負載類型、軸承所受負載的大小、軸承的工作條件、與軸承相配合的孔和軸的材料和裝卸要求等。（1）負載類型：

局部負載：作用于軸承上的合成徑向負載與套圈相對靜止，即負載方向始終不變地作用在套圈滾道的局部區(qū)域上。通常采用小間隙配合或過渡配合。循環(huán)負載：作用于軸承上的合成徑向負載與套圈相對旋轉，即合成徑向負載順次作用在套圈的整個圓周上。通常采用過盈或較緊的過渡配合。擺動負載：作用于軸承上的合成徑向負載與所承載的套圈在一定區(qū)域內相對擺動，即合成徑向負載經常變動地作用在套圈滾道的小于180°的部分圓周上配合選擇的基本原則

負載類型(a)內圈循環(huán)負載，外圈局部負載；(b)內圈局部負載，外圈循環(huán)負載(c)內圈循環(huán)負載，外圈擺動負載；(d)內圈擺動負載，外圈循環(huán)負載配合選擇的基本原則負載的大?。?/p>

軸承在負載的作用下，套圈會發(fā)生變形，使配合面受力不均勻，引起松動。因此，受重負載時配合應緊些，受輕負載時配合應松些。一般地，負載如下分類：輕負載：P≤0.07C正常負載：0.07C＜P≤0.15C重負載：P＞0.15C

其中：C為軸承的額定負載，數(shù)據(jù)可以從有關手冊中查找。配合選擇的基本原則（2）負荷的大小

當徑向負荷P<0.07C時稱為輕負荷當0.07C<P<0.15C時稱為正常負荷當P>0.15C時稱為重負荷軸承承受的負荷愈大或為沖擊負荷時，最小過盈應選擇較大值；反之，可選擇較小值。

（3）軸承尺寸大小隨著軸承尺寸的增大，選擇的過盈配合越大，間隙配合越小。但是對于重型機械上使用特別大尺寸的軸承，應采用較松的配合。

配合選擇的基本原則（4）軸承游隙

游隙過小，若軸承與軸頸、殼體孔的配合為過盈配合，則會使軸承中滾動體與套圈產生較大的接觸應力，并增加工作時的摩擦發(fā)熱，降低軸承壽命。

游隙過大，就會使轉軸產生較大的徑向圓跳動和軸向跳動，致使軸承工作時產生較大的振動和噪聲，因此應檢驗安裝后軸承的游隙是否滿足使用要求。配合選擇的基本原則（4）軸承組件的軸向游動◆軸承外圈大多不旋轉，不要求太緊的配合；◆有些場合下工作溫度較高，使軸受熱伸長，軸兩端軸承中至少有一端是游動支承，因而把配合選得稍松一點，使之能補償軸的熱變形，可防止軸的彎曲或卡死。（5）旋轉精度和旋轉速度對于負荷較大且有較高旋轉精度要求的軸承，為了消除彈性變形和振動的影響，應避免采用間隙配合。對于精密機床的輕負荷軸承，為避免外殼孔與軸頸形狀誤差對軸承精度的影響，常采用較小的間隙配合。一般認為，軸承的旋轉速度愈高，配合也應該愈緊。配合選擇的基本原則（6）形位公差及表面粗糙度的確定：為了保證軸承的正常運轉，除了正確地選擇軸承與軸頸及箱體孔的公差等級及配合外，還應對軸頸和箱體孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。形狀公差：主要是軸頸和箱體孔的表面圓柱度要求。位置公差：主要是軸肩端面的跳動公差。表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影響著配合質量和連接強度，因此，凡是與軸承內、外圈配合的表面通常都對表面粗糙度提出較高的要求。具體選擇參見教材P126相應表格。配合選擇的基本原則（7）工作溫度和其它條件工作溫度軸承工作的溫度一般應低于100℃，高于此溫度時，必須考慮溫度影響的修正值。其他影響因素空心軸頸比實心軸頸，薄壁殼體比厚壁殼體，輕合金殼體比鋼或鑄鐵殼體采用的配合要緊些；而剖分式殼體比整體式殼體采用的配合要松些，以免過盈將軸承外圈夾扁，甚至將軸卡住。對緊于k7（包括k7）的配合或殼體孔的標準公差小于IT6級時，應選用整體式殼。為了便于安裝、拆卸，特別對于重型機械，宜采用較松的配合。如果要求拆卸，而又要用較緊配合時，可采用分離性軸承或內圈帶有錐孔和緊定套或退卸套的軸承。配合選擇的基本原則四．滾動軸承配合

選用示例及圖樣標注

φ55j6φ100H71、在裝配圖上的標注：在裝配圖上，不用標注軸承的公差等級代號，只需標注與之相配合的軸承座及軸頸的公差等級代號。Φ100H7（）+0.0350A0.015A