《機械測量技術(shù)》第10章-滾動軸承

第10章滾動軸承的公差與配合課前導(dǎo)讀

滾動軸承是機械制造業(yè)中廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)部件，它由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成。滾動軸承內(nèi)圈與軸采用基孔制配合，外圈與外殼孔采用基軸制配合。國家標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定了17種和16種公差帶。正確選擇軸承的配合，主要考慮的因素有負(fù)荷的類型和負(fù)荷的大小。負(fù)荷的類型分為定向負(fù)荷、旋轉(zhuǎn)負(fù)荷和擺動負(fù)荷。負(fù)荷類型不同，配合的松緊也應(yīng)不同；負(fù)荷的大小分為輕、正常和重負(fù)荷。選擇配合時，應(yīng)逐漸較緊。與軸承配合的軸頸和外殼孔的形位公差和表面粗糙度也要正確合理確定，以保證滾動軸承正常工作，保證機器使用性能?；A(chǔ)知識

滾動軸承的公差帶特點和公差等級重點知識

滾動軸承配合的選擇難點知識

負(fù)荷的類型和大小對配合的影響

10.1概述

滾動軸承是機械制造業(yè)中應(yīng)用極為廣泛的一種標(biāo)準(zhǔn)支承件。它具有摩擦阻力小、效率高、起動靈活、潤滑方便和易于互換等優(yōu)點。

滾動軸承的結(jié)構(gòu)形式如圖10-1（a）所示，主要由外圈1、內(nèi)圈2、滾動體3和保持架4等組成。滾動體位于內(nèi)外圈的滾道之間，是滾動軸承中必不可少的基本元件。內(nèi)圈用來和軸頸裝配，外圈用來和軸承座裝配。當(dāng)內(nèi)外圈相對轉(zhuǎn)動時，滾動體即在內(nèi)外圈滾道間滾動。保持架的主要作用是均勻地隔開滾動體。滾動軸承的結(jié)構(gòu)如圖7-1所示，由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成。其內(nèi)圈內(nèi)徑d與軸頸配合，外圈外徑D與外殼孔配合。圖7-17.1滾動軸承的分類及公差特點10.1概述

滾動軸承是機械制造業(yè)中應(yīng)用極為廣泛的一種標(biāo)準(zhǔn)支承件。它具有摩擦阻力小、效率高、起動靈活、潤滑方便和易于互換等優(yōu)點。

滾動軸承的結(jié)構(gòu)形式如圖10-1（a）所示，主要由外圈1、內(nèi)圈2、滾動體3和保持架4等組成。滾動體位于內(nèi)外圈的滾道之間，是滾動軸承中必不可少的基本元件。內(nèi)圈用來和軸頸裝配，外圈用來和軸承座裝配。當(dāng)內(nèi)外圈相對轉(zhuǎn)動時，滾動體即在內(nèi)外圈滾道間滾動。保持架的主要作用是均勻地隔開滾動體。滾動軸承的分類按可承受負(fù)荷的方向分向心軸承推力軸承向心推力軸承按滾動體的形狀分球軸承滾子軸承滾針軸承滾動軸承的工作性能和使用壽命不僅取決于軸承本身的制造精度，還與滾動軸承相配合的軸頸和外殼孔的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度以及安裝正確與否等因素有關(guān)。7.1.1分類7.1.2滾動軸承的精度等級向心軸承的公差等級：分為0、6、5、4、2級五個等級。圓錐滾子軸承的公差等級：分為0、6X、5、4級四個等級。推力軸承的公差等級：分為0、6、5、4級四個等級。0級軸承稱為普通級，在機械制造業(yè)中應(yīng)用最廣，用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高、中等負(fù)荷、中等轉(zhuǎn)速的一般機構(gòu)中。6級軸承應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求較高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中。5、4級軸承應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中。2級應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求特別高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中。

1.滾動軸承配合的基準(zhǔn)制1)軸承內(nèi)圈與軸頸的配合采用基孔制。2)軸承外圈與外殼孔的配合采用基軸制。2.滾動軸承內(nèi)、外徑公差帶特點1)滾動軸承內(nèi)圈內(nèi)徑公差帶滾動軸承內(nèi)圈與軸頸的配合應(yīng)具有一定的過盈但過盈量不宜過大。因此，國標(biāo)規(guī)定軸承基準(zhǔn)孔公差帶位于零線的下方。如圖7-2所示。7.1.3滾動軸承內(nèi)徑、外徑公差帶及特點2)滾動軸承外圈外徑公差帶滾動軸承外圈與外殼孔之間一般不作相對運動，國標(biāo)規(guī)定軸承基準(zhǔn)軸公差帶位于零線的下方，如圖7-2所示。圖7-27.2.1軸頸和殼體孔公差帶的種類由于軸承內(nèi)徑（基準(zhǔn)孔）和外徑（基準(zhǔn)軸）的公差帶在軸承制造時已確定，因此軸承內(nèi)圈和軸頸、外圈和殼體孔的配合面間的配合性質(zhì)，主要由軸頸和外殼孔的公差帶決定。即，軸承配合的選擇就是確定軸頸和外殼孔的公差帶。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T275—1993《滾動軸承與軸和外殼的配合》對與0級和6(6x)級軸承配合的軸頸規(guī)定了17種公差帶，外殼孔規(guī)定了16種公差帶，如圖7-3所示。

7.2滾動軸承配合件公差及選用圖7-3一.配合選擇的主要依據(jù):

1.軸承承受負(fù)荷的類型根據(jù)軸承所承受的負(fù)荷對于套圈作用的不同，可分為三類：

(1)定向負(fù)荷合成徑向負(fù)荷始終不變地作用在套圈滾道的某一局部區(qū)域上。

圖7-4定向負(fù)荷內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)定向負(fù)荷外圈旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)負(fù)荷內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)負(fù)荷外圈旋轉(zhuǎn)7.2.2滾動軸承配合的選擇

（2）旋轉(zhuǎn)負(fù)荷作用在軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈相對旋轉(zhuǎn)，依次作用在套圈的整個軌道上。（3）擺動負(fù)荷作用在軸承上的合成徑向負(fù)荷在套圈滾道的一定區(qū)域內(nèi)相對擺動。當(dāng)Fr＞Fc時（圖7-5），合成負(fù)荷在軸承下方AB區(qū)域內(nèi)擺動，不旋轉(zhuǎn)的套圈承受擺動負(fù)荷，旋轉(zhuǎn)的套圈承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷。當(dāng)Fr＜Fc時，合成負(fù)荷沿整個圓周變動，不旋轉(zhuǎn)的套圈承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷，而旋轉(zhuǎn)的套圈承受擺動負(fù)荷。圖7-5受固定負(fù)荷的套圈配合應(yīng)選松一些，一般應(yīng)選用過渡配合或具有極小間隙的間隙配合。受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷的套圈配合應(yīng)選較緊的配合，一般應(yīng)選用過盈量較小的過盈配合或過盈概率大的過渡配合。受擺動負(fù)荷的套圈配合松緊程度應(yīng)介于前兩種負(fù)荷之間。2.負(fù)荷的大小向心軸承負(fù)荷的大小可用當(dāng)量動負(fù)荷P與額定動負(fù)荷C的比值區(qū)分：P≤0.07C時為輕負(fù)荷；0.07C＜P≤0.15C時為正常負(fù)荷；P＞0.15C時為重負(fù)荷。負(fù)荷越大配合過盈量應(yīng)越大。3.徑向游隙游隙過大，會引起轉(zhuǎn)軸較大的徑向跳動和軸向竄動，軸承產(chǎn)生較大的振動和噪聲；游隙過小，尤其是軸承與軸頸或外殼孔采用過盈配合時，則會使軸承滾動體與套圈產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，引起軸承的摩擦發(fā)熱，以致降低壽命。因此軸承游隙的大小應(yīng)適度。4．其它因素（1）溫度的影響。因軸承磨擦發(fā)熱和其它熱源的影響而使軸承套圈的溫度高于相配件的溫度時，內(nèi)圈軸頸的配合將會變松，外圈外殼孔的配合將會變緊，當(dāng)軸承工作溫度高于100℃時，應(yīng)對所選用的配合適當(dāng)修正（減小外圈與外殼孔的過盈，增加內(nèi)圈與軸頸的過盈）

二.公差等級的選擇:與滾動軸承相配合的軸、孔的公差等級和軸承的精度有關(guān)。對旋轉(zhuǎn)精度和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性有較高要求的場合，在提高軸承公差等級的同時，軸承配合部位也應(yīng)按相應(yīng)精度提高。（3）公差等級的協(xié)調(diào)。選擇軸承和外殼孔精度等級時應(yīng)與軸承精度等級協(xié)調(diào)。如0級軸承配合軸頸一般為IT6，外殼孔則為IT7；對旋轉(zhuǎn)精度和運動平穩(wěn)性有較高要求的場合（如電動機），軸頸為IT5時，外殼孔選為IT6。（2）轉(zhuǎn)速的影響。對于轉(zhuǎn)速高又承受沖擊動負(fù)荷作用的滾動軸承，軸承與軸頸的外殼孔的配合應(yīng)選用過盈配合。三.公差帶的選擇:與軸承相配合的軸頸公差帶和外殼孔公差帶按GB/T275—1993

選取。向心軸承與軸的配合，軸公差帶代號按表7-2選擇；向心軸承與外殼孔的配合，孔公差帶代號按表7-3選擇；推力軸承和軸的配合，軸公差帶代號按表7-4選擇；推力軸承和外殼孔的配合，孔公差帶代號按表7-5選擇。1.配合表面及端面的形位公差為保證軸承正常工作，對軸頸和外殼孔表面應(yīng)提出圓柱度公差要求。為保證軸承工作時有較高的旋轉(zhuǎn)精度，規(guī)定了軸肩和殼體孔肩的端面跳動公差。（表7-6）7.2.3軸頸和外殼孔的形位公差與表面粗糙度

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響配合的性質(zhì)和連接強度，因此，凡是與軸承內(nèi)、外圈配合的表面通常都對粗糙度提出較高要求。選用時可參考表7-7。

例7-1

一圓柱齒輪減數(shù)器，小齒輪軸要求較高的旋轉(zhuǎn)精度，裝有G級單列深溝球軸承（型號G310），軸承尺寸為50×110×27，額定動負(fù)荷Cr=32000N，徑向負(fù)荷Pr=4000N。試確定與軸承配合的軸頸和外殼孔的配合尺寸和技術(shù)要求。解：按給定條件，Pr/Cr=4000/32000=0.125，屬于正常負(fù)荷。減速器的齒輪轉(zhuǎn)遞動力，內(nèi)圈承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷，外圈承受固定負(fù)荷。按軸承類型和尺寸規(guī)格，查表7-2，軸頸公差帶為k5；查表7-3,外殼孔的公差帶為G7或H7均可，但由于該軸旋轉(zhuǎn)精度要求較高，可相應(yīng)提高一個公差等級，選定H6；查表7-6，7.2.4滾動軸承配合選擇實例軸頸的圓柱度公差為0.004mm，軸肩的圓跳動公差為0.012mm，外殼孔的圓柱度公差為0.010mm，孔肩的圓柱度公差為0.025mm；查表7-7，軸頸表面粗糙度要求

Ra=0.4μm，軸肩表面Ra=1.6μm，外殼孔表面Ra=1.6μm，孔肩表面Ra=3.2μm。軸頸和外殼孔的配合尺寸和技術(shù)要求，在圖樣上的標(biāo)注見圖7-6。

圖7-6本課小結(jié)滾動軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成，其內(nèi)圈內(nèi)徑d與軸頸配合，外圈外徑D與殼體孔配合；工作時，內(nèi)圈和外圈以一定的轉(zhuǎn)速作相對轉(zhuǎn)動。

家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，向心軸承的公差等級由低到高依次分為0、6、5、4、2級五種，圓錐滾子軸承的公差等級分為0、6X、5、4級四種，推力軸承的公差等級分為0、6、5、4級四種。滾動軸承內(nèi)圈內(nèi)徑與軸頸的配合采用基孔制，軸承內(nèi)圈內(nèi)徑為基準(zhǔn)孔公差帶，但位于以公稱內(nèi)徑d為零線的下方；軸承外圈與外殼孔的配合采用基軸制，軸承外圈外徑的公差帶分布于以其公稱直徑D為零線的下方。滾動軸承內(nèi)圈和軸頸、外圈和殼體孔的配合性質(zhì)，由軸頸和外殼孔的公差帶決定。國家標(biāo)準(zhǔn)對與0級和6(6x)級軸承配合