《互換性與幾何量測量技術(shù)》課件第6章

第6章滾動軸承與孔、軸配合的互換性

6.1滾動軸承的組成、分類及代號

6.2滾動軸承的公差等級及其應(yīng)用

6.3滾動軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶及其特點

6.4滾動軸承與孔、軸結(jié)合時配合的選用

6.1滾動軸承的組成、分類及代號

1.滾動軸承的組成

滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)由套圈（分內(nèi)圈和外圈）、滾動體（鋼球或滾柱、圓錐滾子、螺旋滾子、滾針等）和保持架組成。軸承的外圈和內(nèi)圈分別與殼體孔及軸頸相配合。圖6－1所示為滾動軸承以及與其配合的軸頸和外殼。一般來說，為了便于在機器上安裝軸承和從機器上更換新軸承，軸承內(nèi)圈內(nèi)孔和外圈外圓柱面應(yīng)具有完全互換性。除此之外，基于技術(shù)經(jīng)濟上的考慮，對于軸承的裝配，組成軸承的某些零件，可以不具有完全互換性。滾動軸承安裝在機器上工作時應(yīng)保證軸承的工作性能，因此必須滿足兩項要求：其一，必要的旋轉(zhuǎn)精度，軸承工作時軸承的內(nèi)、外圈和端面的跳動應(yīng)控制在允許的范圍內(nèi)，以保證傳動零件的回轉(zhuǎn)精度；其二，合適的游隙，指滾動軸承與內(nèi)、外圈之間的游隙和軸向游隙。軸承工作時這兩種游隙的大小皆應(yīng)保持在合適的范圍內(nèi)，以保證軸承正常運轉(zhuǎn)及其使用壽命。圖6－1滾動軸承以及與其配合的軸和外殼

2.滾動軸承的分類

滾動軸承的種類很多，一般來說，可以按照下列幾個方面進行分類。

(1)按所承受負(fù)荷方向的不同，滾動軸承可分為向心類和推力類，如表6－1所示。

表6－1滾動軸承的分類

(2)按滾動體形狀的不同，滾動軸承可分為球軸承和滾子軸承。其中，滾子軸承包括圓錐滾子軸承和滾針軸承等。

(3)按列數(shù)的不同，滾動軸承可分為單列、雙列、三列、四列和多列軸承。

(4)按工作中能否自動調(diào)整軸和孔的角度偏差，滾動軸承可分為調(diào)心軸承、非調(diào)心軸承。

(5)按內(nèi)外徑尺寸大小的不同，滾動軸承可分為特大型軸承，外徑＞800mm；大型軸承，180mm＜外徑≤800mm；中型軸承，80mm＜外徑≤180mm；小型軸承，內(nèi)徑＞10mm，外徑≤80mm；微型軸承，外徑＜9mm。

3.滾動軸承的代號（GB/T272—93）

滾動軸承的代號用來明確反映軸承的結(jié)構(gòu)類型、尺寸、公差、游隙、材料、工藝等方面的重要特性。軸承代號由前置代號、基本代號和后置代號構(gòu)成，如表6－2所示。

表6－2滾動軸承代號的構(gòu)成

1）滾動軸承的基本代號（滾針軸承除外）

基本代號用來表明軸承類型、寬度系列、直徑系列和內(nèi)徑，一般為5位數(shù)，如表6－2所示。

（1）類型代號：基本代號中從左至右的第一位數(shù)，占一位數(shù)位。滾動軸承類型代號用數(shù)字或大寫拉丁字母表示，見表6－3。

表6－3滾動軸承類型代號

（2）尺寸系列代號：基本代號的第二、三位數(shù)，占兩位數(shù)位。軸承尺寸系列代號由寬度（用于向心軸承）或高度（用于推力軸承）和直徑系列代號組成，如表6－4所示。

表6－4向心軸承、推力軸承尺寸系列代號

表6－5軸承內(nèi)徑代號

2）滾動軸承的前置代號和后置代號

（1）前置代號。前置代號用字母表示，代號及其含義如表6－6所示。

表6－6滾動軸承前置代號及其含義

（2）后置代號。后置代號用大寫拉丁字母和大寫拉丁字母加數(shù)字表示。其中包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號，密封、防塵與外部形狀變化的代號，保持架結(jié)構(gòu)、材料改變的代號，以及游隙代號。這里主要介紹公差等級代號及其含義，如表6－7所示，其他代號可以查閱《機械設(shè)計手冊》。

表6－7滾動軸承公差等級代號及其含義

3)滾動軸承代號示例

(1)6209(從左向右)：6—深溝球軸承；2—尺寸系列是02，寬度系列為0，省略，直徑系列為2；09—內(nèi)徑d=45mm。

(2)7310C/P4(從左向右)：7—角接觸球軸承；3—尺寸系列是03，寬度系列為0，省略，直徑系列為3；10—內(nèi)徑d=50mm；C—接觸角α=15°；/P4—公差等級為4級。

(3)N2206/P43(從左向右)：N—圓柱滾子軸承；22—尺寸系列，寬度系列和直徑系列均為2；06—內(nèi)徑d=30mm；/P4—公差等級為4級；3—游隙3組。 6.2滾動軸承的公差等級及其應(yīng)用

6.2.1滾動軸承的公差等級

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T307.3—1996規(guī)定，軸承按其外形尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度可分為五個公差等級，分別用0、6、5、4、2表示。0級公差軸承精度最低，2級公差軸承精度最高，如表6－8所示。圓錐滾子軸承的公差等級分為4、5、6x、0四個等級。6x級軸承與6級軸承的內(nèi)徑公差、外徑公差和徑向跳動公差均分別相同，僅前者裝配寬度要求較為嚴(yán)格。推力軸承分為0、6、5、4四級。2級和0級軸承內(nèi)圈內(nèi)徑公差數(shù)值分別與GB/T1800.3—1998中IT3和IT5的公差數(shù)值相近，而外圈外徑公差數(shù)值分別與IT2和IT5的公差數(shù)值相近。

表6－8滾動軸承的公差等級

滾動軸承外形尺寸精度是指軸承內(nèi)徑d，外徑D，寬度尺寸B或?qū)A錐滾子軸承而言，內(nèi)圈寬度B，外圈寬度C以及裝配高度T的精度等級。為了有利于制造和裝配，國標(biāo)對滾動軸承規(guī)定了加工時的尺寸精度和制造時的尺寸精度，關(guān)于這些尺寸將在后面進行介紹。滾動軸承的旋轉(zhuǎn)精度是指成套軸承內(nèi)圈的徑向跳動Kia，適用于所有公差等級；內(nèi)圈基準(zhǔn)端面對內(nèi)孔的跳動Sd，僅適用于公差等級5，4，2級；成套軸承內(nèi)圈端面對滾道的跳動Sia，適用于公差等級5，4，2級；以及成套軸承外圈的徑向跳動Kea，適用于所有公差等級；外徑表面母線對基準(zhǔn)端面的傾斜度變動量SD，適用于公差等級5，4，2級；外徑表面母線對凸緣背面的傾斜度變動量SD1；成套軸承外圈端面對滾道的跳動Sea，適用于公差等級5，4，2級；成套軸承凸緣背面對滾道的跳動Sea1。對于6級和0級向心球軸承，標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了成套軸承內(nèi)圈和外圈的徑向跳動Kia和Kea。表6-9向心軸承內(nèi)圈公差（摘自GB/T307.1—94）(μm)

表6-10向心軸承外圈公差（摘自GB/T307.1—94）（μm）

6.2.2滾動軸承的應(yīng)用

軸承精度等級的選擇主要依據(jù)以下兩點：一是對軸承部件提出的旋轉(zhuǎn)精度要求，如徑向跳動和軸向跳動值，例如，當(dāng)機床主軸徑向跳動要求為0.01mm時，可選用5級軸承，當(dāng)徑向跳動為0.001～0.005mm時，可選用4級軸承；二是轉(zhuǎn)速的高低，轉(zhuǎn)速高時，由于與軸承結(jié)合的旋轉(zhuǎn)軸(或外殼孔)可能隨軸承的跳動而跳動，勢必造成旋轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，產(chǎn)生振動和噪音，因此，轉(zhuǎn)速高的應(yīng)選用精度等級高的滾動軸承。此外，為保證主軸部件有較高的精度，還可以采用不同等級的搭配方式。例如，機床主軸的后支承比前支承用的滾動軸承低一級，即后軸內(nèi)圈的徑向跳動值要比前軸承的稍大些。

滾動軸承各級精度的應(yīng)用如下所述。

0(普通級)級軸承用在中等精度、中等轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機構(gòu)中，它在機械產(chǎn)品中應(yīng)用十分廣泛，如減速器的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，汽車、拖拉機的變速機構(gòu)，普通機床的變速機構(gòu)、進給機構(gòu)，水泵、壓縮機等一般通用機器中所用的軸承。

6(高級)級軸承應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速較高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中，如普通機床的主軸軸承(前軸承多采用5級，后軸承多采用6級)、精密機床傳動軸使用的軸承。

5、4(精密級)級軸承應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中。5級軸承多用于比較精密的機床和機器中，而4級軸承多用于轉(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，如精密機床的主軸軸承、精密儀器和機械使用的軸承。

2(超精級)級軸承應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速很高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中，如精密坐標(biāo)鏜床的主軸軸承、高精度齒輪磨床以及數(shù)控機床的主軸軸承、高精度儀器和高轉(zhuǎn)速機構(gòu)中使用的軸承。

6.3滾動軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶及其特點

6.3.1滾動軸承內(nèi)徑和外徑公差的規(guī)定（GB/T307.1--94）

滾動軸承的內(nèi)圈和外圈都是薄壁零件，在制造和保管過程中極易變形。若變形量不大，相配零件的形狀較正確，則軸承在裝進機構(gòu)以后，又容易使這種變形得到矯正；若變形量較大，則不易矯正，將影響軸承工作時的性能。因此，滾動軸承內(nèi)圈與軸，外圈與軸承孔，起配合作用的是平均直徑。根據(jù)這個特點，滾動軸承標(biāo)準(zhǔn)對軸承內(nèi)徑和外徑均分別規(guī)定了兩種公差帶。其一，限定軸承內(nèi)徑或外徑實際尺寸變動的公差帶；其二，限定同一軸承內(nèi)圈孔或軸承外圓柱面最大與最小實際直徑的算術(shù)平均值dmp或Dmp變動的公差帶，是用來控制軸承裝配后配合尺寸的誤差。

前者是在加工過程中，控制實際直徑是指單一內(nèi)徑ds和單一外徑Ds的相應(yīng)公差帶；后者是控制裝配時的軸承平均直徑，是指平均直徑內(nèi)徑dmp和平均直徑外徑Dmp的相應(yīng)公差帶。下面介紹滾動軸承的各項尺寸及其公差的基本術(shù)語與符號：

d–是指軸承公稱內(nèi)徑；

D—是指軸承公稱外徑。

ds—單一內(nèi)徑，是指同一軸承內(nèi)在單一徑向平面內(nèi)用兩點法測量法測得的內(nèi)徑，如圖6-2（a）所示；

DS—單一外徑，是同一軸承內(nèi)在單一徑向平面內(nèi)用兩點法測量法測得的外徑；

△ds—單一內(nèi)徑偏差，其定義為△ds=ds–d，主要是控制制造時的尺寸誤差；

△DS—單一外徑偏差，定義為△Ds=Ds–D，控制制造時的尺寸誤差；

Vdp—單一徑向平面內(nèi)的內(nèi)徑變動量，Vdp=dsmax-dsmin，dsmax，dsmin見圖6-2(b)，Vdp是限制制造時單一徑向平面內(nèi)的圓度誤差；

VDp—單一徑向平面內(nèi)的外徑變動量，VDp=DSmax-DSmin，限制制造時單一徑向平面內(nèi)的圓度誤差。

dmp—單一平面平均內(nèi)徑，定義為dmp=（dsmax+dsmin）/2，見圖6-2(b)；

Dmp—單一平面平均外徑，定義為Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2；△dmp—單一平面平均內(nèi)徑偏差，△dmp=dmp–d，是用來控制軸承內(nèi)圈與軸裝配后在單一平面內(nèi)配合尺寸的誤差；

△Dmp—單一平面平均外徑偏差，△Dmp=Dmp–D，它控制軸承外圈與軸承座孔裝配后在單一平面內(nèi)配合尺寸的誤差；

Vdmp—平均內(nèi)徑變動量，定義為Vdmp=dmpmax-dmpmin，即在整個軸承寬度上，控制軸承內(nèi)圈與軸裝配后在整圈配合面上的圓柱度誤差；

VDmp—平均外徑變動量，定義為VDmp=Dmpmax-Dmpmin，控制軸承外圈與軸承座孔裝配后在整圈配合面上的圓柱度誤差。例6-1有深溝球軸承6208/P4，即是個4級精度的02尺寸系列向心軸承，公稱內(nèi)徑d=40mm，試根據(jù)檢測結(jié)果確定軸承內(nèi)徑尺寸是否合格？

解：從表6-9中查得內(nèi)徑的尺寸公差及形狀公差為：

(1)尺寸公差

①單一內(nèi)孔直徑偏差：上偏差=0，下偏差=-6。即dsmax=40mm，dsmin=39.994mm。

②單一平面平均內(nèi)徑偏差：上偏差=0，下偏差=-6。即dmpmax=40mm，dmpmin=39.994mm。

(2)形狀公差

①制造時的圓度公差：Vdp=0.005mm。

②裝配時的圓柱度公差：Vdmp=0.003mm。

表6-11軸承內(nèi)徑尺寸計算結(jié)果

6.3.2滾動軸承平均直徑（dmp或Dmp）公差帶的特點

1．特點

滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)部件，在軸承與軸和外殼孔的配合中，軸承為基準(zhǔn)零件，即內(nèi)圈的單一平面平均內(nèi)徑為配合中的的基準(zhǔn)孔，外圈的單一平面平均外徑為配合中的基準(zhǔn)軸。它們的公差帶分布如圖6-3所示。

圖6－3軸承單一平面平均內(nèi)、外徑的公差帶分布

由圖中可見，軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制；軸承外圈與軸承座孔的配合采用基軸制。并且規(guī)定軸承內(nèi)圈基準(zhǔn)孔的公差帶Tdmp分布于公稱內(nèi)徑以下，單一平面平均內(nèi)徑dmp的公差帶的上偏差為零。這樣就使軸承內(nèi)圈與軸g5，g6，h5，h6的配合，要比基孔制的同名配合要緊一些。這些配合實際上已變?yōu)檫^渡配合；而內(nèi)圈與k5，k6，m5，m6的配合實際上變?yōu)檫^盈配合。這樣的安排既滿足了軸承內(nèi)孔與軸的配合要求，又可按標(biāo)準(zhǔn)偏差來選用軸的公差帶。由于軸承外圈安裝在軸承座中，通常不旋轉(zhuǎn)，可把外圈與軸承座孔的配合選得松一點，使之能補償軸的熱變形，否則軸會彎曲，軸承內(nèi)部有可能卡死。所以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定軸承外圈基準(zhǔn)公差帶TDmp分布于公稱外徑零線以下，單一平面平均外徑Dmp的公差帶的上偏差為零，這樣軸承外圈與軸承座的配合與基軸制的同名配合基本上保持相似的配合性質(zhì)。在多數(shù)情況下，內(nèi)圈隨軸一起旋轉(zhuǎn)，而外圈是固定在軸承孔中。所以，一要保證軸與內(nèi)圈結(jié)合牢固，不能松動，以保證力由軸、內(nèi)圈、滾動體傳至外圈，再傳至殼體；二要保證外圈滾道磨損均勻，同時外圈能補償熱變形，因此，外圈應(yīng)能在一定的程度上移動。軸承的周向移動可保證外圈滾道磨損均勻；而軸承的軸向移動可補償熱變形。

2．與滾動軸承配合的孔、軸公差帶

1)適用范圍

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的外殼孔和軸頸的公差帶適用范圍為：

(1)對軸承的旋轉(zhuǎn)精度和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性無特殊要求。

(2)軸為實體或厚壁空心的。

(3)軸與外殼的材料為鋼或鑄鐵。

(4)軸承的工作溫度不超過100oC的場合。

2)公差帶

由于滾動軸承內(nèi)圈內(nèi)徑和外圈外徑的公差帶在生產(chǎn)軸承時業(yè)已確定，因此軸承在使用時，它與軸徑和外殼孔的配合面間所需要的配合性質(zhì)要由軸頸和外殼孔的公差帶確定。為了實現(xiàn)各種松緊程度的配合性質(zhì)要求，GB/T275—93《滾動軸承與軸和外殼的配合》規(guī)定了0級和6級軸承與軸頸和外殼孔配合時軸頸和外殼孔的常用公差帶。該標(biāo)準(zhǔn)對軸頸規(guī)定了17種公差帶，對外殼孔規(guī)定了16種公差帶。見圖6-4。這些公差帶分別采用GB/T1800.4—1999中的軸公差帶和孔公差帶。

圖6－4軸承與孔、軸配合的常用尺寸公差帶

6.4滾動軸承與孔、軸結(jié)合的配合的選用

6.4.1滾動軸承與軸頸、外殼孔配合的選用依據(jù)

1．負(fù)荷的類型

首先分析軸承受力情況。滾動軸承是一種將軸支承在殼體上的標(biāo)準(zhǔn)部件，機械構(gòu)件中的軸一般都承受力或力矩，因此滾動軸承的內(nèi)圈和外圈都要受到力的作用。對在工程中軸承所受的合成徑向負(fù)荷進行分析可知，軸承所受的合成徑向負(fù)荷有下列四種受力情況：第一，作用在軸承上的合成徑向負(fù)荷為一定值向量P0，該向量與該軸承的外圈或內(nèi)圈相對靜止，其示意圖見圖6-5(a)；第二，作用在軸承上的是離心力向量P1，該向量與軸承的內(nèi)圈或外圈一起旋轉(zhuǎn)，也可保持相對靜止，如圖6-5(b)所示；第三，是由一個與軸承某套圈相對靜止的定值向量P0和一個較小的向?qū)πD(zhuǎn)的定值向量P1合成的受力狀況，如圖6-5(c)所示；第四，定值向量P0和一個較大的向?qū)πD(zhuǎn)的定值向量P1合成，即P0<P1。由于第四種受力狀況與第三種受力狀況相近，所以只考慮前三種受力情況。見圖6-5。圖6-5滾動軸承受力情況

1)局部負(fù)荷或稱為定向負(fù)荷

這種情況是套圈相對于負(fù)荷方向靜止（這里套圈一定要區(qū)別出內(nèi)、外圈）。當(dāng)徑向負(fù)荷的作用線相對于軸承套圈不旋轉(zhuǎn)，或者套圈相對于徑向負(fù)荷的作用線不旋轉(zhuǎn)時，該徑向負(fù)荷始終作用在套圈滾道的某一局部區(qū)域上，這表示該套圈相對于負(fù)荷方向靜止。內(nèi)圈相對于負(fù)荷方向固定的運轉(zhuǎn)狀態(tài)稱為定向負(fù)荷。外圈相對于負(fù)荷方向固定的運轉(zhuǎn)狀態(tài)也稱為定向負(fù)荷。像減速器轉(zhuǎn)軸兩端的滾動軸承的外圈，汽車、拖拉機車輪輪轂中滾動軸承的內(nèi)圈，都是套圈相對于負(fù)荷方向靜止的實例。

2)循環(huán)負(fù)荷或稱為旋轉(zhuǎn)負(fù)荷

這種情況是套圈相對于負(fù)荷方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)徑向負(fù)荷的作用線相對于軸承套圈旋轉(zhuǎn)，或者套圈相對于徑向負(fù)荷的作用線旋轉(zhuǎn)時，該徑向負(fù)荷就依次作用在套圈整個滾道的各個部位上，這表示該套圈相對于負(fù)荷方向旋轉(zhuǎn)。內(nèi)圈相對于負(fù)荷旋轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)稱為旋轉(zhuǎn)負(fù)荷。外圈相對于負(fù)荷旋轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)也稱為旋轉(zhuǎn)負(fù)荷。像減速器轉(zhuǎn)軸兩端的滾動軸承的內(nèi)圈，汽車、拖拉機車輪輪轂中滾動軸承的外圈，都是套圈相對于負(fù)荷方向旋轉(zhuǎn)的實例。有時為了保證套圈滾道的磨損均勻，相對于負(fù)荷方向固定的套圈與軸頸或外殼孔的配合應(yīng)稍松些，以便在摩擦力矩的帶動下，它們可以作非常緩慢的相對滑動，從而避免套圈滾道局部磨損。相對于負(fù)荷方向旋轉(zhuǎn)的套圈與軸頸或外殼孔的配合應(yīng)配合緊些，以保證它們能固定成一體，避免它們產(chǎn)生相對滑動，從而實現(xiàn)套圈滾道均勻磨損。這樣選擇配合就能提高軸承的使用壽命。

3)擺動負(fù)荷

這種情況是套圈相對于負(fù)荷方向擺動。當(dāng)大小和方向按一定規(guī)律變化的徑向負(fù)荷依次往復(fù)地作用在套圈滾道的一段區(qū)域上時，這表示該套圈相對于負(fù)荷方向擺動?，F(xiàn)在對圖6-5(c)的軸承外圈和軸承內(nèi)圈進行受力分析：由于被研究對象同時受一個定向負(fù)荷P0和一個旋轉(zhuǎn)負(fù)荷P1的作用，故可以O(shè)為力的作用點，畫出以上兩負(fù)荷的向量，見圖6-5(c)的P0和P1，利用力的平行四邊形公理，將旋轉(zhuǎn)到各種位置的向量P0和P1合成，可以證出其合成徑向負(fù)荷向量P的箭頭端點的軌跡為一個圓，該圓的圓心為定向負(fù)荷向量P0的箭頭端點，半徑為旋轉(zhuǎn)負(fù)荷向量P1的長度，過O作該圓的兩條切線，分別與該圓相切與A、B，見圖6-5(c)?？梢娸S承外圈和軸承內(nèi)圈所承受的合成徑向負(fù)荷是在其AB弧上一段局部滾道內(nèi)相對擺動的，此時它們所承受的負(fù)荷稱為擺動負(fù)荷。

根據(jù)前述滾動軸承的受力的三種情況，并且滾動軸承或內(nèi)圈固定，外圈旋轉(zhuǎn)；或外圈固定，內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)。套圈的的負(fù)荷類型如表6-12所示。表6-12套圈的負(fù)荷類型

2.負(fù)荷大小

軸承套圈與軸或軸承座孔配合的過盈量取決于套圈受負(fù)荷的大小。對于向心軸承，GB／T275—93按其徑向當(dāng)量動負(fù)荷P與徑向額定動負(fù)荷Cr的比值，將負(fù)荷狀態(tài)分為輕負(fù)荷、正常負(fù)荷和重負(fù)荷三類，如表6－13所示。

表6－13向心軸承負(fù)荷狀態(tài)的分類

徑向當(dāng)量動負(fù)荷P是在軸承支承的組合設(shè)計中，按合成徑向力作用在軸承上計算出來的，如圖6－6所示。一般來說，把軸承的實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動載荷條件相一致的動載荷(即徑向當(dāng)量動負(fù)荷P)后，在這一載荷作用下，軸承的壽命與實際載荷作用下的壽命相等。

圖6－6軸承支承的受力狀況

向心軸承的徑向額定動負(fù)荷Cr是指基本額定壽命為100000轉(zhuǎn)時所能承受的載荷值，該值可從機械手冊中查出。

軸承在重負(fù)荷作用下時，套圈容易產(chǎn)生變形，這樣會使該套圈與軸頸或外殼孔配合的實際過盈減小而可能引起松動，影響軸承的工作性能。因此，承受輕負(fù)荷、正常負(fù)荷、重負(fù)荷的軸承與軸頸或外殼孔的配合應(yīng)依次越來越緊。

3.軸承的工作條件

軸承工作時，主要應(yīng)考慮軸承的工作溫度以及旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度對配合的影響。

1)工作溫度的影響

軸承運轉(zhuǎn)時，由于摩擦發(fā)熱和其他熱源影響，軸承套圈的溫度經(jīng)常高于與其相結(jié)合的零件的溫度，因此軸承內(nèi)圈因熱膨脹而與軸的配合可能松動，外圈因熱膨脹而與殼體孔的配合可能變緊。所以在選擇配合時，必須考慮溫度的影響，并加以修正。溫度升高，內(nèi)圈選緊，外圈選松。這里所說的緊和松是相對于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的推薦公差帶而言的。

2)旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度的影響

由于機器要求有較高的旋轉(zhuǎn)精度時，相應(yīng)地要選用較高精度等級的軸承，因此，與軸承相配合的軸和殼體孔也要選擇較高精度的標(biāo)準(zhǔn)公差等級。對于承受負(fù)荷較大且要求旋轉(zhuǎn)精度較高的軸承，為了消除彈性變形和振動的影響，應(yīng)該避免采用間隙配合。而對一些精密機床的輕負(fù)荷軸承，為了避免孔和軸的形狀誤差對軸承精度的影響，常采用有間隙的配合。

當(dāng)軸承旋轉(zhuǎn)精度要求較高時，為了消除彈性變形和振動的影響，不僅受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷的套圈與互配件的配合應(yīng)選得緊一些，就是受定向負(fù)荷的套圈也應(yīng)緊一些。

此外，關(guān)于軸承的旋轉(zhuǎn)速度對配合的影響，一般認(rèn)為，軸承的旋轉(zhuǎn)速度愈高，配合應(yīng)該愈緊。

4.軸和外殼孔的結(jié)構(gòu)與材料

(1)剖分式外殼結(jié)構(gòu)應(yīng)比整體式結(jié)構(gòu)選用較松的配合；

(2)薄壁外殼、輕合金外殼或空心軸應(yīng)選用更緊的配合；

(3)重型機械的軸承宜用較松的配合；

(4)滾子軸承的配合應(yīng)比球軸承緊一些；

(5)長軸結(jié)構(gòu)，希望軸承的一個套圈在運轉(zhuǎn)中能沿軸向游動時，應(yīng)選較松的配合。

5.安裝和拆卸軸承的條件

考慮軸承安裝與拆卸方便，宜采用較松的配合，對重型機械用的大型和特大型軸承，這一點尤為重要。當(dāng)要求裝卸方便，而又需緊配時，可采用分離型軸承，或內(nèi)圈帶錐孔、帶緊定套和退卸套的軸承。

除上述條件外，還應(yīng)考慮當(dāng)要求軸承的內(nèi)圈或外圈能沿軸向移動時，該內(nèi)圈與軸或外圈與外殼孔的配合應(yīng)選較松的配合。滾動軸承的尺寸愈大，選取的配合應(yīng)愈緊。

6.4.2軸頸和外殼孔幾何精度的確定

1.孔、軸尺寸公差帶的選用

當(dāng)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的鋼制軸，外殼（箱體）為鑄鋼件或鑄鐵件，軸承的工作溫度不超過100℃時，確定軸頸和外殼孔的公差帶可參考表6－14~表6－17，按照表中條件進行選擇。

表6－14向心軸承和軸配合時軸公差帶代號

表6－15向心軸承和外殼孔配合時孔公差帶代號

表6－16推力軸承和軸配合時軸公差帶代號

表6－17推力軸承和外殼配合時孔公差帶代號

2.孔、軸形位公差和表面粗糙度的選用

為了保證軸承正常運轉(zhuǎn)，除了正確選擇軸承與軸頸和外殼孔的尺寸公差帶以外，還應(yīng)對軸頸和外殼孔的配合表面形位公差及表面粗糙度提出要求。

之所以提出形狀公差要求，是因為軸承套圈為薄壁件，易變形，但其形狀誤差在裝配后靠軸頸和外殼孔的正確形狀可得到矯正。為保證軸承安裝正確，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，軸頸和外殼孔應(yīng)分別采用包容要求，并對軸頸和外殼孔表面提出圓柱度要求，其公差值如表6－18所示。

提出位置公差要求是為了保證軸承工作時有較高的旋轉(zhuǎn)精度，應(yīng)限制與套圈端面接觸的軸肩及外殼孔肩的傾斜，從而避免軸承裝配后滾道位置不正確，旋轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，因此，應(yīng)規(guī)定軸肩和外殼孔肩的端面對基準(zhǔn)軸線的端面圓跳動公差，其公差值如表6－18所示。

軸頸及外殼孔的形位公差的標(biāo)注如圖6－7所示。

表6－18軸和外殼孔的形位公差

圖6－7軸頸及外殼孔的形位公差的標(biāo)注

孔、軸表面存在表面粗糙度，這會使有效過盈量減小，使接觸剛度下降，從而導(dǎo)致支承不良，因此，孔、軸的配合表面還應(yīng)規(guī)定嚴(yán)格的表面粗糙度，其參數(shù)值根據(jù)表6－19所示的條件選用。一般來說，軸頸或外殼孔的表面粗糙度的最低要求為：圓柱表面0.8～1.6，軸肩1.6～3.2。

表6－19配合表面的表面粗糙度

3.滾動軸承與孔、軸結(jié)合的精度設(shè)計舉例

【例6－2】一臺輕型車床的主軸后支承采用單列向心球軸承6208，內(nèi)徑d=40mm，外徑D=80mm，軸承寬度B=18mm，圓角半徑r=2mm，額定動負(fù)荷Cr=25600N。承受徑向當(dāng)量動負(fù)荷P=1800N，工作溫度低于60℃，主軸和箱體均為小批量生產(chǎn)。試確定軸頸和外殼孔的公差代號，畫出公差帶圖，并確定孔、軸的形位公差值和表面粗糙度參數(shù)值，將它們分別標(biāo)注在裝配圖和零件圖上。

解：(1)確定滾動軸承精度等級。車床主軸要求旋轉(zhuǎn)精度高，轉(zhuǎn)速也高，按類比法，后支承選用6級軸承。

(2)確定軸頸和外殼孔的公差代號。

①負(fù)荷類型。首先進行受力分析：機床的主軸后支承主要承受齒輪傳動力、重力和切削力，即相當(dāng)于固