第七章-滾動軸承的互換性

1、Wang chenggang 第第7章章 滾動軸承的互換性滾動軸承的互換性 Wang chenggang 2 本章開始學(xué)習(xí)典型零部件的精度設(shè) 計。主要介紹滾動軸承、鍵、螺紋和圓 柱齒輪。它們的精度設(shè)計實際上是前面 講述的尺寸公差、形位公差和表面粗糙 度的應(yīng)用例子。 Wang chenggang 7.2 滾動軸承的公差等級 7.3 滾動軸承的內(nèi)、外徑公差帶及特點 7.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合 7.1 概述 Wang chenggang 支承支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn)軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn) 軸與支承之間的摩擦和磨損。具有效率高、起動快、軸與支承之間的摩擦和磨損

2、。具有效率高、起動快、 摩擦阻力小、更換簡單、成本低等優(yōu)點。廣泛用于機摩擦阻力小、更換簡單、成本低等優(yōu)點。廣泛用于機 床、汽車、儀器儀表等各種機器部位中的轉(zhuǎn)動支承。床、汽車、儀器儀表等各種機器部位中的轉(zhuǎn)動支承。 7.1 7.1 概述概述 Wang chenggang Wang chenggang 滾動軸承是由專門的滾動軸承廠生產(chǎn)的標滾動軸承是由專門的滾動軸承廠生產(chǎn)的標 準部件，其精度設(shè)計就是根據(jù)滾動軸承的精度準部件，其精度設(shè)計就是根據(jù)滾動軸承的精度 合理確定滾動軸承外圈與相配外殼孔的尺寸精合理確定滾動軸承外圈與相配外殼孔的尺寸精 度，內(nèi)圈與相配軸頸的尺寸精度；滾動軸承與度，內(nèi)圈與相配軸頸的尺寸

3、精度；滾動軸承與 外殼孔和軸頸配合表面的形位精度及表面微觀外殼孔和軸頸配合表面的形位精度及表面微觀 輪廓精度。輪廓精度。 Wang chenggang 2. 種類 圖6.14 圓柱 圓錐 球 按滾動體形狀分 滾子 滾針 向心 徑向力 按負荷方向分 推力 軸向力 向心推力徑、軸向力 1. 組成1外圈,2 內(nèi)圈,3 滾動體,4保持架 外圈外圈 內(nèi)圈內(nèi)圈 滾動體滾動體 保持架保持架 Wang chenggang 推力軸承 圓錐滾子軸承 深溝球軸承 常用軸承 Wang chenggang 7.2 滾動軸承的公差等級 1.1.精度等級精度等級 Wang chenggang 5 2.2.滾動軸承的精度：滾

4、動軸承的精度：（尺寸精度、旋轉(zhuǎn)精度）（尺寸精度、旋轉(zhuǎn)精度） (1)(1)尺寸公差尺寸公差: :指內(nèi)圈的內(nèi)徑、外圈的外徑和寬度尺寸指內(nèi)圈的內(nèi)徑、外圈的外徑和寬度尺寸 的公差。外徑的公差。外徑D D、內(nèi)徑、內(nèi)徑d d、寬度、寬度B B Wang chenggang Wang chenggang 3. 3. 滾動軸承精度等級的選擇滾動軸承精度等級的選擇 (1)(1)選擇原則：選擇原則： 滿足使用要求的前提下，選盡可能低的精度等級滿足使用要求的前提下，選盡可能低的精度等級 1）機器功能對軸承部件的旋轉(zhuǎn)精度要求；）機器功能對軸承部件的旋轉(zhuǎn)精度要求； 2）機器工作轉(zhuǎn)速的要求。）機器工作轉(zhuǎn)速的要求。 （2

5、2）選擇依據(jù)：選擇依據(jù)： (2)(2)旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度: :指內(nèi)、外圈的徑向跳動、端面跳動及滾道指內(nèi)、外圈的徑向跳動、端面跳動及滾道 的側(cè)向搖擺。的側(cè)向搖擺。 (3)(3)合適的徑向游隙和軸向游隙合適的徑向游隙和軸向游隙 Wang chenggang 0級：在機械制造業(yè)中應(yīng)用最廣，稱為普通級，用級：在機械制造業(yè)中應(yīng)用最廣，稱為普通級，用 于旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機構(gòu)。如減速器、水泵、于旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機構(gòu)。如減速器、水泵、 壓縮機等旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。壓縮機等旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。 6（6X）、）、5、4級：用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求較高級：用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求較高 的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，如普通機床、磨床的主軸軸承；普通

6、車的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，如普通機床、磨床的主軸軸承；普通車 床主軸的前軸承采用床主軸的前軸承采用5 5級軸承，后軸承采用級軸承，后軸承采用6 6級軸承級軸承。 2級：用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求特別高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)級：用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求特別高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu) 。如精密坐標鏜床、高精度儀器主軸等軸承。如精密坐標鏜床、高精度儀器主軸等軸承。 Wang chenggang 1.1.配合的特點配合的特點（基準制）（基準制） 內(nèi)圈與軸徑內(nèi)圈與軸徑: :基孔制基孔制 外圈與殼體孔外圈與殼體孔: :基軸制基軸制 7.3 滾動軸承內(nèi)、外徑公差帶及特點 滾動軸承與孔、軸結(jié)合的特點 (1)標準部件：是配合的基準件 (2)易損件： 因需

7、常拆卸，故一般選較松的過盈配 合或過渡配合 (3)薄壁件： 因易變形，故配合尺寸為平均尺寸 Wang chenggang 2. 2.內(nèi)、外徑公差帶特點內(nèi)、外徑公差帶特點 任何尺寸的公差帶由兩個因素決定任何尺寸的公差帶由兩個因素決定： 公差帶的公差帶的大小大小和公差帶的和公差帶的位置位置。滾動軸承。滾動軸承 的公差帶也不例外。的公差帶也不例外。 軸承內(nèi)、外徑公差帶的特點是軸承內(nèi)、外徑公差帶的特點是： 所有公差帶都單向偏置在零線下方，即上所有公差帶都單向偏置在零線下方，即上 偏差為零，下偏差為負值。均呈現(xiàn)單向分布的偏差為零，下偏差為負值。均呈現(xiàn)單向分布的 特點。特點。 Wang chenggang

8、 0 6 54 2 06 5 42 + 0 - + 0 - D d 軸承外徑Dmp 的公差帶 軸承內(nèi)徑dmp的公差帶 內(nèi)、外徑公差帶內(nèi)、外徑公差帶 Dmp的公差帶與一般基軸制公差帶類似，位于以公稱外 徑D為零線的下方。即上偏差為“0”，下偏差為“”， 但公差值不同但公差值不同。 dmp的公差帶與一般基孔制公差帶不同，位于以公稱內(nèi) 徑d為零線的下方。即上偏差為“0”，下偏差為“”， 這與一般基孔制公差帶相反這與一般基孔制公差帶相反。 Wang chenggang 0 G7G7 H8H8 H7H7 H6H6 J7J7J Js s7 7 J6J6J J s s6 6 K6K6 K7K7 M6M6 M

9、7M7 N7N7 P6P6 + - N6N6 P7P7 間隙間隙 過盈過盈 1.1.殼體孔的尺寸公差帶殼體孔的尺寸公差帶 7.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合 間隙、過渡或過盈間隙、過渡或過盈 D Wang chenggang 過盈過盈 2.2.軸的尺寸公差帶軸的尺寸公差帶 + - g6g6 r6r6 g5g5 h8h8h7h7h6h6h5h5 j js s5 5j5 j5 j js s6 6j6 j6k5 k5k6 k6m5 m5m6 m6n6 n6p6 p6 0 過渡或過盈過渡或過盈 d Wang chenggang 軸承內(nèi)圈與軸頸配合性質(zhì)：軸承內(nèi)圈與軸頸配合性質(zhì)：雖然是基孔制，由 于軸承內(nèi)

10、圈公差帶在零線以下，所以同一個軸公差帶 （如）與軸承內(nèi)徑形成的配合，要比它與一般基 孔制形成的配合（如H65）緊得多。 有的由間隙配合變?yōu)檫^渡配合，有的由過渡配合變?yōu)?過盈配合。 H6 Wang chenggang Wang chenggang Fr 3.3.軸承配合的選擇軸承配合的選擇 （1 1）負荷的類型）負荷的類型 1 1）固定負荷）固定負荷 作用于軸承上的合成徑向負荷與套圈相對靜止，作用于軸承上的合成徑向負荷與套圈相對靜止， 負荷方向始終不變地作用在套圈滾道的局部區(qū)域上負荷方向始終不變地作用在套圈滾道的局部區(qū)域上 外圈外圈 固定負荷固定負荷 在套圈滾道間的摩擦力矩的作用下，在套圈滾道間

11、的摩擦力矩的作用下， 套圈產(chǎn)生少許轉(zhuǎn)動，使套圈的受力相對套圈產(chǎn)生少許轉(zhuǎn)動，使套圈的受力相對 均勻，延長使用壽命。均勻，延長使用壽命。 小過渡或小間隙小過渡或小間隙 固定（局部）負荷；固定（局部）負荷； 三種類型：旋轉(zhuǎn)（循環(huán)）負荷；三種類型：旋轉(zhuǎn)（循環(huán)）負荷； 擺動負荷。擺動負荷。 Wang chenggang 2 2）旋轉(zhuǎn)負荷）旋轉(zhuǎn)負荷 作用于軸承上的合成徑向負荷與套圈相對旋轉(zhuǎn)，作用于軸承上的合成徑向負荷與套圈相對旋轉(zhuǎn)， 合成徑向負荷順次地作用在套圈的整個圓周上。合成徑向負荷順次地作用在套圈的整個圓周上。 內(nèi)圈內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)負荷旋轉(zhuǎn)負荷 Fr 大過渡或小過盈配合大過渡或小過盈配合 防止套圈在結(jié)合件配

12、合面上防止套圈在結(jié)合件配合面上 打滑，引起配合表面的發(fā)熱、磨打滑，引起配合表面的發(fā)熱、磨 損。損。 Wang chenggang 3 3）擺動負荷）擺動負荷 作用于軸承上的合成徑向負荷與所承載的套圈在一作用于軸承上的合成徑向負荷與所承載的套圈在一 定區(qū)域內(nèi)相對擺動，合成徑向負荷向量經(jīng)常變動地作用定區(qū)域內(nèi)相對擺動，合成徑向負荷向量經(jīng)常變動地作用 在套圈滾道的部分圓周上。在套圈滾道的部分圓周上。 外圈外圈 擺動負荷擺動負荷 Fi FrR R 與循環(huán)負荷的配合相同或稍松一點與循環(huán)負荷的配合相同或稍松一點 承受沖擊或重負荷的套圈，承受沖擊或重負荷的套圈， 選較緊的配合；選較緊的配合； 承受輕負荷的套圈

13、，選擇較承受輕負荷的套圈，選擇較 松的配合。松的配合。 Wang chenggang 徑向負荷與套圈 的相對關(guān)系負荷的類型配合的選擇 相對靜止 固定負荷 選松一些的配合，如較松的過 渡配合或間隙較小的間隙配合 相對旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)負荷 選緊一些的配合，如過盈配合 或較緊的過渡配合 相對于套圈在 有限范圍內(nèi)擺動擺動負荷等同旋轉(zhuǎn)負荷或略松一點 Wang chenggang （2 2）負荷的大?。┴摵傻拇笮?負荷類型負荷類型 輕負荷輕負荷 正常負荷正常負荷 重負荷重負荷 PrPr值的大小值的大小 Pr0.07CrPr0.07Cr 0.07Cr0.07CrPr0.15 CrPr0.15 Cr PrPr0.1

14、5Cr0.15Cr GB/T275-1993規(guī)定，向心軸承負荷的大小按徑向當(dāng)規(guī)定，向心軸承負荷的大小按徑向當(dāng) 量負荷量負荷Pr與額定負荷與額定負荷Cr的比值分：輕負荷、正常負荷的比值分：輕負荷、正常負荷 和重負荷。和重負荷。 Cr：軸承的：軸承的 額定壽命為額定壽命為 106轉(zhuǎn)時軸承轉(zhuǎn)時軸承 所能承受的所能承受的 最大載荷。最大載荷。 承受沖擊或重負荷的套圈，選較緊的配合；承承受沖擊或重負荷的套圈，選較緊的配合；承 受輕負荷的套圈，選擇較松的配合。受輕負荷的套圈，選擇較松的配合。 Wang chenggang 1）軸承的旋轉(zhuǎn)精度與旋轉(zhuǎn)速度軸承的旋轉(zhuǎn)精度與旋轉(zhuǎn)速度 當(dāng)軸承的旋轉(zhuǎn)精度要求較高時，應(yīng)

15、選用較高精度等當(dāng)軸承的旋轉(zhuǎn)精度要求較高時，應(yīng)選用較高精度等 級的軸承以及較高等級的軸頸、殼體孔公差；級的軸承以及較高等級的軸頸、殼體孔公差； 對負荷較大而且旋轉(zhuǎn)精度要求較高的軸承，為消對負荷較大而且旋轉(zhuǎn)精度要求較高的軸承，為消 除彈性變形和振動的影響，旋轉(zhuǎn)套圈應(yīng)避免采用間隙除彈性變形和振動的影響，旋轉(zhuǎn)套圈應(yīng)避免采用間隙 配合，但也不宜太緊；配合，但也不宜太緊； （3 3）其它因素）其它因素 Wang chenggang 對負荷較小，用于精密機床的高精度軸承，為避對負荷較小，用于精密機床的高精度軸承，為避 免相配孔、軸形狀誤差對旋轉(zhuǎn)精度的影響，無論旋轉(zhuǎn)免相配孔、軸形狀誤差對旋轉(zhuǎn)精度的影響，無論旋

16、轉(zhuǎn) 套圈或非旋轉(zhuǎn)套圈，與軸或孔的配合都希望有較小間套圈或非旋轉(zhuǎn)套圈，與軸或孔的配合都希望有較小間 隙；隙； 其它條件相同的情況下，軸承的旋轉(zhuǎn)精度愈高，其它條件相同的情況下，軸承的旋轉(zhuǎn)精度愈高， 轉(zhuǎn)速愈高，選用配合也應(yīng)愈緊。轉(zhuǎn)速愈高，選用配合也應(yīng)愈緊。 Wang chenggang 2）軸承組件的軸向游動軸承組件的軸向游動 軸承外圈大多不旋轉(zhuǎn)，軸承外圈大多不旋轉(zhuǎn)， 不要求太緊的配合；不要求太緊的配合； 有些場合下工作溫度有些場合下工作溫度 較高，使軸受熱伸長，較高，使軸受熱伸長， 軸兩端軸承中至少軸兩端軸承中至少 有一端是游動支承，有一端是游動支承， 因而把配合選得稍松因而把配合選得稍松 一點，

17、使之能補償軸一點，使之能補償軸 的熱變形，可防止軸的熱變形，可防止軸 的彎曲或卡死。的彎曲或卡死。 Wang chenggang 3）工作溫度的影響：）工作溫度的影響： 內(nèi)圈溫度上升使之與軸配合變松。外圈溫度上升使之與內(nèi)圈溫度上升使之與軸配合變松。外圈溫度上升使之與 殼體配合變緊。從而影響軸承的游隙。選用配合時，若軸殼體配合變緊。從而影響軸承的游隙。選用配合時，若軸 承工作溫度較高，應(yīng)對配合適當(dāng)修正。軸與軸承內(nèi)圈配合承工作溫度較高，應(yīng)對配合適當(dāng)修正。軸與軸承內(nèi)圈配合 緊些、殼體松些緊些、殼體松些。 4） 軸承基本尺寸軸承基本尺寸 軸承基本尺寸越大，則軸承基本尺寸越大，則 過盈配合的過盈量越大；

18、過盈配合的過盈量越大； 間隙配合的間隙量越大。間隙配合的間隙量越大。 Wang chenggang 剖分式的軸承座與軸承外圈的配合不宜太緊，避剖分式的軸承座與軸承外圈的配合不宜太緊，避 免軸承座孔的形狀誤差引起軸承外圈不正常的變形。免軸承座孔的形狀誤差引起軸承外圈不正常的變形。 5）軸與軸承座孔的結(jié)構(gòu)和材料）軸與軸承座孔的結(jié)構(gòu)和材料 薄壁殼或空心軸與軸承套圈的配合應(yīng)比厚壁殼或薄壁殼或空心軸與軸承套圈的配合應(yīng)比厚壁殼或 實心軸與軸承套圈的配合緊一些，以保證足夠的聯(lián)接實心軸與軸承套圈的配合緊一些，以保證足夠的聯(lián)接 強度。強度。 輕合金外殼與軸承外圈的配合，應(yīng)比鑄鐵外殼與輕合金外殼與軸承外圈的配合，

19、應(yīng)比鑄鐵外殼與 軸承外圈的配合緊一些，也是為了保證聯(lián)接強度。軸承外圈的配合緊一些，也是為了保證聯(lián)接強度。 Wang chenggang 6）安）安裝與拆卸要求裝與拆卸要求 考慮軸承安裝與拆卸的方便，宜采用較松的配考慮軸承安裝與拆卸的方便，宜采用較松的配 合；對重型機械用的大型和特大型軸承，這點尤為合；對重型機械用的大型和特大型軸承，這點尤為 重要。重要。 又要求安、拆方便，又要求配合緊時又要求安、拆方便，又要求配合緊時 i采用分離軸承；采用分離軸承； ii內(nèi)圈帶錐孔、帶緊定套和退卸套的軸承；內(nèi)圈帶錐孔、帶緊定套和退卸套的軸承； iii剖分軸承座；剖分軸承座； Wang chenggang r6

20、r6 g6g6g5 g5 h8h8h7h7h6h6h5h5 j js s5 5j5 j5 j js s6 6j6 j6k5 k5k6 k6m5 m5m6 m6n6 n6p6 p6 過渡或過盈過渡或過盈過盈過盈 0 + - 固定負荷固定負荷 旋轉(zhuǎn)負荷旋轉(zhuǎn)負荷 1）軸的公差帶選用）軸的公差帶選用 (4)(4)公差帶的選用公差帶的選用 Wang chenggang G G7 7 H H8 8 H H7 7 H H6 6J J7 7J Js s7 7J J6 6 J Js s6 6 K K6 6 K K7 7 M M6 6 M M7 7N N6 6N N7 7 P P6 6P P7 7 0 + - 固

21、定負荷固定負荷 旋轉(zhuǎn)負荷旋轉(zhuǎn)負荷 2 2）孔的公差帶選用）孔的公差帶選用 Wang chenggang 4 4幾何公差及表面粗糙度的確定幾何公差及表面粗糙度的確定 為了保證軸承的正常運轉(zhuǎn)，除了正確地選擇軸承與為了保證軸承的正常運轉(zhuǎn)，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(yīng)對軸頸和箱體軸頸及箱體孔的公差等級及配合外，還應(yīng)對軸頸和箱體 孔的幾何公差及表面粗糙度提出要求。孔的幾何公差及表面粗糙度提出要求。 形狀公差形狀公差：主要是軸頸和箱體孔的表面主要是軸頸和箱體孔的表面圓柱度要求。圓柱度要求。 位置公差位置公差：主要是軸肩端面和箱體孔肩端面的主要是軸肩端面和箱體孔肩端面的跳動公差

22、跳動公差。 表面粗糙度表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影響著配合質(zhì)量和表面粗糙度值的高低直接影響著配合質(zhì)量和 連接強度，因此，凡是連接強度，因此，凡是與軸承內(nèi)、外圈配合的表面及端與軸承內(nèi)、外圈配合的表面及端 面面通常都對表面粗糙度提出較高的要求。通常都對表面粗糙度提出較高的要求。 Wang chenggang 5. 5. 滾動軸承配合選用示例及圖樣標注滾動軸承配合選用示例及圖樣標注 （1）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。 55j6 100H7 Wang chenggang （2）在零件圖上的標注： A、尺寸公差 B、形狀公差 C、位置公差 D、表面粗糙度 100H7（ ） +0.035 0 A 0.015 A 0.06 1.6 2 +0.012 55j6（ ） -0.007 0.04 0.01 A A 0.63 1.25 Wang chenggang 例某一級齒輪減速器的小齒輪軸，由6級單列向心 軸承