滾動軸承的公差與配合(新).ppt

1、互換性與技術(shù)測量,滾動軸承的公差與配合,本章節(jié)主要內(nèi)容,第6章 滾動軸承的公差與配合 6.1概述-滾動軸承互換性的特點 6.2滾動軸承的公差等級 6.3滾動軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶及其特點 6.4滾動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇 6.4.1 軸和殼體孔的尺寸公差帶 6.4.2 軸承配合的選擇,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,學(xué) 習(xí) 指 導(dǎo),本章學(xué)習(xí)目的是掌握滾動軸承的公差與配合標準，為合理選用滾動軸承的配合打下基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)要求是根據(jù)滾動軸承作為標準件的特點，理解滾動軸承內(nèi)圈與軸頸采用基孔制配合、外圈與外殼孔采用基軸制配合的依據(jù)。根據(jù)滾動軸承的使用要求理解滾動軸承旋轉(zhuǎn)精度和游隙的概

2、念。了解滾動軸承的公差等級由軸承的尺寸公差和旋轉(zhuǎn)精度決定。掌握滾動軸承公差等級的劃分，了解各個公差等級的滾動軸承的應(yīng)用。掌握滾動軸承內(nèi)、外圈公差帶的特點。了解與滾動軸承配合的軸頸及外殼孔的常用公差帶。初步掌握如何選用滾動軸承與軸頸及外殼孔的配合。學(xué)會軸頸及外殼孔形位公差與表面粗糙度高度參數(shù)及其數(shù)值的選用。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.1 概述,滾動軸承是機器上廣泛應(yīng)用的一種作為傳動支承的標準化部件。由專業(yè)工廠生產(chǎn)。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,作為一種傳動支承部件，它既可用于支承旋轉(zhuǎn)的軸，又可減少軸與支承部件之間的摩擦力，廣泛地用于機械傳動中。 滾動

3、軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架（隔離圈）組成。 滾動軸承的內(nèi)徑d和外徑D是配合的公稱尺寸。,6.1 概述,軸承分類 滑動軸承（銅軸瓦） 滾動軸承： 按滾動體結(jié)構(gòu)：球形、圓柱、圓錐、鼓形、針形 按承受載荷形式：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承 向心軸承(徑向軸承)：主要承受徑向負荷，較高轉(zhuǎn)速 向心推力軸承：同時承受徑向負荷和較大軸向負荷 推力軸承:只承受軸向負荷，不能承受徑向負荷，由于高速離心力作用，故不宜支承高速軸。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,滾動軸承分類圖例,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,a) 向心軸承 b) 圓錐滾子軸承 c) 角接觸球軸承 d)

4、推力軸承,6.1 概述,滾動軸承安裝形式： 外圈與箱體上的軸承座配合，內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)的軸頸配合。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,通常外圈固定不動因而外圈與軸承座為過盈配合；內(nèi)圈隨軸一起旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈與軸也為過盈配合。 考慮到運動過程中軸會受熱變形延伸，一端軸承應(yīng)能夠作軸向調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)好后應(yīng)軸向鎖緊。,6.1 概述,滾動軸承內(nèi)圈d與軸頸配合(基孔制)外圈D與外殼體孔徑配合(基軸制)，采用完全互換；而滾子與滾道直徑之間，因裝配精度高，加工困難常用分組裝配法為不完全互換，其工作性能取決于軸承本身的制造精度，與軸頸及殼體孔配合性質(zhì)及其尺寸精度，形位公差和表面粗糙度等因素。 滾動軸承的國家標準不僅

5、規(guī)定了滾動軸承本身的尺寸公差、旋轉(zhuǎn)精度（跳動公差等）、測量方法（GB/T 307.1307.2-2005），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(GB /T 275-1993)。 2005年制訂了滾動軸承的公差與配合的新的國家標準GB/T 307-2005。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.1 概述,滾動軸承的精度由其尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度決定。 滾動軸承的基本尺寸精度為： 軸承內(nèi)、外徑d,D制造精度 軸承內(nèi)、外圈寬度B、C制造精度 圓錐滾柱軸承裝配高T的精度等 滾動軸承的旋轉(zhuǎn)精度： 成套軸承內(nèi)、外圈徑向跳動（Kia,Kea） 成套軸承內(nèi)、外圈軸

6、向跳動（Sia,Sea） 內(nèi)圈端面對內(nèi)孔的垂直度（Sd） 外圈外表面對端面的垂直度（SD）,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.1 概述,滾動軸承的結(jié)構(gòu)特點: 滾動軸承是一種標準件； 有內(nèi)外兩種互換性； 滾動軸承的精度要求很高。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.2 滾動軸承的公差等級,滾動軸承按其內(nèi)外圈基本尺寸的尺寸公差和旋轉(zhuǎn)精度分為五級：其名稱和代號由低到高分別為： 老國標：G、E、D、C、B五個精度等級，精度由低至高（GB 307.3-1984)。 新國標：普通級/P0、高級/P6（6x）、精密級/P5、超精密級/P4及最精密級/P2(GB/T 307.

7、3-2005)。即0、6、5、4、2五級。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。 國標 GB/T 307.3-2005滾動軸承 通用技術(shù)規(guī)則： 向心軸承公差等級分為0、6、5、4、2五級 圓錐滾子軸承公差等級分為0、6x、5、4、2五級 推力軸承的公差等級分為0、6、5、4四級,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.2 滾動軸承的公差等級,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.2 滾動軸承的公差等級,滾動軸承精度等級的選擇： 機器功能對軸承部件的旋轉(zhuǎn)精度要求。一般這樣選取： 0級：用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機構(gòu)中 6、5、4級：用于旋轉(zhuǎn)精度要求較高或

8、轉(zhuǎn)速較高的機構(gòu)中 2級：用于高精度、高轉(zhuǎn)速的特別精密部件上 轉(zhuǎn)速的高低：轉(zhuǎn)速高時，由于與軸承配合的旋轉(zhuǎn)軸或孔可能隨軸承的跳動而跳動，勢必造成旋轉(zhuǎn)的不平穩(wěn)，產(chǎn)生振動和噪音。因此，轉(zhuǎn)速高時，應(yīng)選用精度高的軸承。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.3 滾動軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶及其特點,由于軸承內(nèi)、外圈均為薄壁結(jié)構(gòu)，精度要求高，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。 為保證軸承的制造精度和軸承與結(jié)合件的配合性質(zhì)，國標 GB/T 4199-2003滾動軸承公差定義對滾動軸承的尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度提出了很多很高要求，特別是對尺寸精度規(guī)定了兩種尺寸公差

9、和兩種形狀公差。目的是控制軸承的變形程度，以及軸承與軸和殼體孔配合的尺寸精度。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.3 滾動軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶及其特點,尺寸精度定義：1.軸承單一內(nèi)徑和外徑：ds與Ds2.軸承單一內(nèi)徑和外徑偏差：ds，Ds 3.單一平面平均內(nèi)徑：在軸承內(nèi)圈任一橫截面內(nèi)測得的內(nèi)圈內(nèi)徑的最大與最小直徑的平均值，用dmp表示。 dmp=（dsmax+dsmin）/2 dsmax、dsmin為加工后測得的最大、最小單一內(nèi)徑。4.單一平面平均外徑：在軸承外圈任一橫截面內(nèi)測得的外圈外徑的最大與最小直徑的平均值，用Dmp表示。 Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2 Ds

10、max、Dsmin為加工后測得的最大、最小單一外徑。5.單一平面平均內(nèi)徑偏差：單一平面平均內(nèi)徑與公稱直徑（用d表示）的差，用dmp表示。6.單一平面平均外徑偏差：單一平面平均外徑與公稱直徑（用D表示）的差，用Dmp表示。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.3 滾動軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶及其特點,兩種尺寸公差： 軸承單一內(nèi)徑與外徑偏差（ds，Ds），用于控制同一軸承的單一內(nèi)徑、外徑偏差。 軸承單一平面平均內(nèi)徑與外徑偏差（dmp，Dmp）。用于控制軸承與軸和外殼孔裝配后的配合尺寸偏差。 兩種形狀公差： 軸承單一平面內(nèi)徑、外徑變動量（Vds，VDs），用于控制軸承單一平面內(nèi)徑、外徑

11、圓度誤差。 軸承平均內(nèi)徑、外徑變動量（Vdmp，VDmp），用于控制軸承與軸和殼體孔裝配后，在配合面上的圓柱度誤差。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.3 滾動軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶及其特點,B、C是滾動軸承內(nèi)圈、外圈寬度的公稱尺寸。 軸承內(nèi)圈、外圈單一寬度偏差（Bs，Cs），用于控制軸承內(nèi)圈、外圈寬度的實際偏差 軸承內(nèi)圈、外圈寬度的變動量（VBs，VCs），用于控制軸承內(nèi)圈、外圈寬度方向的形位誤差 滾動軸承的旋轉(zhuǎn)精度： 成套軸承內(nèi)、外圈徑向跳動（Kia,Kea） 成套軸承內(nèi)、外圈軸向跳動（Sia,Sea） 內(nèi)圈端面對內(nèi)孔的垂直度（Sd） 外圈外表面對端面的垂直度（SD）,第

12、6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,部分向心軸承dmp和Dmp的極限值,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.3 滾動軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶及其特點,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，其公差帶如下圖所示：,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.3 滾動軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶及其特點,滾動軸承外圈D與外殼體孔徑配合采用基軸制，外圈隨外殼體一起固定不動因而外圈與軸承座為過盈配合；內(nèi)圈d與軸頸配合采用基孔制，內(nèi)圈隨軸一起旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈與軸也為過盈配合。 軸承內(nèi)、外徑公差帶的特點：所有公差帶都單向偏置在零線下方，即上偏

13、差為0，下偏差為負值。 對于一般孔軸配合： 基軸制：上偏差為0，下偏差為負； 基孔制：上偏差為正，下偏差為0。 為什么滾動軸承的基軸制和基孔制的公差帶都單向偏置在零線下方？,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,基孔制配合動畫,互換性與技術(shù)測量,基軸制配合動畫,互換性與技術(shù)測量,基 軸 制,6.3 滾動軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶及其特點,滾動軸承外圈與孔座按基軸制進行過盈配合，通常兩者之間不要求太緊，故與一般圓柱體基軸制相同，上偏差為0，下偏差為負。由于軸承精度要求很高，其公差值相對略小一些。 滾動軸承內(nèi)圈與軸同步運轉(zhuǎn)，為承受一點外力矩，并防止兩者之間發(fā)生相對運動而導(dǎo)致結(jié)合面磨損，二者應(yīng)

14、為過盈配合，但內(nèi)圈為薄壁件，易彈性變形，過盈量不宜過大（隨時裝換），如按一般基孔制將內(nèi)孔公差帶分布0線上側(cè)，當用過盈配合時，所得過盈量過大；改用過渡配合，又可能出現(xiàn)間隙，不能保證具有一定過盈，若采用非標準配合，又因是標準件而違反標準化與互換原則，為此滾動軸承國標將dmp公差帶分布在零線下側(cè)，此時當與一般過渡配合軸相配時，不但能保證獲得不大的過盈，又不會出現(xiàn)間隙，從而滿足了軸承內(nèi)孔與軸配合的要求，同時又可按標準偏差加工軸。因此，標準規(guī)定：內(nèi)圈與軸按基孔制進行過盈配合，但其公差帶位置與其一般圓柱基孔制相反；上偏差為0，下偏差為負。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,滾動軸承軸承公差帶

15、標注示例：,已知軸承的基本尺寸如圖所示。根據(jù)實際工況采用 /P6級（相當于E級）向心軸承，試畫出軸承孔軸公差帶并標注有關(guān)尺寸（查表）。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇,國標GB 275-84-滾動軸承與軸和外殼的配合中規(guī)定了與滾動軸承內(nèi)、外圈相配合的軸和殼體孔的尺寸公差帶、形位公差、表面粗糙度以及配合選用的基本原則。（新標準：GB/T 275-1993） 考慮配合制時，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(zhì)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(nèi)圈相配合的軸采用基孔制。

16、 與內(nèi)圈相配的軸以及與外圈相配孔的公差帶可根據(jù)實際松緊程度不同的配合從GB 1801-1999-極限與配合 尺寸至500mm孔、軸公差帶與配合中選取。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.4.1 軸和殼體孔的尺寸公差帶,6.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇,內(nèi)圈為基孔制，但由于其內(nèi)徑dmp公差帶在零線以下，而國際標準中基孔制孔公差帶在0線之上，所以同一軸公差帶（如K5）與內(nèi)圈形成配合比一般基孔制同名配合要緊得多（如H6/K5），一些過渡配合也變成過 盈配合，間隙配合變成了過渡配合。 外圈與殼體孔應(yīng)為基軸制，Dm公差帶位置也與基軸制相同，但dmp公差值是特殊規(guī)定的，所以同一

17、孔公差帶（如K7）與外圈形成配合與國標一般基軸制同名配合（如K7/h6）也不完全相同。 國標GB 275-1993-滾動軸承與軸和外殼的配合推薦了與各級滾動軸承相配合的軸和殼體孔的公差帶。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.4.1 軸和殼體孔的尺寸公差帶,滾動軸承與軸配合常用公差帶,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,滾動軸承與殼體孔配合常用公差帶,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,軸承外徑公差,6.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇,軸承配合性質(zhì)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(zhì)的依據(jù)是：軸承內(nèi)外圈所受的

18、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。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.4.2 軸承配合的選擇,6.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇,1、負載類型： 局部（定向）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)（旋轉(zhuǎn)）負載：作用于軸承上的合成徑向負載與套圈相對旋轉(zhuǎn)，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(nèi)相對擺動，即合成徑向負載經(jīng)常變動地作用在

19、套圈滾道的小于180的部分圓周上。通常內(nèi)、外圈都采用過盈配合。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.4.2 軸承配合的選擇,6.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.4.2 軸承配合的選擇,6.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇,2、負載的大小： 套圈與軸或殼體孔配合最小過盈取決于負荷的大小。 輕負載：P0.07C （P為軸承徑向負載） 正常負載：0.07CP0.15C 重負載： P0.15C其中：C為軸承額定負載，數(shù)據(jù)可從有關(guān)手冊查找 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。所以受重負載時配合

20、應(yīng)緊些，受輕負載時配合應(yīng)松些。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.4.2 軸承配合的選擇,6.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇,當滾動軸承內(nèi)圈受循環(huán)負荷時，與軸最小過盈量可根據(jù)下列公式計算得到：其中：R軸承承受的最大徑向負載（單位：KN）K與軸承系列有關(guān)的系數(shù)，輕系列 K=2.8， 中系列 K=2.3 重系列 K=2；B內(nèi)圈配合寬度 (b = B - 2r, B-軸承寬度， r-內(nèi)圈倒角)（單位：m）,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.4.2 軸承配合的選擇,6.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇,當滾動軸承內(nèi)圈受循環(huán)負荷時，為避免套圈破裂，應(yīng)按套

21、圈許用應(yīng)力計算最大過盈：其中：p允許的拉應(yīng)力。（單位：105Pa） 軸承鋼的拉應(yīng)力p400 105Pa K與軸承系列有關(guān)的系數(shù)，輕系列 K=2.8， 中系列 K=2.3 重系列 K=2； d軸承內(nèi)圈內(nèi)徑。（單位：m）,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.4.2 軸承配合的選擇,6.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇,3、軸承游隙： 軸承游隙是指徑向游隙。國標GB/T 4604-1993 滾動軸承徑向游隙規(guī)定了徑向游隙分為五組：第2組、基本組、第3組、第4組和第5組。 游隙大小對軸承的影響較大，選用游隙要適度（如果游隙過大，不僅使軸發(fā)生軸向和徑向跳動，還會使軸承產(chǎn)生振動和噪聲

22、；如果游隙過小，影響軸承壽命）。 一般選用基本組游隙軸承，都可保證適度的游隙。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.4.2 軸承配合的選擇,6.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇,4、其它因素： 負荷大，有較高旋轉(zhuǎn)精度要求，消除彈性變形與振動應(yīng)避免采用間隙配合； 輕負荷精密要求：消除孔軸形狀誤差采用小間隙。 滾動軸承尺寸愈大，配合應(yīng)緊； 空心軸、薄壁殼體、輕合金殼體比實心、厚壁、鋼或鑄鐵孔配合要緊； 剖分式殼體比整體要松，重型機械、配合應(yīng)松，內(nèi)圈或外圈沿軸向游走，配合較松，以免應(yīng)力集中。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.4.2 軸承配合的選擇,6.4 滾

23、動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇,5、工作溫度 ： 軸承旋轉(zhuǎn)時，套圈溫度經(jīng)常高于相鄰零件的溫度。軸承的內(nèi)圈可能因熱脹而使配合變松；外圈會因熱脹而使配合變緊。選擇配合時應(yīng)考慮溫度的影響。 滾動軸承工作溫度一般低于100C，在高溫工作的軸承應(yīng)將所選擇的配合進行修正。 6、旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度： 當對軸承有較高旋轉(zhuǎn)精度要求時，為消除彈性變形和振動的影響，應(yīng)避免采用帶間隙配合，但也不能太緊。軸承轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)選用愈緊的配合。具體選用時參見相關(guān)手冊。,第6章 滾動軸承的公差與配合,互換性與技術(shù)測量,6.4.2 軸承配合的選擇,6.4 滾動軸承與軸和殼體孔的配合及其選擇,7、形位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軸頸及箱