1、第7章 滾動(dòng)軸承的互換性 湖南大學(xué)出版社湖南大學(xué)出版社 教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容 7.1 概述 7.2 滾動(dòng)軸承的精度及其應(yīng)用 7.3 與滾動(dòng)軸承配合的孔、軸公差帶及選用原則 7.4 孔、軸配合表面的粗糙度與形位公差 本章重難點(diǎn)本章重難點(diǎn) 本章重點(diǎn)：滾動(dòng)軸承的精度指標(biāo)、公差與配合特點(diǎn)、選用及標(biāo)準(zhǔn)。 本章難點(diǎn)：與滾動(dòng)軸承配合的孔、軸公差帶的正確選用。 7 7. .1 1 概述概述 滾動(dòng)軸承的組成 2.內(nèi)圈 1.外圈 4.保持架 3.滾動(dòng)體 內(nèi)圈與軸頸裝配 外圈與外殼孔裝配 滾動(dòng)體是承載并使軸承 形成滾動(dòng)摩擦的元件， 它們的尺寸、形狀和 數(shù)量由承載能力和載荷 方向等因素決定。 保持架是一組隔離元件， 其作

2、用是將軸承內(nèi)一組滾 動(dòng)體均勻分開，使每個(gè)滾 動(dòng)體均勻地輪流承受相等 的載荷，并保持滾動(dòng)體在 軸承內(nèi)、外滾道間正常滾 動(dòng)。 滾動(dòng)軸承的分類 按滾動(dòng)體分 球軸承 滾子軸承 滾針軸承 7 7. .1 1 概述概述 7 7. .1 1 概述概述 滾動(dòng)軸承的分類 按承受載荷型式分 向心軸承 推力軸承 向心推力軸承 滾動(dòng)軸承的外徑D和內(nèi)徑d為軸承公稱尺寸分別與外殼孔 與軸頸配合。 滾動(dòng)軸承與外殼孔及軸頸的配 合屬于光滑圓柱體配合,其互換性為 完全互換;而內(nèi)、外滾道與滾動(dòng)體的 裝配一般采用分組互換，其互換性 為不完全互換。 7 7. .1 1 概述概述 7 7. .2 2 滾動(dòng)軸承的精度及其應(yīng)用滾動(dòng)軸承的精

3、度及其應(yīng)用 滾動(dòng)軸承的等級（按GB/T307.31996分） 0（G）級6（E）級 2（B）級 5（D）級4（C）級 精 度 最 低 精 度 最 高 7 7. .2 2 滾動(dòng)軸承的精度及其應(yīng)用滾動(dòng)軸承的精度及其應(yīng)用 滾動(dòng)軸承的外形尺寸公差是指外徑D、 內(nèi)徑d、寬度B的尺寸公差。滾動(dòng)軸承的旋 轉(zhuǎn)精度是指軸承內(nèi)、外圈作相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的 跳動(dòng)程度，包括成套軸承內(nèi)、外圈的徑向 圓跳動(dòng)，軸承內(nèi)、外圈對滾道的跳動(dòng)，內(nèi) 圈端面對內(nèi)圈的跳動(dòng)等。 7 7. .2 2 滾動(dòng)軸承的精度及其應(yīng)用滾動(dòng)軸承的精度及其應(yīng)用 滾動(dòng)軸承安裝在機(jī)器上，其內(nèi)圈與軸頸配合，外圈與外殼孔 配合，它們的配合性質(zhì)應(yīng)保證軸承的工作性能，因此,必

4、須滿足 下列兩項(xiàng)要求： 必要的旋轉(zhuǎn)精度。軸承工作時(shí)其內(nèi)、外圈和端面的跳動(dòng)會(huì) 引起機(jī)件運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，而導(dǎo)致振動(dòng)和噪聲。 滾動(dòng)體與套圈之間有合適的徑向游隙和軸向游隙。徑向游 隙和軸向游隙過大，均會(huì)引起軸承較大的振動(dòng)和噪聲，以及轉(zhuǎn)軸 較大的徑向跳動(dòng)或軸向躥動(dòng);游隙過小，則因軸承與軸頸、外殼 孔的過盈配合使軸承滾動(dòng)體與套圈產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，增加軸 承摩擦發(fā)熱，以致降低軸承的使用壽命。 7 7. .2 2 滾動(dòng)軸承的精度及其應(yīng)用滾動(dòng)軸承的精度及其應(yīng)用 G(0)級軸承在機(jī)械制造中應(yīng)用最廣，通常用于旋轉(zhuǎn)精度要求 不高、中等轉(zhuǎn)速、中等負(fù)荷的一般機(jī)構(gòu)中。如汽車、拖拉機(jī)中 的變速機(jī)構(gòu)，普通機(jī)床中的變速機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)

5、構(gòu)，普通電動(dòng)機(jī)、 壓縮機(jī)、水泵、氣輪機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中 所用的軸承。 7 7. .2 2 滾動(dòng)軸承的精度及其應(yīng)用滾動(dòng)軸承的精度及其應(yīng)用 E(6)級、D(5)級、C(4)級軸承用于旋轉(zhuǎn)精度要求較高或轉(zhuǎn)速 較高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，例如普通機(jī)床的主軸前軸承采用D級軸承， 后軸承采用E級軸承，精密機(jī)床主軸軸承、精密儀器、儀表和其 它精密機(jī)械，航空、航海陀螺儀、高速攝影機(jī)等常采用C級軸承。 7 7. .2 2 滾動(dòng)軸承的精度及其應(yīng)用滾動(dòng)軸承的精度及其應(yīng)用 B級軸承用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速很高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，如精密 坐標(biāo)鏜床的主軸軸承、高精度儀器和高轉(zhuǎn)速機(jī)構(gòu)中使用的軸承。 精密坐標(biāo)鏜床 7.3 7.3 與滾動(dòng)軸承配合的孔、

6、軸公差帶及選用原則與滾動(dòng)軸承配合的孔、軸公差帶及選用原則 7.3.1滾動(dòng)軸承內(nèi)、外徑的公差帶及其特點(diǎn) 滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)GB/T307.1-2005滾動(dòng)軸承 向心軸承 公差對軸 承內(nèi)徑和外徑均分別規(guī)定了兩種公差帶： 一種為限定軸承內(nèi)徑和外徑實(shí)際尺寸變動(dòng)的公差帶，也就是內(nèi)、 外徑尺寸的最大值和最小值所允許的偏差，即單一內(nèi)、外徑偏差，其 主要目的是為了限制變形量； 另一種為限定同一軸承內(nèi)徑、外徑實(shí)際尺寸的最大值和最小值的 算術(shù)平均值（dm或Dm）變動(dòng)的公差帶，即單一平面平均內(nèi)、外徑偏差， 其目的是用于軸承的配合。 7.3.1滾動(dòng)軸承內(nèi)、外徑的公差帶及其特點(diǎn) GB/T307.3-2005中規(guī)定： 軸承內(nèi)圈

7、內(nèi)徑公差帶移至零線下方； 軸承外圈外徑公差帶與一般基軸制公差帶的位置相同，在零線下方。 特點(diǎn)：所有公差等 級的公差帶均為單 向制，而且統(tǒng)一采 用上偏差為零、下 偏差為負(fù)值。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 （一）軸頸和外殼孔的公差帶 滾動(dòng)軸承屬于標(biāo)準(zhǔn)零件， 但軸承公差帶均 采用上偏差為零、下偏差為負(fù)的單向制分布，故軸承內(nèi)圈與軸頸 得到的配合比相應(yīng)光滑圓柱體按基孔制形成的配合緊一些。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 標(biāo)準(zhǔn)對軸和外殼孔規(guī)定的公差帶只適用于下列場合： 對軸承的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性無特殊要求； 軸承的精度等級為G級和E級； 軸為實(shí)

8、心或厚壁鋼制軸； 外殼為鑄鋼或鑄鐵制件； 軸承的工作溫度不超過100的使用場合。 （二）滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合及選用 正確地選擇軸承配合，對于保證機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn),充分軸承 的承載能力，提高機(jī)械效率，延長使用壽命都有重要的意義。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 與G、E級軸承配合 與D級 軸承配合 軸一般取IT6，外殼孔一 般取IT7 軸和外殼孔均取 IT6，要求高的 場合取IT5 與C級 軸承配合 軸取IT5，外殼孔取 IT6 旋轉(zhuǎn)精 度和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 有較高要求的場合 軸取IT5，外殼孔取IT6 要求更高的

9、場合 軸取IT4，外殼孔取 IT5 與軸承配合的軸頸與外殼孔的標(biāo)準(zhǔn)公差等級的選用 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 選擇軸承配合時(shí)，應(yīng)綜合地考慮： 現(xiàn)僅以主要因素分析如下： 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 1）負(fù)荷的方向和性質(zhì)（負(fù)荷類型） 根據(jù)作用于軸承上合成徑向負(fù)荷相對套圈的旋轉(zhuǎn)情況， 可將所受負(fù)荷分為局部負(fù)荷、循環(huán)負(fù)荷和擺動(dòng)負(fù)荷三類。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 局部負(fù)荷 作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈相對靜止。即該負(fù)荷 始終不變地作用在套圈滾道的局部區(qū)域上，套圈所承受的這種 負(fù)荷就叫局部負(fù)荷。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 循環(huán)負(fù)荷 作用于軸承上的合

10、成徑向負(fù)荷與套圈相對旋轉(zhuǎn)，即合成徑向 負(fù)荷順次地作用在套圈滾道的整個(gè)圓周上，該套圈所承受的這種 負(fù)荷性質(zhì)，稱為循環(huán)負(fù)荷。 循環(huán)負(fù)荷的特點(diǎn)是：負(fù)荷與套圈相對轉(zhuǎn)動(dòng)，又稱旋轉(zhuǎn)負(fù)荷， 不會(huì)導(dǎo)致滾道局部磨損，此時(shí)要防止套圈相對于軸頸或外殼孔引 起配合面的磨損、發(fā)熱。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 擺動(dòng)負(fù)荷 作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與所承受的套圈在一定區(qū)域內(nèi) 相對擺動(dòng)，即其負(fù)荷向量經(jīng)常變動(dòng)地作用在套圈滾道的部分圓周 上，該套圈所承受的負(fù)荷性質(zhì)，稱為擺動(dòng)負(fù)荷。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 2）負(fù)荷大小 滾動(dòng)軸承套圈與軸或殼體孔配合的最小過盈，取決于負(fù)荷的大 小。一般把徑向負(fù)荷P0.0

11、7C的稱為輕負(fù)荷，0.07CP0.15C， P稱為正常負(fù)荷，P0.15C的稱為重負(fù)荷。其中C為軸承的額定負(fù) 荷，即軸承能夠旋轉(zhuǎn)106次而不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞的概率為90時(shí)的載 荷值。 承受較重的負(fù)荷或沖擊負(fù)荷時(shí)，會(huì)引起軸承較大的變形，使 結(jié)合面間實(shí)際過盈減小和軸承內(nèi)部的實(shí)際間隙增大，這時(shí)為了使 軸承運(yùn)轉(zhuǎn)正常，應(yīng)選較大的過盈配合。同理，承受較輕的負(fù)荷， 可選用較小的過盈配合。 3）工作溫度的影響 軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因?yàn)槟Σ涟l(fā)熱和其它熱源的影響，套圈的溫度會(huì) 高于相配合零件的溫度。因此，軸承內(nèi)圈可能因熱膨脹而導(dǎo)致它與 軸頸配合松動(dòng)，而外圈的熱膨脹則會(huì)引起它與外殼孔配合變緊。因 此、軸承工作溫度一般應(yīng)低于100

12、，在高于此溫度中工作的軸承， 應(yīng)將所選用的配合適當(dāng)修正。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 4）軸承尺寸大小 滾動(dòng)軸承的尺寸越大，選取的配合應(yīng)越緊。但對于重型機(jī) 械上使用的特別大尺寸的軸承，應(yīng)采用較松的配合。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 5）旋轉(zhuǎn)精度和速度的影響 當(dāng)機(jī)器要求有較高的旋轉(zhuǎn)精度時(shí)，要選用較高等級軸承。與軸 承相配合的軸頸和外殼孔也要選用較高的精度等級。 對于負(fù)荷較大、有較高旋轉(zhuǎn)精度要求的軸承，為了消除彈性變 形和振動(dòng)的影響，應(yīng)避免采用間隙配合，但也不宜太緊。當(dāng)軸承的 旋轉(zhuǎn)速度愈高時(shí)，配合應(yīng)愈緊。對精密機(jī)床的輕負(fù)荷軸承，為避免

13、 孔與軸的形狀誤差對軸承精度影響，常采用較小的間隙配合。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 6）軸承外殼（或軸）結(jié)構(gòu)和材料的影響 軸承套圈與其部件的配合，不應(yīng)由于軸或外殼孔相配表面的形 位誤差而導(dǎo)致軸承內(nèi)、外圈的不正常變形。對開式的外殼，與軸承 外圈的配合宜采用較松的配合，以免過盈將軸承外圈夾扁、甚至將 軸卡住，但也不應(yīng)使外圈在外殼孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。為保證軸承有足夠的連 接強(qiáng)度，當(dāng)軸承安裝于薄壁外殼、輕合金外殼或空心軸上時(shí)，應(yīng)采 用比厚壁外殼、鑄鐵外殼或?qū)嵭妮S更緊的配合。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 7）不固定軸承的軸向游動(dòng) 當(dāng)要求軸承的一個(gè)套圈（外圈或內(nèi)圈）在運(yùn)轉(zhuǎn)中能沿軸向 游動(dòng)時(shí)

14、，該套圈與外殼孔或軸頸的配合應(yīng)較松。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 8）安裝與拆卸的方便性 有時(shí)為了便于安裝與拆卸，尤其對于重型機(jī)械，軸承宜采用較 松的配合。如果裝拆方便而又需軸承緊配時(shí)，可采用分離型軸承或 內(nèi)圈帶錐孔和帶緊定套或退卸套的軸承。 7.3.2 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合 （三）滾動(dòng)軸承的配合、軸頸及外殼孔的圖樣標(biāo)注 由于滾動(dòng)軸承用單一平面內(nèi)平均直徑作為軸承的配合尺寸， 其公差數(shù)值與國標(biāo)GB/T1800.3-1998極限與配合中的標(biāo)準(zhǔn)公 差數(shù)值不同。因此，在裝配圖上標(biāo)注滾動(dòng)軸承與軸頸和外殼孔的 配合時(shí)，只需標(biāo)注軸頸和外殼孔的公差帶代號(hào)。 7.4 7.4 孔、軸配合表面的粗糙度與形位公差孔、軸配合表面的粗糙度與形位公差 為了保證滾動(dòng)軸承的工作質(zhì)量和使用壽命，除了正確地選 用配合以外，還要使軸和外殼孔與軸承相配合的形位公差和表 面粗糙度選用得當(dāng)。 形狀公差： 由于軸承套圈是薄壁件，裝配后靠軸頸和外殼孔來矯正，所以 套圈工作時(shí)的形狀與軸頸及外殼孔表面形狀有很大關(guān)系，應(yīng)對軸頸 和外殼孔表面提出圓柱度要求。 7.4 7.4 孔、軸配合表面的粗糙度與形位公差孔、軸配合表面的粗糙度與形位公差 7.4 7.4 孔、軸配合表面的粗糙度與形位公差孔、軸配合表面的粗糙度與形位