第十七章滾動軸承與軸、孔的配合第一節(jié)滾動軸承精度等級及其應用一、滾動軸承的精度等級國標GB/－1996規(guī)定向心軸承(圓錐滾子軸承除外)精度分為0，6，5，4，2(相當于GB/—1984規(guī)定G,E,D,C,B級)五級，精度依次升高，0(G)級精度最低，2(B)級精度最高。國標GB/—1996規(guī)定圓錐滾子軸承精度分為0,6x,5,4四級；推力軸承精度分為0,6,5,4四級。二、滾動軸承精度等級的選用滾動軸承各級精度的應用情況如下：0(G)級(通常稱為普通級)用于低、中速及旋轉精度要求不高的一般旋轉機構,它在機械中應用最廣。例如普通機床變速箱、進給箱的軸承,汽車、拖拉機變速箱的軸承,普通電動機、水泵、壓縮機等旋轉機構中的軸承等。6(E)級用于轉速較高、旋轉精度要求較高的旋轉機構。例如普通機床的主軸后軸承,精密機床變速箱的軸承等o5(D)級、4(C)級——用于高速、高旋轉精度要求的機構。例如精密機床的主軸軸承,精密儀器儀表的主要軸承等。2(B)級用于轉速很高、旋轉精度要求也很高的機構。例如齒輪磨床、精密坐標鏜床的主軸軸承,高精度儀器儀表的主要軸承等。第二節(jié)滾動軸承內、外徑的公差帶滾動軸承的內圈、外圈都是薄壁零件,在制造和保管過程中容易變形,但當軸承內圈與軸、外圈與外殼孔裝配后,這種少量的變形會得到一定程度的矯正。

田此，國家標準對軸承內、外徑分別規(guī)定了兩種尺寸公差和兩種形狀公差。兩種尺寸公差是：①軸承單一內徑（d）與外徑（D）的偏差（Ad,AD）；ss②軸承單一平面平均內徑（d）與外徑（D）的偏差（Ad,AD）。mpmpmpmp兩種形狀公差是：①軸承單一徑向平面內，內徑（d）與外徑（D）的變動ss量（V，V）；②軸承平均內徑（d）與外徑（D）的變動量（V，V）。dpDpmpmpmdpmDp合格的滾動軸承，必須同時滿足所規(guī)定的兩種公差要求。表列出了部分向心軸承Ad，AD的極限值。mpmp表向心軸承Ad，AD的極限值（摘自GB/—1994）mpmp精度等級0(G)精度等級0(G)6(E)5(D)4(C)2(B)大于到上偏差下偏差上偏差下偏差上偏差下偏差上偏差下偏差上偏差下偏差內18300-100-806050圈30500-120-100-80-60外50800-130-110-90-70-4圈801200-150-130-100-80-5基本直徑/mmAd，AD/卩mmpmp滾動軸承是標準部件，為了便于互換，軸承內圈與軸采用基孔制配合，外圈與孔采用基軸制配合。標準中規(guī)定的軸承外圈單一平面平均直徑D的公差帶的上偏差為零，如圖所mp示，與一般基軸制相同；單一平面平均內徑d的公差帶，其上偏差也為零（圖）mp這和一般基孔制的規(guī)定不同。這主要考慮軸承配合的特殊需要。因為在多數情況下軸承內圈隨軸一起轉動，二者之間配合必須有一定過盈，但過盈量又不宜過大，以保證拆卸方便，防止內圈應力過大。d的公差帶在零線下方，當其與k，m，nmp等軸配合時，將獲得比一般過渡配合規(guī)定的過盈量稍大的過盈配合；當與g，h等

軸配合時不再是間隙配合、而成為過渡配合。圖軸承單一平面平均內、外徑的公差帶第三節(jié)滾動軸承與軸、孔的配合及其選用一、軸和外殼孔的公差帶國家標準GB/T275—1993推薦了與0(G)、6(E)、5(D)、4(C)級相配合的軸和孔的公差帶。見表。表與滾動軸承各級精度相配合的軸和外殼孔公差帶軸承精度過渡配合g8g6g5h7h6h5j6j5js5g6g5h6h5j6j5js5h5j5js5h5js5軸公差帶過盈配合k6k5m6m5n6p6r6k6k5m6m5n6p6r6k6k5m6m5k5m5外殼孔公差帶間隙配合過渡配合過盈配合G7H8H7H6G7H8H7H6H6J7J6JS7JS6K7K6M7M6N7N6J7J6JS7JS6K7K6M7M6N7N6JS6K6M6K6P7P6P7P6軸承精度過渡配合g8g6g5h7h6h5j6j5js5g6g5h6h5j6j5js5h5j5js5h5js5軸公差帶過盈配合k6k5m6m5n6p6r6k6k5m6m5n6p6r6k6k5m6m5k5m5外殼孔公差帶間隙配合過渡配合過盈配合G7H8H7H6G7H8H7H6H6J7J6JS7JS6K7K6M7M6N7N6J7J6JS7JS6K7K6M7M6N7N6JS6K6M6K6P7P6P7P6注：1.孔N6與G級精度軸承(外徑D<150mm)和已級精度軸承(外徑DV315mm)的配合過盈配合。2.軸r6用于內徑d>120?500mm；軸r7用于內徑d>180?500mm。國家標準GB/T275一1993對與滾動軸承配合的軸頸規(guī)定了17種常用公差帶,對外殼孔規(guī)定了16種常用公差帶，如圖所示。軸承與軸配合的常用公差帶關系圖

b）軸承與外殼孔配合的常用公差帶關系圖

圖與滾動軸承配合的軸、外殼孔常用公差帶二、軸和外殼孔與滾動軸承配合的選用正確選擇軸承的配合，對保證機器正常運轉、提高軸承使用壽命、充分發(fā)揮其承載能力關系很大，選擇時應考慮下列因素：1、負荷類型軸承轉動時，根據作用于軸承上合成徑向負荷相對套圈的旋轉情況，可將所示負荷分為局部負荷、循環(huán)負荷和擺動負荷三類，見圖。內圈－旋轉負荷外圈－定向負荷（a內圈－旋轉負荷外圈－定向負荷（a）內圈－定向負荷外圈－旋轉負荷（b）內圈－旋轉負荷外圈－擺動負荷（c）內圈－擺動負荷外圈－旋轉負荷（d）圖軸承承受的負荷類型（1）定向負荷徑向負荷始終不變地作用在套圈滾道的局部區(qū)域上。圖（a）固定的外圈和（b）固定的內圈均受到一個方向一定的徑向負荷F的作用。承受這0類負荷的套圈與殼體孔或軸的配合，一般選較松的過渡配合，或較小的間隙配合，以便讓套圈滾道間的摩擦力矩帶動轉矩，延長軸承的使用壽命。（2）旋轉負荷徑向負荷相對于套圈旋轉，并依次作用在套圈滾道的整個圓周上。圖（a）和（c）的內圈，圖（b）和（d）的外圈均受到一個作用位置依次改變的徑向負荷F的作用。通常承受循環(huán)負荷的套圈與軸（或殼體孔）相配應選過0盈配合或較緊的過渡配合，其過盈量的大小以不使套團與軸或完體孔配合表面間產生爬行現象為原則。（3）擺動負荷大小和方向按一定規(guī)律變化的徑向負荷作用在套圈的部分滾道上，此時套圈相對于負荷方向擺動。如圖所示，軸承受到定向負荷F和較小的0

旋轉負荷F]的同時作用，二者的合成負荷F由小到大、再由大到小的周期圖擺動負荷變化。圖（C）固定的外圈和圖（d）固定的內圈受到擺動負荷。承受擺動負荷的套圈，其配合要求與循環(huán)負荷相同或略松一些。2、負荷的大小滾動軸承套圈與軸或殼體孔配合的最小過盈，取決于負荷的大小。一般把徑向負荷＜的稱為輕負荷，c稱為正常負荷，＞C的稱為重負荷。其中C為軸承的額定負荷，即軸承能夠旋轉105次而不發(fā)生點蝕破壞的概率為90％時的載荷值。承受較重的負荷或沖擊負荷時，將引起軸承較大的變形，使結合面間實際過盈減小和軸承內部的實際間隙增大，這時為了使軸承運轉正常，應選較大的過盈配合。同理，承受較輕的負荷，可選用較小的過盈配合。當軸承內圈承受循環(huán)負荷時，它與軸配合所需的最小過盈Y（mm）為min計算Y——13Rk/min計算J106b式中，R——軸承承受的最大徑向負荷，kN；k與軸承系列有關的系數，輕系列=，中系列=，重系列=2；b軸承內圈的配合寬度，m，b—B—2r，B為軸承寬度，r為內圈倒角。為避免套圈破裂，最大過盈Y（mm）必須按不允許超出套圈的允許強度max計算來計算max計算—11.4max計算—11.4kd匕-（2k—2）x1O3允許的拉應力，105Pa，軸承鋼的拉應力~400X105Pa；d軸承內圈內徑，m。根據計算得到的Y、，便可從國標“公差與配合”表中選取最接近的配合。min計算3、工作溫度的影響軸承工作時，由于摩擦發(fā)熱和其他原因，軸承套圈的溫度往往高于與其相配零件的溫度。這樣，內圈與軸的配合可能松動，外圈與孔的配合可能變緊，所以在選擇配合時，必須考慮軸承工作溫度的影響。因此，軸承工作溫度一般應低于100°C，在高于此溫度中工作的軸承，應將所選用的配合適當修正。4、軸承尺寸大小滾動軸承的尺寸越大，選取的配合應越緊。但對于重型機械上使用的特別大尺寸的軸承，應采用較松的配合。5、旋轉精度和速度的影響對于負荷較大、有較高旋轉精度要求的軸承，為消除彈性變形和振動的影響應避免采用間隙配合。對精密機床的輕負荷軸承，為避免孔和軸的形狀誤差對軸承精度的影響，常采用較小的間隙配合。6、其他因素的影響為了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或特大型軸承尤為重要。如果既要求裝拆方便，又需緊配合時，可采用分離型軸承，或采用內圈帶錐孔、帶緊定套和退卸套的軸承。選用軸承配合時，還應考慮旋轉精度、旋轉速度、軸和外殼孔的結構與材料等因素。綜上所述，影響滾動軸承配合選用的因素鉸多，通常難以用計算法確定，所以在實際生產中常用類比法。表、、、列出了國家標準推薦的安裝向心軸承和角接觸軸承、推力軸承的軸和外殼孔的公差帶的應用情況，供選用時參考。表向心軸承和軸的配合軸公差帶代號(GB/T275—1993)圓柱孔軸承所有負鐵路機車車輛軸箱所有負鐵路機車車輛軸箱裝在退卸套上的所有尺寸h8(IT6)④⑤運轉狀態(tài)負荷狀深溝球軸承、調心球軸承和角接觸球軸承圓柱和圓錐滾子軸承調心滾子軸承八*卅公差帶說明舉例態(tài)軸承公差內徑/mm旋轉一般通用輕W18一一h5的內圈機械、電動機、負>18?100W40W40j6①負荷及擺動負機床主軸、泵、荷>100?200>40?140>40?100k6①荷內燃機、正齒一>140?200>100?200m6①輪傳動裝置、正W18一一j6、js5鐵路機車車輛常>18?100W40W40k5②軸箱、破碎機負>100?140>40?100>40?65m5②等荷>140?200>100?140>65?100m6>200?280>140?200>100?140n6一>200?400>140?280p6一一>280?500r6重>50?140>50?100n6負>140?200>100?140p6荷>200>140?200r6一>200r7固定靜止軸上的各所f6的內圈種輪子、張緊有所用尺寸g6①負荷線輪、振動篩、負h6慣性振動器荷j6僅有軸向負荷所用尺寸j6、js6圓錐孔軸承|n6|n6荷一般機械傳動荷一般機械傳動裝在緊定套上的所有尺寸h9(IT6)④⑤凡對精度有較高要求的場合，應用j5,k5代替j6,k6。圓錐滾子軸承、角接觸球軸承配合對游隙影響不大，可用k6、m6代替k5、m5。重負荷下軸承游隙應選大于0組。凡有較高精度或轉速要求的場合，應選用h7(IT5)代替h8(IT6)等。IT6、IT7表示圓柱度公差值。表向心軸承和外殼的配合孔公差帶代號(GB/T275—1993)運轉狀態(tài)負荷狀態(tài)其他狀況公差帶運轉狀態(tài)負荷狀態(tài)其他狀況公差帶①球軸承滾子軸承固定的外圈負荷擺動負荷一般機械、鐵路機車車輛軸箱、電動機、泵、曲軸主軸承輕、正常、沖擊輕、正常軸向易移動，可采用咅U分式外殼軸向能移動，可采用整體式或剖分式外殼固定的外圈負荷擺動負荷一般機械、鐵路機車車輛軸箱、電動機、泵、曲軸主軸承輕、正常、沖擊輕、正常軸向易移動，可采用咅U分式外殼軸向能移動，可采用整體式或剖分式外殼H7、G7②J7、JS7正常、重K7正常、重K7沖擊軸向不移動，采用整M7旋轉的外圈負荷張緊滑輪、輪轂軸承正常體式外殼J7K7、M7K7M7沖擊軸向不移動，采用整M7旋轉的外圈負荷張緊滑輪、輪轂軸承正常體式外殼J7K7、M7K7M7、N7N7、P7①并列公差帶隨尺寸的增大從左至右選擇，對旋轉精度有較高要求時，可相應提高一個公差等級。②不適用咅分式外殼。表推力軸承和軸的配合軸公差帶代號(GB/T275-1993)運轉狀態(tài)負荷狀態(tài)球和滾子軸承調心滾子軸承八*卅公差帶軸承公差內徑/mm僅有軸向負荷所有尺寸j6、js6固定的軸圈負荷徑向和軸向聯合負荷W250>250j6js6旋轉的軸圈負荷或擺動負荷W200>200?400>400k6①m6

要求較小過盈時，可分別用j6、k6、m6代替k6、m6、n6。也包括推力圓錐滾子軸承，推力角接觸軸承。表推力軸承和外殼的配合孔公差帶代號(GB/T275—1993)運轉狀態(tài)負荷狀態(tài)軸承類型八辛卓運轉狀態(tài)負荷狀態(tài)軸承類型八辛卓

公差帶球軸承H8球軸承H8僅有軸向負荷圓柱、圓錐滾子軸H7調心滾子軸承外殼孔與座圈間間隙為僅有軸向負荷圓柱、圓錐滾子軸H7調心滾子軸承外殼孔與座圈間間隙為(D為軸承公稱外徑)固定的座圈負荷旋轉的座圈負荷或擺動負荷徑向和軸向聯合負荷角接觸球軸承、調心滾子軸承、圓錐滾子軸承H7K7M7普通使用條件有較大徑向負荷時固定的座圈負荷旋轉的座圈負荷或擺動負荷徑向和軸向聯合負荷角接觸球軸承、調心滾子軸承、圓錐滾子軸承H7K7M7普通使用條件有較大徑向負荷時三、配合表面的其他技術要求GB/T275－1993規(guī)定了與軸承配合的軸頸和外殼孔表面的圓柱度公差、軸肩及外殼孔端面的端面圓跳動公差、名表面的粗糙度要求等，如表、表所示。表軸和外殼孔的形位公差圓柱度t端面圓跳動t基本尺寸/mm軸頸外殼孔軸肩1外殼孔肩軸承公差等級06(6x)06(6x)06(6x)06(6x)大于至公差值/Um6453856104641061018585128183061061510305071282012508081510251580120101510251512018012201230201802501420123020250315250315315400400500162515402518251540252025154025表配合面的表面粗糙度（Um）軸或軸承座直軸或外殼配合表面直徑公差等級軸或軸承座直軸或外殼配合表面直徑公差等級大于至RzRRzRRzR磨a車磨a車磨a車80805001016104端面2510徑/mmIT6IT7IT5表面粗糙度四、選用舉例例1有一圓柱齒輪減速器（如圖所示），小齒輪軸要求較高的旋轉精度，裝有0級單列深溝球軸承，軸承尺寸為50mmX110mmX27mm，額定動負荷C=32000N,r軸承承受的徑向負荷F=4000N。試用類比法確定軸頸和外殼孔的公差帶代號，畫r出公差帶圖，并確定孔、軸的形位公差值和表面粗糙度，并將它們分別標注在裝配圖和零件圖上。解按給定條件，可知F=C，屬于正常負荷。內圈負荷為旋轉負荷，外圈rr負荷為定向負荷。參考表、表，選軸頸公差帶為k6，外殼孔公差帶為G7或H7。但由于該軸旋轉精度要求較高，故選更緊一些的配合J7較為恰當。從表中查出，軸承內、外圈單一平面平均直徑的上、下偏差，再由表、表查出k6和J7的上、下偏差，從而畫出公差帶圖，如圖所示。圖圓柱齒輪減速器結構圖軸承與孔、軸配合的公差帶從圖中可算出內圈與軸Y=-0.002mm，Y=-0.030mm；外圈與孔minmaxX=+0.037mm,Y=一0.013mm。maxmax查表得圓柱度要求：軸頸為，外殼孔為；端面圓跳動要求：軸肩，外殼孔肩。查表得粗糙度要求：軸頸R<0.8pm，軸肩R<3.2pm，外殼孔R<1.6卩m,aaa孔肩R<3.2pm。a將選擇的各項公差要求標注在圖上，如圖。圖軸和外殼孔的公差帶標注例2在C616車床主軸后支承上，裝有兩個單列向心球軸承(見圖)，其外形尺寸為dxDxB=50mmx90mmx20mm，試選定軸承的精度等級，軸承與軸、外殼孔的配合。(C616為普通車床，旋轉精度和轉速較高)解：1、確定軸承的精度等級C616車床屬于輕載的普通車床，主軸承受輕載荷。C616車床的旋轉精度和轉速較高，選擇6(E)級精度的滾動軸承。2、確定軸承與軸、外殼孔的配合軸承內圈與主軸配合一起旋轉，外圈裝在殼體中不轉。主軸后支承主要承受齒輪傳遞力，故內圈承受旋轉負荷，外圈承受定向負荷，前者配合應緊，后者配合略松。參考表、表選出軸公差帶為j5mm，殼體孔公差帶為J6mm。機床主軸前軸承已軸向定位，若后軸承外圈與殼體孔配合無間隙，則不能補償由于溫度變化引起的主軸的伸縮性；若外圈與殼體孔配合有間隙，會引起主軸跳動，影響車床的加工精度。為了滿足使用要求，將殼體孔公差帶提高一檔，改用K6mm。按滾動軸承公差國家標準，由表查出6(E)級軸承單一平面平均內徑偏差Ad=Omm，Ad0.01mm；單一平面平均外徑偏差AD=Omm，mp上mp下mp上AD=一0.013mm。mp下根據公差與配合國標GB/—1998，查得：軸為Q50j5(+0.006)mm，殼體孔為-0.005090K6(+0.004)mm。-0.018圖為C616車床主軸后軸承的公差與配合圖解，由此可知，軸承與軸的配合比外殼孔的配合要緊些。查表得圓柱度要求：軸頸為，外殼孔為；端面圓跳動要求：軸肩。查表得粗糙度要求：軸頸R<0.4卩m，軸肩R<1.6p/r/