1、第六章 滾動(dòng)軸承的公差與配合,6.1、滾動(dòng)軸承概述 6.2、滾動(dòng)軸承的公差等級(jí) 6.3、滾動(dòng)軸承的內(nèi)外徑公差帶及其特點(diǎn) 6.4、滾動(dòng)軸承的內(nèi)外徑配合及其選擇 6.5、滾動(dòng)軸承配合選用示例及圖樣標(biāo)注,6.1、滾動(dòng)軸承概述,作用：軸承是一種標(biāo)準(zhǔn)化的支承部件，它既可以用于支承旋轉(zhuǎn)的軸，又可以減少軸與支承部件之間的摩擦力。 分類： 滑動(dòng)軸承（銅軸瓦）： 滾動(dòng)軸承 ： 按滾動(dòng)體結(jié)構(gòu)：球軸承、滾子軸承、滾針軸承 按承受載荷形式：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承,軸承的作用及分類,2滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu),滾動(dòng)軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成。 滾動(dòng)軸承由專業(yè)廠家生產(chǎn)，其配合尺寸有外徑D和內(nèi)徑d，具有完全互換性

2、。 滾動(dòng)軸承組成零件間為不完全互換性（分組裝配）。,3滾動(dòng)軸承的安裝形式,外圈與箱體上的軸承座配合，內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)的軸頸配合。 通常外圈固定不動(dòng)因而外圈與軸承座為過盈過渡配合；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(yùn)動(dòng)過程中軸會(huì)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。,4滾動(dòng)軸承的精度,滾動(dòng)軸承通用技術(shù)規(guī)則 GB/T307.3-2005規(guī)定了滾動(dòng)軸承的精度要求 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了滾動(dòng)軸承的精度由尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度決定。還規(guī)定了與滾動(dòng)軸承相配的外殼孔和軸公差帶、配合、形位公差和表面粗糙度。 滾動(dòng)軸尺寸精度指：內(nèi)徑d、外徑D、內(nèi)圈寬B、外圈寬C和裝配高T的尺寸公差。 滾動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)

3、精度指：內(nèi)外圈徑向跳動(dòng)(Kia,Kea)和軸向跳動(dòng)(Sia,Sea)、內(nèi)圈端面對(duì)內(nèi)孔的垂直度(Sd)、外圈表面對(duì)端面的垂直度(SD)等。,6.2、滾動(dòng)軸承的公差等級(jí),滾動(dòng)軸承公差等級(jí),GB/T307.3-2005規(guī)定，滾動(dòng)軸承的公差等級(jí)按尺寸精度和旋轉(zhuǎn)精度分級(jí)。 向心軸承公差等級(jí)分為：0,6,5,4,2五級(jí) 圓錐滾子軸承公差等級(jí)分為：0,6x,5,4,2五級(jí) 推力軸承公差等級(jí)分為：0,6,5,4四級(jí) 從02級(jí)，精度依次增高，2級(jí)精度最高，0級(jí)精度最低。,2 滾動(dòng)軸承精度等級(jí)的應(yīng)用,0級(jí)：普通級(jí)軸承，應(yīng)用最廣，常用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高、中等負(fù)載、中等轉(zhuǎn)速的的一般機(jī)構(gòu)中。如：機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)、汽車變速箱

4、、普通電機(jī)等。 6級(jí)：用于旋轉(zhuǎn)精度或轉(zhuǎn)速較高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中。如：普通、精密機(jī)床傳動(dòng)軸承等。 5、4級(jí)：用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速都高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中。如：精密機(jī)床主軸、高精度磨床等。 2級(jí)：用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速特別高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中。如：高精度坐標(biāo)鏜床、精密絲杠車床等。 2,4,5,6級(jí)軸承統(tǒng)稱高精度軸承。 另參見教材P128表61。,6.3滾動(dòng)軸承內(nèi)外徑公差帶及其特點(diǎn),任何尺寸的公差帶由兩個(gè)因素決定：公差帶的大小和公差帶的位置。滾動(dòng)軸承的公差帶也不例外。 軸承內(nèi)、外徑公差帶的特點(diǎn)是：所有公差帶都單向偏置在零線下方，即上偏差為0，下偏差為負(fù)值。,軸承內(nèi)外徑公差帶圖,由于軸承內(nèi)、外圈均為薄壁結(jié)構(gòu)，制造和存放時(shí)易變形

5、，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。為保證軸承與結(jié)合件的配合性質(zhì)，必須限制的內(nèi)、外圈在其單一平面內(nèi)的平均直徑。 設(shè)d ，D為公稱尺寸， ds ,Ds為單一內(nèi)/外徑 單一平面平均外徑外徑： Dmp=（Dspmax+Dspmin）/2 單一平面平均內(nèi)徑內(nèi)徑： dmp=（dspmax+dspmin）/2 Dspmax、Dspmin為加工后測(cè)得的最大、最小單一外徑。 dspmax、dspmin 為加工后測(cè)得的最大、最小單一內(nèi)徑。,滾動(dòng)軸承尺寸：內(nèi)徑d、外徑D、內(nèi)圈寬B、外圈寬C和裝配高T,1滾動(dòng)軸尺寸精度,單一平面內(nèi)徑偏差ds= ds-d 單一平面外徑偏差DS = Ds-D 單一

6、平面內(nèi)徑變動(dòng)量Vdsp= dsmax-dsmin 單一平面外徑變動(dòng)量VDsp = Dsmax-Dsmin 平均內(nèi)徑變動(dòng)量Vdmp=dmpmax-dmpmin 平均外徑變動(dòng)量Vdmp=Dmpmax-Dmpmin 內(nèi)圈單一寬度偏差Bs=Bs-B 外圈單一寬度偏差Cs=Cs-C 內(nèi)圈寬度變動(dòng)量VBs=Bsmax-Bsmin 外圈寬度變動(dòng)量VCs=Csmax-Csmin,2滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)精度,內(nèi)外圈徑向跳動(dòng)Kia,Kea 內(nèi)外圈軸向跳動(dòng)Sia,Sea 內(nèi)圈端面對(duì)內(nèi)孔的垂直度Sd 外圈表面對(duì)端面的垂直度SD 外圈凸緣背面軸向跳動(dòng)Sea1 外圈表面對(duì)凸緣背面垂直度SD1 參見教材P130131表6-2，表

7、6-3,6.4、滾動(dòng)軸承的配合與選擇：,1.滾動(dòng)軸承的選擇 結(jié)構(gòu)型式的選擇：屬于機(jī)械零件的范疇。主要對(duì)軸進(jìn)行受力分析，確定軸承的類型（向心、推力、向心推力）、軸承的基本尺寸（內(nèi)徑、外徑、軸承寬度）。 軸承配合的精度計(jì)算：軸承是根據(jù)工況選用；與軸承相配合的軸頸、軸承座則需進(jìn)行精度設(shè)計(jì)：包括配合性質(zhì)的確定、形位公差的確定、表面粗糙度的確定等。這部分內(nèi)容由互換性解決。,一、配合選擇原則,2滾動(dòng)軸承配合制 滾動(dòng)軸承而言，由于是標(biāo)準(zhǔn)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。 軸承內(nèi)圈與軸的配合是基孔制，雖然滾動(dòng)軸承內(nèi)圈所有公差等級(jí)的公差帶都在零線的下方且上偏差為零。其主要原因是軸承配

8、合的特殊要求。在大多數(shù)情況下，軸承的內(nèi)孔要隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者之間的配合必須有一定的過盈。,3軸頸、軸承座配合公差等級(jí)的選擇：,與滾動(dòng)軸承相配合的孔、軸的公差等級(jí)與軸承的公差等級(jí)密切相關(guān)。一般與6、0軸承配合的軸，其公差等級(jí)多為IT5IT7，箱體孔多為IT6IT8等。 與各級(jí)精度相配合的公差帶參見表6-5。,軸承配合公差帶,二、配合的選擇,軸承配合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(hào)。 選擇軸承配合的依據(jù)是：軸承的工作條件、軸承內(nèi)外圈所受的負(fù)載的大小、方向和性質(zhì)、與軸承相配合的孔和軸的材料和結(jié)構(gòu)，工作溫度，裝卸要求和調(diào)整等要求。,1.負(fù)載類型：,局部負(fù)載：作用于軸承上的合成徑向

9、負(fù)載與套圈相對(duì)靜止，即負(fù)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)負(fù)載：作用于軸承上的合成徑向負(fù)載與套圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)，即合成徑向負(fù)載順次作用在套圈的整個(gè)圓周上。通常采用過盈或較緊的過渡配合。 擺動(dòng)負(fù)載：作用于軸承上的合成徑向負(fù)載與所承載的套圈在一定區(qū)域內(nèi)相對(duì)擺動(dòng)，即合成徑向負(fù)載經(jīng)常變動(dòng)地作用在套圈滾道的小于180的部分圓周上。,負(fù)載類型示例：,2.負(fù)載的大小,軸承在負(fù)載的作用下，套圈會(huì)發(fā)生變形，使配合面受力不均勻，引起松動(dòng)。因此，受重負(fù)載時(shí)配合應(yīng)緊些，受輕負(fù)載時(shí)配合應(yīng)松些。一般地，負(fù)載如下分類： 輕負(fù)載： P0.07C 正常負(fù)載：0.07CP0.15C 重負(fù)載

10、： P0.15C 其中：C為軸承的額定負(fù)載，數(shù)據(jù)可以從有關(guān)手冊(cè)中查找。,根據(jù)Ymin，配合GB/T1801-1999選擇最接近的配合,軸承內(nèi)圈承受旋轉(zhuǎn)載時(shí)時(shí)，與軸配合的最小過盈為：,式中：R軸承承受的最大徑向負(fù)荷，單位kN k 軸承系列系數(shù)（輕2.8，中2.3，重2） b 軸承內(nèi)圈配合寬度，bB2r，r為倒角,為避免套圈破裂，必須按允許的強(qiáng)度計(jì)算最大過盈：,式中：p允許拉應(yīng)力，軸承鋼為400*105Pa k 軸承系列系數(shù)（輕2.8，中2.3，重2） d 軸承內(nèi)圈直徑，單位m,3.工作溫度：,軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，套圈的溫度經(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(huì)因熱脹而使配合變緊

11、。選擇配合時(shí)應(yīng)考慮溫度的影響。 轉(zhuǎn)速的高低：轉(zhuǎn)速高時(shí)，由于與軸承配合的旋轉(zhuǎn)軸或孔可能隨軸承的跳動(dòng)而跳動(dòng)，勢(shì)必造成旋轉(zhuǎn)的不平穩(wěn)，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。因此，轉(zhuǎn)速高時(shí)，應(yīng)選用精度高的軸承。,4.旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度：,當(dāng)對(duì)軸承有較高旋轉(zhuǎn)精度要求時(shí)，為消除彈性變形和振動(dòng)的影響，應(yīng)避免采用帶間隙的配合，但也不能太緊。軸承轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)選用愈緊的配合。 如：內(nèi)園磨床的磨頭，內(nèi)圈間隙14um，外圈間隙410um,5. 軸承游隙,軸承游隙指徑向游隙，GB/T4604-1993規(guī)定徑向游隙分為5組：第2組，基本組，第3組，第4組和第5組，游隙依次從小到大。 游隙要合適。常溫下具有基本組徑向游隙的軸承按表6-6,6-7選

12、取。游隙過大，則跳動(dòng)大，導(dǎo)致振動(dòng)和噪聲；游隙過小，則接觸應(yīng)力大，導(dǎo)致摩擦發(fā)熱。 如：重負(fù)荷，內(nèi)徑較大的過盈配合，應(yīng)選用大于基本組游隙的軸承，以補(bǔ)償變形而引起的游隙過小。,6. 其他因素,軸與外殼孔的結(jié)構(gòu)和材料 避免軸或外殼孔表面形狀不規(guī)則而導(dǎo)致內(nèi)外圈變形；不能使外圈在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；安裝于薄壁外殼時(shí)應(yīng)更緊些，等等 安裝與拆卸要方便，特別對(duì)重型機(jī)械。 GB/T275-1993,7形位公差及表面粗糙度的確定：,為了保證軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，除了正確地選擇軸承與軸頸及箱體孔的公差等級(jí)及配合外，還應(yīng)對(duì)軸頸和箱體孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。 形狀公差：主要是軸頸和箱體孔的表面圓柱度要求。 位置公差：主要是軸肩端面的跳動(dòng)公差。 表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影響著配合質(zhì)量和連接強(qiáng)度，因此，凡是與軸承內(nèi)、外圈配合的表面通常都對(duì)表面粗糙度提出較高的要求。具體選擇參見教材中6-8、6-9等相應(yīng)表格。,6.5滾動(dòng)軸承配合選用示例及圖樣