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 chenggang2本章開始學習典型零部件的精度設計。主要介紹滾動軸承、鍵、螺紋和圓柱齒輪。它們的精度設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用例子。Wang chenggang 7.2 滾動軸承的公差等級 7.3 滾動軸承的內、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，保持軸的旋轉精度，減少轉軸及軸上零件，保持軸的旋轉精度，減少轉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。具有效率高、起動快、摩

2、擦阻力小、更換簡單、成本低等優點。廣泛用于機摩擦阻力小、更換簡單、成本低等優點。廣泛用于機床、汽車、儀器儀表等各種機器部位中的轉動支承。床、汽車、儀器儀表等各種機器部位中的轉動支承。7.1 7.1 概述概述Wang chenggangWang chenggang滾動軸承是由專門的滾動軸承廠生產的標滾動軸承是由專門的滾動軸承廠生產的標準部件，其精度設計就是根據滾動軸承的精度準部件，其精度設計就是根據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，內圈與相配軸頸的尺寸精度；滾動軸承與度，內圈與相配軸頸的尺寸精度；滾動軸承與外殼孔和軸頸配合表面的形位

3、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 chenggang2. 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 內圈,3 滾動體,4保持架外圈外圈內圈內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 chenggang7.2 滾動軸承的公差等級1.1.精度等級精度等級Wang chenggang52.2.滾動軸承的精度：滾動軸承的精度：（尺寸精度、旋轉精度）（尺寸精度、旋轉精度）(1)(1)尺寸公差尺寸公差: :指內圈的

4、內徑、外圈的外徑和寬度尺寸指內圈的內徑、外圈的外徑和寬度尺寸的公差。外徑的公差。外徑D D、內徑、內徑d d、寬度、寬度B BWang chenggangWang chenggang3. 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精度要求；）機器功能對軸承部件的旋轉精度要求；2）機器工作轉速的要求。）機器工作轉速的要求。（2 2）選擇依據：選擇依據：(2)(2)旋轉精度旋轉精度: :指內、外圈的徑向跳動、端面跳動及滾道指內、外圈的徑向跳動、端

5、面跳動及滾道的側向搖擺。的側向搖擺。(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：在機械制造業中應用最廣，稱為普通級，用級：在機械制造業中應用最廣，稱為普通級，用于旋轉精度要求不高的一般機構。如減速器、水泵、于旋轉精度要求不高的一般機構。如減速器、水泵、壓縮機等旋轉機構。壓縮機等旋轉機構。 6（6X）、）、5、4級：用于旋轉精度和轉速要求較高級：用于旋轉精度和轉速要求較高的旋轉機構，如普通機床、磨床的主軸軸承；普通車的旋轉機構，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

6、級軸承級軸承。 2級：用于旋轉精度和轉速要求特別高的旋轉機構級：用于旋轉精度和轉速要求特別高的旋轉機構。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 chenggang1.1.配合的特點配合的特點（基準制）（基準制） 內圈與軸徑內圈與軸徑: :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、外徑公差帶及特點滾動軸承與孔、軸結合的特點(1)標準部件：是配合的基準件(2)易損件： 因需常拆卸，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、外徑公差帶特點內、外

7、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、外徑公差帶的特點是軸承內、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。均呈現單向分布的偏差為零，下偏差為負值。均呈現單向分布的特點。特點。Wang chenggang0654206542+0-+0-Dd軸承外徑Dmp 的公差帶軸承內徑dmp的公差帶 內、外徑公差帶內、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

8、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 chenggang0G7G7H8H8H7H7H6H6J7J7J Js s7 7J6J6J Js s6 6K6K6K7K7M6M6M7M7N7N7P6P6+-N6N6P7P7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DWang chenggang過盈過盈2.2.軸的尺寸公差帶軸的尺寸

9、公差帶+-g6g6r6r6g5g5h8h8h7h7h6h6h5h5j js s5 5j5j5j js s6 6j6j6k5k5k6k6m5m5m6m6n6n6p6p60過渡或過盈過渡或過盈dWang chenggang 軸承內圈與軸頸配合性質：軸承內圈與軸頸配合性質：雖然是基孔制，由于軸承內圈公差帶在零線以下，所以同一個軸公差帶（如）與軸承內徑形成的配合，要比它與一般基孔制形成的配合（如H65）緊得多。有的由間隙配合變為過渡配合，有的由過渡配合變為過盈配合。H6Wang chenggangWang chenggangFr3.3.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

10、 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域上負荷方向始終不變地作用在套圈滾道的局部區域上外圈外圈 固定負荷固定負荷 在套圈滾道間的摩擦力矩的作用下，在套圈滾道間的摩擦力矩的作用下，套圈產生少許轉動，使套圈的受力相對套圈產生少許轉動，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（循環）負荷；三種類型：旋轉（循環）負荷； 擺動負荷。擺動負荷。 Wang chenggang 2 2）旋轉負荷）旋轉負荷

11、 作用于軸承上的合成徑向負荷與套圈相對旋轉，作用于軸承上的合成徑向負荷與套圈相對旋轉，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。內圈內圈旋轉負荷旋轉負荷Fr大過渡或小過盈配合大過渡或小過盈配合 防止套圈在結合件配合面上防止套圈在結合件配合面上打滑，引起配合表面的發熱、磨打滑，引起配合表面的發熱、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域內相對擺動，合成徑向負荷向量經常變動地作用定區域內相對擺動，合成徑向負荷向量經常變動地作用在套圈滾道

12、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FiFrR R與循環負荷的配合相同或稍松一點與循環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，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旋轉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擺動擺動負荷等同旋轉負荷或略松一點Wang chenggang（2 2）負荷的大小）負荷的大小

13、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Pr0.07CrPr0.07Cr0.07Cr0.07CrPr0.15 CrPr0.15 CrPrPr0.15Cr0.15Cr GB/T275-1993規定，向心軸承負荷的大小按徑向當規定，向心軸承負荷的大小按徑向當量負荷量負荷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轉時軸承轉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

14、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）軸承的旋轉精度與旋轉速度軸承的旋轉精度與旋轉速度 當軸承的旋轉精度要求較高時，應選用較高精度等當軸承的旋轉精度要求較高時，應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精度要求較高的軸承，為消對負荷較大而且旋轉精度要求較高的軸承，為消除彈性變形和振動的影響，旋轉套圈應避免采用間隙除彈性變形和振動的影響，旋轉套圈應避免采用間隙配合，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，

15、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、軸形狀誤差對旋轉精度的影響，無論旋轉免相配孔、軸形狀誤差對旋轉精度的影響，無論旋轉套圈或非旋轉套圈，與軸或孔的配合都希望有較小間套圈或非旋轉套圈，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，軸承的旋轉精度愈高，其它條件相同的情況下，軸承的旋轉精度愈高，轉速愈高，選用配合也應愈緊。轉速愈高，選用配合也應愈緊。Wang chenggang2）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，軸承外圈大多不旋轉， 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

16、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，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： 內圈溫度上升使之與軸配合變松。外圈溫度上升使之與內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，應對配合適當修正。軸與軸承內圈配合承工作溫度較高，應對配合適當修正。軸與

17、軸承內圈配合緊些、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；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）軸與軸承座孔的結構和材料）軸與軸承座孔的結構和材料 薄壁殼或空心軸與軸承套圈的配合應比厚壁殼或薄壁殼或空心軸與軸承套圈的配合應比厚壁殼或實心軸與軸承套圈的配合緊一些，以保證足夠的聯接實

18、心軸與軸承套圈的配合緊一些，以保證足夠的聯接強度。強度。 輕合金外殼與軸承外圈的配合，應比鑄鐵外殼與輕合金外殼與軸承外圈的配合，應比鑄鐵外殼與軸承外圈的配合緊一些，也是為了保證聯接強度。軸承外圈的配合緊一些，也是為了保證聯接強度。Wang chenggang6）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內圈帶錐孔、帶緊定套和

19、退卸套的軸承；內圈帶錐孔、帶緊定套和退卸套的軸承； iii剖分軸承座；剖分軸承座；Wang chenggangr6r6g6g6g5g5h8h8h7h7h6h6h5h5j js s5 5j5j5j js s6 6j6j6k5k5k6k6m5m5m6m6n6n6p6p6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負荷旋轉負荷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 chenggangG G7 7H H8 8H H7 7H H6 6J J7 7J Js s7 7J J6 6J Js s6 6K K6 6K K7 7M M6 6M M7 7N N6 6N

20、 N7 7P P6 6P P7 70+-固定負荷固定負荷旋轉負荷旋轉負荷2 2）孔的公差帶選用）孔的公差帶選用Wang chenggang4 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，除了正確地選擇軸承與為了保證軸承的正常運轉，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，還應對軸頸和箱體軸頸及箱體孔的公差等級及配合外，還應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

21、面和箱體孔肩端面的跳動公差跳動公差。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量和表面粗糙度值的高低直接影響著配合質量和連接強度，因此，凡是連接強度，因此，凡是與軸承內、外圈配合的表面及端與軸承內、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 chenggang5. 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。55j6100H7Wang 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（ ）+0.0350A0.015 A0.061.62+0.01255j6（ ）-0.0070.040.01 AA0.631.25Wang chenggang例某一級齒輪減速