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1、第第8 8章章 滚动轴承的公差与配合滚动轴承的公差与配合 8.1 8.1 概述概述 8.1.1 滚动轴承的组成与特点滚动轴承的组成与特点 滚动轴承是机械制造业中应用极为滚动轴承是机械制造业中应用极为 广泛的一种标准部件，一般由外圈广泛的一种标准部件，一般由外圈1、 内圈内圈2、滚动体、滚动体3和保持架和保持架4所组成。外所组成。外 圈与外壳体孔配合，内圈与传动轴的轴圈与外壳体孔配合，内圈与传动轴的轴 颈配合，属于典型的光滑圆柱连接。但颈配合，属于典型的光滑圆柱连接。但 是，其公差配合与一般光滑圆柱连接要是，其公差配合与一般光滑圆柱连接要 求不同。求不同。 按承受负荷的方向，滚动轴承可分为按承受
2、负荷的方向，滚动轴承可分为平底推力球轴承平底推力球轴承 （承受轴向负荷）、（承受轴向负荷）、深沟球轴承深沟球轴承（承受径向负荷）和（承受径向负荷）和角接角接 触球轴承触球轴承（同时承受径向与轴向负荷）。（同时承受径向与轴向负荷）。 滚动轴承的工作性能与使用寿命，既取决于其本身的滚动轴承的工作性能与使用寿命，既取决于其本身的 制造精度，也与箱体外壳孔、传动轴轴颈的配合尺寸精度、制造精度，也与箱体外壳孔、传动轴轴颈的配合尺寸精度、 形位精度以及表面粗糙度等有关。形位精度以及表面粗糙度等有关。 8.2 8.2 滚动轴承的公差滚动轴承的公差 滚动轴承安装在机器上，为保证正常工作性能必须满滚动轴承安装在
3、机器上，为保证正常工作性能必须满 足两项要求：一是必要的旋转精度，以防轴承内、外圈和足两项要求：一是必要的旋转精度，以防轴承内、外圈和 端面的跳动引起机件运转不平稳，产生振动和噪声；二是端面的跳动引起机件运转不平稳，产生振动和噪声；二是 适当的径向和轴向游隙，以免游隙过大引起径向或轴向窜适当的径向和轴向游隙，以免游隙过大引起径向或轴向窜 动，形成振动和噪声，或游隙过小引起滚动体与套圈间产动，形成振动和噪声，或游隙过小引起滚动体与套圈间产 生较大的接触应力而摩擦发热，导致轴承使用寿命缩短。生较大的接触应力而摩擦发热，导致轴承使用寿命缩短。 为此国家标准专门制定了滚动轴承公差，其公差带的为此国家标
4、准专门制定了滚动轴承公差，其公差带的 大小和位置有其特殊规定。大小和位置有其特殊规定。 8.2.1 滚动轴承公差带的大小滚动轴承公差带的大小 1.公差项目公差项目 滚动轴承的内外圈都是薄壁零件，在制造和搬运过程滚动轴承的内外圈都是薄壁零件，在制造和搬运过程 中容易变形（如变成椭圆形）。但当轴承内圈与轴颈、外中容易变形（如变成椭圆形）。但当轴承内圈与轴颈、外 圈与外壳孔装配后，这种变形往往又能得到矫正。圈与外壳孔装配后，这种变形往往又能得到矫正。 考虑上述情况，国家标准对轴承内径和外径尺寸公差考虑上述情况，国家标准对轴承内径和外径尺寸公差 做了两项规定：做了两项规定： （1）单一平面平均内、外径
5、偏差）单一平面平均内、外径偏差 dmP、DmP，即，即 实测内、外径尺寸的最大值和最小值的平均值与公称直径实测内、外径尺寸的最大值和最小值的平均值与公称直径 的允许偏差，目的是用于轴承的配合。的允许偏差，目的是用于轴承的配合。 （2）单一内、外径偏差）单一内、外径偏差ds、Ds，即内、外径尺寸，即内、外径尺寸 的最大值、最小值的允许偏差，目的是为了限制变形量。的最大值、最小值的允许偏差，目的是为了限制变形量。 部分向心轴承单一平面平均内、外径偏差部分向心轴承单一平面平均内、外径偏差dmP、 DmP值见表。值见表。 2.精度等级精度等级 国家标准国家标准GB/T307.32005滚动轴承通用技术
6、规滚动轴承通用技术规 则则规定，向心轴承精度（圆锥滚子轴承除外）分为规定，向心轴承精度（圆锥滚子轴承除外）分为5级，级， 0、6、5、4、2五级，精度依次升高；圆锥滚子轴承精度五级，精度依次升高；圆锥滚子轴承精度 分为分为4级，级，0、6X、5、4四级；推力轴承精度分为四级；推力轴承精度分为4级，级，0、 6、5和和4四级。四级。 0级滚动轴承称为普通级轴承，在机械中应用最广。级滚动轴承称为普通级轴承，在机械中应用最广。 用于低、中速及旋转精度要求不高的一般旋转机构，如普用于低、中速及旋转精度要求不高的一般旋转机构，如普 通机床的变速、进给机构，汽车、拖拉机变速箱，普通电通机床的变速、进给机构
7、，汽车、拖拉机变速箱，普通电 动机、水泵、压缩机的旋转机构等。除动机、水泵、压缩机的旋转机构等。除0级以外的其余各级以外的其余各 级统称为高精度轴承。级统称为高精度轴承。 6级滚动轴承用于转速较高、旋转精度要求较高的旋级滚动轴承用于转速较高、旋转精度要求较高的旋 转机构，例如，用于普通机床主轴上的轴承、精密机床变转机构，例如，用于普通机床主轴上的轴承、精密机床变 速箱上的轴承等。速箱上的轴承等。 5、4级滚动轴承用于高速、高旋转精度要求的机构，级滚动轴承用于高速、高旋转精度要求的机构， 例如，用于精密机床的主轴轴承，精密仪器仪表的主要轴例如，用于精密机床的主轴轴承，精密仪器仪表的主要轴 承等。
8、承等。 2级滚动轴承用于转速很高、旋转精度要求也很高的级滚动轴承用于转速很高、旋转精度要求也很高的 机构，例如，用于齿轮磨床、精密坐标键床的主轴轴承，机构，例如，用于齿轮磨床、精密坐标键床的主轴轴承， 高精度仪器仪表及其他高精度精密机械的主要轴承。高精度仪器仪表及其他高精度精密机械的主要轴承。 8.2.2 滚动轴承的公差带位置滚动轴承的公差带位置 滚动轴承是标准件，国家标准规定轴承内圈与轴配合滚动轴承是标准件，国家标准规定轴承内圈与轴配合 采用基孔制，外圈与外壳孔配合采用基轴制。采用基孔制，外圈与外壳孔配合采用基轴制。 图为滚动轴承内、外径的公差带，各级轴承公差带均图为滚动轴承内、外径的公差带
9、，各级轴承公差带均 采用单向下置配置，即上偏差为零，下偏差为负值。采用单向下置配置，即上偏差为零，下偏差为负值。 滚动轴承内圈内孔与轴颈的配合属于基孔制，但采用滚动轴承内圈内孔与轴颈的配合属于基孔制，但采用 下置制。因为多数情况下轴承内圈随轴一起转动，为防止下置制。因为多数情况下轴承内圈随轴一起转动，为防止 内圈与轴颈发生相对滑动而导致磨损，要求其配合必须有内圈与轴颈发生相对滑动而导致磨损，要求其配合必须有 一定过盈。一定过盈。 但若过盈量过大，则使内圈应力过大而且不便拆卸；但若过盈量过大，则使内圈应力过大而且不便拆卸； 若过盈量不足，会出现孔轴结合不可靠的情况。因此应该若过盈量不足，会出现孔
10、轴结合不可靠的情况。因此应该 选择小过盈量的过盈配合或大过盈量的过渡配合。选择小过盈量的过盈配合或大过盈量的过渡配合。 假如轴承内圈公差带直接引用一般基准孔的公差带假如轴承内圈公差带直接引用一般基准孔的公差带 （单向偏置在零线上侧），与一般轴组成配合，很难达到（单向偏置在零线上侧），与一般轴组成配合，很难达到 上述要求。若采用非标准配合，不仅给设计者带来麻烦，上述要求。若采用非标准配合，不仅给设计者带来麻烦， 又违反了标准化与互换性原则。又违反了标准化与互换性原则。 为此，国家标准专门规定将轴承内圈公差带置于零线为此，国家标准专门规定将轴承内圈公差带置于零线 下侧，再与下侧，再与极限与配合极限
11、与配合标准标准 GB/T 18012009中推荐中推荐 的常用（优先）轴公差带相结合，其配合性质将不同程度的常用（优先）轴公差带相结合，其配合性质将不同程度 地变紧，即能够较好地满足使用要求。地变紧，即能够较好地满足使用要求。 滚动轴承的外圈与外壳孔采用基轴制，但公差值却与滚动轴承的外圈与外壳孔采用基轴制，但公差值却与 一般基轴制不同。原因是为了补偿轴由工作引起的热膨胀一般基轴制不同。原因是为了补偿轴由工作引起的热膨胀 而产生的轴向移动，轴承一端设计为游动支撑，故外圈与而产生的轴向移动，轴承一端设计为游动支撑，故外圈与 外壳孔之间的结合不能很紧。因此，标准中规定作为基准外壳孔之间的结合不能很紧
12、。因此，标准中规定作为基准 轴的轴承外圈公差带与一般基准轴的公差带位置相类似，轴的轴承外圈公差带与一般基准轴的公差带位置相类似， 但公差值不同。但公差值不同。 滚动轴承自身的尺寸误差、形位误差、粗糙度以及滚滚动轴承自身的尺寸误差、形位误差、粗糙度以及滚 动体与内、外圈的配合误差等，可在滚动轴承的制造过程动体与内、外圈的配合误差等，可在滚动轴承的制造过程 中由轴承厂根据滚动轴承公差与配合标准加以控制。中由轴承厂根据滚动轴承公差与配合标准加以控制。 例例某车床传动机构中深沟球轴承，其尺寸为某车床传动机构中深沟球轴承，其尺寸为 dDB=50mm11027mm，试确定尺寸公差带。，试确定尺寸公差带。
13、解解（1）确定精度等级）确定精度等级 此轴承属于普通机床变速机构，从上述应用范围中可此轴承属于普通机床变速机构，从上述应用范围中可 确定为普通级确定为普通级0级轴承。级轴承。 （2）确定极限偏差）确定极限偏差 查表查表8-1向心轴承单一平面平均内径偏差向心轴承单一平面平均内径偏差dmP值，上值，上 偏差偏差0，下偏差，下偏差=0.012，平均外径偏差，平均外径偏差DmP，上偏差，上偏差 0，下偏差，下偏差0.015。 （3）画公差带图）画公差带图 根据上述选用公差等级及上下偏差，轴承尺寸公差带，根据上述选用公差等级及上下偏差，轴承尺寸公差带， 如图所示。如图所示。 8.3 8.3 滚动轴承与轴
14、颈、外壳孔的配合滚动轴承与轴颈、外壳孔的配合 8.3.1 轴颈与外壳孔的尺寸公差带轴颈与外壳孔的尺寸公差带 国家标准国家标准GB/T 2751993滚动轴承与轴和外壳孔的滚动轴承与轴和外壳孔的 配合配合中，对与中，对与0和和6级轴承相配的轴径、外壳孔规定一定级轴承相配的轴径、外壳孔规定一定 数量常用公差带（数值选自数量常用公差带（数值选自GB/T 18012009），）， 如图。如图。 与与5级和级和4级轴承相配的轴径、外壳孔的公差带见表。级轴承相配的轴径、外壳孔的公差带见表。 8.3.2 滚动轴承配合的选用滚动轴承配合的选用 选用轴径、外壳孔与滚动轴承配合的方法是类比法，选用轴径、外壳孔与滚
15、动轴承配合的方法是类比法， 选用时需考虑主要因素有：轴承套圈的旋转状态、负荷类选用时需考虑主要因素有：轴承套圈的旋转状态、负荷类 型、负荷大小等，以及旋转精度、旋转速度、工作温度、型、负荷大小等，以及旋转精度、旋转速度、工作温度、 零件结构、安装与拆卸等因素。零件结构、安装与拆卸等因素。 1.负荷类型负荷类型 负荷轴承套圈的类型直接影响着轴承配合的选用。作负荷轴承套圈的类型直接影响着轴承配合的选用。作 用在轴承上的径向负荷主要有两种情况：定向负荷（如齿用在轴承上的径向负荷主要有两种情况：定向负荷（如齿 轮作用力、皮带拉力等）和旋转负荷（如机械零件偏心轮作用力、皮带拉力等）和旋转负荷（如机械零件
16、偏心 力），这些负荷的合成称为合成径向负荷，由内、外圈和力），这些负荷的合成称为合成径向负荷，由内、外圈和 滚动体来承受。滚动体来承受。 根据套圈工作时相对于合成径向负荷的方向，将套圈根据套圈工作时相对于合成径向负荷的方向，将套圈 所承受的合成径向负荷分为所承受的合成径向负荷分为3种类型：种类型：固定负荷固定负荷、循环负循环负 荷荷和和摆动负荷摆动负荷。 套圈所承受的负荷类型决定轴承配合的松紧程度，选套圈所承受的负荷类型决定轴承配合的松紧程度，选 用配合时必须遵循以下原则：用配合时必须遵循以下原则： （1）当轴承套圈承受固定负荷时，应选较松的过渡）当轴承套圈承受固定负荷时，应选较松的过渡 配合或较小的间隙配合，以便于套圈在摩擦力矩作用下缓配合或较小的间隙配合，以便于套圈在摩擦力矩作用下缓 慢转位，使受力均匀，延长使用寿命。慢转位，使受力均匀，延长使用寿命。 （2）承受循环负荷时应选较紧的过渡
