滚动轴承的公差与配合

§概述§滚动轴承的精度等级§滚动轴承内径与外径的公差带及其特点§滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承的公差与配合先讲解滚动轴承类型及其特点第一节概述概述滚动轴承是一种标准化部件，在机械制造业中应用很广。它一般由外圈、内圈、滚动体及保持架组成。滚动轴承内圈的内径与轴颈相配合，外圈的外径与壳体孔相配合，内径d与外径D都是配合尺寸。滚动轴承是由专业生产厂家生产，在生产厂内部由于其装配精度要求高，故采用不完全互换（分组装配法），而其配合尺寸则可以完全互换。滚动轴承的工作性能不仅取决于轴承本身的制造精度，而且还与相配合的轴和壳体孔的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等因素有关，因此，滚动轴承的国家标准不仅规定了滚动轴承的尺寸精度、旋转精度和测量方法（供生产厂家制造选用），还规定了与轴承相配合的轴和壳体孔的尺寸精度、形位公差及表面粗糙度（供选择配合用）。滚动轴承的代号方法滚动轴承的代号前置代号基本代号后置代号轴承的分部件代号内部结构代号密封与防尘结构代号保持架及其材料代号特殊轴承材料代号公差等级代号游隙代号多轴承配置代号其它代号五四三二一类型代号尺寸系列代号内径代号宽度系列代号直径系列代号滚动轴承代号构成：代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等，由GB/T272规定。前置代号——表示轴承的分部件。基本代号——表示轴承的类型与尺寸等主要特征。后置代号——表示轴承的精度与材料的特征。◆类型代号：常用轴承代号为3、5、6、7、N五类，详细代号查阅类型代号表。滚动轴承的主要类型和代号内径d10121517代号00010203◆内径代号：内径代号×5=内径，如：08表示轴承内径d=5×08=40mm。特殊情况：◆尺寸系列代号：表达相同内径但外径和宽度不同的轴承。对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”。外径系列代号：特轻(0、1)、轻(2)、中(3)、重(4)。宽度系列代号：一般正常宽度为“0”，通常不标注。类型代号表滚动轴承主要类型代号表6深沟球轴承L直线轴承5推力球轴承U外球面球轴承4双列深沟球轴承NA滚针轴承3圆锥滚子轴承N圆柱滚子轴承29推力调心滚子轴承9推力圆锥滚子轴承2调心滚子轴承8推力滚子轴承1调心球轴承7角接触球轴承0双列角接触球轴承代号轴承类型代号轴承类型滚动轴承的主要类型和代号三、轴承代号示例6308：6─深沟球轴承，3─中系列，08─内径d=40mm，公差等级为0级；N105/P5：N─圆柱滚子轴承，1─特轻系列，05─内径d=25mm，公差等级为5级；7214AC/P4：7─角接触球轴承，2─轻系列，14─内径d=70mm，公差等级为4级，公称接触角α=25°；30213：3─圆锥滚子轴承，2─轻系列，13─内径d=65mm，0─正常宽度(0不可省略)，公差等级为0级；6103：6─深沟球轴承，1─特轻系列，03─内径d=17mm，公差等级为0级；注：滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有规律的部分。具体应用时，若遇到看不懂的代号时，应查阅GB/T272-93。一.滚动轴承的精度等级1.根据《GB／T307.3—1996滚动轴承通用技术规则》中按轴承的基本尺寸精度和旋转精度将轴承分为0、6、6x、5、4、2五个等级（其中6x级仅适用于圆锥滚子轴承），从0级到2级精度依次增高。066X542精度低精度高滚动轴承的精度等级是根据尺寸精度和旋转精度来划分的。这些项目主要包括表7-1中所列项目。2.基本尺寸精度：指轴承内圈的内径d、外径D、内外径宽度的尺寸精度。3.旋转精度：指成套轴承内、外圈的径向跳动、端面跳动和滚道的测向摆动。第二节滚动轴承的精度等级滚动轴承的精度等级2级轴承为最精密级轴承，主要应用于旋转精度和转速很高的旋转机构中，如精密坐标镗床的主轴轴承、高精度齿轮磨床及数控机床中使用的轴承。0级轴承为普通轴承，在代号标注时可不注出。这类轴承在机械中应用最广，通常用于旋转精度要求不高、中等负荷、中等转速的一般机构中，如卧式车床中的变速机构、进给机构；汽车和拖拉机中的变速机构；普通电动机、水泵、压缩机的涡轮机等一般通用机械的旋转机构等等。6级轴承为高级轴承，主要应用于旋转精度和转速要求较高的机构中，如卧式车床主轴的后轴承、精密机床传动轴使用的轴承。5级轴承为精密级轴承、4级轴承为超精密级轴承，这两类主要应用于旋转精度和转速高的旋转机构中。如高精度磨床和车床（卧式车床主轴的前轴承多采用5级）、精密螺纹车床和齿轮磨床的主轴轴承。滚动轴承各级精度等级的应用应该指出的是，滚动轴承的工作性能和使用寿命不仅取决于轴承本身的制造精度，还和与之相配合的壳体孔、轴颈的尺寸精度、形位误差、表面粗糙度、选用的配合性质以及安装正确与否等因素有关。因此，滚动轴承的国家标准不仅规定了滚动轴承的尺寸精度、旋转精度和测量方法以指导生产厂家制造，还规定了与轴承相配合的轴和壳体孔的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等。滚动轴承各级精度等级的应用滚动轴承内径与外径的公差带一.滚动轴承内径与外径的尺寸规定：在国标中规定了内径d和外径D两种尺寸公差，还规定了两种形状公差。1）两种尺寸公差：2）两种形状公差：1min1max,1ssdd测得截面2min2max,2ssdd测得截面dddddddddssss2min2max1min1max,,,分别为：单一内径偏差ddddddddddddmpmpssmpmpmpssmp222min2max2111min1max1,2,2单一平面平均内径偏差单一平面平均内径偏差2min2max21min1max1,ssdpssdpddVddV量单一径向平面内径变动21mpmpdmpddV平均内径的变动量其中，∆ds、∆Ds、∆dmp、∆Dmp、Vdp、VDp、Vdmp、VDmp，可以从查表，根据内径d或外径D、轴承精度查出判断一个轴承合格不合格，其内径与外径尺寸必须小于上面两种尺寸公差及形状公差。滚动轴承内径与外径的公差带【例1】：有两个4级精度的中系列（3系列）向心轴承，公称内径=40mm,在两个平面内量得其单一内径尺寸如表所示，试判断这两个轴承内径是否合格。滚动轴承内径与外径的公差带1．内径与轴的配合虽然采用基孔制，但其公差带在零线的下方，即上偏差等于零（下偏差对应于△dmp）。原因：在大多数情况下，内圈与轴一起转动，为了防止内圈与轴颈的配合面之间相对滑动而产生磨损，影响轴承的寿命和工作性能，同时也为了传递一定扭矩，两者的配合应有一定的过盈。轴承内径与外径的公差带2．外径与壳体孔的配合采用基轴制。轴承外圈是安装在壳体孔里的，通常不随转轴旋转。由于轴承运转会使工作温度有所提高，外圈与壳体孔的配合应稍微放松一点，以便能补偿轴的热膨胀伸长量，避免轴发生弯曲变形导致轴承内部卡死。因此，国标规定：轴承外圈单一平面平均外径（Dmp）的公差带位置分布于零线的下方，即上偏差为零，下偏差为负。外圈公差带：基轴制，es=0，公差为△Dmp内圈公差带：基孔制，但是ES=0，公差为△dmp，原因是保证与轴过盈配合题目1：如滚动轴承内圈单一平面内径dmp的尺寸公差为0.012mm，则其上偏差为mm，下偏差为mm题目2：滚动轴承内圈公差10um，轴颈公差13um，要求Ymax=-8um，则轴颈的es、eimeimesesesEIY152810max解：轴承内径与外径的公差带滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择一.轴和壳体孔的尺寸公差带与滚动轴承相配合的轴和壳体孔的公差带代号是从公差与配合国标准中规定的公差带中选出来的。由于滚动轴承特殊规定，其配合性质与公差与配合国标中的同名配合要紧。选择配合就是最后确定出与内圈相配合的轴的公差带的代号和与外圈相配合的壳体孔的公差带的代号，最后标注在装配图中。例Φ40m6轴与轴承形成配合滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择二.轴承配合的选择滚动轴承配合的选择包括公差等级的选择、配合的选择、形位公差和表面粗糙度的选择三个方面。1．公差等级的选择选择轴承公差等级的主要依据，是对轴承部件提出的旋转精度和转速高低的要求。一般情况下选择使用0级轴承，只有当0级轴承不能保证机构所要求的旋转精度时，才可选择较高精度的轴承。轴颈、壳体孔的公差等级与所选用轴承的精度等级有关。一般与0级、6级轴承配合的轴颈为IT6级，壳体孔为IT7级。若旋转精度要求较高如电动机等，同时要求运转平稳，则轴颈、壳体孔的公差等级应随着轴承精度等级的提高而相应地提高，此时轴的公差等级一般选IT5，壳体孔的公差等级选IT6。滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择2．配合的选择为了正确选择轴承配合，主要因素：负荷类型及负荷大小。(1).负荷类型根据作用在轴承上的负荷相对于套圈的旋转情况，负载分为：局部负荷、循环负荷、摆动负荷滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择①循环负荷：过盈配合或较紧的过渡配合②局部负荷：较松的过渡配合或较小的间隙配合。③摆动负荷：选与循环负荷相同的配合或略松一点。2.负荷大小滚动轴承套圈与轴或壳体孔配合的最小过盈，取决于负荷的大小，一般把径向负荷P≤0.07C的称为轻负荷；0.07C＜P≤0.15C称为正常负荷；P0.15C的称为重负荷，其中C为轴承的额定负荷。①对于轻负荷，选较小的过盈配合。②对于重负荷，由于负荷引起轴承较大变形，使结合表面实际过盈减小和轴承内部的实际间隙增大，故选较大的过盈配合。P139式7-5，7-6，给出了Ymin，Ymax的计算公式。min61310RkYmmb计算max311.42210pkdYmmk计算滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择(4)工作温度由于摩擦发热和散热条件不同，一般来说，运转时的轴承温度会高于周边温度，而且轴承带负荷旋转时，内圈温度将高于轴温，热膨胀将使有效过盈减少，轴承外圈与壳体孔的配合可能会变紧，内圈与轴颈的配合则可能松动，进而影响轴承的正常工作。因此在选择配合时，必须考虑轴承工作温度的影响。当轴承温度高于轴温时，必须选择较紧一些的配合。（5）其他因素采用剖分式外壳时，为避免轴承外圈发生变形，壳体孔与滚动轴承的配合应比采用整体式外壳时松些。滚动轴承安装在轻合金外壳、薄壁外壳或薄壁的空心轴上时，采用的配合应比装在铸铁外壳、厚壁外壳或实心轴上的紧些，以保证轴承工作时有足够的支承刚度和强度。当要求安装与拆卸方便或需要轴向移动和调整套圈时，宜采用较松的配合。滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合，常常综合考虑上述因素用类比法选取，如表7-9、表7-10所示。滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择3．形位公差和表面粗糙度的选择（1）形状公差为保证轴承安装合格，转动平稳，通常对轴颈和外壳孔除应采用包容要求外，还应规定更严格的圆柱度公差。与轴承相配合轴的圆柱度公差主要影响到轴承与轴配合的松紧及对中性。（2）位置公差标准规定了轴肩和壳体孔的端面圆跳动公差。滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择（3）表面粗糙度的确定合理规定配合表面的粗糙度要求对于保证配合性质、提高过盈配合的连接强度、降低生产成本是很重要的。故国家标准对轴颈和外壳孔配合表面的粗糙度进行了规定。滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择【例7-2】已知某减速器的功率为5kW，从动轴转速为83r/min，其两端的轴承为6211深沟球轴承（d=55mm,D=100mm),齿轮的模数为3mm，齿数为79。试确定轴颈和壳体孔的公差带代号、形位公差值与表面粗糙度参数值，并将它们标注在装配图和零件图上。(1)轴承精度0级(2)轴承内外圈载荷类型内圈：循环载荷，外圈：局部载荷(3)当量动负荷Pr，额定动载荷Cr，根据表7-8轴承的负荷为轻负荷(4)根据表7-9，7-10轴颈公差带为φ55j6，（基孔制配合），外壳孔公差带为φ100H7（基轴制配合）。(5)轴承内外圈尺寸公差内圈的上偏差为0，下偏差为-0.015mm；外圈的上偏差为0，下偏差为-0.015mm；滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择（