第8章 滾動(dòng)軸承的公差與配合 20P

1、v課時(shí)數(shù)：2課時(shí)v重點(diǎn)：滾動(dòng)軸承配合采用的基準(zhǔn)制及滾動(dòng)軸承內(nèi)徑、外徑的公差帶特點(diǎn)。v難點(diǎn)：滾動(dòng)軸承配合的選用。v授課方式：新授v教具：課件v新課導(dǎo)入： 滾動(dòng)軸承是支撐軸系的重要部件，其功用是避免軸與支撐面的直接接觸，保證軸的旋轉(zhuǎn)精度。它是一種標(biāo)準(zhǔn)化部件，由專業(yè)生產(chǎn)廠生產(chǎn)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其公差配合作了相應(yīng)的規(guī)定。 8.1.1滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)及分類滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)及分類 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)如圖8-1所示，由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成。其內(nèi)圈內(nèi)徑d與軸頸配合，外圈外徑D與外殼孔配合。圖8-18.1 概述 滾動(dòng)軸承的分類按可承受負(fù)荷的方向分向心軸承推力軸承向心推力軸承按滾動(dòng)體的形狀分球軸承滾子軸承滾針軸承 滾

2、動(dòng)軸承的工作性能和使用壽命不僅取決于軸承本身的制造精度，還與滾動(dòng)軸承相配合的軸頸和外殼孔的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度以及安裝正確與否等因素有關(guān)。 8.1.2 滾動(dòng)軸承的精度等級(jí) 向心軸承的公差等級(jí)：分為0、6、5、4、2級(jí)五個(gè)等級(jí)。 圓錐滾子軸承的公差等級(jí)：分為0、6X、5、4級(jí)四個(gè)等級(jí)。 推力軸承的公差等級(jí)：分為0、6、5、4級(jí)四個(gè)等級(jí)。 0級(jí)軸承稱為普通級(jí)，在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用最廣，用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高、中等負(fù)荷、中等轉(zhuǎn)速的一般機(jī)構(gòu)中 。 6級(jí)軸承應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求較高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中 。 5、4 級(jí)軸承應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中 。 2級(jí)應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求特別高的旋

3、轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中 。8.2 滾動(dòng)軸承內(nèi)徑、外徑的公差帶及其特點(diǎn)8.2.1滾動(dòng)軸承配合的基準(zhǔn)制滾動(dòng)軸承配合的基準(zhǔn)制 軸承內(nèi)圈與軸頸的配合采用基孔制。 軸承外圈與外殼孔的配合采用基軸制。8.2.2 滾動(dòng)軸承內(nèi)、外徑公差帶特點(diǎn)滾動(dòng)軸承內(nèi)、外徑公差帶特點(diǎn)1.滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑公差帶 滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸頸的配合應(yīng)具有一定的過盈但過盈量不宜過大。因此，國(guó)標(biāo)規(guī)定軸承基準(zhǔn)孔公差帶位于零線的下方。如圖8-2所示。2.滾動(dòng)軸承外圈外徑公差帶 滾動(dòng)軸承外圈與外殼孔之間一般不作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，國(guó)標(biāo)規(guī)定軸承基準(zhǔn)軸公差帶位于零線的下方，如圖8-2所示。圖8-28.3 滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配合及其選擇8.3.1軸頸和殼體孔的公差帶軸頸和殼

4、體孔的公差帶 由于軸承內(nèi)徑（基準(zhǔn)孔）和外徑（基準(zhǔn)軸）的公差帶在軸承制造時(shí)已確定，因此軸承內(nèi)圈和軸頸、外圈和殼體孔的配合面間的配合性質(zhì)，主要由軸頸和外殼孔的公差帶決定。即，軸承配合的選擇就是確定軸頸和外殼孔的公差帶。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2751993滾動(dòng)軸承與軸和外殼的配合對(duì)與0級(jí)和6(6x)級(jí)軸承配合的軸頸規(guī)定了17種公差帶，外殼孔規(guī)定了16種公差帶，如圖8-3所示。 圖8-3圖8-3圖8-38.3.2滾動(dòng)軸承配合的選擇滾動(dòng)軸承配合的選擇8.3.2.1配合選擇的主要依據(jù) 1. 軸承承受負(fù)荷的類型 根據(jù)軸承所承受的負(fù)荷對(duì)于套圈作用的不同，可分為三類： (1) 固定負(fù)荷 合成徑向負(fù)荷始終不變地作用在套

5、圈滾道的某一局部區(qū)域上。 圖8-4定向負(fù)荷內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)定向負(fù)荷外圈旋轉(zhuǎn)8.3.2滾動(dòng)軸承配合的選擇滾動(dòng)軸承配合的選擇8.3.2.1配合選擇的主要依據(jù) 1. 軸承承受負(fù)荷的類型 （2）旋轉(zhuǎn)負(fù)荷 作用在軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)，依次作用在套圈的整個(gè)軌道上。旋轉(zhuǎn)負(fù)荷內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)負(fù)荷外圈旋轉(zhuǎn) 當(dāng)FrFc時(shí)（圖8-5），合成負(fù)荷在軸承下方AB區(qū)域內(nèi)擺動(dòng)。 當(dāng)FrFc時(shí)，合成負(fù)荷沿整個(gè)圓周變動(dòng)。圖8-5（3）擺動(dòng)負(fù)荷 作用在軸承上的合成徑向負(fù)荷在套圈滾道的一定區(qū)域內(nèi)相對(duì)擺動(dòng) 。 1、受固定負(fù)荷的套圈配合應(yīng)選松一些，一般應(yīng)選用過渡配合或具有極小間隙的間隙配合。 2、受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷的套圈配合應(yīng)選較緊的配合，

6、一般應(yīng)選用過盈量較小的過盈配合或過盈概率大的過渡配合。 3、受擺動(dòng)負(fù)荷的套圈配合松緊程度應(yīng)介于前兩種負(fù)荷之間。2. 軸承負(fù)荷的大小 向心軸承負(fù)荷的大小可用當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷Pr與額定動(dòng)負(fù)荷Cr的比值區(qū)分： Pr0.07Cr時(shí)為輕負(fù)荷； 0.07CrPr0.15Cr時(shí)為正常負(fù)荷； Pr0.15Cr時(shí)為重負(fù)荷。 負(fù)荷越大配合過盈量應(yīng)越大。3. 軸承尺寸大小 隨著軸承尺寸的增大，選擇的過盈配合的過盈量越大，間隙配合的間隙量越大。4. 軸承游隙 游隙過大，會(huì)引起轉(zhuǎn)軸較大的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)，軸承產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲；游隙過小，尤其是軸承與軸頸或外殼孔采用過盈配合時(shí)，則會(huì)使軸承滾動(dòng)體與套圈產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，引

7、起軸承的摩擦發(fā)熱，以致降低壽命。因此軸承游隙的大小應(yīng)適度。 5. 工作溫度 軸承工作時(shí)，由于摩擦發(fā)熱和其他熱源的影響，使軸承套圈的溫度經(jīng)常高于與它相配合軸頸和外殼孔的溫度。由此，內(nèi)圈因熱膨脹與軸頸的配合變松，外圈因熱膨脹與外殼孔的配合變緊，所以軸承工作溫度高于100C時(shí)，應(yīng)對(duì)選擇的配合進(jìn)行修正 。6. 軸頸和外殼孔的公差等級(jí)應(yīng)與軸承的公差等級(jí)相協(xié)調(diào) 與0級(jí)、6級(jí)配合的軸頸一般為IT6， 外殼孔一般為IT7。 7. 旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度 對(duì)于承受較大負(fù)荷且旋轉(zhuǎn)精度要求較高的軸承，為了消除彈性變形和振動(dòng)的影響，應(yīng)避免采用間隙配合，但也不宜太緊。軸承的旋轉(zhuǎn)速度越高，應(yīng)選用越緊的配合。 8.3.2.2公

8、差等級(jí)的選擇 與滾動(dòng)軸承相配合的軸、孔的公差等級(jí)和軸承的精度有關(guān)。 對(duì)旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性有較高要求的場(chǎng)合，在提高軸承公差等級(jí)的同時(shí)，軸承配合部位也應(yīng)按相應(yīng)精度提高。8.3.2.3公差帶的選擇 與軸承相配合的軸頸公差帶和外殼孔公差帶按GB/T2751993 選取。 向心軸承與軸的配合，軸公差帶代號(hào)按表8-l選擇； 向心軸承與外殼孔的配合，孔公差帶代號(hào)按表8-2選擇； 推力軸承和軸的配合，軸公差帶代號(hào)按表8-3選擇； 推力軸承和外殼孔的配合，孔公差帶代號(hào)按表8-4選擇。8.3.3配合表面及端面的形位公差和表面粗糙度配合表面及端面的形位公差和表面粗糙度1. 配合表面及端面的形位公差 為保證軸承正常

9、工作，對(duì)軸頸和外殼孔表面應(yīng)提出圓柱度公差要求。 為保證軸承工作時(shí)有較高的旋轉(zhuǎn)精度，規(guī)定了軸肩和殼體孔肩的端面跳動(dòng)公差。（表8-5）2. 配合表面及端面的粗糙度要求 表面粗糙度的大小直接影響配合的性質(zhì)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)粗糙度提出較高要求。選用時(shí)可參考表8-6。 例例8-1 一圓柱齒輪減數(shù)器，小齒輪軸要求較高的旋轉(zhuǎn)精度，裝有G級(jí)單列深溝球軸承（型號(hào)G310），軸承尺寸為5011027，額定動(dòng)負(fù)荷Cr=32000N，徑向負(fù)荷Pr=4000N。試確定與軸承配合的軸頸和外殼孔的配合尺寸和技術(shù)要求。 解：按給定條件， Pr/ Cr=4000/32000=0.125，屬于

10、正常負(fù)荷。減速器的齒輪轉(zhuǎn)遞動(dòng)力，內(nèi)圈承受旋轉(zhuǎn)負(fù)荷，外圈承受固定負(fù)荷 。 按軸承類型和尺寸規(guī)格，查表8-1，軸頸公差帶為k5；查表8-2，外殼孔的公差帶為G7或H7均可，但由于該軸旋轉(zhuǎn)精度要求較高，可相應(yīng)提高一個(gè)公差等級(jí)，選定H6。 查表8-5，軸頸的圓柱度公差為0.004 mm，軸肩的圓跳動(dòng)公差為0.012 mm，外殼孔的圓柱度公差為0.010 mm，孔肩的圓柱度公差為0.025 mm。 查表8-6，軸頸表面粗糙度要求 Ra=0.4m，軸肩表面Ra=1.6m，外殼孔表面Ra=1.6m，孔肩表面Ra=3.2m。 軸頸和外殼孔的配合尺寸和技術(shù)要求，在圖樣上的標(biāo)注見圖8-6。 圖8-6本課小結(jié)滾動(dòng)軸

11、承由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成，其內(nèi)圈內(nèi)徑d與軸頸配合，外圈外徑D與殼體孔配合；工作時(shí)，內(nèi)圈和外圈以一定的轉(zhuǎn)速作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，向心軸承的公差等級(jí)由低到高依次分為0、6、5、4、2級(jí)五種，圓錐滾子軸承的公差等級(jí)分為0、6X、5、4級(jí)四種，推力軸承的公差等級(jí)分為0、6、5、4級(jí)四種。滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑與軸頸的配合采用基孔制，軸承內(nèi)圈內(nèi)徑為基準(zhǔn)孔公差帶，但位于以公稱內(nèi)徑d為零線的下方；軸承外圈與外殼孔的配合采用基軸制，軸承外圈外徑的公差帶分布于以其公稱直徑D為零線的下方。 滾動(dòng)軸承內(nèi)圈和軸頸、外圈和殼體孔的配合性質(zhì)，由軸頸和外殼孔的公差帶決定。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)與0級(jí)和6(6x)級(jí)軸承配合的軸頸規(guī)定了17種公差帶，外殼孔規(guī)定了16