项目6 滚动轴承的公差配合及选用 知识点1.滚动轴承的机构特点、精度等级及应用 1.滚动轴承的组成与特点

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1 项目6 滚动轴承的公差配合及选用 知识点1.滚动轴承的机构特点、精度等级及应用 1.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广泛的一种标准部件。它的基本结构如右图所示，一般由外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4组成。 公称内径为d的轴承内圈与轴颈配合，公称外径为D的轴承外圈与外壳孔配合，属于典型的光滑圆柱连接。但由于它的结构特点和功能要求所决定，其公差配合与一般光滑圆柱连接要求不同。 滚动轴承

2 项目6 滚动轴承的公差配合及选用 2．滚动轴承精度等级及其应用 1）滚动轴承的精度等级 滚动轴承的精度是按其外形尺寸公差和旋转精度分级的。
外形尺寸公差是指成套轴承的内径、外径和宽度尺寸公差;旋转精度主要指轴承内、外圈的径向跳动，端面对滚道的跳动和端面对内孔的跳动等。 2）轴承精度等级的应用 精度等级 应用范围 P0 普通级，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，如普通电机、水泵、压缩机轴承，拖拉机变速箱轴承。 P6 用于转速较高及旋转精度要求较高的旋转机构，如普通机床主轴后轴承，机床变速箱轴承。 P5、P4 用于高速及高旋转精度要求的机构，如精密机床主轴承。 P2 用于转速很高及旋转精度要求也很高的机构，如齿轮磨床轴承，精密机床变速箱轴承。

3 项目6 滚动轴承的公差配合及选用 知识点2 滚动轴承的尺寸公差带
滚动轴承是标准部件，为了组织专业化生产，便于互换，轴承内圈内径与轴采用基孔制配合，外圈外径与外壳孔采用基轴制配合。 标准中规定，轴承外圈外径的单一平面平均直径Dmp 的公差带的上偏差为零，如图所示，与一般的基准轴公差带分布位置相同，数值不同。轴承内圈内径单一平面平均直径dmp 公差带的上偏差也为零，与一般基准孔的公差带分布位置相反，数值也不同。这主要考虑轴承配合的特殊需要。 轴承内、外径公差带

4 项目6 滚动轴承的公差配合及选用 轴承内圈与轴配合，比国家标准《极限与配合》中基孔制同名配合要紧的多。配合性质向过盈增加的方向转化。所有公差等级的公差带都偏置在零线之下，这主要是考虑轴承配合的特殊需要。 因为在多数情况下，轴承内圈是随轴一起转动，两者之间的配合必须有一定的过盈。但由于内圈是薄壁零件，且使用一定时间之后，轴承往往要拆换，因此过盈量的数值又不能过大。假如轴承内孔的公差带与一般基准孔的公差带一样，单向偏置在零线上侧，并采用《极限与配合》标准中推荐的常用（或优先）的过盈配合时，所采取过盈量往往嫌太大；如改用过渡配合，又担心可能出现轴孔结合不可靠；若采用非标准配合，不仅给设计带来麻烦，而且还不符合标准化和互换性的原则。为此，轴承标准将内径的公差带偏置在零线下侧，再与《极限与配合》标准推荐的常用（或优先）过渡配合中某些轴的公差带结合时，完全能满足轴承内孔与轴配合性能要求。

5 项目6 滚动轴承的公差配合及选用 知识点3 滚动轴承与轴和外壳孔的配合
1. 滚动轴承的内孔与轴、外径与外壳孔的尺寸公差带 国家标准GB.T1800.3—1998对与滚动轴承配合的轴颈公差带规定了17种，对外壳孔的公差带规定了16种，如图所示。

6 项目6 滚动轴承的公差配合及选用 2. 滚动轴承与轴和外壳孔配合的选择 1） 轴承套圈相对于负荷的类型：
正确地选择与滚动轴承的配合，对保证机器正常运转，充分发挥其承载能力，延长使用寿命，有很重要的关系。选择时主要依据下列因素： 1） 轴承套圈相对于负荷的类型： （1）套圈相对于负荷方向固定———定向负荷 （2）套圈相对于负荷方向旋转———旋转负荷 （3）套圈相对于负荷方向摆动———摆动负荷 轴承套圈承受负荷的类型

7 项目6 滚动轴承的公差配合及选用 一般作用在轴承上的负荷有定向负荷（如齿轮作用力、传动皮带拉力）和旋转负荷（如机械零件偏心力）两种，两种负荷的合成称为合成径向负荷，由轴承内圈、外圈和滚动体来承受。根据轴承套圈工作时相对合成负荷的方向，将套圈承受的负荷分为三种类型：固定负荷、循环负荷、摆动负荷。 （1）固定负荷 径向负荷始终作用在套圈滚道的局部区域，如图6-4（a）所示，不旋转的外圈和图6-4（b）所示不旋转的内圈均受到一个方向一定的径向负荷Fr的作用。例如汽车与拖拉机前轮（从动轮）轴承内圈的受力就属于这种情况。 （2）循环负荷 作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对旋转，并依次作用在该套圈的整个圆周滚道上，如图,6-4（a）所示旋转的内圈和图6-4（b）所示旋转的外圈均受到一个作用位置依次改变的径向负荷Fr的作用。例如汽车与拖拉机前轮（从动轮）轴承外圈的受力就是典型例子。 （3）摆动负荷 大小和方向按一定规律变化的径向负荷作用在套圈的部分滚道上，如图6-4（c）所示不旋转的外圈和图6-4（d）所示不旋转的内圈均受到定向负荷Fr和较小的旋转负荷Fc的同时作用，二者的合成负荷在一定的区域内摆动。

8 项目6 滚动轴承的公差配合及选用 2）负荷的大小
选择滚动轴承与轴和外壳孔的配合与负荷大小有关。负荷越大，过盈量应选得越大，因为在重负荷作用下，轴承套圈容易变形，使配合面受力不均匀，引起配合松动。因此，承受轻负荷、正常负荷、重负荷的轴承与轴颈和外壳孔的配合应依次越来越紧一些。 3）其他因素 工作温度的影响，滚动轴承一般在低于100℃的温度下工作，如在高温下工作，其配合应予以调整。此外，选择轴承和外壳孔精度等级时应与轴承精度协调，一般情况下，轴承的旋转精度越高，旋转速度越高，则应选择越紧的配合。如0级轴承配合轴颈一般为IT6，外壳孔则为IT7；对旋转精度和运动平稳性有较高要求的场合（如电动机），轴颈为IT5时，外壳孔选为IT6。 滚动轴承与轴和外壳孔配合的选择是综合上述诸因素用类比法进行，表6-2列出了和向心轴承配合的轴公差带代号，表6-3是和向心轴承配合的外壳孔的公差带代号，表6-4是和推力轴承配合的轴公差带代号，表6-5是和推力轴承配合的外壳孔的公差带代号，供选用时参考。

9 项目6 滚动轴承的公差配合及选用 3. 轴承配合表面几何公差及表面粗糙度要求
为了保证轴承正常工作，除了正确选择配合外，还应对与轴承配合的轴和外壳孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。GB.T275—1993规定了与各种轴承配合的轴颈和外壳孔的形位公差、表面粗糙度，参表6-6、6-7。

10 项目6 滚动轴承的公差配合及选用 6.2 项目任务 任务1
有一圆柱齿轮减速器，小齿轮要求有较高的旋转精度，装有0级单列深沟球轴承，轴承尺寸为50mm×110mm×27mm，额定动负荷C r =32000N，轴承承受的当量径向负荷Fr=4000N。试用类比法确定轴颈和外壳孔的公差带代号，画出公差带图，并确定孔、轴的形位公差值和表面粗糙度参数值，将它们分别标注在装配图和零件图上。 任务分析 1）按已知条件，可算得Fr =0.125Cr ，属正常负荷。 2）按减速器的工作状况可知，内圈为旋转负荷，外圈为定向负荷，内圈与轴的配合应紧，外圈与外壳孔配合应较松。 3）根据以上分析，查表6-2、6-3选用轴颈公差带为k6（基孔制配合），外壳孔公差带为G7或H7。但由于轴的旋转精度要求较高，故选用更紧一些的配合，孔公差带为J7（基轴制配合）较为恰当。

11 项目6 滚动轴承的公差配合及选用 4）查表6-1查出0级轴承内、外圈单一平面平均直径的上、下偏差，再由标准公差数值表1-4和孔、轴基本偏差数值表查出50k6和110J7的上、下偏差，从而画出公差带图，如图6-5所示。 5）从图6-5中公差带关系可知，内圈与轴颈配合的Ymax =-0.030mm，Ymin =-0.002mm;外圈与外壳孔配合的Xmax =+0.037mm，Ymax =-0.013mm。 6）按表6-6选取形位公差值。圆柱度公差:轴颈为0.004mm，外壳孔为0.010mm;端面跳动公差:轴肩为0.012mm，外壳孔肩为0.025mm。 7）按表6-7选取表面粗糙度数值、轴颈表面Ra≤0.8μm，轴肩端面Ra ≤3.2μm;外壳孔表面Ra ≤1.6μm，轴肩端面Ra ≤3.2μm。 8）将选择的上述各项公差标注在图上，如图6-6所示。 图6-5 轴承与轴、孔配合的公差带图

12 项目6 滚动轴承的公差配合及选用 图6-6 轴颈和外壳孔公差在图样上标注