滚动轴承与轴孔的配合Word文档下载推荐.docx
《滚动轴承与轴孔的配合Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《滚动轴承与轴孔的配合Word文档下载推荐.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
6
5
2.5
50
-12
-6
-2.5
外
80
-13
-11
-9
-7
-4
120
-15
-5
滚动轴承是标准部件，为了便于互换，轴承内圈与轴采用基孔制配合，外圈与孔采用基轴制配合。
标准中规定的轴承外圈单一平面平均直径Dmp的公差带的上偏差为零，如图
17.1所示，与一般基轴制相同；
单一平面平均内径dmp的公差带，其上偏差也为零（图17.1），这和一般基孔制的规定不同。
这主要考虑轴承配合的特殊需要。
因为在多数情况下轴承内圈随轴一起转动，二者之间配合必须有一定过盈，但过盈量又不宜过大，以保证拆卸方便，防止内圈应力过大。
dmp的公差带在零线下方，当其与k，m，n等轴配合时，将获得比一般过渡配合规定的过盈量稍大的过盈配合；
当与g，h等轴配合时不再是间隙配合、而成为过渡配合。
图17.1轴承单一平面平均内、外径的公差带
第三节滚动轴承与轴、孔的配合及其选用
一、轴和外壳孔的公差带
国家标准GB/T275一1993推荐了与0（G）、6（E）、5（D）、4（C）级相配合的轴和孔的公差带。
见表17.2。
轴承
精度
轴公差带
外壳孔公差带
过渡配合
过盈配合
间隙配合
g8g6g5h7h6h5j6j5js5
k6k5m6m5n6p6r6
G7
H8H7H6
J7J6JS7JS6
K7K6M7M6
N7N6
P7
P6
g6g5
h6h5j6j5js5
J7J6JS7JS6K7K6M7M6N7N6
h5j5js5
k6k5m6m5
H6
JS6
K6M6
4
h5js5
k5m5
K6
注：
1.孔N6与G级精度轴承（外径D<
150mm）和E级精度轴承（外径D<
315mm）的配合
过盈配合。
2.轴r6用于内径d>
120～500mm；
轴r7用于内径d>
180～500mm。
国家标准GB/T275一1993对与滚动轴承配合的轴颈规定了17种常用公差带，对外壳孔规定了16种常用公差带，如图17.2所示。
a）轴承与轴配合的常用公差带关系图
（b）轴承与外壳孔配合的常用公差带关系图
图17.2与滚动轴承配合的轴、外壳孔常用公差带
、轴和外壳孔与滚动轴承配合的选用
正确选择轴承的配合，对保证机器正常运转、提高轴承使用寿命、充分发挥其承载能力关系很大，选择时应考虑下列因素：
1、负荷类型轴承转动时，根据作用于轴承上合成径向负荷相对套圈的旋转情况，可将所示负荷分为局部负荷、循环负荷和摆动负荷三类，见图17.3。
内圈－旋转负荷
内圈－定向负荷
内圈－摆动负荷
外圈－定向负荷
外圈－旋转负荷
外圈－摆动负荷
（a）
（b）
（c）
（d）
图17.3
轴承承受的负荷类型
a）固定的外圈和
1）定向负荷径向负荷始终不变地作用在套圈滚道的局部区域上。
图17.3
图17.4摆动负荷
用。
承受这类负荷的套圈与壳体孔或轴的配合，一般选较松的过渡配合，或较小
的间隙配合，以便让套圈滚道间的摩擦力矩带动转矩，延长轴承的使用寿命。
（2）旋转负荷径向负荷相对于套圈旋转，并依次作用在套圈滚道的整个圆周上。
图17.3（a）和（c）的内圈，图17.3（b）和（d）的外
圈均受到一个作用位置依次改变的径向负荷F0
的作用。
通常承受循环负荷的套圈与轴（或壳体孔）相配应选过盈配合或较紧的过渡配合，其过盈量的大小以不使套团与轴或完体孔配合表面间产生爬行现象为原则。
（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，此时套圈相对于负荷方向摆动。
如图17.4所示，轴承受到定向负荷F0和较小的旋转负荷F1的同时作用，者的合成负荷F由小到大、再由大到小的周期
变化。
图17.3（c）固定的外圈和图17.3（d）固定的内圈受到摆动负荷。
承受摆动负荷的套圈，其配合要求与循环负荷相同或略松一些。
2、负荷的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P0.07C的称为轻负荷，0.07CP0.15C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，即轴承能够旋转105次而不发生点蚀破坏的概率为90％时的载荷值。
承受较重的负荷或冲击负荷时，将引起轴承较大的变形，使结合面间实际过盈减小和轴承内部的实际间隙增大，这时为了使轴承运转正常，应选较大的过盈配合。
同理，承受较轻的负荷，可选用较小的过盈配合。
当轴承内圈承受循环负荷时，它与轴配合所需的最小过盈Ymin计算（mm）为
Ymin计算13Rk106b
式中，R——轴承承受的最大径向负荷，kN；
k——与轴承系列有关的系数，轻系列＝2.8，中系列＝2.3，重系列＝2；
b——轴承内圈的配合宽度，m，bB2r，B为轴承宽度，r为内圈倒角为避免套圈破裂，最大过盈Ymax计算（mm）必须按不允许超出套圈的允许强度
来计算
式中，p——允许的拉应力，105Pa，轴承钢的拉应力p≈400×
105Pa；
d——轴承内圈内径，m。
根据计算得到的Ymin计算，便可从国标“公差与配合”表中选取最接近的配合
3、工作温度的影响
轴承工作时，由于摩擦发热和其他原因，轴承套圈的温度往往高于与其相配零件的温度。
这样，内圈与轴的配合可能松动，外圈与孔的配合可能变紧，所以在选择配合时，必须考虑轴承工作温度的影响。
因此，轴承工作温度一般应低于100℃，在高于此温度中工作的轴承，应将所选用的配合适当修正。
4、轴承尺寸大小
滚动轴承的尺寸越大，选取的配合应越紧。
但对于重型机械上使用的特别大尺寸的轴承，应采用较松的配合。
5、旋转精度和速度的影响
对于负荷较大、有较高旋转精度要求的轴承，为消除弹性变形和振动的影响，应避免采用间隙配合。
对精密机床的轻负荷轴承，为避免孔和轴的形状误差对轴承精度的影响，常采用较小的间隙配合。
6、其他因素的影响
为了考虑轴承安装与拆卸的方便，宜采用较松的配合，对重型机械用的大型或特大型轴承尤为重要。
如果既要求装拆方便，又需紧配合时，可采用分离型轴承，或采用内圈带锥孔、带紧定套和退卸套的轴承。
选用轴承配合时，还应考虑旋转精度、旋转速度、轴和外壳孔的结构与材料等因素。
综上所述，影响滚动轴承配合选用的因素铰多，通常难以用计算法确定，所以在实际生产中常用类比法。
表17.3、17.4、17.5、17.6列出了国家标准推荐的安装向心轴承和角接触轴承、推力轴承的轴和外壳孔的公差带的应用情况，供选用时参考。
表17.3向心轴承和轴的配合轴公差带代号（GB/T275－1993）圆柱孔轴承
负
深沟球轴承、调
圆柱和圆锥
调心滚子轴
公差带
运
转状态
荷
心球轴承和角
滚子轴承
承
状
接触球轴承
说明
举例
态
轴承公差
内径/mm
旋转
一般通用
轻
≤18
－
h5
的内圈
机械、电动机、
>
18～100
≤40
j6①
负荷及
机床主轴、泵、
100～200
40～140
40～100
k6①
摆动负
内燃机、正齿
140～200
m6①
轮传动装置、
正
j6、js5
铁路机车车辆
常
k5②
轴箱、破碎机
100～140
40～65
m5②
等
140～200
100～140
65～100
m6
200～280
n6
200～400
140～280
p6
280～500
r6
重
50～140
50～100
200
r7
固定
静止轴上的各
所
f6
种轮子、张紧
有
g6①
负荷
线轮、振动筛、
所用尺寸
h6
惯性振动器
j6
仅有轴向负荷
j6、js6
圆锥孔轴承
所有负
铁路机车车辆轴箱
装在退卸套上的所有尺寸
h8（IT6）④⑤
一般机械传动
装在紧定套上的所有尺寸
h9（IT6）④⑤
1凡对精度有较高要求的场合，应用j5，k5⋯⋯代替j6，k6⋯⋯。
2圆锥滚子轴承、角接触球轴承配合对游隙影响不大，可用k6、m6代替k5、m5。
3重负荷下轴承游隙应选大于0组。
4凡有较高精度或转速要求的场合，应选用h7（IT5）代替h8（IT6）等。
5IT6、IT7表示圆柱度公差值。
表17.4向心轴承和外壳的配合孔公差带代号（GB/T275－1993）
运转状态
负荷状态
其他状况
公差带①
球轴承
固定的外圈负荷
一般机械、铁路机车车辆轴箱、电动机、泵、曲轴主轴承
轻、正常、重
轴向易移动，可采用
剖分式外壳
H7、G7②
冲击
轴向能移动，可采用
J7、JS7
摆动负荷
轻、正常
整体式或剖分式外壳
正常、重
轴向不移动，采用整
体式外壳
K7
M7
旋转的外圈负荷
张紧滑轮、轮
毂轴承
J7
正常
K7、M7
M7、N7
N7、P7
①并列公差带随尺寸的增大从左至右选择，对旋转精度有较高要求时，可相应提高个公差等级。
②不适用剖分式外壳。
表17.5推力轴承和轴的配合轴公差带代号（GB/T275－1993）
球和滚子轴承
调心滚子轴承
仅有轴
向负荷
所有尺寸
j6、js6
固定的轴圈负荷
径向和轴向联合
≤250
250
js6
旋转的轴圈负荷
≤200
或摆动负荷
400
①要求较小过盈时，可分别用j6、k6、m6代替k6、m6、n6。
②也包括推力圆锥滚子轴承，推力角接触轴承。
表17.6推力轴承和外壳的配合孔公差带代号（GB/T275－1993）
轴承类型
备注
H8
圆柱、圆锥滚子轴
H7
外壳孔与座圈间间隙为0.001D（D为轴承公称外径）
固定的座圈负荷
径向和轴向
联合负荷
角接触球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承
旋转的座圈负荷或摆动负荷
普通使用条件
有较大径向负荷时
三、配合表面的其他技术要求
GB/T275－1993规定了与轴承配合的轴颈和外壳孔表面的圆柱度公差、轴肩及外壳孔端面的端面圆跳动公差、名表面的粗糙度要求等，如表17.7、表17.8所示。
表17.7轴和外壳孔的形位公差
基本尺寸/mm
圆柱度t
端面圆跳动t1
轴颈
外壳孔
轴肩
外壳孔肩
轴承公差等级
6（6x）
至
公差值/μm
1.5
3
8
10
3.0
2.0
12
4.0
15
7
20
5.0
25
6.0
180
8.0
10.0
7.0
14
315
12.0
16
40
13.0
9.0
500
15.0
表17.8配合面的表面粗糙度（μm）
轴或轴承座直
轴或外壳配合表面直径公差等级
径/mm
IT7
IT6
IT5
表面粗糙度
Rz
Ra
磨
车
1.6
3.2
6.3
0.8
0.4
端面
四、选用举例
例1有一圆柱齿轮减速器（如图17.5所示），小齿轮轴要求较高的旋转精度，
装有0级单列深沟球轴承，轴承尺寸为50mm×
110mm×
27mm，额定动负荷Cr＝32000N，轴承承受的径向负荷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，并将它们分别标注在装配图和零件图上。
解按给定条件，可知Fr＝0.125Cr，属于正常负荷。
内圈负荷为旋转负荷，
外圈负荷为定向负荷。
参考表17.3、表17.4，选轴颈公差带为k6，外壳孔公差带为G7或H7。
但由于该轴旋转精度要求较高，故选更紧一些的配合J7较为恰当。
从表17.1中查出，轴承内、外圈单一平面平均直径的上、下偏差，再由表13.1、表13.2查出k6和J7的上、下偏差，从而画出公差带图，如图17.6所示。
图17.5圆柱齿轮减速器结构图17.6轴承与孔、轴配合的公差带从图中可算出内圈与轴Ymin0.002mm，Ymax0.030mm；
外圈与孔
Xmax0.037mm，Ymax0.013mm。
查表17.7得圆柱度要求：
轴颈为0.004mm，外壳孔为0.010mm；
端面圆跳动要求：
轴肩0.012mm，外壳孔肩0.025mm。
查表17.8得粗糙度要求：
轴颈Ra0.8m，轴肩Ra3.2m，外壳孔
Ra1.6m，孔肩Ra3.2m。
将选择的各项公差要求标注在图上，如图17.7。
图17.7轴和外壳孔的公差带标注
例2在C616车床主轴后支承上，装有两个单列向心球轴承（见图17.8），其外形尺寸为dDB50mm90mm20mm，试选定轴承的精度等级，轴承与
轴、外壳孔的配合。
（C616为普通车床，旋转精度和转速较高）
解：
1、确定轴承的精度等级
（1）C616车床属于轻载的普通车床，主轴承受轻载荷。
（2）C616车床的旋转精度和转速较高，选择6（E）级精度的滚动轴承。
2、确定轴承与轴、外壳孔的配合
（1）轴承内圈与主轴配合一起旋转，外圈装在壳体中不转。
（2）主轴后支承主要承受齿轮传递力，故内圈承受旋转负荷，外圈承受定向负荷，前者配合应紧，后者配合略松。
（3）参考表17.3、表17.4选出轴公差带为j5mm，壳体孔公差带为J6mm。
（4）机床主轴前轴承已轴向定位，若后轴承外圈与壳体孔配合无间隙，则不能补偿由于温度变化引起的主轴的伸缩性；
若外圈与壳体孔配合有间隙，会引起主轴跳动，影响车床的加工精度。
为了满足使用要求，将壳体孔公差带提高一档，改用K6mm。
（5）按滚动轴承公差国家标准，由表17.1查出6（E）级轴承单一平面平均内径偏差dmp上＝0mm，dmp下＝－0.01mm；
单一平面平均外径偏差Dmp上＝0mm，
Dmp下＝－0.013mm。
根据公差与配合国标GB/T1800.3－1998，查得：
轴为50j5（00..000065）mm，壳体孔为90K6（00..001084）mm。
图17.9为C616车床主轴后轴承的公差与配合图解，由此可知，轴承与轴的配合比外壳孔的配合要紧些。
（6）查表17.7得圆柱度要求：
轴颈为0.0025mm，外壳孔为0.006mm；
端面圆跳动要求：
轴肩0.008mm。
查表17.8得粗糙度要求：
轴颈Ra0.4m，轴肩Ra1.6m，外壳孔
Ra1.6m。
将选择的各项公差要求标注在图上，如图17.10
图17.8C616车床主轴后轴承结构
图17.9轴承与孔、轴配合的公差带
图17.10轴和外壳孔的公差带标注
1.在C6132车床主轴箱内第VIII轴上，装有两个0级深沟球轴承，内孔直径为20mm，外圆直径为47mm，这两个轴承的外圈装在同一齿轮的孔内，与齿轮—起旋转，两个轴承的内圈与轴VIII相配，轴固定在主轴箱箱壁上，通过该齿轮将主
轴的回转运动传给进给箱。
已知轴承承受轻载荷。
试确定；
（1）与轴承配合的轴颈、齿轮内孔的公差带代号；
习题图1
（2）画出公差带图，计算内圈与轴、外圈与孔配合约权限间隙、极限过盈；
（3）轴颈和齿轮孔的形位公差和表面粗糙度值；
（4）参照习题图1，把所选的各项公差标注在图样上。
2.有一E208的轻系列滚动轴承（E级精度、公称内径为40mm，公称外径为
90mm）。
测得内、外圈的单一内径尺寸为：
dmax140mm，dmax240.003mm；
dmin139.992mm，dmin239.997mm；
单—外径尺寸为：
Dmax190mm，
Dmax289.987mm；
Dmin189.996mm，Dmin289.985mm。
试确定该轴承内、外圈是否合格？
3.
习题图2
习题图2所示，有一C级207滚动轴承（内径35mm，外径72mm，额定动负荷C为19700N），应用于闭式传动的减速器中。
其工作情况为：
外壳固定，轴旋转，转速为980r/min，承受的定向径向载荷为1300N。
试确定：
（1）轴颈和外壳孔的公差带，并将公差带代号标注在装配图上（35j6，72H7）。
（2）轴颈和外壳孔的尺寸极限偏差以及它们和滚动轴
升级会员 