滚动轴承与孔、轴结合的互换性 (公开课专用)

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第7章滚动轴承与孔轴结合的互换性

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7.2滚动轴承与轴和外壳孔的配合及其选择 7.2滚动轴承与轴和外壳孔的配合及其选择
滚动轴承配合的国家标准(GB/T 275—1993)，规定了与轴承内、外圈相配合的轴和壳体孔的尺寸公差带、形位公差以及配合选择的基本原则和要求。由于轴承内外径的公差在制造时已经确定，因此轴承内圈和轴颈，轴承外圈和外壳孔的配合间需要的配合性质，要由轴颈和外壳孔的公差带决定，轴承配合的选择就是确定轴颈和外壳孔的公差带。
尺寸系列代号类型代号宽度系列代号直径系列代号内径代号
轴承内径代号：一般情况下轴承内径用轴承内径代号（基本代号的后两位数）×5= ） 5=内径
(mm)，例：轴承6204的内径是04×5=20mm 。尺寸系列代号：用于表达相同内径但外径和宽度不同的轴承
4
代号方法示例：代号方法示例：例①6308 6---深沟球轴承，3--中系列，08--内径d=40mm，公差等级“O” 6308 -级、游隙组为“0”组都不标注；例②N105/P5 N--圆柱滚子轴承，1--特轻系列，05--内径d=25mm，公差等 N105/P5 级为5级，游隙组为“0”组不标注；例③7214C/P4 7--角接触球轴承，2--轻系列，14--内径d=70mm，C--公称 7214C/P4 接触角α=15°，P4--公差等级为4级，游隙组为“0”组；例④30213 3--圆锥滚子轴承，0--正常宽度(0不可省略)，2--轻系列， 30213 13--内径d=65mm，公差等级为0级，游隙组为“0”组；
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7.2滚动轴承配合的选择 7.2滚动轴承配合的选择
• 选择轴承配合时，应综合地考虑轴承的工作条件、作用在轴承上负荷的大小、方向和性质、工作温度、轴承类型和尺寸、旋转精度和速度等一系列因素。 1 轴承负荷类型 (1)局部负荷作用于轴承上的负荷方向始终不变地作用在套圈滚道的局部区域。承受局部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，以延长轴承的使用寿命。 (2)循环负荷作用于轴承上的合成径向负荷顺次地作用在套圈滚道的整个圆周上，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圈与轴或壳体孔配合表面间产生爬行现象为原则。 (3)摆动负荷作用于轴承上的合成径向负荷与所承受的套圈在一定区域内相对摆动，即其负荷向量经常变动地作用在套圈滚道的局部圆周上，该套圈所承受的负荷性质，称为摆动负荷。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。

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51、天下之事常成于困约，而败于奢靡。——陆游 52、生命不等于是呼吸，生命是活动。——卢梭
53、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。 ——易卜生 54、唯书籍不朽。——乔特
滚动轴承与孔轴结合的互换性
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
55、为中华之崛起而读书。 ——周恩来
பைடு நூலகம்

互换性讲稿第六章

• 当单一平面平均内径dmp公差带分布在零线下侧，当与一般过渡配合轴相配，不但能保证获不大过盈，又不会出现间隙，同时可按标准偏差加工轴。
滚动轴承外圈与壳体孔配合应按基轴制，外径的公差带位置与一般基准轴相同，但公差值是特殊规定的。
6 6x 2
+ 0 -
0
5
4
与滚动轴承配合的轴和壳体孔的公差带
尺寸公差：
轴承单一内径和外径的偏差 Δds ,ΔDs
轴承单一平均内径和外径的偏差 Δdmp ,ΔDmp
内圈,外圈宽度B,C
轴承内圈,外圈单一宽度的偏差 ΔBs ,ΔCs
轴承内圈,外圈单一宽度的变动量 VBs ,VCs
形状公差：轴承单一径向平面内，内径和外径的变动量，Vdsp， VDsp 轴承平均内径和外径的变动量Vdmp ,VDmp
例2：C616车床主轴后支承上装有二个单列向心球轴承，尺寸结构为 d×D×B=50×90×20，选定轴承精度 ,轴孔配合. 解：1.精度等级（1）C616—轻载普通车床，主轴受轻负荷（2）主轴转速较高，选6级精度 2．配合：（1）内圈与轴紧配合，同步旋转，外圈在壳体孔中不动，主轴受齿轮箱传力，内圈循环负荷，配合应紧。外圈局部载荷，配合应松。
①
滚动轴承尺寸精度、旋转精度 GB307.1-84 滚动轴承的公差等级为五级，分别用
G、E、D、C、B表示。
低
高
滚动轴承公差等级的选择依据：
主要考虑对轴承部件提出的旋转精度和转
速的高低要求
轴承精度等级应用 0(G)：中等负荷、中等转速、旋转精度不高 6(E)：转动精度及转速较高的机构
5 、 4(D、C)：转动精度高及转速较高的转动机构。 2(B)：转动精度很高，转速很高的机构

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滚动轴承与孔、轴结合的互换性
51远适用的法律。 ——杰斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样一种的网，触犯法律的人，小的可以穿网而过，大的可以破网而出，只有中等的才会坠入网中。 ——申斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大夏，庇护着我们大家；它的每一块砖石都垒在另一块砖石上。 ——高尔斯华绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德谟克利特 67、今天应做的事没有做，明天再早也是耽误了。——裴斯泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运的，只是一瞬之间。 ——歌德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭

《滚动轴承互换性》PPT课件

其名称和代号由低到高分别为
普通级 P0、高级 P6、P6x、精细级 P5、
超精细级 P4
最精细级 P2
2 各个公差等级的滚动轴承的应机器功能对轴承部件的旋转精度要求。一般这样选取：
/P0：
用于旋转精度要求不高的一般机构中。
/P6、/P5、P4：用于旋转精度要求较高或转速较高的机构中。
/P2：
用于高精度、高转速的特别精细部件上。
转速的上下：转速高时，由于与轴承配合的旋转轴或孔可能随轴承的跳动而跳动，势必造成旋转的不平稳，产生振动和噪音。因此，转速高时，
应选用精度高的轴承。
§ 2 滚动轴承内、外径公差带与对应轴径外壳孔公差带
一滚动轴承内、外径公差带的特点
基准公差带的位公差带大小置
内圈基孔孔的公差带在由轴承本身的
§ 1 滚动轴承的互换性和公差等级
一滚动轴承的互换性
滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成
1 必要的旋转精度 2 轴衬工作时轴承的内，
外圈和端面的跳动应控制在允许的范围内，以保证启动零件的回转精度 3 2 适宜的游隙
二滚动轴承的公差等级及其应用
1 滚动轴承的公差等级
滚动轴承按其内外圈根本尺寸的公差和旋转精度分为五级：
Fc
F
Fr
二负荷的大小
• 轴承在负载的作用下，套圈会发生变形，使配合面受力不均匀，引起松动。因此，受重负载时配合应紧些，受轻负载时配合应松些。一般地，负载如下分类： – 轻负载： P≤0.07C – 正常负载：0.07C＜P≤0.15C – 重负载： P＞0.15C 其中：C为轴承的额定负载，数据可以从有关手册中查找。
制
零下方

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例四：
有一E208轻系列滚动轴承，轴承尺寸为d=40mm, D=90mm,与工件的轴配合js5、与工件的孔配合是J6，外壳固定，轴转n=1000r/min。壳体与轴均为磨削加工，求： 1、轴和壳体的极限尺寸偏差。 2、轴和壳体配合处的形位公差。 3、轴和壳体配合处的粗糙度值。
4、轴和壳体配合处的公差带图。 5、轴和壳体配合处的配合间隙或过盈，说明轴、壳体与轴承的配合性质。
第七章：滚动轴承与孔、轴结合的互换性
第一节：概述
球轴承、圆柱轴承、滚针轴承、推力轴承
1
结构组成
外圈：
与壳体配合，有尺寸、形位公差及粗糙度要求。属于薄壁件，容易受力、受热变形。
保持架：限定滚动体的位置，使滚动体均匀分布。内圈：与轴配合，有上述相同要求与特点。滚动体：直径大小不同，承受力的大小不同。滚动轴承的互换性：
零件草图如下：（将结果注于草图上）
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解1：求极限偏差：
P18表2-4；P24表2-7；P26表2-8 工件轴Φ40js5： IT5=11um；js=IT/2=±0.0055mm 解出Φ40±0.0055 工件孔Φ90J6： IT6=22；ES=16；EI=ES-IT=16-22=-6 解出Φ 90
5

轴与轴承的配合（如上图）结构要求轴与轴承连成一体，所以应用过盈配合。解决轴与轴承内径发生相对运动造成磨损。使用特征轴承内外圈均是薄壁件，易变形，应选用小的、适宜的过盈量。（内圈过盈外圈过渡。内紧外松）
上例轴承外圈不转，与壳体连接，
应用更小的过盈量或过渡配合。
注：如右图示若轴承外圈转动，应采取措施
可写出：
轴承孔 Φ
Байду номын сангаас
40 0 0.010
轴承轴 Φ 90 0 0.013
25
2）画公差带图
（1）轴承内圈与轴的配合
据轴承Φ 40
0 0.010
据轴Φ 40±0.0055
（2）轴承外圈与壳体的配合
据轴承Φ
90
0 0.013
据工件孔Φ
90
0.016 0.006
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上页图
解5：计算配合间隙和配合性质。 1）轴承内圈： Xmax=0-（-0.0055） =0.0055 Xmin=-0.010-0.0055 =-0.0155=Ymax 2）轴承外圈： Xmax=0.016-（-0.013） =0.029 Xmin=-0.006-0=-0.006 =Ymax 均属于过渡配合。
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四、轴承尺寸大小
轴承尺寸越大，受力能力越强，配合应紧些。
五、旋转精度和速度的影响
旋转精度要求高，不用间隙配合。旋转速度高，应用过盈配合。
六、其他因素影响
薄壁件的配合应略紧些。
剖分式壳体配合应松些。
重型机械配合应松些。
结论：选择配合性质，应综合考虑：
配合种类、使用场合、受力状态及设备特征。
0.016 0.006
解2：
求形位公差：P163表7-12 由E级、基本尺寸知工件轴Φ40；圆柱度=2.5；跳动量=8 ；由E级、基本尺寸知工件孔Φ90；圆柱度=6；
（本例无壳体孔肩）
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解3：求粗糙度值：
P163查表7-13据IT5 ；IT6工件；工件轴IT5：磨削 Ra=0.4；轴肩（端面）Ra=1.6 工件孔IT6：磨削 Ra=1.6 解4：画公差带图： 1）求轴承的极限尺寸 P157表7-5；P156表7-4；E级轴承单一平面平均内径偏差 ⊿dmp为es=0；ei=-10。E级轴承单一平面平均外径偏差 ⊿Dmp为ES=0；EI=-13
受力图

轴承的内外圈配合选择选用较松的过渡、或小间隙配合。目的：利用滚道的摩擦力矩，带动内外圈微转，使内外圈均匀受力，延长轴承的寿命。
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受力图循环负荷 p159图7-4 受力特征：内圈与轴固定、外圈与孔同转，力与旋转方向一致。力作用在整个圆周上。轴承的内外圈配合选择：用过盈或较紧的过渡配合。
解1
⊿dmp为Φ 20
0 0.006
55 0 0.009 ⊿Dmp为Φ
如图
20 0..021 Φ 20m6=Φ 0 008
004 550.0.015 Φ 55K6=Φ 19
内孔 20 0 0.006 轴 20 0..021 0 008
画出公差带图
0 外圆 55 0.009
4
第三节：滚动轴承内、外径的公差带 1、滚动轴承使用场合及特征
使用场合图
分析：轴承内圈与轴一起转。链轮传递动力，通过键带动轴转，轴与内圈联结，同步旋转。（内圈过盈外圈过盈或过渡。内紧外松）轴的运动精度（如上图）轴由轴承支撑，轴的旋转由滚子在轴承内外滚道的沟槽中完成。与滚道、滚子的精度有关。
查P156表7-4， D级轴承平均内径偏差： ⊿dmp为Φ20；ES=-6? （ EI=-6 ）查P157表7-5，D级轴承平均外径偏差： ⊿Dmp为Φ55;ei=-9 查轴孔的极限偏差机械设计手册（或）由教材P18表2-4知：轴Φ20m6； Φ=20，IT6=13,ei=8 孔Φ55K6； Φ=55，IT6= 19,ES=-2+6=4 查P24~26表2-7；2-8 ⊿=6
内孔与轴
Xmax=-0.021-（-0.011）=-0.01=Ymin
Xmin=-0.051-0=-0.051=Ymax 解3：判断属于何种配合内孔与轴：过渡配合外圆与孔：过盈配合
外圆与孔
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例二：如图
有D级滚动轴承， d=20,D=55 内圈与轴的配合是Φ20m6 外圈与孔的配合是Φ55K6 求： 1、内圈、外圈配合的公差带图 2、计算配合间隙或过盈 3、指出属于何种配合。
孔 55 0.015
0.004
内孔与轴
外圆与孔
解2：计算间隙
1）内孔与轴 Xmax=0-0.008=-0.008=Ymin Xmin=-0.006-0.021=-0.027=Ymax 2）外圆与孔 Xmax=0.004-（-0.009）=0.013 Xmin=-0.015-0=-0.015=Ymax
图7-2
配合制选择
8
第四节：滚动轴承配合及选择表7-7P158介绍了与轴承配合时的轴、壳体的配合性质。（即轴、壳体公差带）例一：内孔与轴配合（见表7-7）若选过盈配合，轴承基本尺寸d=40，则应当选：轴承精度G；用最小过盈，选轴d=40 K6。最大过盈轴选d=40r6。轴承精度E；用最小过盈，选轴d=40 K6。最大过盈轴选d=40r6。轴承精度D；用最小过盈，选轴d=40 K6。最大过盈轴选d=40m6。轴承精度C；用最小过盈，选轴d=40 K5。最大过盈轴选d=40m5。
解3：
判断属于何种配合内孔与轴：过盈配合外圆与孔：过渡配合
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例三：如图
有C级滚动轴承，d=50；D=110 内圈与轴的配合是Φ50k6 外圈与孔的配合是Φ110K6 求： 1、内圈、外圈配合的公差带图 2、计算配合间隙或过盈 3、指出属于何种配合。
解1：
⊿dmp为Φ 50 0 0.006

恰当、合理的配合性质。（即内外圈与轴壳体的配合）
轴承本身的制造、旋转精度（就是选轴承的精度等级）
3
轴承的应用 G 级精度：中等负荷、中等转速。如：机床中的变速机构、一般传动轴。 E级精度：旋转精度高，转速高。如：普通机床主轴。 D、C级精度：旋转精度更高，V更高。如：精密机床主轴。 B级精度：旋转精度、转速非常高。如：坐标镗床、内圆磨床主轴。机床主轴轴承选择见表7-1 P153 轴承内外径精度测量见表7-2；7-3。
外圆与孔
解2：计算间隙 1）内孔与轴
Xmax=0-0.02=-0.002=Ymin Xmin=-0.006-0.013=-0.019=Ymax 2）外圆与孔 Xmax=0.004-（-0.008）=0.012 Xmin=-0.018-0=-0.018=Ymax
解3：
判断属于何种配合 1）内孔与轴：过盈配合 2）外圆与孔：过渡配合
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如图例一：如图
有E级滚动轴承，d=25,D=60 内圈与轴的配合是Φ=25g6 外圈与孔的配合是Φ=60P7
求：
1、内圈、外圈配合的公差带图 2、计算配合间隙或过盈 3、指出属于何种配合。
查P156表7-4， E级轴承平均内径偏差：
解1：
⊿dmp为Φ
25
0 0.008
查P157表7-5，E级轴承平均外径偏差：
外互换：内、外圈与轴、壳体的配合。内互换：滚动体与内、外圈沟槽的配合。
2
第二节：滚动轴承精度等级及其应用
精度等级
按国家标准分为5级由低到高用G 、E 、D、 C、 B表示。不同的精度等级轴承，内外圈的极限偏差不同。（有专用国标）
G 、E 、D、应用广泛，满足一般的需要。
选用轴承的基本要求：
与上述相同，但内外圈的配合性
质对调。（内圈过渡外圈过盈。内松外紧）
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滚动轴承的公差带滚动轴承的内圈公差见表7-4 P156 滚动轴承的外圈公差见表7-5 ⊿dmp：轴承单一平面平均内径的偏差。 ⊿Dmp：轴承单一平面平均外径的偏差。他们代表轴承内外径的极限偏差。可用于轴承配合间隙X、Y的计算。例： G级轴承，d=25；D=60；查表求轴承的内外圈的极限偏差。解：查P156表7-4；7-5知：轴承内孔d= 25
画出公差带图轴承内孔与工件轴
轴承外圆与工件孔
解出轴Φ 25 0..007 孔Φ 60 0..021 0 051 0 020
前述已求出：