第6章滚动轴承互换性

§
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 置 孔的公差带在 零下方
公差带大小
内圈
基孔 制
由轴承本身的 精度等级确定
外圈
基 轴 制
轴的公差带 在零线下方
由轴承本身的 精度等级确定
轴承内外径公差带图：
+
0
-
0
+ 0
6
5
4
2
轴承外径Dmp的公差带
m5 m6 n6 p6
r6
+ 0 d g6 g5 h6 h8 h7 h5
j6 j5 js6js5
k5
k6
内圈公差带
与滚动轴承配合的轴径的常用公差带(17种)
与滚动轴承配合的外壳孔的常用公差带（16种）
G7 H8 H7 H6 + 0 Js7Js6 J7 J6 K6 K7
外圈公差带
M6 M7 N6 N7 与轴径、外壳孔配合的选择
及其所考虑的主要因素
一、轴承套圈相对于载荷方向的运转状态
1、定向载荷 套圈相对于载荷方向固定，
旋转的内圈负荷和固定 的外圈负荷
固定的内圈负荷和旋转
的外圈负荷
2 、旋转载荷 套圈相对于载荷方向旋转
旋转的内圈负荷和外圈承受摆动负荷
内圈承受摆动负荷和旋转的外圈负荷
滚针轴承
滚柱轴承
滚珠轴承
大 型 轴 承
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基本尺寸的公差和旋转精度分为五级： 其名称和代号由低到高分别为 普通级 P0、 中等级 P6、P6x、 精密级 P5、 超精密级 P4、 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、高转速的特别精密部件上。( 1984年才 列入国际标准) 转速的高低：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。
三 径向游隙 四 轴承的轴向游动
• 当对轴承有较高旋转精度要求时，为消除弹性变形和 振动的影响，应避免采用带间隙的配合，但也不能太紧。 轴承转速越高，应选用愈紧的配合。
五 其它因素
轴承旋转时，套圈的温度经常高于相邻零件的温度。 轴承的内圈可能因热胀而使配合变松；外圈会因热胀而 使配合变紧。选择配合时应考虑温度的影响。
三
轴颈和外壳孔几何精度设计举例
• 已知减速器的功率为5kW，输出轴转速83r/min，其 两端的轴承为7211圆锥滚子轴承。从动轮齿数79， 法向模数3mm，基本齿廓角20度，分度圆螺旋角8 度6分34秒。试确定轴颈和外壳孔的公差带代号形位 公差值和表面粗糙度参数值，并将它们标注在装配 图和零件图上。
• 为了保证轴承的正常运转，除了正确地选择轴承与轴颈及 箱体孔的公差等级及配合外，还应对轴颈和箱体孔的形位 公差及表面粗糙度提出要求。 – 形状公差：主要是轴颈和箱体孔的表面圆柱度要求。 – 位置公差：主要是轴肩端面的跳动公差。 – 表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影响着配合质 量和连接强度，因此，凡是与轴承内、外圈配合的表 面通常都对表面粗糙度提出较高的要求。具体选择参 见教材P139相应表格。
轴颈和外壳孔的装配图和零件图
习题
6-1 滚动轴承内圈内孔及外圈外圆柱面公差带与一般基孔制的基准孔及一般基轴制 的基准轴公差带有何不同？ 6-2 与6级6309滚动轴承（内径45
0 0.010
,外径100
0 0.013
)配合的轴颈的公差带为j5
外壳孔的公差带为H6．试画出这两对配合的孔，轴公差带示意图，并计算它们的极 限过盈或间隙． 6-3 某单级直齿圆柱齿轮减速器输出轴上安装两个0级6211深沟球轴承(公称内径 为55mm,公称外径为100mm),径向额定动负荷为33354N,工作时内圈旋转,外圈固 定,承受的径向当量动负荷为883N.试确定: (1)与内圈何外圈分别配合的轴颈何外壳的公差代号. (2) 轴颈和外壳孔的极限偏差,形位公差和表面粗糙度参数值. (3) 参照图6-8,把上述公差带代号和各项公差标注在装配图和零件图上.
（2）承受旋转载荷的套圈与轴或外壳孔的配合应选 用过渡配合或过盈配合，这样可以防止套圈在轴 颈或外壳孔表面打滑，不至由于配合表面过多发 热而使磨损加快，避免轴承急剧破坏。
（3）承受摆动载荷作用的套圈通常采用与旋转载荷 相同或略松一些的配合，以避免间隙配合。
二
载荷的大小
• 轴承在载荷的作用下，套圈会发生变形，使 配合面受力不均匀，引起松动。因此，受重 载荷时配合应紧些，受轻载载时配合应松些。 一般地，载载如下分类： –轻载载： P≤0.07C –正常载载：0.07C＜P≤0.15C –重载载： P＞0.15C 其中： C 为轴承的额定载载，数据可以 从有关手册中查找。
轴向容易移动
轴处于高温下工作 采用剖分式外壳
G7 H7 J7 Js7
轴向能 或剖分
移动，采用整体式 式外壳
K7 轴向不移动，采用整体式壳 M7 J7 K7
冲击负荷 旋转 的外 圈负 荷 张紧 滑轮、 轮彀 轴承 轻负荷
正常负荷 重负荷
K7 M7
M7 N7 N7 P7
二
轴颈和外壳孔的形位公差 与表面粗糙度要求
h8(IT6) 45 h9(IT7) 45
一般机械传动
装在紧定套上的所有尺寸
表6-5 与向心轴承配合的外壳孔的公差带
运转状态 说 明 举例
负荷状态
公差带
其他状态
球轴承 滚子轴承
固定 的外 圈负 荷
摆动 负荷
一般 机械、 轻、正常、 重负荷 铁路 机车 车辆 冲击负荷 轴箱、 电动 机、 轻、正常负 泵 荷 正常、重负 荷
• 解：1、精度等级选择 用途——减速器（一般机械） 转速——低 n=83r/min — 0 级轴承 2、负荷类型 承受径向负荷：内圈—旋转——紧 外圈—固定—— 较松 3 、负荷大小 查手册得Cr=86410N, Pr=2401N Pr / Cr = 2401÷86410 = 0.028 < 0.07 —— 轻负荷
轻载荷
旋转的内 圈载荷及 摆动载荷
一般通用机械，电动机， 机床主轴，泵，内燃机正 齿轮转动装置，铁路机车 车辆轴箱，破碎机
正常载 荷
重载荷
固定的内 圈载荷
静止轴上的各种轮子，张 紧轮绳轮，振动筛子，惯 性振动 仅有轴向载荷
所有载 荷
所有尺寸
所有尺寸 圆锥孔轴承
铁路机车车辆轴箱 所有载荷
装在退卸套上的所有尺寸
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§ 4 轴颈和外壳孔几何精度的确定
轴颈和外壳孔的几何精度包括滚动轴承制 造的 尺寸精度、形位公差、表面粗糙度参数值等。 一 轴颈和外壳孔的公差带
对轴承的旋转精度和运动平稳性无特殊要求， 轴承游隙为0组游隙，轴为实心或厚壁空心刚制 轴，外壳为铸钢件或铸铁件，轴承的工作温度 不超过100°C。
3、摆动负荷 ：套圈相对于载荷方向摆动
当大小和方向按一定规律变化的径向载荷依次往复 地作用在套圈滚道的一段区域上时，这表示该套圈相对 于载荷方向摆动
Fc
F
Fr
（1）承受定向载荷的轴承套圈一般选用较松的间隙 配合，让套圈有可能被滚道间的摩擦力矩带动， 产生较小转动，从而改变滚道的受力状况，使整 圈滚道均匀磨损，从而延长轴承的使用寿命。
第6 章 滚动轴承的公差与配合
本章结构
§1 滚动轴承的互换性和公差等级
§2 滚动轴承内、外径公差带 §3 滚动轴承与轴径，外壳孔 §4 轴颈和外壳孔几何精度
§ 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 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 2 合适的游隙
圆柱孔轴承 运转状态 说明 举例 ≤18 ＞18~100 ＞100~200 — ≤18 ＞18~100 ＞100~140 ＞140~200 ＞200~280 — — 载荷状 态 深沟球轴承、调心 球轴承和角接触球 轴承 圆柱滚子轴承和 圆锥滚子轴承 调心滚子轴承 公差带
轴承公称内径/mm — ≤40 ＞40~140 ＞140~200 — ≤40 ＞40~100 ＞100~140 ＞140~200 ＞200~400 — ＞50~140 ＞140~200 ＞200 — ≤40 ＞40~100 ＞100~200 — ≤40 ＞40~65 ＞65~100 ＞100~140 ＞140~280 ＞280~500 ＞50~100 ＞100~140 ＞140~200 ＞200 h5 j6① k6① m6① j5,js5 k5② m5② m6 n6 p6 r6 n6③ p6 r6 r7 f6① g6 h6 j6 j6,js6
D
-
0 d
6
5
4
2
轴承内径dmp的公差带
• 所有公差等级的公差带都在零线之下，与 轴承外圈外径公差共同呈现单向分布的特 点。这主要考虑到大多数轴承在使用过程 中是内圈随一起转动，二者配合必须有一 定的过盈量（小过盈）。过盈量较大会使 薄壁的内圈产生较大的变形，影响轴承内 部游隙的大小。
二 与滚动轴承配合的轴径和外壳孔的常用公差带 由于滚动轴承内圈内径和外圈外径的公差带在生产轴承 时业已确定，因此轴承在使用时，它与轴颈和外壳孔的配合 面间的配合性质要由轴颈和外壳孔的公差带确定。