1滚动轴承与孔、轴结合的精度设计

（轴承外径）
15
轴的公差带
H
由图可见，轴承内圈与轴的配合比极限与配合 标准中基孔制的配合要紧。
6.2 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计 （1）选用依据； （2）孔、轴公差带； 内容：
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（3）配合表面的几何公差和表面粗糙度 。
6.2.1 配合选用的依据 1. 负荷类型:
旋转负荷 定向负荷
负荷有三种类 型：
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轻：负荷P≤0.07C ;
重：负荷P>0.15C。 P: 径向当量负荷，
正常：负荷P>0.07～0.15C ; C: 径向额定动负荷。
承受冲击或重负荷的套圈，选较紧的配合；承受轻负荷 的套圈，选择较松的配合。
3. 工作条件 工作条件主要是温度、 旋转精度和旋转速度等。 (1) 如温度↑
→ Φ90H6的配合变紧； → Φ45k5的配合变松。
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6 级
5 级
4 级(精密级)： 多用于转速很高和旋转精度要求很高的机床或机 器的旋转机构中（如精密机床主轴支承）。 2 级(超精级)： 多用于特别精密机床的主轴支承（如坐标镗床 主轴支承） 。
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5 级
4 级
4 级
2 级
6.1.3 滚动轴承与孔、轴配合公差带
12
1. 滚动轴承与孔、轴结合的特点 (1) 标准部件： 是配合的基准件。 (2) 易损件： 因需常拆卸，故一般选较松的过盈配合或过 渡配合。
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（2）轴承的旋转精度与旋转速度
当轴承的旋转精度要求较高时，应选用较高精度等级的轴
承以及较高等级的轴颈、壳体孔公差； 对负荷较大而且旋转精度要求较高的轴承，为消除弹性
变形和振动的影响，旋转套圈应避免采用间隙配合，但也不宜 太紧； 对负荷较小，用于精密机床的高精度轴承，为避免相配 孔、轴形状误差对旋转精度的影响，无论旋转套圈或非旋转套
例6.1 某一级齿轮减速器的小齿轮轴，由6级单 列向心轴承(d×D×B=Φ40×Φ90×23)支承，见图6.6。
P=4000N， C=32000N。
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试用类比法确定外壳孔、轴颈公差， 并将它们标注在装配图和零件图上。
外壳孔
轴颈
解： （1）求公差带（由题意可知） ① 轴承内圈承受负荷： 旋转负荷； ②负荷大小： ∵P/C=4000/32000=0.125， ∴为正常负荷(0.7~0.15C) ； ③查表6.2得轴公差带 Φ40k5
（2）单一平面内的直径公差 dS(DS)= da(Da) ΔdS(Δ DS)= dS(DS)–d (D)
配合尺寸
为控制配合尺寸
实际尺寸 为控制实际尺寸
2. 各公差等级的应用 0 级(普通级)： 最广泛地应用于精度要求不高的一般旋转机构中。 6(6X) 级(中等级)和5级(较高级)： 多用于旋转精度和运动平稳性要求较高或转速较高 的旋转机构中（如普通机床主轴支承）。
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内、外圈作相对运动时 跳动的程度
向心 — 0、6（6X）、5、4、2 五 级； 其它— 0、6（6X）、5、4 四 级。 其中 0 级精度最低；其次依次增高。 各公差等级的公差如表表6.1所示（下页）。
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向心轴承公差如表6.1所示。
公称 尺寸 /mm
0 6 5 4 2 4 2 0654 2 0 6 5 4 2 5 4 2 5 4 2
公称 尺寸 /mm
0 6 5 4 2 4 2 0654 2 0 6 5 4 2 5 4 2 5 4 2 5 4 2
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由表中可见，轴承的内外径尺寸有2种公差： （1）单一平面内的平均直径公差
dmp(Dmp)=[dmax(Dmax)+ dmin(Dmin)]/2 Δdmp(Δ Dmp)= dmp(Dmp)–d (D)
3. 与滚动轴承配合的孔、轴公差带（取自 GB/ 1801 — 2009）；
4. 滚动轴承与孔、轴配合的选用； 5. 轴颈和外壳孔的尺寸公差、几何公差和表面粗 糙度及其在图样上的标注。
6.1
概
述
3
支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度，减少转 轴与支承之间的摩擦和磨损。
滑动轴承
滚动轴承
滚动轴承特点 广泛用于机床、汽车、 标准件,具有效率高、 仪器仪表等各种机器部位中 起动快、摩擦阻力小、更 的转动支承。 换简单、成本低等优点
通常都对表面粗糙度提出较高的要求。
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1. 几何公差(如表6.6所示）
几何公差
公称尺寸 /mm
轴向圆跳动
例如6级向心轴承，d =Φ45， D =Φ100。 轴： 轴颈：t = ? 轴肩： t1 = ? 外壳孔： t = ? 外壳孔肩： t1 = ?
2. 表面粗糙度（如表6.7所示）
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例如 d =Φ45h6 ， D=Φ100J7。 轴颈Ra的上限值为0.8μm,端面为3.2 μm 。 外壳孔Ra的上限值为1.6μm，端面为3.2 μm 。
1.滚动轴承的公差等级及其应用范围；
2.滚动轴承的内、外径公差特点—两种公差和公差带位
置；
3.滚动轴承的配合特点—标准部件、薄壁件和易损件；
4.滚动轴承配合的选用—基准制、配合选用依据、配合
表面的几何公差和表面粗糙度以及公差在图样上的标注。
圈，与轴或孔的配合都希望有较小间隙；
其它条件相同的情况下，轴承的旋转精度愈高，转速愈 高，选用配合也应愈紧。
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4.
轴与轴承座孔的结构和材料
剖分式的轴承座与轴承外圈的配合不宜太紧，避 免轴承座孔的形状误差引起轴承外圈不正常的变形。
薄壁壳或空心轴与轴承套圈的配合应比厚壁壳 或实心轴与轴承套圈的配合紧一些，以保证足够的联 接强度。 轻合金外壳与轴承外圈的配合，应比铸铁外壳与 轴承外圈的配合紧一些，也是为了保证联接强度。
33
图6.7
（2）求配合表面的几何 公差(查表6.6) 圆柱度公差 t = 0.0025 轴 端面圆跳动 t = 0.008 孔 圆柱度公差 t = 0.006
Φ40k5
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端面圆跳动 t = 0.015
几何公差 轴向
公称尺寸 /mm
Φ90H6
（3）求各表面的Ra上限值 （查表6.7） 轴:Φ40k5 轴颈0.4μm
35
轴肩 1.6 μm
36
孔Φ90H6:
外壳孔肩 3.2μm
外壳孔 1.6μm
（4）标注 (见图6.8所示)
装配图的标注
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在装配图上，
不用标注轴承的公
差等级代号，只需
标注与之相配合的
轴承座及轴颈的公 差等级代号。
零件图的标注
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A、尺寸公差
B、形状公差
C、位置公差
D、表面粗糙度
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本章重点:
第6章 滚 动 轴 承 与 孔、轴 结 合 的 精 度 设 计
本章开始学习典型零部件的精度设计。 滚动轴承 键和花键 主要介绍
1
圆锥 普通螺纹
圆柱齿轮
它们的精度设计 , 实际上是尺寸公差、几何公差 和表面粗糙度在以上典型零件中的实际应用。
2
内容提要:
1. 滚动轴承的公差等级及其应用； 2. 滚动轴承内径和外径的公差带；
22
5.
轴承基本尺寸 过盈配合的过盈量越大； 间隙配合的间隙量越大。
轴承基本尺寸越大，则
6.
装拆要求 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和特大型轴承，这点尤为 重要。
6.2.2 孔、轴公差带的选用 （参照表6.2 —表6.5选用）
23
24 续表6.2
25
26
6.2.3 孔、轴几何公差和表面粗糙度的选用
旋转负荷 定向负荷 摆动负荷
17
摆动 负荷
18
径向负荷与套圈 的相对关系 负荷的类 型
配合的选择
相对静止
选松一些的配合，如较松的 固定负荷 过渡配合或间隙较小的间隙 配合
相对旋转
选紧一些的配合，如过盈配 旋转负荷 合或较紧的过渡配合
相对于套圈在 有限范围内摆动
摆动负荷 等同旋转负荷或略松一点
2. 负荷大小
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，
4
深沟球轴承
推力轴承
圆锥滚子轴承
5

6.1.1 滚动轴承的组成及种类 1. 组成
1外圈,2 内圈,3 滚动体,4保持架
1 2
B
滚动体
3 4
外圈
内圈
保持架
C
6
2. 种类
球
按滚动体 形状分
滚子
圆柱 圆锥
按负荷 方向分
向心 — 径向力 推力— 轴向力 向心推力— 径向力、轴向力
6.1.2 滚动轴承的公差等级及其应用 1. 公差等级 根据（1）尺寸精度 （2）旋转精度分
30
Φ40
查表6.3得外壳孔的公差带为 H7 ∵齿轮旋转精度较高，
Φ90
31
∴
取Φ90H6
④ 查表6.1得轴承的极限偏差
轴承内圈极限偏差为 ES = 0,EI = -10μm。 轴承外圈极限偏差为 es = 0,ei = -13 μm。
公称 尺寸 /mm
32
公称 尺寸 /mm
⑤ 画尺寸公差带图（见图6.7）
(3) 薄壁件： 因易变形，故配合尺寸为平均尺寸。
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2. 滚动轴承内、外圈公差带 (1) 内圈 — 基准孔 (2) 外圈 — 基准轴 ES = 0 es = 0