1、常用结合件的互换性常用结合件的互换性 滚动轴承与孔、轴结合的互换性滚动轴承与孔、轴结合的互换性基本要求基本要求：了解滚动轴承内外径公差、公差带、负载类型等基本概念掌握滚动轴承的精度设计的基本方法重点难点重点难点：滚动轴承的精度设计常用结合件的互换性常用结合件的互换性一、概述一、概述 轴承的作用及分类：轴承的作用及分类： 作用作用：轴承是一种传动支承部件，它既可以用于支承旋转的轴，又可以减少轴与支承部件之间的摩擦力，广泛地用于机械传动中。 分类分类： 滑动轴承滑动轴承（铜轴瓦）：滚动轴承滚动轴承 ： 按滚动体结构：球轴承、滚子轴承、滚针轴承按承受载荷形式：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承常用结合
2、件的互换性常用结合件的互换性2滚动轴承的组成滚动轴承的组成 滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。dBD外圈内圈滚动体保持架滚动轴承常用结合件的互换性常用结合件的互换性3滚动轴承的安装形式：滚动轴承的安装形式：常用结合件的互换性常用结合件的互换性4滚动轴承的结构特点：滚动轴承的结构特点： 滚动轴承是一种标准件。 有内外两种互换性。 滚动轴承的精度要求很高。常用结合件的互换性常用结合件的互换性5. 有关滚动轴承的国标规定：有关滚动轴承的国标规定： 滚动轴承的国家标准不仅规定了滚动轴承本身的尺寸公差、旋转精度（跳动公差等）、测量方法，还规定可与滚动轴承相配的箱体孔和轴颈的尺寸公差、形位公差和表
3、面粗糙度。常用结合件的互换性常用结合件的互换性二滚动轴承的精度设计二滚动轴承的精度设计包括滚动轴承制造的尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等。常用结合件的互换性常用结合件的互换性公差等级：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/0、高级/6/6x、精密级/5、超精密级/4及最精密级/2（GB/T272-1993）-(G E D C B)。凡属普通级的轴承，一般在轴承型号上不标注公差等级代号.常用结合件的互换性常用结合件的互换性公差带公差带 任何尺寸的公差带由两个因素决定任何尺寸的公差带由两个因素决定：公差带的宽窄和公差带的位置。滚动轴承的公
4、差带也不例外，其公差带如图所示。 轴承内、外径公差带的特点是轴承内、外径公差带的特点是：所有公差带都单向偏置在零线下方，即上偏差为0，下偏差为负值。常用结合件的互换性常用结合件的互换性轴承内外径公差带图：轴承内外径公差带图：/P0/P6/P5/P4/P2/P0/P6/P5/P4/P2+0-+0-Dd轴承外径Dmp的公差带轴承内径dmp的公差带常用结合件的互换性常用结合件的互换性滚动轴承的基本尺寸及公差要求（滚动轴承的基本尺寸及公差要求（1） 基本尺寸：基本尺寸：滚动轴承的基本尺寸是指滚动轴承的内径d、外径D和轴承宽度B。 轴承的配合尺寸：轴承的配合尺寸：由于轴承内、外圈均为薄壁结构，制造和存放
5、时易变形，但在装配后能够得到矫正。为了便于制造，允许有一定的变形。为保证轴承与结合件的配合性质，所限制的仅是内、外圈在其单一平面内的平均直径，即轴承的配合尺寸。 外径： Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2 内径： dmp=（dsmax+dsmin）/2Dsmax、Dsmin为加工后测得的最大、最小单一外径。dsmax、dsmin为加工后测得的最大、最小单一内径。常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性滚动轴承的基本尺寸及公差要求（滚动轴承的基本尺寸及公差要求（2） 尺寸制造公差：尺寸制造公差：国家标准对轴承内径和外径尺寸公差作了两种规定：一是规定了内、外径尺
6、寸的最大值和最小值所允许的偏差，即单一内、外径偏差，其目的是为了限制变形量；二是规定了内、外径实际尺寸的最大值和最小值的平均值偏差，即单一平面平均内、外径偏差，目的是用于轴承的配合。二者应符合国家。（P121） 滚动轴承的旋转精度滚动轴承的旋转精度：是指轴承内外圈的径向跳动径向跳动公差公差；轴承内、外圈的端面对内孔轴线的端面跳动端面跳动公差公差等。常用结合件的互换性常用结合件的互换性+0-+0-9050已知轴承的基本尺寸如图所示。根据实际工况采用E级（相当于/6）向心轴承，试画出轴承孔轴公差带并标注有关尺寸。 查表：教材P121es=0ES=0ei=-0.015EI=-0.01轴承公差带标注示
7、例：常用结合件的互换性常用结合件的互换性、滚动轴承精度等级的选择：、滚动轴承精度等级的选择： 主要考虑以下几点： 机器功能对轴承部件的旋转精度要求机器功能对轴承部件的旋转精度要求。一般这样选取具体参见教材P120）： /0：用于旋转精度要求不高的一般机构中。 6、5、4：用于旋转精度要求较高或转速较高 的机构中。 2：用于高精度、高转速的特别精密部件上。 转速的高低转速的高低：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。常用结合件的互换性常用结合件的互换性滚动轴承各级精度的应用滚动轴承各级精度的应用0级级
8、 在机械制造业中应用最广，通常称为普通级，在轴在机械制造业中应用最广，通常称为普通级，在轴承代号标注时不予注出。它用于旋转精度要求不高、承代号标注时不予注出。它用于旋转精度要求不高、中等负载、中等转速的一般机构中，如减速器的旋转中等负载、中等转速的一般机构中，如减速器的旋转机构，普通机床的变速、进给机构，汽车、拖拉机的机构，普通机床的变速、进给机构，汽车、拖拉机的变速机构，普通电动机、水泵、压缩机的旋转机构等。变速机构，普通电动机、水泵、压缩机的旋转机构等。6、5级级 用于旋转精度和转速要求较高的旋转机构中，其用于旋转精度和转速要求较高的旋转机构中，其中中6级、级、5级轴承多用于比较精密的机床
9、和机器中，例级轴承多用于比较精密的机床和机器中，例如卧式车床主轴的前端用如卧式车床主轴的前端用5级轴承，后端采用级轴承，后端采用6级轴承。级轴承。 4级级用于旋转精度或转速要求很高的机床和机器的旋转机用于旋转精度或转速要求很高的机床和机器的旋转机构中，如高精度磨床和车床、精密螺纹车床和磨齿机构中，如高精度磨床和车床、精密螺纹车床和磨齿机等的主轴轴承等的主轴轴承。 2级级 用于旋转精度和转速要求特别高的转速机构中，如用于旋转精度和转速要求特别高的转速机构中，如精密坐标镗床、高精度齿轮磨床和数控机床等的主轴精密坐标镗床、高精度齿轮磨床和数控机床等的主轴轴承轴承。常用结合件的互换性常用结合件的互换性
10、5、滚动轴承的选择： 结构型式的选择结构型式的选择：属于机械零件的范畴。主要对轴进行受力分析，确定轴承的类型（向心、推力、向心推力）、轴承的基本尺寸（内径、外径、轴承宽度）。 轴承配合的精度计算轴承配合的精度计算：轴承是根据工况选用；与轴承相配合的轴颈、轴承座则需进行精度设计：包括配合性质的确定、形位公差的确定、表面粗糙度的确定等。常用结合件的互换性常用结合件的互换性例71：有两个C级精度的0系列向心轴承，公称内径d=40mm， dsmax =40mm （最大、最小单一内径 ） dsmin=(40-0.006)mm=39.994mm dmpmax =40mm （单一平面内的平均直径）dmpmi
11、n=(40-0.006)mm=39.994mm Vdp=0.005mm （单一径向平面内的平均变动量） Vdmp=0.003mm（平均内径变动量）常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性 第一个轴承测量平面III 量得的单一内径尺寸（ds）dsmax=40.00dsmin=39.998dsmax=39.997dsmin=39.995合格计 量结果dmp平均内径dmpI=(40+39.998)/2=39.999dmpII=(39.997+39.995)/2=39.996合格VdpVdp=40-
12、39.998=0.002Vdp=39.997-39.995=0.002合格VdmpV d m p I - d m p I I = 3 9 . 9 9 9 -39.996=0.003合格结论内径尺寸合格常用结合件的互换性常用结合件的互换性 第二个轴承测量平面III 量得的单一内径尺寸（ds）dsmax=40.00dsmin=39.994dsmax=39.997dsmin=39.995计量结果dmpdmpI=(40+39.994)/2=39.997dmpII=(39.997+39.995)/2=39.996VdpVdp=40-39.994=0.006V d p = 3 9 . 9 9 7 -39.
13、995=0.002VdmpVdmpI-dmpII=39.997-39.996=0.001结论内径尺寸不合格 常用结合件的互换性常用结合件的互换性三滚动轴承配合的精度设计三滚动轴承配合的精度设计常用结合件的互换性常用结合件的互换性滚动轴承配合制：滚动轴承配合制： 前面在讨论配合制时，谈到一般情况下，采用基孔制，但若为标准件，则与之相配合的零件的配合性质由标准件决定。就滚动轴承而言，由于是标准件，与外圈相配合的部分采用基轴制；与内圈相配合的轴采用基孔制。 轴承内圈与轴的配合是基孔制，然而滚动轴承内圈所有公差等级的公差带公差带都在零线的下方且上偏差为零。其主要原因是轴承配合的特殊要求。在大多数情况下
14、，轴承的内孔要随轴一起转动，两者之间的配合必须有一定的过盈。这样当其与过渡配合中的这样当其与过渡配合中的k6k6、m6m6、n6n6等等轴构成配合时，将获得比一般基孔制过渡配合规定的轴构成配合时，将获得比一般基孔制过渡配合规定的过盈量稍大的过盈配合。过盈量稍大的过盈配合。常用结合件的互换性常用结合件的互换性轴承配合公差带常用结合件的互换性常用结合件的互换性轴颈、轴承座配合公差等级的选择：轴颈、轴承座配合公差等级的选择： 与滚动轴承相配合的孔、轴的公差等级与轴承的公差等级密切相关。一般与6、0轴承配合的轴，其公差等级多为IT5IT7，箱体孔多为IT6IT8等。轴承等级选择更高相应配合的轴和孔的制
15、造精度等级也相应提高。常用结合件的互换性常用结合件的互换性配合性质的选择：配合性质的选择： 轴承配合性质的选择即是确定与轴承相配合的轴颈和轴承座的基本偏差代号。 选择轴承配合性质的依据是：轴承内外圈所受的负载类型负载类型、轴承所受负载的大小负载的大小、轴承的工作条件工作条件、与轴承相配合的孔和轴的材料材料和装卸要求和装卸要求等。常用结合件的互换性常用结合件的互换性（1）负载类型： 局部负载：局部负载：作用于轴承上的合成径向负载径向负载与套圈相对静止，即负载方向始终不变地作用在套圈滚道的局部上。通常采用小间隙配合或过渡配合。 循环负载：循环负载：作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对旋转，即合成径
16、向负载顺次作用在套圈的整个上。通常采用过盈或较紧的过渡配合。 摆动负载：摆动负载：作用于轴承上的合成径向负载与所承载的套圈在一定区域内相对摆动，即合成径向负载经常变动地作用在套圈滚道的小于180的部分上配合选择的基本原则配合选择的基本原则常用结合件的互换性常用结合件的互换性 负载类型负载类型(a)(a)内圈循环负载，外圈局部负载；内圈循环负载，外圈局部负载； (b) (b)内圈局部负载，外圈循环负载内圈局部负载，外圈循环负载(c)(c)内圈循环负载，外圈摆动负载；内圈循环负载，外圈摆动负载； (d) (d)内圈摆动负载，外圈循环负载内圈摆动负载，外圈循环负载配合选择的基本原则配合选择的基本原则
17、常用结合件的互换性常用结合件的互换性负载的大小： 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： P0.07C正常负载：0.07CP0.15C重负载： P0.15C 其中：C为轴承的额定负载，数据可以从有关手册中查找。配合选择的基本原则配合选择的基本原则常用结合件的互换性常用结合件的互换性（2） 负荷的大小负荷的大小 当径向负荷当径向负荷P0.07C时称为时称为轻负荷轻负荷 当当0.07CP0.15C时称为时称为重负荷重负荷 轴承承受的负荷愈大或为冲击负荷时，最小轴承承受的负荷愈大或为冲击负荷时
18、，最小过盈应选择较大值；反之，可选择较小值。过盈应选择较大值；反之，可选择较小值。 （3）轴承尺寸大小）轴承尺寸大小 随着轴承尺寸的增大，选择的过盈配合越大，随着轴承尺寸的增大，选择的过盈配合越大，间隙配合越小。但是对于重型机械上使用特别间隙配合越小。但是对于重型机械上使用特别大尺寸的轴承，应采用较松的配合。大尺寸的轴承，应采用较松的配合。 配合选择的基本原则配合选择的基本原则常用结合件的互换性常用结合件的互换性（4） 轴承游隙轴承游隙 游隙过小游隙过小，若轴承与轴颈、壳体孔的，若轴承与轴颈、壳体孔的配合为过盈配合，则会使轴承中滚动体配合为过盈配合，则会使轴承中滚动体与套圈产生较大的接触应力，
19、并增加工与套圈产生较大的接触应力，并增加工作时的摩擦发热，降低轴承寿命。作时的摩擦发热，降低轴承寿命。 游隙过大游隙过大，就会使转轴产生较大的径，就会使转轴产生较大的径向圆跳动和轴向跳动，致使轴承工作时向圆跳动和轴向跳动，致使轴承工作时产生较大的振动和噪声，因此应检验安产生较大的振动和噪声，因此应检验安装后轴承的游隙是否满足使用要求。装后轴承的游隙是否满足使用要求。配合选择的基本原则配合选择的基本原则常用结合件的互换性常用结合件的互换性（4）轴承组件的轴向游动轴承组件的轴向游动轴承外圈大多不旋转，轴承外圈大多不旋转， 不要求太紧的配合；不要求太紧的配合；有些场合下工作温度有些场合下工作温度 较
20、高，使轴受热伸较高，使轴受热伸 长，轴两端轴承中至长，轴两端轴承中至 少有一端是游动支少有一端是游动支 承承，因而把配合选得稍松，因而把配合选得稍松一点，使之能补偿轴的一点，使之能补偿轴的热变形，可防止轴的弯热变形，可防止轴的弯曲或卡死。曲或卡死。常用结合件的互换性常用结合件的互换性（5） 旋转精度和旋转速度旋转精度和旋转速度 对于负荷较大且有较高旋转精度要求对于负荷较大且有较高旋转精度要求的轴承，为了消除弹性变形和振动的影的轴承，为了消除弹性变形和振动的影响，应避免采用间隙配合。对于精密机响，应避免采用间隙配合。对于精密机床的轻负荷轴承，为避免外壳孔与轴颈床的轻负荷轴承，为避免外壳孔与轴颈形
21、状误差对轴承精度的影响，常采用较形状误差对轴承精度的影响，常采用较小的间隙配合。一般认为，轴承的旋转小的间隙配合。一般认为，轴承的旋转速度愈高，配合也应该愈紧。速度愈高，配合也应该愈紧。配合选择的基本原则配合选择的基本原则常用结合件的互换性常用结合件的互换性（6） 形位公差及表面粗糙度的确定：形位公差及表面粗糙度的确定： 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：形状公差：主要是轴颈和箱体孔的表面圆柱度圆柱度要求。 位置公差：位置公差：主要是轴肩端面的跳动公差。跳动公差。 表面粗糙度：表面粗糙度：表
22、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、外圈配合与轴承内、外圈配合的表面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P126相应表格。配合选择的基本原则配合选择的基本原则常用结合件的互换性常用结合件的互换性（7） 工作温度和其它条件工作温度和其它条件工作温度工作温度 轴承工作的温度一般应低于轴承工作的温度一般应低于100，高于此温度时，必，高于此温度时，必须考虑温度影响的修正值。须考虑温度影响的修正值。其他影响因素其他影响因素 空心轴颈比实心轴颈，薄壁壳体比厚壁壳体，轻合金壳空心轴颈比实心轴颈，薄壁壳体比厚壁壳体，轻合金壳体比钢或铸铁壳体采用的配合要紧些；
23、体比钢或铸铁壳体采用的配合要紧些； 而剖分式壳体比整体式壳体采用的配合要松些，以免过而剖分式壳体比整体式壳体采用的配合要松些，以免过盈将轴承外圈夹扁，甚至将轴卡住。对紧于盈将轴承外圈夹扁，甚至将轴卡住。对紧于k7（包括（包括k7）的的配合或壳体孔的标准公差小于配合或壳体孔的标准公差小于IT6级时，应选用整体式壳。级时，应选用整体式壳。 为了便于安装、拆卸，特别对于重型机械，宜采用较松为了便于安装、拆卸，特别对于重型机械，宜采用较松的配合。如果要求拆卸，而又要用较紧配合时，可采用分离的配合。如果要求拆卸，而又要用较紧配合时，可采用分离性轴承或内圈带有锥孔和紧定套或退卸套的轴承。性轴承或内圈带有锥
24、孔和紧定套或退卸套的轴承。配合选择的基本原则配合选择的基本原则常用结合件的互换性常用结合件的互换性四滚动轴承配合四滚动轴承配合选用示例及图样标注选用示例及图样标注常用结合件的互换性常用结合件的互换性55j6100H71、在装配图上的标注：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。常用结合件的互换性常用结合件的互换性100H7（ ）+0.0350A0.015 A0.061.62+0.01255j6（ ）-0.0070.040.01 AA0.631.252、在零件图上的标注：在零件图上，应标注以下参数：A、尺寸公差B、形状公差C、位置公差D、表面粗糙度
25、常用结合件的互换性常用结合件的互换性应应 用用 举举 例例例例7.17.1： 一圆柱齿轮减速器，小齿轮轴要一圆柱齿轮减速器，小齿轮轴要求较高的旋转精度，装有求较高的旋转精度，装有0级单列深沟球级单列深沟球轴承（型号为轴承（型号为310），轴承尺寸为），轴承尺寸为（5011027）mm，额定动负荷，额定动负荷C=32000N，径向负荷，径向负荷P=4000N。试确定。试确定与轴承配合的轴颈和外壳孔的配合尺寸与轴承配合的轴颈和外壳孔的配合尺寸和技术要求。和技术要求。 常用结合件的互换性常用结合件的互换性应应 用用 举举 例例解：按给定条件，解：按给定条件，P/C=4000/32000=0.125，
26、属于正常负荷。，属于正常负荷。减速器的齿轮传输动力，内圈承受旋转负荷，外圈承受减速器的齿轮传输动力，内圈承受旋转负荷，外圈承受固定负荷。固定负荷。按轴承类型和尺寸规格，查表按轴承类型和尺寸规格，查表7-4，轴颈公差带为，轴颈公差带为k5；查表查表7-5，外壳孔的公差带为，外壳孔的公差带为G7或或H7均可，但由于该轴均可，但由于该轴旋转精度要求较高，可相应提高一个公差等级，选定旋转精度要求较高，可相应提高一个公差等级，选定H6；查表查表7.8，轴颈的圆柱度公差为，轴颈的圆柱度公差为0.004mm，轴肩的圆跳动，轴肩的圆跳动公差公差0.012mm，外壳孔的圆柱度公差为，外壳孔的圆柱度公差为0.01
27、0mm，孔，孔肩的圆跳动公差为肩的圆跳动公差为0.025mm，查表查表7.9，轴颈表面粗造度要求，轴颈表面粗造度要求Ra=0.4um，轴肩表面粗糙，轴肩表面粗糙度度Ra=1.6um，外壳孔表面粗糙度，外壳孔表面粗糙度Ra=1.6um，孔肩表，孔肩表面粗糙度面粗糙度Ra=3.2um。常用结合件的互换性常用结合件的互换性 标标 注注 示示 例例常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性常用结合件的互换性
