1、第五章 滚动轴承及其相配件精度,滚动轴承是标准部件，在机器中起着支承作用，可以减小运动副的摩擦、磨损，提高机械效率。 合理确定滚动轴承与相配件的配合，轴颈和外壳孔的几何公差及表面粗糙度，保证滚动轴承正常工作。,5-1 滚动轴承的精度,一、滚动轴承的组成和分类,滚动轴承,外圈 钢球 内圈 保持架,滚动轴承,保持架 圆锥滚子 内圈 外圈,按滚动体的形状分： 球轴承 滚子轴承（圆柱、圆锥）,按所能承受载荷的方向分： 向心轴承（承受径向力） 向心推力轴承（承受径向、轴向力） 推力轴承（承受轴向力）,二、滚动轴承的公差等级及应用,1、滚动轴承的公差等级 由轴承尺寸公差和旋转精度决定，GB/T307.3把
2、轴承的精度加以分级。 向心轴承分为 2、4、5、6、0 五级； 圆锥滚子轴承分为 4、5、6x、0 四级。 2级精度最高，0级精度最低。 N1005/P6 30210/P6x 7010C/P5 6203,2、滚动轴承公差等级的应用示例 0级（普通级）：广泛用于旋转精度和运转平稳性要求不高的一般旋转机构中，如普通机床的变速机构、进给机构，汽车、拖拉机的变速机构，普通减速器、水泵及农业机械等通用机械的旋转机构。,5级（较高级）、6级、6x级（中级）： 多用于旋转精度和运转平稳性要求较高或转速较高的旋转机构中，如普通机床主轴轴系（前支承采用5级，后支承采用6级）和比较精密的仪器、仪表、机械的旋转机构
3、。,4级（高级）：多用于转速很高或旋转精度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、精密螺纹车床和齿轮磨床等的主轴轴系。 2级（精密级）：多用于精密机械的旋转机构中，如精密坐标镗床、高精度齿轮磨床和数控机床的主轴轴系。,5-2 滚动轴承相配件的精度,一、滚动轴承的内、外径公差带 为了便于互换和大批量生产，轴承内径与轴颈的配合采用基孔制，轴承外径与外壳孔的配合采用基轴制。 公差带配置在零线下方，基本偏差为上偏差等于零。,二、滚动轴承相配件的公差带 制造滚动轴承时，内、外圈公差带已经确定，因此，使用轴承时，要由轴颈和外壳孔的公差带来实现所需的配合性质。 GB/T275规定了与0级和6级
4、滚动轴承相配合的轴颈和外壳孔的常用公差带。 轴颈17种公差带，外壳孔16种公差带,与滚动轴承配合的 轴颈常用公差带17种,与滚动轴承配合的外壳孔常用公差带16种,三、滚动轴承与轴径、外壳孔配合的选择 为了防止轴承内圈与轴以及外圈与外壳孔在机器运转时产生不应有的相对滑动，必须选择适当的配合。 选择时，应考虑的主要因素如下：,a. 定向负荷,1、轴承套圈相对于负荷方向的运转状态,b. 旋转负荷,c. 摆动负荷,2、负荷的大小 根据径向当量动负荷Pr与径向额定动负荷Cr的比值确定轴承的负荷状态。 分为： 轻负荷 Pr /Cr0.07 正常负荷 0.07 Pr /Cr0.15 重负荷 0.15 Pr
5、/Cr,3、滚动轴承游隙的选用和调整 轴承的游隙是指在无载荷的情况下，轴承内外圈间所能移动的最大距离。 做径向移动者称为径向游隙，做轴向移动者称为轴向游隙。 径向游隙分为： 2、0、3、4、5共五组 0组为基本组。,4、工作温度的影响 轴承工作时，由于摩擦发热和其他热源的影响，套圈的温度会高于相配件的温度。内、外圈的热膨胀都会使相应的配合发生变化。 轴承工作温度高于100时，应对所选择的配合作适当的修正。,5、旋转精度的影响 当轴承有较高的旋转精度要求时，为了消除弹性变形和振动的影响，避免采用间隙配合，与轴承内圈配合的轴颈应采用公差等级 IT5 制造，与外圈配合的外壳孔应采用公差等级 IT6
6、制造。,6、轴颈与外壳孔的结构和材料 轴承套圈与其相配件的配合，不应由于轴颈或外壳孔的不规则形状而导致轴承内、外圈的不正常变形。 对于剖分式的外壳孔与轴承外圈的配合，不宜采用过盈配合，但也不应使外圈在外壳孔内转动。 为了保证轴承有足够的支承面，当轴承安装于薄壁外壳、轻合金外壳或空心轴上时，应采用比厚壁壳、铸铁外壳或实体轴更紧的配合,在很多情况下，为了有利于安装和拆卸，特别是对于重型机械，为了缩短拆换轴承或修理机器的时间，轴承采用间隙配合。 当需要采用过盈配合时，常采用分离型轴承或内圈带锥孔和带紧定套或退卸套的轴承。,7、安装与拆卸方便,当要求轴承的一个套圈在运动中能够轴向游动时，轴承外圈与外壳
7、孔的配合应采用间隙配合。,8、游动轴承的轴向位移,9、转速较高、冲击负荷情况 最好都具有过盈配合性质,5-3 滚动轴承相配件的精度设计,尺寸公差 几何公差 表面粗糙度,一、轴径和外壳孔的尺寸公差带代号的选择,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钢制轴，外壳（箱体）为铸钢或铸铁件，轴承的工作温度不超过100时，根据附表5-1、5-2进行选择,二、轴径和外壳孔的几何公差和表面粗 糙度参数值的选择,三、滚动轴承相配件精度设计示例 以一级直齿圆柱齿轮减速器输入轴上的深沟球轴承为例，说明滚动轴承相配件精度设计过程。,例5-1 已知减速器输入轴两端采用一对62
8、08深沟球轴承（d=40mm，D=80mm），经计算轴承的径向当量动负荷Pr=2.9kN。试确定轴颈和外壳孔的公差带 代号、几何公差值和 表面粗糙度参数值， 并标注在图样上。,解：减速器属于一般机械，轴的转速不高，所以选用 0 级轴承。 该轴承内圈与轴一起旋转，外圈安装在剖分式外壳孔中不旋转。因此，内圈相对于负荷方向旋转，它与轴的配合应紧一些，外圈相对于负荷方向固定，它与外壳孔的配合应松一些。,查机械设计手册，得6208深沟球轴承的额定动负荷Cr=29.5kN， 所以 Pr/Cr = 0.098，查表5-4 知该轴承负荷属于正常负荷。 因此，按轴承工作条件，从附表5-1、5-2中分别选取轴颈公差带为40k6，外壳孔公差带为80H7。,按附表5-3选取几何公差值： 轴颈圆柱度公差为0.004mm； 轴肩轴向圆跳动公差为0.012mm； 外壳孔圆柱度公差为0.008mm 。,按附表5-4选取轴颈和外壳孔的表面粗糙度参数值： 轴颈Ra的上限值为0.8m； 轴肩端面圆Ra的上限值为3.2m ； 外壳孔Ra的上限值为1.6m。,将确定好的上述各项公差标注在图样上,作业： 教材P104，5-6 按时交作业，过后不收，作业质量计入平时成绩！,
