互换性技术与测量 第七章

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7.4 滚动轴承与轴颈及外壳孔的配合
7.4.1 轴颈及外壳孔的公差带
滚动轴承国家标准GB/T 275-1993规定了与滚动轴承相配合的轴颈和外 滚动轴承国家标准 规定了与滚动轴承相配合的轴颈和外 壳孔的尺寸公差带、形位公差以及配合选择的基本原则和要求， 壳孔的尺寸公差带、形位公差以及配合选择的基本原则和要求，这些公 差带分别选自《极限与配合》国家标准GB/T 1800.3-1998中的规定。由 中的规定。 差带分别选自《极限与配合》国家标准 中的规定 于滚动轴承属于标准件，所以轴承内圈与轴颈的配合选用基孔制的配合， 于滚动轴承属于标准件，所以轴承内圈与轴颈的配合选用基孔制的配合， 轴承外圈与外壳孔的配合选用基轴制的配合。需要指出， 轴承外圈与外壳孔的配合选用基轴制的配合。需要指出，轴承内圈与轴 颈的配合虽然属于基孔制，但由于轴承内圈孔公差带均采用上偏差为零、 颈的配合虽然属于基孔制，但由于轴承内圈孔公差带均采用上偏差为零、 下偏差为负的向下单向分布， 下偏差为负的向下单向分布，故轴承内圈孔与轴颈组合后所得到的配合 比相应光滑圆柱体的轴按基孔制形成的配合紧一些。 比相应光滑圆柱体的轴按基孔制形成的配合紧一些。
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7.3 滚动轴承公差带的特点
此外，滚动轴承的内外圈都是薄壁件“ 此外，滚动轴承的内外圈都是薄壁件“在制造和自由状态下都很容易变 同时在装配后也很容易得到校正。根据这些特点， 形，同时在装配后也很容易得到校正。根据这些特点，滚动轴承国家标 准中不仅规定了两种尺寸公差，还规定了两种形状公差， 准中不仅规定了两种尺寸公差，还规定了两种形状公差，其目的是控制 轴承的变形程度、控制轴承与轴和外壳孔配合的精度。 轴承的变形程度、控制轴承与轴和外壳孔配合的精度。 两种尺寸公差是： ）轴承单一内径(d 与外径 与外径(D 的偏差 的偏差(∆d 两种尺寸公差是：1）轴承单一内径 s)与外径 s)的偏差 s，∆Ds)； 2） ； ） 轴承单一平面平均内径(d 与外径 与外径(D 的偏差 的偏差(∆d 轴承单一平面平均内径 mp)与外径 mp)的偏差 mp，∆Dmp)。 。 两种形状公差是： ）轴承单一径向平面内内径(d 与外径 与外径(D 的变动量 两种形状公差是：1）轴承单一径向平面内内径 s)与外径 s)的变动量 (∆Vdsp， ∆VDsp) ； 2）轴承平均内径与外径的变动量 ）轴承平均内径与外径的变动量(∆Vdmp， ∆VDmp) 。 向心轴承内径、外径的尺寸公差和形状公差以及轴承的旋转精度公差， 向心轴承内径、外径的尺寸公差和形状公差以及轴承的旋转精度公差， 分别见表 和 级精度至2级精度的平均直径公差相当于 分别见表7-2和表7-3。从0级精度至 级精度的平均直径公差相当于 。 级精度至 级精度的平均直径公差相当于IT7— IT3级的尺寸公差。 级的尺寸公差。 级的尺寸公差
第7章 滚动轴承的公差与配合 章
7.1 概述 7.2 滚动轴承精度等级及其应用 7.3 滚动轴承公差带的特点 7.4 滚动轴承与轴颈及外壳孔的配合
7.1 概述
滚动轴承是常用的标准化部件，它的基本结构如图 所示 由外圈、 所示， 滚动轴承是常用的标准化部件，它的基本结构如图7-1所示，由外圈、内 滚动体和保持架组成。滚动轴承具有摩擦阻力小、旋转精度高、 圈、滚动体和保持架组成。滚动轴承具有摩擦阻力小、旋转精度高、启 动灵敏、装拆方便、机械效率高等优点， 动灵敏、装拆方便、机械效率高等优点，被广泛应用于各种机器和机构 为了保证机器的工作性能， 中。为了保证机器的工作性能，安装在机器上的滚动轴承必须满足下列 两项要求： ）必要的旋转精度； ）合适的径向游隙和轴向游隙。 两项要求：1）必要的旋转精度；2）合适的径向游隙和轴向游隙。 滚动轴承是具有两种互换性的标准化部件： 滚动轴承是具有两种互换性的标准化部件：滚动轴承与配合偶件之间具 有外互换性，例如滚动轴承内圈内表面与轴颈的配合， 有外互换性，例如滚动轴承内圈内表面与轴颈的配合，滚动轴承外圈外 表面与外壳孔的配合；滚动轴承内部各零件之间具有内互换性， 表面与外壳孔的配合；滚动轴承内部各零件之间具有内互换性，例如内 圈滚道与滚动体、外圈滚道与滚动体的配合。 圈滚道与滚动体、外圈滚道与滚动体的配合。本章主要讨论滚动轴承的 外互换性，即讨论滚动轴承与轴颈和滚动轴承与外壳孔的公差与配合。 外互换性，即讨论滚动轴承与轴颈和滚动轴承与外壳孔的公差与配合。
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7.3 滚动轴承公差带的特点
滚动轴承国家标准规定，轴承外圈外径的单一平面平均直径 滚动轴承国家标准规定，轴承外圈外径的单一平面平均直径Dmp的公差 带的上偏差为零， 所示， 带的上偏差为零，如图7-2所示，与一般基准轴公差带的分布位置相同， 所示 与一般基准轴公差带的分布位置相同， 但数值不同(参见 参见表 但数值不同 参见表7-3)。滚动轴承国家标准还规定，轴承内圈的单一平 。滚动轴承国家标准还规定， 面平均直径d 公差带的上偏差也为零， 所示， 面平均直径 mp公差带的上偏差也为零，如图7-2所示，这项规定与一般 所示 基准孔的公差带分布位置截然相反，数值也完全不同(参见 参见表 基准孔的公差带分布位置截然相反，数值也完全不同 参见表7-2) 。国家 标准的这些规定，主要是考虑轴承配合的特殊需要： 标准的这些规定，主要是考虑轴承配合的特殊需要：因为在多数情况下 轴承内圈随转轴同步旋转，内圈与轴之间必须具有一定的过盈量， 轴承内圈随转轴同步旋转，内圈与轴之间必须具有一定的过盈量，但过 盈量又不宜过大，以保证拆卸方便，防止内圈应力过大产生较大变形， 盈量又不宜过大，以保证拆卸方便，防止内圈应力过大产生较大变形， 影响轴承内部的游隙。将滚动轴承内圈内径的公差带配置在零线的下方， 影响轴承内部的游隙。将滚动轴承内圈内径的公差带配置在零线的下方， 使其上偏差为零、下偏差为负值，当其与任何基本偏差的轴组成配合时， 使其上偏差为零、下偏差为负值，当其与任何基本偏差的轴组成配合时， 所得到的配合性质均有不同程度的变紧， 所得到的配合性质均有不同程度的变紧，可以满足滚动轴承配合的特殊 需要。 需要。
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7.3 滚动轴承公差带的特点
滚动轴承的公差带是滚动轴承国家标准GB/T 307.1-2005、 GB/T 307.2滚动轴承的公差带是滚动轴承国家标准 、 2005 、 GB/T 307.3-2005规定的特殊的公差带，它与别的偶件组成配合 规定的特殊的公差带， 规定的特殊的公差带 都是以滚动轴承作为配合基准件来选择基准制，例如， 时，都是以滚动轴承作为配合基准件来选择基准制，例如，滚动轴承的 内圈内径与轴颈的配合采用基孔制， 内圈内径与轴颈的配合采用基孔制，滚动轴承的外圈外径与外壳孔的配 合采用基轴制。这就是说， 合采用基轴制。这就是说，国家标准规定以滚动轴承作为基准件构成外 互换性：滚动轴承的内圈内孔为基准孔、滚动轴承的外圈外圆为基准轴， 互换性：滚动轴承的内圈内孔为基准孔、滚动轴承的外圈外圆为基准轴， 它们的公差带是与GB/T 1800.3-1998中的有关规定明显不同的特殊的基 它们的公差带是与 中的有关规定明显不同的特殊的基 准件公差带。 准件公差带。
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7.3 滚动轴承公差带的特点
为成套轴承内、外圈的径向圆跳动允许值； 表7-2和表7-3中，Kia、Kea为成套轴承内、外圈的径向圆跳动允许值； 和 中 Sia、Sea为成套轴承内、外圈轴向跳动的允许值；Sd为内圈端面对内孔垂 为成套轴承内、外圈轴向跳动的允许值； 直度的允许值； 为外圈外表面对端面垂直度的允许值； 直度的允许值；SD为外圈外表面对端面垂直度的允许值；VBs为内圈宽 度变动的允许值； 为内圈单一宽度偏差允许值； 度变动的允许值；∆Bs为内圈单一宽度偏差允许值； ∆Cs为外圈宽度偏 为内圈单一宽度偏差允许值 为外圈宽度偏 差允许值； 为外圈宽度变动的允许值。表中的“直径系列” 差允许值；VCs为外圈宽度变动的允许值。表中的“直径系列”是指同 一内径的轴承，由于使用场合不同， 一内径的轴承，由于使用场合不同，所需承受的载荷大小和寿命极限也 就不相同，必须使用直径大小不同的滚动体， 就不相同，必须使用直径大小不同的滚动体，因而使滚动轴承的外径和 宽度也随之改变，这种内径相同但外径不相同的结构变化， 宽度也随之改变，这种内径相同但外径不相同的结构变化，叫做滚动轴 承的直径系列。 承的直径系列。
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7.2 滚动轴承精度等级及其应用
滚动轴承的精度等级是按其外形尺寸精度和运动旋转精度分级的。 滚动轴承的精度等级是按其外形尺寸精度和运动旋转精度分级的。 外形尺寸精度是指滚动轴承的内圈内径、 外形尺寸精度是指滚动轴承的内圈内径、外圈外径和轴承宽度的尺寸公 运动旋转精度是指滚动轴承的内圈内表面、外圈外表面的径向跳动， 差；运动旋转精度是指滚动轴承的内圈内表面、外圈外表面的径向跳动， 轴承端面对轴承滚道的跳动，轴承端面对轴承内孔的跳动等。 轴承端面对轴承滚道的跳动，轴承端面对轴承内孔的跳动等。 国家标准GB/T 307.3-2005：向心轴承的精度分为 、6、5、4和2五级， 五级， 国家标准 ：向心轴承的精度分为0、 、 、 和 五级 其中0级精度最低 级精度最高 圆锥滚子轴承的精度分为0、 、 、 级精度最低， 级精度最高； 其中 级精度最低，2级精度最高；圆锥滚子轴承的精度分为 、6X、5、 4四级；推力轴承的精度分为 、6、5、4四级。 四级； 四级。 四级 推力轴承的精度分为0、 、 、 四级 滚动轴承各精度等级的应用场合如下： 滚动轴承各精度等级的应用场合如下： 0级精度轴承 用于中等负荷、中等转速、旋转精度不高的一般场合， 级精度轴承—用于中等负荷、中等转速、旋转精度不高的一般场合， 级精度轴承 用于中等负荷 例如：普通机床中的变速机构、普通电动机、水泵、 例如：普通机床中的变速机构、普通电动机、水泵、压缩机等旋转机构 中所用的轴承。0级精度轴承在机械制造行业中的应用数量较多。 中所用的轴承。 级精度轴承在机械制造行业中的应用数量较多。 级精度轴承在机械制造行业中的应用数量较多
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7.2 滚动轴承精度等级及其应用
6级精度轴承 用于旋转精度较高和转速较高的一般场合，例如：普通 级精度轴承—用于旋转精度较高和转速较高的一般场合 例如： 级精度轴承 用于旋转精度较高和转速较高的一般场合， 机床的主轴轴承（常用于主轴后轴承）、精密机床的传动轴轴承。 ）、精密机床的传动轴轴承 机床的主轴轴承（常用于主轴后轴承）、精密机床的传动轴轴承。 5级精度、4级精度轴承 用于旋转精度较高和转速较高的重要场合：精 级精度、 级精度轴承 用于旋转精度较高和转速较高的重要场合： 级精度轴承—用于旋转精度较高和转速较高的重要场合 级精度 密机床的主轴轴承，精密仪器和精密机械使用的轴承、 密机床的主轴轴承，精密仪器和精密机械使用的轴承、普通机床的主轴 前轴承。 前轴承。 2级精度轴承 用于旋转精度很高和转速很高的重要场合，例如：精密 级精度轴承—用于旋转精度很高和转速很高的重要场合 级精度轴承 用于旋转精度很高和转速很高的重要场合，例如： 坐标镗床的主轴轴承、高精度仪器轴承、高转速机构中使用的轴承。 坐标镗床的主轴轴承、高精度仪器轴承、高转速机构中使用的轴承。 机床主轴轴承的精度等级可参照表 选用 选用。 机床主轴轴承的精度等级可参照表7-1选用。
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7.1 概述
我国早期的滚动轴承技术条件标准，是参照前苏联国家标准制定的。 我国早期的滚动轴承技术条件标准，是参照前苏联国家标准制定的。后 来我国参照国际标准和一些工业发达国家的标准进行修订， 来我国参照国际标准和一些工业发达国家的标准进行修订，将滚动轴承 精度分为0、 、 、 四五级 从左往右精度依次提高。 四五级， 精度分为 、6、5、4四五级，从左往右精度依次提高。新国标 GB/T 275-1993、 GB/T 307.1-2005、 GB/T 307.2-2005 、 GB/T 307.3-2005 、 、 、 GB/T307.4-2002对滚动轴承配合的基本尺寸 、d的精度、形位公差及表 对滚动轴承配合的基本尺寸D、 的精度 的精度、 对滚动轴承配合的基本尺寸 面粗糙度都做了规定。 面粗糙度都做了规定。