轴承偏差,形位公差,粗糙度

滚动轴承的精度等级
• 滚动轴承公差国标规定，轴承按公称尺寸（基本尺寸）精度和 旋转精度分为五个精度等级，用汉语拼音字母G,E,D,C,B表示， G级精度最低，B级精度最高（老国标）。
• 现行的新国标代号为P2、P4、P5、P6、P0，P2级精度最高。 • 从G～B级精度的平均直径公差相当于公差与配合国标IT7 ～
• 滚动轴承的工作温度一般低于100℃，在高 温工作的轴承，应将所选的配合进行修正。
安装向心轴承和角接触轴承的壳体孔公差带
安装向心轴承和角接触轴承的轴公差带
轴承内外圈配合举例
• 轴承配合一般都是过渡配合（国标中的过渡）， 但在有特殊情况下可选过盈配合（国标中的过 盈），但很少。因为轴承与轴配合是轴承的内圈 与轴配合，使用的是基孔制，本来轴承是应该完 全对零的，我们在实际使用中也完全可以这样认 为，但为了防止轴承内圈与轴的最小极限尺寸配 合时产生内圈滚动，伤害轴的表面，所以我们的 轴承内圈都有0到几个μ的下偏公差来保证内圈不 转动，所以轴承一般选择过渡配合就可以了，即 使是选择过渡配合也不能超过3丝的过盈量。
负荷类型
• 循环负荷:作用 于轴承上的合 成径向负荷与 套圈相对旋转， 即负荷顺序地 作用在套圈滚 道的整个圆周 上，该套圈所 承受的这种负 荷性质。(汽车 从动轮内圈)
负荷类型
• 摆动负荷:作用 于轴承上的合 成径向负荷与 所承受的套圈 在一定区域内 相对摆动，即 其负荷向量经 常变动的作用 在套圈滚道的 局部圆周上， 该套圈所承受 的这种负荷性 质。
滚动轴承的公差与配合
• 为了实现滚动轴承互换性的要求，制定了 滚动轴承公差与配合的国家标准。它规定 了与滚动轴承内，外圈相配的轴和壳体孔 的公差带。
• 滚动轴承的工作性能取决于滚动轴承本身 的制造精度，滚动轴承与轴和壳体孔的配 合性质以及轴与壳体孔的尺寸精度，形位 公差和表面粗糙度等因素。
滚动轴承内径与外径的公差带及其特点
• 滚动轴承的内圈和外圈都是薄壁零件，精 度要求很高，在制造，保管和自由状态是， 容易变形（如变成椭圆）但当轴承内圈及 外圈与壳体孔装配后，这种变形也容易得 到纠正。
• 滚动轴承公差国标对轴承内径d和外径D， 规定了两种尺寸公差。其中轴承单一平面 平均内径（dmp）与外径（Dmp）是确定配 合公差值的基本尺寸。
b=键宽及与之相配合的轴槽和轮毂槽宽的基本尺寸。 h=键的高度基本尺寸。 d=轴颈直径。 • 配合的主要参数为键和键宽b。键联结的配合性质也是以键与键槽宽的配合 性质来体现的。
键联结公差与配合的特点
• 采用基轴制。键与轴 和轮毂键槽有不同的 配合要求。键是标准 件，因此，把键宽作 基准，采用基轴制。 （和轴孔配合道理相 同，把键宽b看做公 称尺寸，轴和轮毂的 键槽公差值在国标孔 的偏差值图表上面查 找。但偏差范围小。
国标孔轴基本偏差图
国标孔的基本偏差值表（摘录）
键联结公差与配合的特点
• 在平键 和半圆 键联结 中，配 合尺寸 是键和 键槽的 宽度。 如图
平键，键及键槽剖面尺寸及键槽公差（摘录）
平键公差（摘录）
半圆键，键及键槽剖面尺寸及键槽公差（摘录）
半圆键公差（摘录）
表面粗糙度
• 表面粗糙度是指 加工表面所具有 的较小间距和微 小峰谷不平度。 其两波峰或两波 谷之间的距离 （波距）很小 （在1mm以下）， 它属于微观几何 形状误差。表面 粗糙度越小，则 表面越光滑。
滚动轴承的公差与配合
• 滚动轴承是机器上广泛 应用的一种作为转动支 撑的标准部件。一般由 内圈，外圈，滚动体 （钢球或滚柱）和保持 架（又称隔离圈）所组 成。
• 滚动轴承的外径D和内 径d，是配合的公称尺寸， 滚动轴承就是用这两个 尺寸分别与轴径和壳体 孔径相配合。
滚动轴承的公差与配合
• 滚动轴承按其承受负荷的方向，分为向心，向心 推力和推力轴承；按其滚动体形状，分为球轴承 和滚柱（圆柱或圆锥体）轴承。
IT3级的公差。
轴承类型与适用精度等级
精度的选择
滚动轴承内圈与轴配合的公差
• 滚动轴承内圈与轴配合应按基孔制（轴承基孔制 国标），但内径的公差带位置却与一般基准孔相 反。各个偏差等级的公差带都分布在零线下侧。 即上偏差为零，下偏差为负值。
滚动轴承内圈偏差为负的原因
• 在多数情况下，轴承的内圈是随轴一起转动的，为了防止 在它们之间发生相对运动而导致结合面磨损，则两者的配 合应具有一定的过盈。但由于内圈是薄壁零件，容易弹性 变形胀大，且一定时间后又必须折换，因此过盈的配合不 宜过大。
• 对于轻负荷的较高旋转精度要求的轴承， 常采用较小的间隙配合。
• 滚动轴承的尺寸愈大，选取的配合应越紧。 • 空心轴颈比实心轴颈，薄壁壳体比厚壁壳
体，轻合金壳体比钢制或铸铁壳体采用的 配合要紧些。
负荷对选用配合大小的影响
• 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。
• 2：承受局部负荷的套圈与壳体孔或轴的配 合，应选较松的过渡配合，或较小的间隙 配合，以便让套圈滚道间的摩擦力矩带动 转位，延长轴承的使用寿命。
• 3：承受摆动负荷的套圈，其配合松紧介于 循环负荷与局部负荷之间。
负荷对选用配合大小的影响
• 滚动轴承套圈与轴或壳体孔配合的最小过盈，取绝于负荷 的大小。
测出表面粗糙度值。下图为电动轮廓仪（表面粗糙度检查 仪），测量迅速方便，测值精度高。
表面粗糙度对机器寿命的影响
• 表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、 疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关 系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影 响。一般标注采用Ra。
1：影响耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有 效接触面积越小，压强越大，摩擦阻力越大， 磨损就越快。
摆动负荷举例
• 轴承承受一个方向 不变的径向负荷Rg, 和一个较小的旋转 径合向成负 径荷向负Rx荷,两R者，的 其大小与方向都在 变动。但合成径向 负荷R仅在非旋转 套圈AB一段滚道内 摆动，该套圈所承 受的负荷性质，即 为摆动负荷。
受力与配合的选用原则
• 1：通常受循环负荷的套圈与轴(或壳体孔) 相配应选过盈配合，或较紧的过渡配合， 其过盈量的大小，以不使套圈与轴或壳体 孔配合表面产生爬行现象为原则。
3：受循环载荷的表面及易引起应力集中的部 分（如圆角，沟槽），表面粗糙度要小。
零件表面粗糙度参数值的选择
4：配合性质要求高的结合表面，配合间隙小 的配合表面（缸套和活塞）以及要求连接 可靠，受重载的过盈配合表面（火车轴和 轮毂，接合好，摩擦力更均匀）等，其粗 糙度都应较小。
5：配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙 度应愈小；
滚动轴承外圈与壳体孔配合
• 滚动轴承外圈与壳体孔配合应按基轴制。通常两者之间不 要求太紧。
• 滚动轴承外径的公差带位置对所有精度来说，仍按一般基 准轴的规定，分布在零线下侧。其上偏差为零，下偏差为 负值。
滚动轴承与轴和壳体孔的公差与配合
基本偏差系列
滚动轴承与轴和壳体孔的公差与配合图解读
• 1:滚动轴承的内圈和外圈公差带都是特殊规定 的，和公差与配合国标的规定相比，是完全不 同的。
表面粗糙度定义之Ra(轮廓算术平均偏差)中线M
表面粗糙度定义之Rz(微观不平度十点高度)中线M
表面粗糙度定义之RY(轮廓最大高度)中线M
表面粗糙度的代号
表面粗糙度的影响因素
• 表面粗糙度一般是由 所采用的加工方法和 其他因素所形成的， 例如加工过程中刀具 与零件表面间的摩擦、 切屑分离时表面层金 属的塑性变形以及工 艺系统中的高频振动 等。由于加工方法和 工件材料的不同，被 加工表面留下痕迹的 深浅、疏密、形状和 纹理都有差别。
• 假如抽查内孔的公差带与一般基准孔一样分布在零件上侧， 当采用标准配合中的过盈配合时，所得的过盈往往太大。
• 改用过渡配合，又可能出现间隙，不能保证具有一定的过 盈。
• 若采用非标准配合，又违反了标准化和互换性原则。 • 当公差带在零线以下时，当它与一般过渡配合的轴相配时，
不但过盈量不大，还不会出现间隙。还能按照标准偏差来 加工轴。
• 为了便于安装与拆卸，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 采用分离型轴承或内圈带锥孔和紧定套或 退卸套的轴承。
负荷对选用配合大小的影响
• 当要求轴承的内圈或外圈能沿轴向游动时， 该内圈与轴或外圈与壳体孔的配合，应选 较松的配合。
• 由于过盈配合使轴承径向游隙减小，如轴 承的两个套圈之一需采用过盈特大的过盈 配合时，应选择具有大于基本组的径向游 隙的轴承。
• 一般选用是：轴承内圈与轴配合轴选k6，轴承外 圈与孔配合孔选K6或K7
键的公差与配合
• 键联接用于轴与轴上零件（齿轮，皮带轮，联轴器等）之 间的联结，用以传递扭矩和运动。它属于可拆卸联结，在 机械结构中应用很广泛。
键联结公差与配合的特点
• 我们这里主要以平键和半圆键的公差与配合来做介绍。 • 图中所示为键联结公差与配合的几个关键尺寸。
• 2：滚动轴承的内，外圈公差带都在零线以下， 都为基准制，基本偏差为0.
• 3:内圈配合的轴和外圈配合的孔，都是公差与 配合的国家标准。轴和孔都能按国标便于加工。
• 4：轴承内圈在国标中的一些间隙配合，在这 里变为了过渡配合。而一些过渡配合变为了小 间隙配合。
• 假设轴承内孔公差带在零线上方，那么间隙和 过盈的绝对值都太大。无法选用。
2：影响配合的稳定性。对间隙配合来说，表面 越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐 增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸 峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了连接强 度。
表面粗糙度对机器ຫໍສະໝຸດ Baidu命的影响
3：影响疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖 角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳 强度。 4：影响耐腐蚀性。粗糙的零件表面，易使腐蚀性气体或液体通 过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。 5：影响密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体 通过接触面间的缝隙渗漏。 6：影响接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗 接触变形的能力。机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间 的接触刚度。 7：影响测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙 度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。
1：承受较重的负荷或冲击时，将引起轴承较大的变形，使 结合面间实际过盈减小和轴承内部的实际间隙增大，这时 为了使轴承运转正常，应选较大的过盈配合。同理，承受 较轻的负荷，可选较小的过盈配合。
负荷对选用配合大小的影响
• 对于负荷较大，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响，应 避免采用间隙配合。
表面粗糙度的获得方法
零件表面粗糙度参数值的选择
我们发现
1：在同一零件上，工作表面的粗糙度小于非 工作表面的粗糙度。
2：摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度要小；滚 动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度要小 （滚动轴承和滑动轴承）；运动速度高， 单位压力大的摩擦表面比运动速度低，单 位压力小的摩擦表面的粗糙度小。
轴承负荷的类型
• 机器运转时，根据作用于轴承上的负荷相对于套圈的旋转 情况，可将套圈所承受的负荷分为以下三种类型: 1：局部负荷 2：循环负荷 3：摆动负荷
负荷类型
• 局部负荷:作用 于轴承上的合 成径向负荷与 套圈相对静止， 即负荷方向始 终不变地作用 在套圈滚道的 局部区域上， 该套圈所承受 的这种负荷性 质。（汽车从 动轮外圈）
与滚动轴承各级精度相配合的轴和壳体孔公差带
向心轴承内圈，外圈公差
轴承配合的选择
• 正确的选择轴承配合，对保证机器正常运 转，提高轴承的使用寿命，充分发挥轴承 的承载能力关系很大。
• 选择轴承配合时，应综合地考虑： 1：轴承的工作条件 2：作用在轴承上负荷的大小、方向和性质 （这是确定轴承和轴或壳体孔配合的关键） 3：轴承类型和尺寸 4：与轴承相配的轴和壳体孔的材料和结构， 工作温度，装卸和调整等
6：同一精度等级，小尺寸比大尺寸，轴比孔 的表面粗糙度要小。
表面粗糙度的测量
• 比较法：将被测 表面对照粗糙度 样板比较；也可 以用手摸，指甲 滑动的感觉来判 断被加工表面的 粗糙度。
• 比较法一般只用 于粗糙度参数值 较大的评定。
表面粗糙度的测量
• 光切法 • 干涉法 • 针描法：就是利用触针直接在被测表面上轻轻划过，从而