滚动轴承与孔、轴结合的精度设计
机械加工精度设计举例
M27
Φ30 K5 E Φ35
Φ40
Φ30K5 E
(2) Φ35（与齿轮基准孔的配合）轴颈的尺寸公差带
齿轮精度等级为7级，则内孔尺寸公差为IT7 ，与其配合的轴 为IT6。此处属于小间隙的滑动配合且对定位精度要求高。
根据优先配合 ，选轴的基本偏差代号为g,则轴的公差带代号为Φ35g6
E
其配合代号为 Φ35H7/g6
6×26h5×32a11×6h8
Page 6
M27
Φ30 Φ35
Φ40
Φ30
(4) 为保证Φ30,Φ35, Φ28和M27轴线与A－B同轴，应规定它们的径向圆跳
动公差 齿轮精度为7级， tr= 0.3FP=0.3×0.038=0.011 按尺大小类比法，Φ35的径向圆跳动公差tr= 0.012， Φ30的径向圆
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1. 确定尺寸精度 （1） Φ30（与6级滚动轴承6306内圈配合）轴颈尺寸公差
该轴承的当量径向负荷P 1804 额定动负荷C 26700 0.067 0.07
属于轻负荷。
轴承工作时承受定向负荷作用。内圈与轴一起转 动，故内圈承受旋转负荷。查表得两轴颈的公差带代号为Φ30k6
E
Page 2
Φ30 Φ35
Φ40
Φ30
2. 确定几何公差
（1）与轴承内圈、齿轮内孔、花键毂配合轴颈表面采用包容要求 ；
（2） 与轴承内圈配合表面要求圆柱度公差，按6级轴承查 表, 得圆柱度 公差值为0.003。
（3）Φ40轴肩两端面对Φ30k6 两轴线的公共基准 A－B轴向圆跳
动公差，由表6.6查得0.006。
跳动公差tr= 0.011， Φ28的径向圆跳动公差tr= 0.010， M27的径向圆跳 动公差tr= 0.009.
互换性与测量技术(基础)
重点难点 第一章绪论 重点： 1）明确本课程的研究对象，特点，主要内容。
2）掌握互换性和标准化的基本概念。
3）了解本课程的学习方法。
第三章尺寸公差、圆柱结合的精度设计 重点： 1）掌握有关偏差、公差及配合的基本术语和定义。
2）公差与配合国家标准体系与构成，公差与配合标准的应用。
难点： 1）标准公差和基本偏差的应用。
2）圆柱结合的精度设计内容和基本方法。
第四章形状和位置精度设计 重点： 1）形位公差的征项目及在图样上的标注方法。
2）公差原则和公差要求的含义，独立原则、包容要求和最大实体要求的图样标注和应用范围。
难点： 1）形位公差的标注、形位公差项目及公差值的选择。
2）公差原则和公差要求。
第五章表面粗糙度 重点： 1）表面粗糙度评定参数的名称、代号及其在图样上的标注方法。
2）表面粗糙度的选用。
难点： 表面粗糙度评定参数及其在图样上的标注方法 第六章滚动轴承与孔、轴结合的精度设计 重点： 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。
3）滚动轴承配合的选用、配合表面的形位公差和表面粗糙度以及在图样上的标注。
难点： 配合表面的形位公差和表面粗糙度以及在图样上的标注。
第八章键、花键结合的精度设计 重点： 1）平键和矩形花键结合的特点。
2) 平键和矩形花键结合的公差的选用及其图样标注； 难点： 平键和矩形花键结合的公差的选用及其图样标注 第九章螺纹结合的精度设计 重点： 1) 螺纹的主要几何参数及其对螺纹结合互换性的影响； 2) 螺纹公差(公差带的构成)和螺纹精度的概念 3) 螺纹在图样上的标注 难点： 螺纹几何参数误差对互换性的影响、作用中径的概念及螺纹的合格条件。
第十章圆柱齿轮精度设计 重点： 1）评定齿轮精度、侧隙的必检参数及其的概念 2）齿轮精度设计的内容及其基本方法 3）齿轮精度等级和侧隙在图样上的标注方法 难点： 1）评定齿轮精度、侧隙的必检参数 2）齿轮精度设计的基本方法及在图样上的标注方法 第十一章尺寸链的精度设计基础 重点： 1）尺寸链图的画法 2）尺寸链的组成以及封闭环和增减环的判别方法 3）极值法计算尺寸链—正计算和中间计算 难点： 1）尺寸链图的画法、尺寸链的封闭环和增减环的判别方法 2）极值法计算尺寸链—反计算词汇表2.完全互换：指对同一规格的零件，不加挑选和修配，就能满足使用要求的互换性。
互换性与测量技术基础案例教程 第3版 第5章 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计
（4）标注 (见图5-8所示)
装配图的标注
20
零件图的标注
0.0025
21
习题
（习题5-5）：有一6级6309的滚动轴承，内圈为Φ45mm，外圈为 Φ100mm。内圈与轴配合为j5，外圈与外壳孔配合为H6，试画出配 合的尺寸公差带图，并计算其极限间隙和极限过盈。
22
3
4
二. 滚动轴承的公差等级及其应用
根据（1）尺寸精度（D,d,B尺寸的公差） （2）旋转精度
内、外圈作相对运动时跳动的程度
GE D C B 高
普通级 6 5 4 2
G E（EX） D C 推力轴承（圆锥滚子）
普通级 6（6X） 5 4
5
向心轴承公差如表5-1所示。
由表中可见，轴承的内外径尺寸有2种公差：
机械精度设计多媒体系列CAIຫໍສະໝຸດ 件互换性与测量技术基础课程
第5章 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计
尺寸公差
精度 设计
几何公差 表面粗糙度
滚动轴承 典型零部件 键 精度设计 普通螺纹
圆柱齿轮
2
5.1 概 述
一. 滚动轴承的组成及种类
按负荷 方向分
向心 — 径向力 推力— 轴向力
角接触— 径向力、轴向力
2级: 超精级，用于齿轮磨床、精密坐标镗床、高精度仪器仪表 等转速和旋转精度要求很高的旋转机构的主要轴承；
8
三. 滚动轴承与孔、轴配合的尺寸公差带
单一平面平均外径偏差
es=0
图5-2 轴承内、外圈公差带图
单一平面平均内径偏差
ES=0
9
轴承外圈与轴承座孔配合的尺寸公差带（普通级轴承）
16种
10
轴承内圈与轴配合的尺寸公差带（普通级轴承） 17种
滚动轴承与孔、轴结合的精度设计
选择合适的表面粗糙度，以减小轴承内圈与轴颈之间的摩擦和磨损。
滚动轴承外圈与孔的表面粗糙度
选择合适的表面粗糙度，以减小轴承外圈与孔之间的摩擦和磨损。
表面粗糙度参数
根据轴承的工作条件和精度要求，选择合适的表面粗糙度参数，以确保轴承与轴和孔之间 的表面粗糙度要求。
05
精度设计的实例分析
正确的装配工艺能够确保轴承与孔、 轴的正确配合，避免额外的磨损。
热处理
合理的热处理工艺能够提高轴承材料 的物理性能，从而提高其使用寿命。
使用环境的影响
01
02
03
温度
高温可能导致轴承材料软 化，降低其耐磨性和使用 寿命。
湿度
高湿度环境可能引起轴承 生锈和腐蚀，影响其性能 和使用寿命。
振动与冲击
持续的振动和冲击可能加 速轴承磨损，导致其精度 下降。
开展滚动轴承与孔、轴结合的 智能监测和故障诊断技术研究 ，实现实时监测和预警，提高 系统的安全性和可靠性。
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精度设计的重要性
提高机械设备运转的平稳性和精度
01
滚动轴承与孔、轴结合的精度设计能够减少运转过程中的振动
和误差，从而提高机械设备的平稳性和精度。
延长机械设备使用寿命
02
良好的精度设计可以减少轴承与孔、轴之间的摩擦和磨损，从
而延长机械设备的使用寿命。
提高生产效率和产品质量
03
滚动轴承与孔、轴结合的精度设计能够提高机械设备的运转效
实例二：特殊环境下滚动轴承的精度设计
在特殊环境下，如高温、低温、强腐 蚀等环境下，滚动轴承的精度设计需 要特别考虑材料的耐久性和稳定性。
在低温环境下，轴承材料的收缩和韧 性应得到充分考虑，以避免因温度变 化而产生的尺寸变化和脆化。
滚动轴承的结构设计
滚动轴承的结构设计
滚动轴承的结构设计如下：
一、内圈
内圈是滚动轴承的主要组成部分之一，通常与轴配合安装。
内圈的外表面是圆柱形，内孔与轴颈配合，以保持轴承在轴上的正确位置。
内圈的材质通常为高碳钢或不锈钢，经过淬火和回火处理，以提高其硬度和耐磨性。
二、外圈
外圈是滚动轴承的另一个主要组成部分，通常与轴承座或轴承盖配合安装。
外圈的外表面是圆柱形，内孔与内圈配合，以保持轴承的旋转精度和稳定性。
外圈的材质通常为中碳钢或不锈钢，经过淬火和回火处理，以提高其硬度和耐磨性。
三、滚动体
滚动体是滚动轴承的核心部分，通常由球形或圆柱形的钢球或滚珠组成。
滚动体在轴承工作时，在内外圈之间滚动，减少摩擦和磨损，同时传递载荷。
滚动体的材质通常为高碳钢或不锈钢，经过淬火和回火处理，以提高其硬度和耐磨性。
四、保持架
保持架是滚动轴承的重要部件之一，其主要作用是引导滚动体在轴承内正确运动，防止滚动体相互碰撞或卡滞。
保持架的材质通常为轻质材料，如铝合金或塑料，以减轻轴承的重量和提高其旋转效率。
保持架的设计应考虑到滚动体的数量、尺寸和排列方式等因素，以确保轴承的正常运转和使用寿命。
总之，滚动轴承的结构设计需要考虑到多个方面，包括内圈、外圈、滚动体和保持架等。
每个部件都有其特定的作用和要求，共同保证轴承的性能和使用寿命。
同时，在选择和使用滚动轴承时，还需注意其类型、尺寸、载荷、转速等参数是否与使用要求相匹配。
滚动轴承与轴径及外壳孔的配合应采用什么公差原则
滚动轴承与轴径及外壳孔的配合应采用什么公差原则一、引言在工程制造领域，滚动轴承是一种常用的零部件，用于支撑和旋转机械设备中的轴。
为了确保滚动轴承的稳定性和可靠性，轴径与外壳孔之间的配合公差原则至关重要。
本文将深入探讨滚动轴承与轴径及外壳孔的配合公差原则，帮助读者更好地理解这一主题。
二、滚动轴承与轴径配合公差原则1. 基本原理滚动轴承与轴径的配合公差原则需遵循ISO和GB标准，以确保轴承能够正确安装在轴上并具有良好的旋转性能。
根据ISO286-2和GB1800.1-1996标准，通常采用制轴径基准尺寸和制孔基准尺寸的形式进行配合。
制轴系列分为加置制轴系列、基准轴系列和负偏差制轴系列，制孔系列也分为加置制孔系列、基准孔系列和负偏差制孔系列。
在配合过程中，需根据具体要求选择适当的基准尺寸和公差等级。
2. 公差等级根据实际应用需求，轴径与滚动轴承的配合公差可分为一般配合、紧配合和松配合。
一般配合适用于一般情况下的轴承安装，具有良好的流动性和安装性。
紧配合适用于要求较高的工况，具有较小的间隙，能够提高轴承的刚性和传动精度。
松配合适用于对中心位置要求不高的场合，具有较大的间隙，可以减小装配难度和提高装配效率。
三、滚动轴承与外壳孔的配合公差原则1. 基本原理滚动轴承与外壳孔的配合公差原则同样需遵循ISO和GB标准，以确保轴承能够正确安装在外壳孔中并具有良好的稳定性。
在实际应用中，通常采用H7制孔和h7轴的配合，其中H7代表基准孔系列，h7代表基准轴系列。
还需根据具体要求选择适当的公差等级和配合类型。
2. 公差等级与轴径配合类似，外壳孔与滚动轴承的配合公差也可分为一般配合、紧配合和松配合三种类型。
一般配合适用于一般情况下的孔安装，具有良好的流动性和安装性。
紧配合适用于要求较高的工况，具有较小的间隙，能够提高外壳孔的刚性和稳定性。
松配合适用于对几何要求不高的场合，具有较大的间隙，可以减小装配难度和提高装配效率。
四、总结及个人观点通过以上对滚动轴承与轴径及外壳孔的配合公差原则的探讨，我们不难发现，配合公差原则的选择对于轴承的安装和使用至关重要。
机械精度设计与检测课后习题答案.ppt
答案: 根据表1.1 得 1.00, 1.25, 1.60, 2.00， 2.50, 3.15, 4.00, 5.00，6.30，8.00, 10.0，12.5, 16.0, 20.0 ，25.0, 31.5，40.0, 50.0，63.0, 80.0, 100。
2
第1章 绪 论
作 业 题 答 案(P8)
1. 按优先数的基本系列确定优先数： （1）第一个数为10，按R5系列确定后五项优先数。
答案: 根据表1.1得 (10.0),16.0，25.0, 40.0, 63.0，100。
（2）第一个数为100，按R10/3系列确定后三项优先数。 答案: 根据表1.1得 (100), 200，400, 800。
（或极限过盈）平均间隙（或平均过盈）和配合公差，并画
出尺寸公差带图,并说明其配合类别。 10
答案:
机械精度设计与检测基础
作业尔滨工业大学出版社
1
目
录
第 1 章 绪 论 作 业 题 答 案-----------------------------------------（3） 第 2 章 测 量 技 术 基 础 作 业 题 答 案 ------------------------（5） 第 3 章 孔轴结合尺寸精度设计与检测 作 业 题 答 案 ----------（9） 第4章 几何精度精度设计与检测 作 业 题 答 案 ----------（26） 第5章 表面粗糙度轮廓设计与检测 作 业 题 答 案------------（39）
（ 6） 算术平均值 的 0极 .01。 限 x81误 .0 43差 4 0.01。 8 xlim 2. 用两种测量方法分别测量尺寸为100mm和80mm的零件， 其测量绝对误差分别为8μm和7μm,试问此两种测量方法 3. 哪种测量方法精度高？为什么?
滚动轴承及键和花键讲义
0908103班 090720115
刘章洋设计
滚动轴承的互换性和公差等级
滚动轴承与配合的孔、轴公差带 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计
1、滚动轴承的互换性 基本结构由内圈、外圈、滚动体、保持架组 成 2、滚动轴承的公差等级及其应用
分级标准：尺寸精度、旋转精度 向心轴承：0、6、5、4、2五级（等级由低到 高） 圆锥滚子轴承：0、6X、5、4、2五级 推力轴承：0、6、5、4四级
矩形花键的主要尺寸：大径Ｄ、小径ｄ、键宽和键槽宽Ｂ、 键数Ｎ（规定为偶数，有６、８、１０三种）
定心方式主要是小径d 定心，即以小径结合面为 定心表面，来确定内外花键的配合性质。因此对小 径有较高的精度要求 其有以下优点： （1）有利于提高产品性能、 质量和技术水平。 （2）有利于简化加工工艺、 降低成本。 （3）有利于机械产品的进出口和技术交流。 （4）有利于齿轮精度标准的贯彻与配套。
普通平键结合的结构及尺寸
1、普通平键联结由键、轴键槽、轮毂键槽三部分组成。 2、普通平键联结的几何参数： 宽度b—配合尺寸，公差严格； 高度h、长度L、轴键槽深度t1、轮毂键槽t2—非配 合尺寸，公差较松。
普通平键联结的公差与配合
1、配合尺寸的公差带和配合种类—以键宽作为基 准，基轴制配合（h8）
孔、轴形位公差和表面粗糙度的选用
1、形位公差：轴承套圈为薄壁件易变形，但其形 状误差在装配后靠轴颈和外壳孔的 正确形状 得到矫正。为保证轴承 正常工作轴颈和外壳孔应分别采用 包容要求，并对表面提出圆柱度 要求。 2、位置公差：应规定轴肩和外壳孔肩的端面圆跳 动公差。
本节结束
很高兴能和大 家共勉，谢谢！
常用尺寸轴孔公差与配合的选择
过盈配合的选用
对于利用过盈来保证固定或传递载荷的孔、 轴配合，应选用过盈配合。 ✓ 不传递载荷而只以作为定位用的过盈配合，可以选用
由基本偏差r、s(或R、S)组成的配合。
✓ 连接件如销、键等传递载荷的配合，可以选用小过盈
的基本偏差p、r(或P、R)组成的配合，以增加联结的 可靠性。
加工工艺的角度来看，对应用最广泛的中小直径尺寸的 孔，通常采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀、拉刀等）加 工和定尺寸量具（如塞规、心轴等）检验。而一种规格 的定尺寸刀具和量具，只能满足一种孔公差带的需要。 对于轴的加工和检验，一种通用的外尺寸量具，也能方 便地对多种轴的公差带进行检验。由此可见：对于中小 尺寸的配合，应尽量采用基孔制配合。
孔轴公差与配合的选用
常用尺寸尺寸公差与配合的选用
孔、轴配合的精度设计
• 圆柱结合的精度设计实际上就是圆柱结合的公差
与配合的选用，它是机械设计与制造中至关重要 的一环，公差与配合的选用是否恰当，对机械的 使用性能和制造成本有着很大的影响。圆柱结合 的精度设计包括：
✓配合制的选用 ✓公差等级的选用 ✓配合的选用
公差等级的应用
配合IT5至IT13
（1）应遵循工艺等价的原则，即相互结合的零件，其加 工的难易程度应基本相当。根据这一原则，对于基本 尺寸≤500mm的，当公差等级在IT8以上时，标准推 荐 孔 比 轴 低 一 级 ， 如 ： H8/m7，K7/h6； 当 公 差 等 级在IT8以下时，标准推荐孔与轴同级，如：H9/h9， D9/h9，IT8属于临界值，IT8级的孔可与同级的轴 配 合 ， 也 可 以 与 高 一 级 的 轴 配 合 ， 如 ： H8/f8， H8/k7。对于基本尺寸＞500mm的，一般采用孔、 轴同级配合。
第六章滚动轴承的公差与配合
1. 两种尺寸公差：
（1）内、外径尺寸的最大值和最小值所允许的偏差，即单一内径ds 与单一外径Ds的极限偏差△ds、△Ds，其目的是为了限制变形量；
2. 与滚动轴承相配的轴、孔的公差带
由于滚动轴承内圈内径和外圈外径的公差带在生 产轴承时已经确定，因此轴承在使用时，它与轴颈和 轴承孔的配合面间所需要的配合性质要由轴颈和轴承 孔的公差带确定。
GB/T 275-93《滚动轴承与轴和外壳的配合》规定了轴承 与外壳孔配合的常用公差带:
GB/T 275-93《滚动轴承与轴和外壳的配合》还 规定了轴承与轴颈配合的常用公差带。
Dsmax、Dsmin——加工后测得的最大、最小单一外径。
dsmax、dsmin——加工后测得的最大、最小单一内径。
单一平面平均内径dmp——在轴承内圈任一横截面内测得的内 圈内径的最大与最小直径的平均值
滚动轴承单一内径和单一平面平均内径及其公差带
2. 两种形状公差：
（1）规定了轴承单一径向平面内，内径ds与外径Ds的变动量 Vdp 、VDp ，限制制造时的圆度误差；
紧。
选择配合时应考虑温度的影响并加以修 正。温度升高，内圈选紧，外圈选松。
(2)旋转精度和旋转速度： 旋转精度要求高时，选用较高精度等级
的轴承；为了消除弹性变形和振动的影响， 套圈与互配件的配合应紧一些。
旋转速度越高，配合应越紧。
4.轴和外壳孔的结构与材料
（1）剖分式外壳结构应比整体式结构选较松的 配合，避免夹扁外圈； （2）薄壁外壳、轻质合金外壳或空心轴选较紧 的配合，以保证有足够的连接强度； （3）重型机械的轴承选较松的配合，便于拆卸； （4）滚子轴承的配合比球轴承紧些； （5）长轴结构，需要轴向游动时选较松的配合。
互换性习题
互换性习题 习题一一、思考题1、什么叫互换性？它在机械制造中有何作用？是否互换性只适用于大量生产？2、生产中常用的互换性有几种？采用不完全互换条件的意义是什么？3、何谓标准化？它和互换性有何关系？标准应如何分类？4、试举例说明互换性在日常生活中应用实例（举5例）。
5、何谓优先系数，基本系列有哪些？公比如何？变形系列有几种？派生系列是怎样形成的？6、本门课程研究对象是什么？对机械零件要规定哪四项精度要求？ 二、作业题1、按优先系数的基本系列确定优先数：（1）第一个数为10，按R5系列确定后五项优先数。
（2）第一个数为100，按R10/3系列确定后三项优先数。
2、试写出R10优先数系从1~100的全部优先数（常用值）。
3、普通螺纹公差自3级精度开始其公差等级系数为：0.50，0.63，0.80，1.00，1.25，1.60，2.00。
试判断他们属于优先系数中的哪一种？其公比是多少？习题二一、思考题1、何谓尺寸传递系统？建立尺寸传递系统有什么意义？目前长度和角度的最高基准是什么？2、量块的“级”和“等”是根据什么划分的？按“级”使用和按“等”使用有何不同？3、计量器具的度量指标有哪些？其含义是什么？4、试述测量误差的分类、特性及其处理原则。
5、为什么要进行测量误差合成？已定系统误差如何合成？随机误差和未定系统误差如何合成？6、结合在大型工具显微镜生测量螺纹的实验，说明测量过程中有哪些系统误差？如何减小和消除？二、作业题1、用杠杆千分尺测量某轴直径共15次，各次测量值为（mm）：10492，10.435，10.432，10.429，10.427，10.428，10.430，10.434，10.428，10.431，10.430，10.429，10.432，10.429，10.429。
若测量中没有系统误差，试求：（1）算术平均值x 。
（2）单次测量的标准偏差σ。
（3）试用3σ法则判断该测量列中有无粗大误差。
机械设计轴承与轴的公差配合轴承与孔的公差配合
机械设计轴承与轴的公差配合轴承与孔的公差配合文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]做非标这么久，轴承与轴的公差配合，以及轴承与孔的公差配合，一直都是用微小间隙配合即能实现功能，且好装好拆。
但是局部零件还是需要有一定的配合精度。
配合公差（fit tolerance）是指组成配合的孔、轴公差之和。
它是允许间隙到过盈的变动量。
孔和轴的公差带大小和公差带位置组成了配合公差。
孔和轴配合公差的大小表示孔和轴的配合精度。
孔和轴配合公差带的大小和位置表示孔和轴的配合精度和配合性质。
一、公差等级的选择与轴承配合的轴或轴承座孔的公差等级与轴承精度有关。
与P0级精度轴承配合的轴，其公差等级一般为IT6，轴承座孔一般为IT7。
对旋转精度和运转的平稳性有较高要求的场合(如电动机等)，应选择轴为IT5，轴承座孔为IT6。
二、公差带的选择当量径向载荷P分成“轻”、“正常”和“重”载荷等几种情况。
其与轴承的额定动载荷C之关系为：轻载荷P≤ 正常载荷＜P≤ 重载荷＜P1) 轴公差带安装向心轴承和角接触轴承的轴的公差带参照相应公差带表。
就大多数场合而言，轴旋转且径向载荷方向不变，即轴承内圈相对于载荷方向旋转的场合，一般应选择过渡或过盈配合。
静止轴且径向载荷方向不变，即轴承内圈相对于载荷方向是静止的场合，可选择过渡或小间隙配合(太大的间隙是不允许的)。
2)外壳孔公差带安装向心轴承和角接触轴承的外壳孔公差带参照相应公差带表。
选择时注意对于载荷方向摆动或旋转的外圈，应避免间隙配合。
当量径向载荷的大小也影响外圈的配合选择。
3) 轴承座结构形式的选择滚动轴承的轴承座除非有特别需要，一般多采用整体式结构。
剖分式轴承座只是在装配上有困难，或在装配上方便的优点成为主要考虑点时才采用，但它不能应用于紧配合或较精密的配合，例如K7和比K7更紧的配合，又如公差等级为IT6或更精密的座孔，都不得采用剖分式轴承座。
三、轴承与轴的配合公差标准①当轴承内径公差带与轴公差带构成配合时在一般基孔制中原属过渡配合的公差代号将变为过赢配合，如k5、k6、m5、m6、n6等，但过赢量不大；当轴承内径公差代与h5、h6、g5、g6等构成配合时，不在是间隙而成为过赢配合。
滚动轴承轴系结构设计
9—3 滚动轴承轴系结构设计滚动轴承轴系的结构设计，主要是解决轴承在机器中的固定、调整、预紧、配合、装拆、润滑与密封等问题。
一、支承部分的刚度和同轴度轴承在载荷的作用下应具有一定的旋转精度和寿命，这就要求轴承以及与轴承相配的轴、轴承座或箱体都应具有足够的刚度。
一般外壳及轴承座孔壁均应有足够的厚度，壁板上的轴承座的悬臂应尽可能地缩短，并用加强筋来增强支承部位的刚度 ( 图 9 － 12) 。
如果外壳是用轻合金或非金属制成的，安装轴承处应采用钢或铸铁制的套杯 ( 图 9 － 13) 。
对于一根轴上两个支承的座孔，必须尽可能地保持同心，以免轴承内外圈间产生过大的偏斜。
最好的办法是采用整体结构的外壳，并把安装轴承的两个孔一次镗出。
如在一根轴上装有不同尺寸的轴承时，外壳上的轴承孔仍应一次镗出，这时可利用衬筒来安装尺寸较小的轴承。
当两个轴承孔分在两个外壳上时，则应把两个外壳组合在一起进行镗孔。
图 9—12 用加强筋增强轴承座孔刚度图 9—13 利用套杯安装轴承二、滚动轴承的轴向固定滚动轴承的轴向固定，包括轴承外圈与机座的固定和轴承内圈与轴的固定。
对这两种固定的要求取决于轴系 ( 轴、轴上零件、轴承与机座的组合 ) 的使用和布置情况。
一方面，轴和轴承相对于机座应有确定的位置，以保证轴上零件能正常地传递力和运动；另一方面，由于工作中轴和机座的温度不相等 ( 通常轴的温度高于机座的温度 ) ，而温差可能产生较大的温度应力。
为保证轴系中不致产生过大的温度应力，应在适当的部位设置足够大的间隙，使轴可以自由伸缩。
常见的滚动轴承的轴向固定形式有如下几种。
1 . 两端固定支承如图 9 － 14 所示，轴两端的轴承各限制轴在一个方向的轴向移动，合起来就限制轴的双向移动。
为补偿轴的受热伸长，轴承盖与外圈端面之间应留有 0.25 ～0.4mm 的补偿间隙 c （图 9 — 14b ）。
间隙值可用改变轴承盖和箱体之间的垫片厚度进行调整。
机械精度设计主要章节作业题答案
IT8.25=44μm。
11
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5. 已知两钟轴，其中d1=¢5,其公称值Td1=5μm; d2=¢180,其公称值
Td2=25μm。试比较以上两种轴加工的难易程度。
答 案 : 由表3.2可得 轴1为IT5，轴2为IT6。即轴1比
第十四页，共93页。
14
9. 试用标准公差和基本偏差数值表确定下列孔轴公差带代号。
0.046
0.03
（1）轴 4000..033
；（
2
）
轴
18
；（
3
）孔
65
017
0.028
0.06；
（4）孔 24000..285
170。
答 案 :
（1）轴 40n6；（2）轴18s7；（3）孔 65 R 7；（4）孔 240 D9。
12
第十二页，共93页。
H6
7. 已知 50
r5
0.016 0.045
0
0.034
/
H8
, 50
e7
0.039 0.050
0
0.075
/
。
试不用查表法确定它们的配合公差，IT5、IT6、IT7、IT8标准
公差值和 ¢50e5、¢50E8极限偏差。
答 案 :
（1）配合公差 ：① ¢50H6/r5， Tf=0.027。
10.0，12.5, 16.0, 20.0 ，25.0, 31.5，40.0, 50.0，63.0, 80.0,
100。
2
第二页，共93页。
滚动轴承的互换性和公差等级
由于滚动轴承内圈内径和外圈外径的公差带在生产轴承时业已确
定，因此轴承在使用时，它与轴颈和外壳孔的配合面间的配合性质要由 轴颈和外壳孔的公差带确定。
r6 p6 n6 m5 m6
+ 0
k5 k6 js6js5 j6 j5
d
-
g6
g5
h8
h6 h7
h5
内圈公差带
与滚动轴承配合的轴径的常用公差带
与滚动轴承配合的外壳孔的常用公差带
差带代号。如图6．8(a)所示。
与轴承有关的配合
第六章 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计
§1 滚动轴承的公差等级及其应用
§2 滚动轴承与轴径，外壳孔的配合
§3 轴颈和外壳孔几何精度
§1 滚动轴承的公差等级及其应用
一 滚动轴承
滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成
1 必要的旋转精度 轴衬工作时轴承的内，
外圈和端面的跳动应控制 在允许的范围内，以保证 转动零件的回转精度 2 合适的游隙
G7 H8 H7
H6
+
J7 J6
0
Js7 Js6
K6 K7
-
外圈公差带
M6 M7 N6 N7 P6 P7
返回目录
滚动轴承与轴径、外壳孔配合的选择及其 所考虑的主要因素
一、轴承套圈相对于负荷方向的运转状态
1 套圈相对于负荷方向固定
旋转的内圈负荷和固定 的外圈负荷
固定的内圈负荷和旋转 的外圈负荷
2 套圈相对于负荷方向旋转
旋转的内圈负荷和外圈承受摆动负荷
内圈承受摆动负荷和旋转的外圈负荷
3 套圈相对于负荷方向摆动
当大小和方向按一定规律变化的径向负荷依次往复地作用在套圈滚道 的一段区域上时，这表示该套圈相对于负荷方向摆动
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9
2. 滚动轴承内、外圈公差带 (1) 内圈 — 基准孔 ES = 0 (2) 外圈 — 基准轴 es = 0
图6.2
其特点—— 公差带在零线下面
10
3. 与滚动轴承配合的孔、轴公差带 孔、轴公差带均选自GB/T 1801 —2009。
孔的公差带
（轴承外径）
11
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。
12
6.2 滚动轴承与孔、轴结合的精度设计 内容：（1）选用依据； （2）孔、轴公差带；
（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
旋转负荷
13
负荷有三种类 型： 定向负荷
摆动 负荷
摆动负荷
2. 负荷大小
14
轻：负荷P≤0.07C ; 正常：负荷P>0.07～0.15C ; 重：负荷P>0.15C。
公称 尺寸 /mm
33
向心轴承外圈公差
续表6.1
公称 尺寸 /mm
34
35
36
几何公差
轴向
公称尺寸 /mm
37
公称 尺寸 /mm
公称 尺寸 /mm
24
⑤ 画尺寸公差带图（见图6.7）
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
圆柱度公差 t = 0.006 孔
端面圆跳动 t = 0.015
几何公差 轴向
公称尺寸
/mm
Φ90H6
25
① 轴承内圈承受负荷： 旋转负荷；
Φ40
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
22
查表6.3得外壳孔的公差带为 H7
∵齿轮旋转精度较高，
∴ 取Φ90H6
Φ90
23
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。
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） 。
5级 4级
4级 2级
8
6.1.3 滚动轴承与孔、轴配合公差带
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。
(3) 薄壁件： 因易变形，故配合尺寸为平均尺寸。
外壳孔Ra的上限值为1.6μm，端面为3.2 μm 。
20
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。
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
21
解： （1）求公差带（由题意可知）
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。
作业 P152 思考题1、2、3、4，作业题 1、2
6
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）。
6级
5级
7
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）。
球(ball) 滚子 圆柱 (roller) 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
2
图6.1
6.1.2 滚动轴承的公差等级及其应用
3
1. 公差等级
根据（1）尺寸精度
（2）旋转精度分 内、外圈作相对运动时 跳动的程度
向心 — 0、6（6X）、5、4、2 五 级；
18
1. 几何公差(如表6.6所示）
几何公差
公称尺寸
轴向圆跳动
/mm
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）
19
例如 d =Φ45h6 ， D=Φ100J7。 轴颈Ra的上限值为0.8μm,端面为3.2 μm 。
Φ40k5
（3）求各表面的Ra上限值 （查表6.7）
26
轴:Φ40k5
轴颈0.4μm
轴肩 1.6 μm
孔Φ90H6:
外壳孔肩 3.2μm
27
外壳孔 1.6μm
（4）标注 (见图6.8所示) 装配图的标注
28
29
零件图的标注 作业 P152 思考题1、2、3、4，作业题 1、2
30
本章重点:
31
课堂练习
试将下列要求标在图上： (1) 大端圆柱面：尺寸要求为φ４5 h7 mm ， 并采用包容要求，
表面粗糙度Ｒa的上限值为0.8μｍ；
(2) 小端圆柱面：尺寸为φ25±0.007mm， 圆度公差为0.01mm，
Rz的 最大值为1.6μm，其余表面Ｒa 的上限
值均为6.3μｍ。
32
向心轴承内圈公差
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）。
4
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 0 6 5 4 2 5 4 2 5 4 2
2
公称
尺寸
/mm 0
6
5
4
2
4
2 0654 0 6 5 4 2 5 4 2 5 4 2 5 4 2
1
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。
主要介绍
滚动轴承
键和花键 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。
6.1 概 述
6.1.1 滚动轴承的组成 及种类
1. 组成
2. 种类
按滚动体 形状分
2
5
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 配合尺寸
Δdmp(ΔDmp)= dmp(Dmp)–d (D)
为控制配合尺寸
（2）单一平面内的直径公差
dS(DS)= da(Da)
实际尺寸
ΔdS(ΔDS)= dS(DS)–d (D) 为控制实际尺寸
P: 径向当量负荷， C: 径向额定动负荷。
3. 工作条件 工作条件主要是温度、
旋转精度和旋转速度等。
如温度↑
→ Φ90H6的配合变紧； → Φ45k5的配合变松。
15
6.2.2 孔、轴公差带的选用 （参照表6.2 —表6.5选用）
16 续表6.2
17
6.2.3 孔、轴几何公差和表面粗糙度的选用