第6章 滚动轴承的公差与配合

向心滚动轴承共分为5级，分别为0,6(或6x), 5,4 和2级，其中0级精度最低，2级精度最高，6x级用 于圆锥滚子轴承。 推力滚动轴承共分为4级，分别为0,6, 5和4级，其 中0级最低，4级最高。 向心滚动轴承的各级公差值规定在GB/T 307.12005《滚动轴承 向心轴承 公差》 推力滚动轴承的各级公差值规定在GB/T 307.42002《滚动轴承 推力轴承 公差》


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2、负荷的大小
轴承在负荷的作用下，套圈会发生变形，使配合面受力 不均匀，引起松动。因此，受重负荷时配合应紧些，受 轻负荷时配合应松些。一般地，负荷如下分类：

轻负荷： P≤0.07C 正常负荷：0.07C＜P≤0.15C 重负荷： P＞0.15C
其中：p为径向负荷；C为轴承的额定负载，数据可以 从有关手册中查找。
解：分析轴承的精度等级： (1)C616车床属轻载的普通车床，主轴承受轻载荷。 (2)C616车床主轴的旋转精度和转速较高，选择6级精度的滚动 轴承。
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分析确定轴承与轴和壳体孔的配合：
(1)轴承内圈与主轴一起旋转，故内圈承受旋转负荷，外圈装在壳体孔中不 动，故外圈承受局部负荷。前者配合要求紧，后者配合可略松。
(2)参照表6－6、表6－7，选出轴公差带为φ50j5，壳体孔公差带为 φ90H6或φ90G6 。 (3)机床主轴前轴承已轴向定位，若后轴承外圈与壳体孔配合无间隙，则不 能补偿由于温度变化引起的主轴的伸缩性；若外圈与壳体孔配合有间隙， 会引起主轴跳动，影响车床的加工精度。为了满足使用要求，将壳体孔公 差带改用Φ90k6（因H6,G6太松）。 (4)由表6－2、表6－3查得：6级轴承单一平面平均内径偏差(△dmp) 为 500 ，单一平面平均外径偏差(△Dmp)为 900
二、轴承配合的选择
在选择轴承配合时，应综合考虑以下因素：轴承的工作 条件；作用在轴承上负荷的大小、方向和性质；轴承类型和 尺寸；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。
1、负荷类型
作用在轴承上的径向负荷，一般是由局部负荷（如 皮带的拉力或齿轮的作用力）和旋转负荷（如机件的离 心力）合成的。按照作用方向与套圈的相对运动关系， 负荷可以分为：
表6-2和表6-3摘录了向心轴承内径、外径的公差值
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-
14
15
[例6-1]有两个4级精度的中系列向心轴承，公称内径 d=40mm，从表6-2查得内径的尺寸公差及形状公差为
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3 滚动轴承内、外径公差带特点
1、滚动轴承外圈和外壳孔的配合，采用基轴制；内圈与轴 颈的配合采用基孔制。 2、轴承内圈通常与轴一起旋转。为防止内圈和轴颈的配合 相对滑动而产生磨损，影响轴承的工作性能，要求配合 面间具有一定的过盈，但过盈量不能太大。因此国标 GB/T 307.1-2005规定：内圈基准孔公差带位于以公称内 径d为零线的下方。即上偏差为零，下偏差为负值。 3、轴承外圈安装在外壳孔中，通常不旋转，考虑到工作时 温度升高会使轴膨胀，两端轴承中有一端应是游动支承， 可把外圈与外壳孔的配合稍松一点，使之能补偿轴的热 胀伸长量，不然轴弯曲，轴承内部就有可能卡死。因此 国标GB/T 307.1-2005规定：轴承外圈的公差带位于公称 尺寸D为零线的下方。它与具有基本偏差h的公差带相类 似，但公差值不同。
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0级轴承在机械制造中应用最广。通常用于旋转精度要求 不高、中等负荷、中等转速的一般机构中。例如，普通 机床的进给机构；汽车和拖拉机的变速机构；普通电机、 水泵、压缩机和汽轮机中的旋转机构等。
6级轴承用于旋转精度或旋转速度较高的旋转机构中，例 如普通车床、铣床的传动轴承，精密车床、铣床主轴后 轴承。 5，4级轴承用于旋转精度和转速都高的旋转机构，如精 密车床、精密铣床及镗床的主轴轴承多用5级轴承；高精 度磨床、螺纹磨则用4级轴承。 2，4，5，6级轴承，统称高精度轴承，应用参见表6-1.
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轴承内外径公差带图：
+ 0
-
0
+
0 -
6(6x)
5
4
2
轴承外径Dmp的公差带
D
0
6(6x)
5
4
2
d
轴承内径dmp的公差带
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第四节 滚动轴承与轴和外壳孔的配合及选用
GB/T 275-1993规定了与轴承内、外径相配合的轴和壳 体孔的尺寸公差带、形位公差、表面粗糙度以及配合选用 的基本原则。
一、轴和外壳的尺寸公差带
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Vdmp和VDmp——轴承平均内径、外径的变动量，即Vdmp ＝dmpmax－dmpmin， VDmp＝Dmpmax－Dmpmin。控制轴承与 轴和壳体孔装配后，在配合面上的圆柱度误差。 △BS 和△CS——轴承内、外圈单一宽度偏差，即△BS ＝Bs －B， △CS＝Cs－C.用于控制内、外圈宽度的实际偏差。 VBS和VCS——内、外圈宽度变动量，即VBS＝Bsmax－Bsmin， VCS＝Csmax－Csmin。用于控制内、外圈宽度方向的形位误 差。
Pg
Pg
内圈－旋转负荷
外圈－旋转负荷
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摆动负荷：作用于轴承上的合成径向负荷与所承载的
套圈在一定区域内相对摆动，即合成径向负荷经常变动 地作用在套圈滚道的小于180°的部分圆周上。
Px Pg
Px Pg
Pg>Px 内圈－旋转负荷 外圈－摆动负荷
Pg>Px 内圈－摆动负荷 外圈－旋转负荷
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Px
P
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精度等级的选择 主要考虑两个方面：

根据机器功能对轴承部件的旋转精度要求。
例如当机床主轴的径向跳动要求为0.01mm时，多选 用5级轴承；若径向跳动要求为0.001～0.005mm时，多 选用4级轴承。

转速的高低。
转速高时，由于与轴承配合的旋转轴（或壳体孔） 可能随轴承的跳动而跳动，势必造成旋转不平稳，产生 振动和噪声，因此转速高时，应选用精度高的轴承。
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局部负荷（固定负荷）：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。通常采用小间隙配合或过渡配合。
Pg
Pg
外圈－局部负荷
内圈－局部负荷
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旋转负荷：作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对
旋转，即合成径向负荷顺次作用在套圈的整个圆周上。 通常采用过盈或较紧的过渡配合。

5、轴承工作温度

在选择配合时，必须考虑轴承装置各部分的温度差及 热传导方向，进行适当的修正。
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6.其他因素

轴与外壳孔的结构和材料
轴承套圈与其部位的配合，不应由于轴或外壳孔表面不规则 形状而导致内、外圈变形。对开式外壳，与轴承外圈的配合， 不宜采用过盈配合，但也不能使外圈在外壳孔内转动。为了 保证有足够的支撑面，当轴承安装于薄壁外壳、轻合金外壳 或空心轴上时，应采用比厚壁外壳、铸铁外壳或实心轴更紧 的配合。 安装与拆卸方便 在很多情况下，为了便于安装与拆卸，轴承选用间隙配合。 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 紧定套或退卸套的轴承。滚动轴承的尺寸愈大，采用过盈配 合时，过盈越大；选取间隙配合时，间隙应越大。
+0.035
0.015 A
0.8
0.04
B、形状公差
1.6
0.01
A
1.6
A
D、表面粗糙度
）
0.06
+0.012 Φ55j6（ -0.007）
3.2
A
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四、滚动轴承配合选择实例
例6－2：在C616车床主轴后支承上，装有两个单列向心球轴承， 如图所示。其外形尺寸为：d×D×B=50×90×20(mm)。试确 定轴承的精度等级，轴承与轴和壳体孔的配合。
2
3
T 外圈 内圈 T C α
D d
D
d
d
D
D
d
滚动体
保持架
B
a) 向心轴承
b) 圆锥滚子轴承
c) 角接触球轴承
H
d) 推力轴承
滚动轴承的类型
4
不完全互换性：滚动轴承组成零件间。 完全互换性： 滚动轴承配合尺寸。 配合的公称尺寸： 外径D、内径d
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第二节
滚动轴承的公差等级
按照GB/T 307.3-2005《滚动轴承 通用技术规则》 规定：
△ds和△Ds——轴承单一内径和外径偏差，即△ds＝ds－d， △Ds＝Ds－D。控制轴承单一内径、外径偏差。
Vdsp和VDsp——轴承单一平面内径、外径的变动量，即Vdsp ＝dsmax－dsmin， VDsp＝Dsmax－Dsmin，用于控制轴承单一平 面内径、外径圆度误差。 dmp和Dmp——轴承单一平面平均内径和外径，即dmp＝ （dspmax+dspmin）/2， Dmp＝（Dspmax+Dspmin）/2 △dmp和△Dmp——轴承单一平面平均内径和外径偏差，即 △dmp＝dmp－d， △Dmp＝Dmp－D，用于控制轴承与轴和外壳 孔装配后的配合尺寸偏差
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2．滚动轴承的旋转精度（工作精度） 成套轴承内、外圈径向跳动Kia和Kea； 成套轴承内、外圈轴向跳动Sia和Sea； 内圈端面对内孔的垂直度Sd； 外圈外表面对端面的垂直度SD ； 成套轴承外圆凸缘背面轴向跳动Sea1； 外圈外表面对凸缘背面的垂直度SD 1；
对不同公差等级、不同结构型式的滚动轴承，其尺 寸精度和旋转精度的评定参数有不同要求。
由于轴承内径和外径公差带在制造时已确定，因此 它们分别与外壳孔、轴颈的配合，要由外壳孔和轴颈的 公差带决定。故选择轴承的配合也就是确定轴颈和外壳 孔的公差带。国家标准所规定的轴颈和外壳孔的公差带。 如表6-5所示：
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1、轴承外圈与外壳孔 的配合与GB/T 1801－1999中基轴 制的同名配合相比 较，虽然尺寸公差 的代号相同，但配 合性质有所不同。 2、轴承内圈与轴颈的 配合比GB/T 18011999中基孔制同名 配合紧一些：g5、 g6、h5、h6轴颈与 轴承内圈的配合已 变成过渡配合，k5、 k6，m5、m6已变 成过盈配合，其余 也都有所变紧。
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经验类比法
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三、滚动轴承配合选用示例及图样标注
1、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 标注与之相配合的壳体孔 或轴颈的公差等级代号。
φ100H7
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φ55j6
2、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 C、位置公差
Φ100H7（ 0
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3轴承游隙指径向游隙。《滚动轴承径向游隙》（GB/T 4604-1993）规定，径向游隙分为五组，即：第2组、基本 组、第3组、第4组和第5组，游隙依次由小到大。 游隙的大小影响较大，如果游隙过大，不仅使转轴发生径 向跳动与轴向跳动，还会使轴承产生振动和噪声。相反，游 隙过小，使轴承滚动体与套圈产生较大的接触应力，轴承摩 擦发热，从而影响轴承工作寿命。故设计时，选用游隙要适 度。
第六章 滚动轴承的公差与配合
第一节 第二节 第三节 第四节 概述 滚动轴承的公差等级 滚动轴承内、外径的公差带及其特点 滚动轴承与轴和外壳孔的配合及其选择
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第一节
概述
滚动轴承是机器中广泛应用的一种作为传动支承的标准化部件。 特点：摩擦力矩小、消耗功率小、起动容易、更换简便等。
按承受负荷的方向：向心(径向)、向心推力、推力(止推) 按滚动体形状：球、滚柱（圆柱或圆锥体）
在常温状态下工作的具有基本组径向游隙的轴承（供应时 无游隙标记，即其基本组游隙），按表6-6、表6-7选取的 轴与外壳孔公差带，一般都能保证有适度的游隙，但如因负 荷较重，轴承内径选取过盈较大配合，为了补偿变形引起的 游隙过小，应选用大于基本组游隙的轴承。
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4、轴承的旋转精度和速度

当轴承有较高旋转精度要求时，为了消除弹性变形和 振动的影响，不宜选用间隙配合，但也不宜过紧。 对轴承旋转速度很高时，应选用较紧的配合。对一些 精密机床的轻负荷轴承，为了避免外壳孔和轴的形状 误差对轴承精度的影响，常采用较小的间隙配合，例 如内圆磨床的磨头，内圈间隙1~4μm，外圈间隙 4~10μm。



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第三节 滚动轴承内径与外径的公差带及其特点
滚动轴承的精度是按照滚动轴承的基本尺寸精度和 滚动轴承的旋转精度的高低来划分的。
1．滚动轴承的尺寸精度 滚动轴承尺寸精度是指内圈的内 径d、外圈的外径D和内圈宽度B、外 圈宽度C和装配高T的制造精度。
d、D轴承内、外径的公称尺寸。
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ds和Ds——轴承的单一内径和外径，它是指与实际内孔（外 圈）表面和一径向平面的交线相切的两平行切线之间的距离。
A
B
Pg
P
P
P P
P
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负荷类型

承受局部负荷应选较松的过渡配合，或间隙较小的配 合，以便让套圈滚道间的摩擦力矩带动套圈转位，使 套圈受力均匀，延长轴承的使用寿命； 承受旋转负荷应选过盈配合，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间 产生爬行现象为原则。
承受摆动负荷时，其配合要求与旋转负荷相同或略松 一点。