第六章滚动轴承的公差与配合

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第三节 滚动轴承内径与外径 的公差带特点




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、保管和自由状态时,容易变形(如变成椭圆 形),但当轴承内圈与轴配合,外圈与外壳孔配合后, 这种变形也容易得到纠正。 由于滚动轴承精度要求高以及产品的结构特点,《滚 动轴承公差定义》(GB/T4199—2003)对轴承内、外径, 宽度和成套轴承的旋转精度指标等都提出了很多很高 的要求。 它不仅控制轴承与轴和外壳孔配合的尺寸精度,而且 控制轴承内、外圈的变形程度。 下面介绍滚动轴承的尺寸精度、旋转精度以及轴承内、 外径公差带特点。

从0—2级,精度依次增高,2级精度最高,0级精度最低。
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滚动轴承各级精度的应用: 0级轴承在机械制造中应用最广,常称普通级轴承。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。 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、铣床的传动轴承的后轴承。 5,4级轴承用于旋转精度和转速都高的旋转机构,例 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、螺纹磨床则用4级轴承。 2级轴承用于旋转精度和旋转速度要求特别高的旋转机 构,例如,高精度坐标镗床、高精度齿轮磨床和精密 丝杆车床的主轴轴承。 2,4,5,6级轴承,统称高精度轴承,这类轴承在各 类金属切削机床中应用很广,可参看表6—1。
格 d s min 39.994
ds min 39.995
d mp
计 算 结 果
40 39.998 39 .99739 .995 dmpⅡ 2 2 39.999 39 .996
4039 .994 d 39.997 39.995 d mpⅡ 合 mpⅠ 合 2 2 格 格 39.996 39 .997
外圆 保持架
D
d
B 内圆 滚动体 C
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第一节 概述

滚动轴承的组成及种类
外圆 保持架
种类: (1)按负荷: 向心轴承(承受径向力) 向心推力轴承(同时承受径 向力和轴向力) 推力轴承(承受轴向力) (2)按滚动体形状: 球轴承 圆柱(圆锥)滚子轴承 如图所示为向心球轴承。
D
d
B 内圆 滚动体 C
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第三节 滚动轴承内径与外径的 公差带特点
单一平面内径与外径的变动量(Vdsp VDsp) Vdsp=ds max-ds min, VDsp=Ds max-Ds min 形状公差 它控制轴承单一内径、外径圆度误差。
平均内径与外径的变动量(Vdmp VDmp) Vdmp=dmp max-dmp min, VDmp=Dmp max-Dmp min 它控制轴承与轴和壳体孔装配后的圆柱度误差。
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第三节 滚动轴承内径与外径的 公差带特点
举例:有两个4 级精度的中系列向心轴承,公称内径d = 40m m 。从表6-2 查得内径的尺寸公差及形状公差为: d s m ax =40m m ,d s m in =40-0.006=39.994m m d m p m ax =40m m ,d m p m in =40-0.006=39.994m m V dsp =0.005m m ,V dm p =0.003m m 假如两个轴承测得的内径如下表所示,试判断这两个轴承是 否合格? 解题过程见下表。
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的尺寸公差

为了实现滚动轴承互换性的要求,我国制定了 滚动轴承公差标准,它不仅规定了滚动轴承的 尺寸精度、旋转精度和测量方法;还规定了与 滚动轴承相配合的轴和外壳孔的公差带、配合 、形位公差及表面粗糙度等。
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第二节 滚动轴承的公差等级
轴承按尺寸精度和旋转精度分为五个精度等级,老 标准(GB307.1—307.2-84)用汉语拼音字母G、E、 D、C、B表示,G级精度最低,B级最高。 《滚动轴承通用技术规则》(GB/T307.3—2005)国家 标准规定,滚动轴承的公差等级按尺寸精度和旋转精度 分级。 向心轴承的公差等级分为0,6,5,4,2五级。 圆锥滚子轴承的公差等级分为0,6x,5,4,2五级。 推力轴承的公差等级分为O,6,5,4四级。
P7 P6
j5 j6 h4 g5 g6 h5 h6 h8 h9
k4 js4 js5 js6
k5
k6
r7 p6 r6 n6 m5 m6
+ 0 -
d
轴承内径dmp的公差带
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二、轴承配合的选择 正确地选择轴承配合,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: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,轴承游隙的要求与轴承相配的轴和外壳孔的材 料和结构,工作温度,装卸和调整等因素。 1. 负荷类型 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三种类型:定向负荷、旋转 负荷和摆动负荷。 (1)定向负荷: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,称为定向 负荷。例如轴承承受一个方向不变的径向负荷Fr,固 定不转的套圈所承受的负荷性质即为定向负荷[图 6—4(a),(b)]。

滚动轴承的精度,由滚动轴承的尺寸精度和旋转精度决定。 内径d 外径D 尺寸精度是指轴承 内圈宽度B 外圈宽度C 装配高T 内、外圈的径向跳动(Kia,Kea) 内、外圈的轴向跳动(Sia,Sea), 旋转精度是指成套轴承 内圈端面对内孔的垂直度(Sa) 外圈外表面对端面的垂直度(SD)
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第三节 滚动轴承内径与外径 的公差带特点

滚动轴承的外径与外壳孔配合应按基轴制,通常两者 之间不要求太紧。 因此,滚动轴承公差国家标准对所有精度级轴承的单 一平面平均外径(Dmp)的公差带位置,仍按一般基准轴 的规定,分布在零线以下。其上偏差为零,下偏差为 负值。 由于轴承精度要求很高,其公差值相对略小一些。
第六章 滚动轴承的公差与配合
滚动轴承及精度等级 滚动轴承内径与外径的公差带特点 滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择

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第一节 概述



滚动轴承是机器上一 种标准化部件。 组成:内圈、外圈、 滚动体和保持架。 滚动轴承的内径d和 外径D是配合的公称 尺寸,滚动轴承就是 用这两个尺寸分别与 轴径和外壳孔径相配 合。

滚动轴承内圈与外圈公差带分布
5 0 4 2
+ 0 -
6 轴 承 外 径 D m p的 公 差 带
+ 0 D 0
d
6
5
4
2
轴 承 内 径 d m p的 公 差 带
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这样分布主要是考虑配合的特殊需要。因为在多数情 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 合应具有一定过盈。 但由于内圈是薄壁零件,容易弹性变形胀大,在一定 时间后又必须拆换,因此配合的过盈不宜过大,假如 轴承内孔的公差带与一般基准孔一样分布在零线上侧, 当采用极限与配合国家标准中的过盈配合时,所得的 过盈往往太大;如果改用过渡配合,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。 为此,滚动轴承国标将dmp的公差带分布在零线下侧。 此时,当它与一般过渡配合的轴相配时,不但能保证 获得不大的过盈,而且还不会出现间隙,从而满足了 轴承内孔与轴配合的要求,同时又可按标准偏差来加 工轴。
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第三节 滚动轴承内径与外径 的公差带特点

1. 滚动轴承的精度
由尺寸精度和旋转精度两个方面决定。 尺寸精度是指轴承内圈和外圈的相关尺寸本身的精 度,指标包括: (1)轴承内径(d)、外径(D); (2)轴承内圈宽度(B)和外圈宽度(C); (3)圆锥滚柱轴承装配高(T)的精度。
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内径尺寸合格
合 格
Vdmp ddmpⅠ ddmpⅡ 39.997 39.996 0.001
内径尺寸不合格
合 格
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第三节 滚动轴承内径与外径 的公差带特点


通过前面介绍和示例计算,说明滚动轴承国家标准对 轴承内径d和外径D,不仅规定了两种尺寸公差,还规 定了两种形状公差。 目的:既要控制轴承与轴和外壳孔配合的尺寸精度, 又要控制轴承内、外圈的变形程度。
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第三节 滚动轴承内径与外径 的公差带特点
2. 滚动轴承的旋转精度
旋转精度是指内圈和轴相对外圈和外壳作相对转动时 摆动的程度。这种摆动会引起旋转的轴或外壳上一系列 零件发生跳动,使机件运动不平稳,是机器产生振动和 噪声的重要原因。指标包括: (1 )成套轴承内、外圈的径向跳动(K ia ,K ea ) (2 )成套轴承内、外圈的轴向跳动(S ia ,S ea ) (3 )内圈端面对内孔的垂直度(S d ) (4 )外圈外表面对端面的垂直度(S D )。


3.滚动轴承内、外径公差带特点
滚动轴承内圈与轴配合应按基孔制,但内径的公差带 位置却与一般基准孔相反,如图6—2所示,根据滚动 轴承国家标准规定,0,6,5,4,2各级轴承的单一平 面平均内径(dmp)的公差带都分布在零线下侧,即上偏 差为零,下偏差为负值。
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第三节 滚动轴承内径与外径的 公差带特点

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第一个轴承 测量平面
量得的单一 内径尺寸 (d s)
第二个轴承 Ⅰ Ⅱ 合 格


d s max 40.000 d s min 39.998
d mp�
d s max 39.997 合 d来自百度文库 max 40.000 ds max 39.997 d s min 39.995


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第四节 滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择 一、轴和外壳的尺寸公差带 为了使轴承便于互换,轴承内圈与轴的配合采用基孔制; 外圈与外壳的配合采用基轴制。 根据生产实际情况,国家标准对与轴承内、外圈相配的轴 与外壳的公差带,是从极限与配合国家标准(GB/T1801-1999)中选出的。 但由于轴承内圈平均内径(dmp)的公差带在零线以下,而极 限与配合国家标准中基准孔的公差带在零线之上,所以轴 承内圈与轴配合比极限与配合国家标准中的同名配合要紧 得多。极限与配合国家标准中的一些过渡配合在这里实际 上变成过盈配合的性质。 如前所述,滚动轴承外圈与外壳孔配合采用基轴制。其平 均外径(Dmp)的公差带位置与一般基准轴相同,但Dmp的公 差值是特殊规定的,其数值相对略小些,所以,轴承外圈 与外壳孔配合的松紧程度与极限与配合国家标准的同名配 26 合相比,也不完全相同。
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第三节 滚动轴承内径与外径的 公差带特点

滚动轴承的尺寸公差和形状公差
单一内径和外径的偏差(△ds、 △Ds) △ds=ds-d, △Ds=Ds-D 它控制同一轴承单一内径、外径偏差。
尺寸公差 单一平面平均内径和外径的偏差 (△dmp 、△Dmp) △dmp=dmp-d, △Dmp=Dmp-D 它控制轴承与轴和壳体孔装配后的 配合尺寸偏差。
滚动轴承配合国家标准推荐了与0,6,5,4,2级轴 承相配合的轴和外壳孔的公差带,列于表6—5中,其常 用公差带图,如图6—3所示。

轴和壳体孔的尺寸公差带
壳体孔 G7 G6 H8 H7 H6 H5 J7 J6
Js7 Js6 Js5
K7 K6 K5
+ 0 M7 M6 M5 N7 N6
D
轴承外径Dmp的公差带
Vdsp
Vdsp 40 39.998 Vdsp 39.99739.995 .994 Vdsp 39.99739.995 不 合 Vdsp 4039 合 格 0.006 0.002 0.002 0.002 格
Vdmp
结论
Vdmp d dmp� d dmp Ⅱ 39.999 39.996 0.003

d ——轴承内径的公称尺寸; D ——轴承外径的公称尺寸; ds ——轴承的单一内径,指与实际内孔表面和一径向 平面的交线相切的两平行切线之间的距离; Ds ——轴承的单一外径,指与实际外圈表面和一径向 平面的交线相切的两平行切线之间的距离; △ds——单一内径的偏差; △Ds ——单一外径的偏差; dmp ——同一轴承单一平面平均内径; Dmp ——同一轴承单一平面平均外径; △dms ——同一轴承单一平面平均内径的偏差; △Dms ——同一轴承单一平面平均外径的偏差; Vdmp ——同一轴承平均内径的变动量; VDmp ——同一轴承平均外径的变动量;
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第三节 滚动轴承内径与外径 的公差带特点
内圈径向跳动(K ia ) 内圈轴向跳动(S ia )
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第三节 滚动轴承内径与外径 的公差带特点
内圈端面对内孔的垂直度(S d )
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第三节 滚动轴承内径与外径 的公差带特点
外圈外表面对端面的垂直度(S D )
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第三节 滚动轴承内径与外径的 公差带特点
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