第六章滚动轴承键的公差与配合

T
T
外圈
C
α
内圈 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 d) 推力轴承 滚动轴承的类型
第一节 滚动轴承公差与配合
二、滚动轴承的公差 1、滚动轴承的精度等级（公差大小）
类别
向心轴承 (圆锥滚子轴承除外)
圆锥滚子轴承
源自文库
精度等 级
0,6,5,4,2
0,6X,5,4
推力轴承 0,6,5,4
六、键槽尺寸标注示例
七、花键的结构、分类、特点 花键分为内花键（花键孔）和外花键（花键轴），它是把键和轴、键槽和轮毂做成一整体的连接件。 内花键与外花键配合既可以是固定连接，也可以是滑动连接。 内花键与外花键配合采用基孔制配合（可减少拉刀数目）。 多参数：键宽B，大径D，小径d，键长L，键数N（偶数）等。 根据键形的不同：
0 -
h8
JS9
N9 h8
b
松连接
正常连接
键宽公差带 轴槽公差带 轮毂槽公差带
h8
P9
P9
紧密连接
非配合尺寸的公差 （了解一下）
键高h的公差采用h11（矩形普通平键）和h8（方形普通平键）； 键长L的公差采用h14; 轴槽长度的公差采用H14； 轴槽深t1和轮毂槽深t2的公差有专门的国家标准； 倒圆角半径r的公差也有专门的国家标准（给定了min、max）。
加工表面
内花键
外花键
Ra不大 于/μm
大径 小径 键侧
1.6
0.8
6.3
3.2
6.3
1.6
表 矩形花键表面粗糙度推荐值
5、矩形花键的公差标注示例
第三节 滚动轴承、键的公差选用
P140某减速器一传动轴的局部装配图。其中， 轴通过键带动齿轮传动，轴套和端盖主要起保证轴承 轴向定位的作用，要求装卸方便，加工容易。
（6）轴承的安装与拆卸的影响 为了轴承的安装与拆卸的方便，宜采用较松的配合； 当需要采用过盈配合时，可采用分离型轴承或内锥带锥孔的紧定套或退却套的轴承。
第一节 滚动轴承公差与配合
综上所述，选择滚动轴承与轴颈和轴承座孔配合，需要考虑的因素很多。 实际设计中常用类比法，P131、P132表6-5，表6-6列出与轴承套圈相配合的轴、轴承座孔的公差带，可 供具体设计时选用。
0
-13
0
-10
0
-8
0
-5
第一节 滚动轴承公差与配合
5 0 6(6x)
4
2
0 6(6x)
5
4
2
D
+
0
-
标准轴，与轴承座孔 按基轴制配合。
公差带与h轴相当
+
0
标准孔，与轴颈按
-
基孔制配合。
公差带与H孔不同
d
滚动轴承内圈内径d与轴承外圈外径D的公差带图
三、滚动轴承与相配轴颈、轴承座孔的配合
1、相配轴颈、轴承座孔的的公差带 r6
键宽或键槽宽B/mm
3
键槽宽
10
滑动
t1/μm
固定
10
键宽
紧滑动
6
3.5-6 15 15
7-10 20 20
12-18 25 25
10
13
16
表 矩形花键位置度公差值
键宽或键槽宽B/mm
3
3.5-6
t2/μm
一般传动用 精密传动用
10
12
6
8
表 矩形花键对称度公差值
7-10 15 9
12-18 18 11
键 轮毂槽
轴槽
轮
轴
侧面
三、平键连接的配合
• 一般键与轴槽配合要求较紧，键与轮毂槽配合要求较松，相当于一个轴与两个孔相配合，且配合性质不同。 同时平键是标准件，因此，键与轴槽、轮毂槽的配合采用基轴制。
• 键和轴槽、轮毂槽的宽度b是配合的主要参数。 • 其余尺寸，如键高、键长、轴槽深、轮毂槽深、圆角半径都属于非配合尺寸。
3、矩形花键的尺寸公差（矩形花键分类3种）
注意：一般传动用花键的适用场合：定心精度要求不高，但传递转矩较大，如载重汽车、拖拉机 的变速箱。
4、矩形花键的其他公差
（1）小径定心，小径既是定心尺寸又是配合尺寸，其尺寸公差应按包容要求设计。 （2）花键键宽、键槽宽的形位公差：位置度，按最大实体要求设计；对称度，按独立原则设计。 （3）国标中给定了花键表面粗糙度推荐值。
负荷大小分类依据Pr/Cr ≤0.07
0.07-0.15 ＞0.15
其中：Pr是径向当量动负荷，Cr是径向额定动负荷
滚动轴承受负荷作用，会引起变形，使套圈与轴颈或套圈与轴承座孔间配合的实际过盈量减少，使轴承内部 的实际间隙增大。 所以，对承受重负荷的轴承，应选择较大过盈的配合；对承受轻负荷的轴承，应选择较小过盈的配合。
第二节 键与花键连接的互换性
功能： （1）实现轴上零件固定，传递转矩或旋转运动。 （2）导向作用，允许被连接件之间做轴向相对滑动。
一、键连接分类 键连接
A型 平键
半圆键 楔键
切向键
普通平键ABC 导向平键AB 滑键 普通楔键
钩头楔键
二、平键连接的基本构成 平键连接是由键、轴槽、轮毂槽构成。 在工作时，通过键的侧面与轴槽和轮毂槽的侧面相互接触来传递转矩。
负荷类型
配合的选择
相对静止
(1)局部负荷 选松一些的配合，如较松的过渡配合或间隙较小的间 隙配合
相对旋转
相对于套圈在局部区域内摆 动
(2)循环负荷 (3)摆动负荷
选紧一些的配合，如过盈配合或较紧的过渡配合 比循环负荷稍松的配合
表 不同负荷类型配合的选择
第一节 滚动轴承公差与配合
（2）负荷大小
负荷大小分类 轻负荷 正常负荷 重负荷
Fc Fr
Fr＞Fc
Fc Fr
c) 内圈-相对于负荷方向旋转 外圈-相对于负荷方向摆动
d) 内圈-相对于负荷方向摆动 外圈-相对于负荷方向旋转
（3）摆动负荷：合成径向负荷连续摆动地作用在套圈的局部区域上（静止套圈所承受的负荷）
Fc
Fc
A F
F Fr
B F
F
F
摆动负荷
第一节 滚动轴承公差与配合
径向负荷与套圈的 相对关系
低
高
国标对于滚动轴承精度等级代号表示：P0，P6。 举例：6310/P6表示6级精度的深沟球轴承
滚动轴承精度分级的依据：
（1）旋转精度(主要分级依据)：轴承内、外圈的径向跳动、端面跳动及滚道的侧向摆动等。 （2）基本尺寸精度：内圈内径d、外圈外径D和宽度尺寸B、C的精度；圆锥滚子轴承装配高度T的精度 等。
2、特点：
摩擦系数小、润滑较简单、起动容易、更换简单，所以在机电产品 中应用极广。
滚动轴承
3、与滚动轴承相配零件
①与轴承内圈内孔相配零件：轴颈d ②与轴承外圈外径相配零件：轴承座孔D 4、轴承互换性特点 ① 自身制造时各组成零件采用不完全互换 ② （分组互换） ② 轴承与轴颈、轴承座孔配合时采用完全互换。
5、轴承制造精度： 尺寸精度（公差与配合）、形位精度、表面精度
D d
配合的基本尺寸 外圈 滚动体 内圈
轴颈 轴承座
6、分类：
第一节 滚动轴承公差与配合
按承受负荷的方向： 按滚动体的形状：
向心轴承 推力轴承 角接触轴承 球轴承 圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 滚针轴承
第一节 滚动轴承公差与配合
D d D d D d H
花键 P136
矩形花键 渐开线花键 三角形花键
花键有如下优点：
（1）载荷分布均匀，承载能力强； （2）导向性好； （3）定心精度高，能满足高精度场合的使用要求
（要求键槽的尺寸精度要高）
八、矩形花键
1、矩形花键的定心方式 选择不同的参数作为主要配合尺寸，则定心方式不同。
（要求内外花键的同轴度）
a) 大径定心
Fr
Fr
a)
内圈-相对于负荷方向旋转 外圈-相对于负荷方向静止
b)
内圈-相对于负荷方向静止 外圈-相对于负荷方向旋转
（1）定向（局部）负荷：径向负荷与套圈相对静止，负荷始终不变地作用在套圈滚道的局部区域内（静止 的套圈所承受的负荷）
（2）循环负荷：径向负荷与套圈相对旋转，负荷依次作用在套圈滚道的整个圆周上（旋转的套圈所承受的 负荷）
b) 小径定心
c) 键宽定心
★国标规定采用小径定心 采用小径定心的优点： （1）零件热处理后小径的变形可以靠磨削来修正，而且磨削可以达到较高的尺寸、形状精度。 （2）高精度的小径可以作为传动或其他加工的标准，有利于提高零件、整机的质量，降低机器的振 动和噪声。 （3）有利于齿轮精度标准的实施。
2、矩形花键的标记 矩形花键的标记代号次序：键数N，小径d，大径D，键宽B，国家标准号。如下： 花键规格：6×23×26×6 内花键：6×23H7×26H10×6H11（GB/T 1144-2001） 外花键：6×23f7×26a11×6d10 （GB/T 1144-2001） 花键副： 6×23H7/f7×26H10/a11×6H11/d10（GB/T 1144-2001）
p6 与滚动轴承配合的轴颈常用公差带
n6
基孔制
m6 m5 k5 k6
+
0
js6 js5 j6 j5
-
h5
g5
h6 h7
g6
h8
d
内圈内径与g、h、js、j组成过渡配合；
内圈公差带
内圈内径与k、m、n、p、r组成过盈配合；
与滚动轴承配合的轴承座孔常用公差带
D
基轴制
+ 0 -
G7 H8
H7 H6 JS7 JS6 J7
键在轴上及轮毂上均能滑动。主要用于导向平键，轮毂可
H9
D10 在轴上作轴向移动
正常 联接
紧密 联接
N9 h8
P9
JS9 键在轴上及轮毂中均固定。用于载荷不大的场合
键在轴上及轮毂上均固定，而比上种配合更紧。主要用于 载荷较大、载荷具有冲击性以及双向传递扭矩的场合 P9
+
平键连接的配合公差带
D10
H9
公差等级 基本尺寸/mm
大到 于
0
6
5
4
2
极限偏差/μm
上偏 差
下偏 差
上偏 差
下偏 差
上偏 差
下偏 差
上偏 差
下偏 差
上偏 差
下偏差
内 18 30
0
-10
0
-8
0
-6
0
-5
0
-2.5
圈
30 50
0
-12
0
-10
0
-8
0
-6
0
-2.5
外 50 80
0
-13
0
-11
0
-9
0
-7
0
-4
圈
80 120
0
-15
主要参数
A—A b
A
b
L
h d-t1 t1
t2 d+t2
A 配合尺寸
•国家标准对键宽只规定了一种公差带h8。
•同时，国家标准对轴槽宽和轮毂槽宽各规定了三种公差带，构成三种配合形式，分别对应于松连接、正常连接和 紧密连接，用于不同的场合，见下表。
配合 种类
松联接
尺寸b的公差
键
轴槽 轮毂槽
配合性质及应用
2、滚动轴承内外直径的极限偏差
国标对于滚动轴承内外径的极限偏差分类： (1)单一内径的极限偏差、单一外径的极限偏差 (2)单一平面平均内径的极限偏差△dmp、单一平面平均外径的极限偏差△Dmp 0,6,5精度等级轴承只运用（2）； 4,2精度等级轴承运用（1）（2）。
表 部分向心轴承△dmp和△Dmp的极限值
（3）旋转精度与速度 旋转精度和旋转速度越高，过盈量应越大。
（4）工作温度 轴承套圈的温度经常高于与其相结合的零件的温度。轴承内圈可能因热胀而与轴松动，外圈可能因热胀而影 响有轴向移动要求的游隙。
（5）轴或轴承座的材料和结构的影响 考虑变形量的大小，轴承安装在薄壁壳体、轻金属壳体或空心轴上时，应选用稍紧的配合。
四、键槽的形位公差 为保证接触面积和可装配性，规定轴槽和轮毂槽的对称度公差，一般按7-9级选取。公称尺寸指b。
当L／b≥8时，对键宽b应规定平行度公差;当b≤6时按7级，当b ≥ 8～36时按6级， b ≥ 40时按5级。公 称尺寸指L。
五、键槽的表面粗糙度 键槽的两侧面的表面粗糙度Ra的上限值一般取1.6μm，3.2μm；键槽底面Ra的上限值一般取6.3μm， 12.5μm。
规定：在装配图上标注滚动轴承与轴颈、轴承座孔的配合时，只需标注轴颈和轴承座孔的公差带代号。 轴承的内、外圈公差带不必标出，只需将轴承的精度等级代号在装配图明细表中说明。
3、表面粗糙度的选用 一般选1.6，动轴选0.8，静止轴承座孔选3.2
4、形位公差的选用 ①形状精度：配合面的圆柱度要求； ②定位面的位置精度：定位面的端面圆跳动来控制定位面对轴线的垂直度； ③形位精度完全取决于轴承精度以及几何尺寸大小。
外圈公差带
J6 K6 K7 M6 M7 N6 N7
P6 P7
外圈外径与G、H构成间隙配合
外圈外径与J、JS、K、M、N构成过渡配合 外圈外径与P构成过盈配合
第一节 滚动轴承公差与配合
2、配合的选择 轴承的配合应主要依据轴承的工作条件（负荷类型、负荷大小、旋转精度和旋转速度等）来做选择。
（1）负荷类型 根据轴承工作时，套圈相对于负荷的旋转情况的不同，可以将负荷分为三种： ① 定向（局部）负荷 ② 循环负荷 ③ 摆动负荷。
第六章滚动轴承键的公差与配合
1
一、滚动轴承概述
第一节 滚动轴承公差与配合
第一节 滚动轴承公差与配合
1、构成：内圈、外圈、滚动体、保持架
一般情况下,内圈与轴一起旋转，内圈则固定在轴承座中，起支撑 作用。内外圈上都有滚动体滚动的滚道。 滚动体（钢球、圆锥、圆柱、滚针）承受载荷并使轴承变为滚动 摩擦的元件。 保持架是一种隔离元件，将轴承内的一组滚动体均匀分隔开，保 证正常滚动，承受载荷良好。