轴承的公差与配合课件

公差配合与技术测量公差配合与技术测量第八章第八章 轴承的公差与配合轴承的公差与配合2024/7/41公差配合与技术测量第八章轴承的公差与配合2023/8/第八章第八章 滚动轴承的公差与配合滚动轴承的公差与配合本章要点：本章要点：1.1.掌握滚动轴承的公差等级代号、游隙代号的意义和应用。掌握滚动轴承的公差等级代号、游隙代号的意义和应用。2.2.了解轴承公差及其特点。了解轴承公差及其特点。3.3.掌握滚动轴承与轴及外壳孔配合的公差带特点配合面粗掌握滚动轴承与轴及外壳孔配合的公差带特点配合面粗糙度及形位公差的选择。糙度及形位公差的选择。教学难点：教学难点：1.1.滚动轴承游隙概念。滚动轴承游隙概念。2.2.轴承承受的轴承承受的4 4种负荷类型。种负荷类型。3.3.轴承装配后不产生轴承装配后不产生“爬行爬行”的概念。的概念。2024/7/42第八章滚动轴承的公差与配合本章要点：1.掌握滚 参考学时：参考学时：2 2 使用图号：图使用图号：图8-18-1图图8-88-8教学提示：教学提示：1.1.图图8-48-4中，由于轴承内、外径的公差带均采用上偏差为中，由于轴承内、外径的公差带均采用上偏差为零的单向布置，所以，同样一个轴与轴承内径的配合比一般基零的单向布置，所以，同样一个轴与轴承内径的配合比一般基孔制配合紧得多，与轴只是形成概念上类似于一般圆柱体基孔孔制配合紧得多，与轴只是形成概念上类似于一般圆柱体基孔制配合。制配合。轴承外径与壳孔的配合通常不要太紧，一般仍按基轴制的轴承外径与壳孔的配合通常不要太紧，一般仍按基轴制的规定分布在零线下侧。规定分布在零线下侧。2.2.例例8-28-2在课中要重点讲。在课中要重点讲。2024/7/43参考学时：2教学提示：2023/8/123 第一节第一节 滚动轴承的公差等级及应用滚动轴承的公差等级及应用 第二节第二节 滚动轴承的公差及其特点滚动轴承的公差及其特点 第三节第三节 滚动轴承与轴及外壳的配合滚动轴承与轴及外壳的配合第八章第八章 轴承的公差与配合轴承的公差与配合2024/7/44第一节滚动轴承的公差等级及应用第八章轴承的公差图8-1 通用滚动轴承1-外圈 2-内圈 3-滚动体 4-保持架2024/7/45图8-1通用滚动轴承1-外圈2-内圈3-滚动体第一节滚动轴承的公差等级及应用（GB/T307.1-2005）1、轴承的尺寸精度指轴承内径、外径和宽带等尺寸公差；2、轴承的旋转精度指轴承内、外圈的径向跳动，端面对滚道的跳动，端面对内孔的跳动等，参见国家标准。3、轴承制造精度，用公差等级区分。由低到高分为P0、P6、P5、P4、P2五个级别。P0级为普通级，应用最广。一般与一般与P6、/P0轴承配合的轴，其公差等级多为轴承配合的轴，其公差等级多为IT5IT7，箱体孔多为，箱体孔多为IT6IT8等。等。2024/7/46第一节滚动轴承的公差等级及应用（GB/T307.1-200 滚动轴承精度等级的选用：滚动轴承精度等级的选用：滚动轴承各级精度的应用情况如下：滚动轴承各级精度的应用情况如下：0 0级轴承常称为普通级轴承，在机械中应用最广。它主级轴承常称为普通级轴承，在机械中应用最广。它主要用于旋转精度要求不高的机构。例如，普通机床中的变要用于旋转精度要求不高的机构。例如，普通机床中的变速箱和进给箱，汽车、拖拉机的变速箱，普通电机、水速箱和进给箱，汽车、拖拉机的变速箱，普通电机、水泵、压缩机和汽轮机中的旋转机构等。泵、压缩机和汽轮机中的旋转机构等。6 6级轴承用于转速较高的旋转机构。例如普通机床的主级轴承用于转速较高的旋转机构。例如普通机床的主轴后轴承、精密机床变速箱的轴承等。轴后轴承、精密机床变速箱的轴承等。5 5，4 4级轴承应用于转速较高和旋转精度也要求较高的机级轴承应用于转速较高和旋转精度也要求较高的机械，如机床主轴、精密仪器和机械中使用的轴承。械，如机床主轴、精密仪器和机械中使用的轴承。2 2级轴承用于旋转精度和转速很高的机械，如坐标镗床级轴承用于旋转精度和转速很高的机械，如坐标镗床主轴、高精度仪器和各种高精度磨床主轴所用的轴承主轴、高精度仪器和各种高精度磨床主轴所用的轴承。2024/7/47滚动轴承精度等级的选用：2023/8/127图8-2 滚动轴承游隙a）径向游隙 b）轴向游隙BACK2024/7/48图8-2滚动轴承游隙a）径向游隙b）轴向游隙BACK第二节第二节 滚动轴承公差及特点滚动轴承公差及特点 滚动轴承的内圈、外圈都是薄壁零件，在制造和保管过程中滚动轴承的内圈、外圈都是薄壁零件，在制造和保管过程中容易变形，但当轴承内圈与轴、外圈与外壳孔装配后，这种少容易变形，但当轴承内圈与轴、外圈与外壳孔装配后，这种少量的变形会得到一定程度的矫正。因此，国家标准对滚动轴承量的变形会得到一定程度的矫正。因此，国家标准对滚动轴承内、外径分别规定了两种尺寸公差及其尺寸的变动量，用以控内、外径分别规定了两种尺寸公差及其尺寸的变动量，用以控制配合性质和限制自由状态下的变形量。其中，对配合性质影制配合性质和限制自由状态下的变形量。其中，对配合性质影响最大的是单一平面平均内（外）径偏差响最大的是单一平面平均内（外）径偏差 dmp（Dmp），），即轴承套圈任意横截面内测得的最大直径与最小直径的平均值即轴承套圈任意横截面内测得的最大直径与最小直径的平均值dm（Dm）与公称直径）与公称直径d（D）差必须在极限偏差范围内，因为）差必须在极限偏差范围内，因为平均直径是配合时起作用的尺寸。平均直径是配合时起作用的尺寸。2024/7/49第二节滚动轴承公差及特点2023/8/129滚动轴承配合制：滚动轴承配合制：前面在讨论配合制时，谈到一般情况下，采用基孔前面在讨论配合制时，谈到一般情况下，采用基孔制，但若为标准件，则与之相配合的零件的配合性质制，但若为标准件，则与之相配合的零件的配合性质由标准件决定。由标准件决定。就滚动轴承而言，由于是标准件，与就滚动轴承而言，由于是标准件，与外圈相配合的部分采用基轴制；与内圈相配合的轴采外圈相配合的部分采用基轴制；与内圈相配合的轴采用基孔制。用基孔制。轴承内圈与轴的配合是基孔制，虽然轴承内圈与轴的配合是基孔制，虽然滚动轴承内圈滚动轴承内圈所有公差等级的所有公差等级的公差带公差带公差带公差带都在零线的下方且上偏差为都在零线的下方且上偏差为零。零。其主要原因是轴承配合的特殊要求。其主要原因是轴承配合的特殊要求。在大多数情在大多数情况下，况下，轴承的内孔要随轴一起转动，两者之间的配合轴承的内孔要随轴一起转动，两者之间的配合必须有一定的过盈。必须有一定的过盈。2024/7/410滚动轴承配合制：前面在讨论配合制时，谈到一般情滚动轴承外圈和外壳孔的配合，采用基轴制；内圈与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。轴颈的配合采用基孔制。轴承内圈通常与轴一起旋转。为防止内圈和轴颈的配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。因此国标合面间具有一定的过盈，但过盈量不能太大。因此国标GB307.1-84规定：规定：内圈基准孔公差带位于以公称内径内圈基准孔公差带位于以公称内径d d为零线的下方。即为零线的下方。即上偏差为零，下偏差为负值。上偏差为零，下偏差为负值。轴承外圈安装在外壳孔中，通常不旋转，考虑到工作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。的热胀伸长量，不然轴弯曲，轴承内部就有可能卡死。因此国标因此国标GB307.1-84GB307.1-84规定：轴承外圈的公差带位于公规定：轴承外圈的公差带位于公称尺寸称尺寸D D为零线的下方。它与具有基本偏差为零线的下方。它与具有基本偏差h h的公差带相的公差带相类似，但公差值不同。类似，但公差值不同。2024/7/411滚动轴承外圈和外壳孔的配合，采用基轴制；内圈与2023图8-3 不同公差等级轴承内、外径公差带的分布图2024/7/412图8-3不同公差等级轴承内、外径公差带的分布图2023/8第二节第二节 滚动轴承与轴及外壳孔的配合滚动轴承与轴及外壳孔的配合一、配合选择的基本原则一、配合选择的基本原则 国家标准国家标准GB/T275-1993对与对与0级和级和6级轴承配合的轴级轴承配合的轴颈规定了颈规定了17种公差带；种公差带；对外壳孔规定了对外壳孔规定了16种公差带，如图种公差带，如图8-4所示所示。2024/7/413第二节滚动轴承与轴及外壳孔的配合一、配合选择的基本原则图8-4 滚动轴承与轴和轴承座孔的配合BACK2024/7/414图8-4滚动轴承与轴和轴承座孔的配合BACK2023/8负载类型：负载类型：局部负载：局部负载：作用于轴承上的合成作用于轴承上的合成径向负载径向负载与套圈相与套圈相对静止，即负载方向始终不变地作用在套圈滚道的对静止，即负载方向始终不变地作用在套圈滚道的局部局部区域区域区域区域上。通常采用小间隙配合或过渡配合。上。通常采用小间隙配合或过渡配合。循环负载：循环负载：作用于轴承上的合成径向负载与套圈相作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对旋转，即合成径向负载顺次作用在套圈的整个对旋转，即合成径向负载顺次作用在套圈的整个圆圆圆圆周周周周上。通常采用过盈或较紧的过渡配合。上。通常采用过盈或较紧的过渡配合。摆动负载：摆动负载：作用于轴承上的合作用于轴承上的合成径向负载与所承载成径向负载与所承载的套圈在一定区域内相对摆动，的套圈在一定区域内相对摆动，即合成径向负载经即合成径向负载经常变动地作用在套圈滚道的小于常变动地作用在套圈滚道的小于180180的部分的部分圆周圆周圆周圆周上。上。2024/7/415负载类型：局部负载：作用于轴承上的合成径向负载与套圈相图8-5 轴承承受的负荷类型a）内圈-循环负荷 外圈-局部负荷 b）内圈-局部负荷 外圈-循环负荷 c）内圈-循环负荷 外圈-摆动负荷 d）内圈-摆动负荷 外圈-循环负荷2024/7/416图8-5轴承承受的负荷类型a）内圈-循环负荷外圈-局2024/7/4172023/8/12172024/7/4182023/8/1218图8-6 摆动负荷的作用区域2024/7/419图8-6摆动负荷的作用区域2023/8/1219图8-7 轴颈和外壳孔公差在图样上的标注a）轴颈 b）外壳孔2024/7/420图8-7轴颈和外壳孔公差在图样上的标注a）轴颈b）2024/7/4212023/8/12212024/7/4222023/8/12222024/7/4232023/8/12232024/7/4242023/8/12242024/7/4252023/8/12252024/7/4262023/8/12262024/7/4272023/8/1227图8-8 例8-1图2024/7/428图8-8例8-1图2023/8/1228本章小结：1.1.滚动轴承的尺寸精度是指内、外径、宽度等尺寸公差，滚动轴承的尺寸精度是指内、外径、宽度等尺寸公差，形位公差。形位公差。2.2.轴承的工作性能与寿命不仅与其精度有关，而且与安装轴承的工作性能与寿命不仅与其精度有关，而且与安装相配合的孔、轴颈的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度有关。相配合的孔、轴颈的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度有关。3.3.常用滚动轴承的公差等级有五级：常用滚动轴承的公差等级有五级：P0P0、P6P6、P5P5、P4P4、P2P2，等级依次增高。圆锥滚子轴承和推力轴承均有四级。常用游，等级依次增高。圆锥滚子轴承和推力轴承均有四级。常用游隙代号有六组：隙代号有六组：C1C1、C2C2、0 0组（基本组）、组（基本组）、C3C3、C4C4、C5C5游隙由游隙由小到达，合理的游隙可提高轴承的工作质量和寿命。小到达，合理的游隙可提高轴承的工作质量和寿命。2024/7/429本章小结：1.滚动轴承的尺寸精度是指内、外径、宽本章小结：4.4.轴承内圈与轴配合采用基孔制；外圈与外壳采用基轴制，轴承内圈与轴配合采用基孔制；外圈与外壳采用基轴制，由于轴承内、外径上偏差为零，所以与轴配合较紧，与外壳孔由于轴承内、外径上偏差为零，所以与轴配合较紧，与外壳孔配合较松，从而保证内、外圈工作时不配合较松，从而保证内、外圈工作时不“爬行爬行”。5.5.轴承所受负荷分为局部、循环、摆动负荷，由负荷类型轴承所受负荷分为局部、循环、摆动负荷，由负荷类型和大小选择轴承的配合。和大小选择轴承的配合。2024/7/430本章小结：4.轴承内圈与轴配合采用基孔制；外圈与习题习题 8.18.1滚动轴承的精度分为几级？其代号如何？各应用在什么场滚动轴承的精度分为几级？其代号如何？各应用在什么场合？合？8.28.2滚动轴承与轴、外壳孔配合，采用何种基准制？滚动轴承与轴、外壳孔配合，采用何种基准制？8.38.3滚动轴承的内、外径公差带布置有何特点？与圆柱体极限滚动轴承的内、外径公差带布置有何特点？与圆柱体极限与配合中的基准孔、基准轴的公差带是否一致？与配合中的基准孔、基准轴的公差带是否一致？8.48.4选择轴承与轴、外壳孔配合时主要考虑哪些因素？选择轴承与轴、外壳孔配合时主要考虑哪些因素？8.58.5已知减速箱的从动轴上装有齿轮，其两端的轴承为已知减速箱的从动轴上装有齿轮，其两端的轴承为0 0级单级单列深沟球轴承（轴承内径列深沟球轴承（轴承内径d=55mm,d=55mm,外径外径D=100mmD=100mm），各承受的），各承受的径向负荷径向负荷Fr=2000N,Fr=2000N,额定动负额定动负 荷荷C=34000NC=34000N，试确定轴颈和外，试确定轴颈和外壳孔的公差带、形位公差值和表面粗糙度数值。并标注在图样壳孔的公差带、形位公差值和表面粗糙度数值。并标注在图样上。上。2024/7/431习题2023/8/1231v作用作用：轴承是一种传动支承部件，它既可以用于支承旋转的轴，又可以减少轴与支承部件之间的摩擦力，广泛地用于机械传动中。v分类分类：滑动轴承（铜轴瓦）：滚动轴承：v按滚动体结构：球轴承、滚子轴承、滚针轴承v按承受载荷形式：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承轴承的作用及分类：轴承的作用及分类：2024/7/432作用：轴承是一种传动支承部件，它既可以用于支承旋转的轴，又可2滚动轴承的组成：滚动轴承的组成：v滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。2024/7/4332滚动轴承的组成：滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组 第一节第一节 滚动轴承的公差等级及应用滚动轴承的公差等级及应用第八章第八章 轴承的公差与配合轴承的公差与配合v滚滚动动轴轴承承的的国国家家标标准准不不仅仅规规定定了了滚滚动动轴轴承承本本身身的的尺尺寸寸公公差差、旋旋转转精精度度（跳跳动动公公差差等等）、测测量量方方法法，还还规规定定可可与与滚滚动动轴轴承承相相配配的的箱箱体体孔孔和和轴轴颈颈的的尺尺寸寸公差、形位公差和表面粗糙度。公差、形位公差和表面粗糙度。2024/7/434第一节滚动轴承的公差等级及应用第八章轴承的公差公差等级：公差等级：v滚滚动动轴轴承承按按其其内内外外圈圈基基本本尺尺寸寸的的公公差差和和旋旋转转精精度度分分为为五五级级：其其名名称称和和代代号号由由低低到到高高分分别别为为普普通通级级/P0、高高级级/P6、/P6x、精精密密级级/P5、超超精精密密级级/P4及及最最精精密密级级/P2（GB/T272-1993）。凡凡属属普普通通级级的的轴轴承承，一一般般在在轴轴承承型型号号上上不不标标注注公公差差等等级级代代号号(注注意意与与教教材材P134老国标比较。老国标比较。GB307.3-1984)。2024/7/435公差等级：滚动轴承按其内外圈基本尺寸的公差和旋转精度分轴承配合公差带2024/7/4东风汽车公司工艺研究所36轴承配合公差带2023/8/12东风汽车公司工艺研究所36轴颈、轴承座配合公差等级的选择：轴颈、轴承座配合公差等级的选择：v与与滚滚动动轴轴承承相相配配合合的的孔孔、轴轴的的公公差差等等级级与与轴轴承承的的公公差差等等级级密密切切相相关关。一一般般与与/P6、/P0轴轴承承配配合合的的轴轴，其其公公差差等等级级多多为为IT5IT7，箱箱体体孔孔多多为为IT6IT8等。等。2024/7/437轴颈、轴承座配合公差等级的选择：与滚动轴承相配合的孔、轴配合性质的选择：配合性质的选择：v轴轴承承配配合合性性质质的的选选择择即即是是确确定定与与轴轴承承相相配合的轴颈和轴承座的基本偏差代号。配合的轴颈和轴承座的基本偏差代号。v选选择择轴轴承承配配合合性性质质的的依依据据是是：轴轴承承内内外外圈圈所所受受的的负负载载类类型型、轴轴承承所所受受负负载载的的大大小小、轴轴承承的的工工作作条条件件、与与轴轴承承相相配配合合的的孔和轴的孔和轴的材料和装卸要求材料和装卸要求等。等。2024/7/438配合性质的选择：轴承配合性质的选择即是确定与轴承相配合的负载类型：v局部负载：局部负载：作用于轴承上的合成径向负载径向负载与套圈相对静止，即负载方向始终不变地作用在套圈滚道的局部区域区域区域区域上。通常采用小间隙配合或过渡配合。v循环负载：循环负载：作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对旋转，即合成径向负载顺次作用在套圈的整个圆圆圆圆周周周周上。通常采用过盈或较紧的过渡配合通常采用过盈或较紧的过渡配合。v摆动负载：摆动负载：作用于轴承上的合成径向负载与所承载成径向负载与所承载的套圈在一定区域内相对摆动的套圈在一定区域内相对摆动，即合成径向负载经常变动地作用在套圈滚道的小于180的部分圆周圆周圆周圆周上。2024/7/439负载类型：局部负载：作用于轴承上的合成径向负载与套圈相对静负载的大小：v轴承在负载的作用下，套圈会发生变形，使配轴承在负载的作用下，套圈会发生变形，使配合面受力不均匀，引起松动。因此，受重负载合面受力不均匀，引起松动。因此，受重负载时配合应紧些，受轻负载时配合应松些。一般时配合应紧些，受轻负载时配合应松些。一般地，负载如下分类：地，负载如下分类：轻负载：轻负载：P0.07CP0.07C正常负载：正常负载：0.07C0.07CP0.15CP0.15C重负载：重负载：P P0.15C0.15C 其其中中：C C为为轴轴承承的的额额定定负负载载，数数据据可可以以从从有关手册中查找。有关手册中查找。2024/7/440负载的大小：轴承在负载的作用下，套圈会发生变形，使配合面受工作温度工作温度：v轴承旋转时，套圈的温度经常高于相邻轴承旋转时，套圈的温度经常高于相邻零件的温度。轴承的内圈可能因热胀而零件的温度。轴承的内圈可能因热胀而使配合变松；外圈会因热胀而使配合变使配合变松；外圈会因热胀而使配合变紧。选择配合时应考虑温度的影响。紧。选择配合时应考虑温度的影响。2024/7/441工作温度：轴承旋转时，套圈的温度经常高于相邻零件的温度。轴旋转精度和旋转速度：v当对轴承有较高旋转精度要求时，为消当对轴承有较高旋转精度要求时，为消除弹性变形和振动的影响，应避免采用除弹性变形和振动的影响，应避免采用带间隙的配合，但也不能太紧。轴承转带间隙的配合，但也不能太紧。轴承转速越高，应选用愈紧的配合。具体选用速越高，应选用愈紧的配合。具体选用时参见教材时参见教材P138相应表格。相应表格。2024/7/442旋转精度和旋转速度：当对轴承有较高旋转精度要求时，为消除弹形位公差及表面粗糙度的确定：形位公差及表面粗糙度的确定：v为为了了保保证证轴轴承承的的正正常常运运转转，除除了了正正确确地地选选择择轴轴承承与与轴轴颈颈及及箱箱体体孔孔的的公公差差等等级级及及配配合合外外，还还应应对对轴轴颈颈和箱体孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。和箱体孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。形形状状公公差差：主主要要是是轴轴颈颈和和箱箱体体孔孔的的表表面面圆圆圆圆柱柱柱柱度度度度要求。要求。位置公差：位置公差：主要是轴肩端面的主要是轴肩端面的跳动公差跳动公差跳动公差跳动公差。表面粗糙度：表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影响着表面粗糙度值的高低直接影响着配合质量和连接强度，因此，凡是配合质量和连接强度，因此，凡是与轴承内、外与轴承内、外与轴承内、外与轴承内、外圈配合的表面圈配合的表面圈配合的表面圈配合的表面通常都对表面粗糙度提出较高的要通常都对表面粗糙度提出较高的要求。具体选择参见教材求。具体选择参见教材P139相应表格。相应表格。2024/7/443形位公差及表面粗糙度的确定：为了保证轴承的正常运转，除了55j6100H71、在装配图上的标注：在装配图上的标注：在装配图上，在装配图上，不用不用标注轴承的公差等标注轴承的公差等级代号，级代号，只需标注只需标注与之相配合的轴承与之相配合的轴承座及轴颈的公差等座及轴颈的公差等级代号。级代号。2024/7/44455j6100H71、在装配图上的标注：在装配图上，不用100H7（）+0.0350A0.015 A0.061.62+0.01255j6（）-0.0070.040.01 AA0.631.252、在零件图上的标注：在零件图上的标注：在零件图上，应在零件图上，应标注以下参数：标注以下参数：A A、尺寸公差、尺寸公差B B、形状公差、形状公差C C、位置公差、位置公差D D、表面粗糙度、表面粗糙度2024/7/445100H7（）+0.0350A0.0152024/7/4462023/8/12462024/7/4472023/8/1247第八章第八章 轴承的公差轴承的公差与配合与配合作作 业业2024/7/448第八章轴承的公差与配合作业2023/8/1248