1、滚动轴承与孔轴结合的互换性7.1 概述概述7.2 滚动轴承内、外径公差带及其特点滚动轴承内、外径公差带及其特点7.3 滚动轴承与轴和外壳孔的配合及其选择滚动轴承与轴和外壳孔的配合及其选择第第7章章2025/7/1017.1 概述概述7.1.1 滚动轴承的结构及分类滚动轴承的结构及分类 滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件之滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。常用的滚动轴承绝大多数已经标准动零件的。常用的滚动轴承绝大多数已经标准化，并由化，并由专业工厂专业工厂大量制造并供应各种规格常大量制造并供应各种规格常用
2、的轴承。用的轴承。2025/7/1021.滚动轴承的构成滚动轴承的构成 外圈外圈内圈内圈滚动体滚动体保持器保持器2025/7/103 轴承内圈内径轴承内圈内径d用用来和轴颈装配，外圈来和轴颈装配，外圈外径外径D用来和壳体孔用来和壳体孔装配。通常是内圈随装配。通常是内圈随轴颈回转，外圈固定，轴颈回转，外圈固定，但也可以用于外圈回但也可以用于外圈回转而内圈不动，或是转而内圈不动，或是内、外圈同时回转的内、外圈同时回转的场合。当内、外圈相场合。当内、外圈相对转动时，滚动体即对转动时，滚动体即在内、外圈的滚道内在内、外圈的滚道内滚动。滚动。滚动轴承的安装位置滚动轴承的安装位置 2025/7/104滚动
3、轴承的基本类型滚动轴承的基本类型 按滚动体形按滚动体形状分状分球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承圆柱滚子圆柱滚子圆锥滚子圆锥滚子球面滚子球面滚子滚针滚针在外廓尺寸相同在外廓尺寸相同的条件下，滚子的条件下，滚子轴承比球轴承的轴承比球轴承的承载能力和耐冲承载能力和耐冲击能力都好，但击能力都好，但球轴承摩擦小、球轴承摩擦小、高速性能好。高速性能好。2025/7/105 滚动轴承的工作性能和使用寿命不滚动轴承的工作性能和使用寿命不仅取决于轴承本身的制造精度，还与滚仅取决于轴承本身的制造精度，还与滚动轴承相配合的动轴承相配合的轴颈和外壳孔的尺寸公轴颈和外壳孔的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度以及安装正差、形位公
4、差和表面粗糙度以及安装正确与否确与否等因素有关，这在国家标准等因素有关，这在国家标准GBT2751993中均做了规定。中均做了规定。影响滚动轴承应用的要素影响滚动轴承应用的要素2025/7/1067.1.2 滚动轴承的精度等级滚动轴承的精度等级 根据根据GBGBT307.1T307.120052005和和GBGBT307.4T307.420022002规定，规定，向心轴承的公差等级，由低到高依次分为向心轴承的公差等级，由低到高依次分为0 0、6 6、5 5、4 4和和2 2五个级别，圆锥滚子轴承的公差等级分为五个级别，圆锥滚子轴承的公差等级分为0 0、6x6x、5 5和和4 4四个级别，推力轴
5、承的公差等级分为四个级别，推力轴承的公差等级分为0 0、6 6、5 5和和4 4四个级别。仅向心轴承有四个级别。仅向心轴承有2 2级，圆锥滚子轴承有级，圆锥滚子轴承有6x6x级，级，而无而无6 6级。级。2025/7/107新国标：新国标：新国标：新国标：2 2 2 2、4 4 4 4、5 5 5 5、6 6 6 6、0 0 0 0旧国标：旧国标：旧国标：旧国标：B B B B、C C C C、D D D D、E E E E、G G G G代号代号代号代号公差等级公差等级公差等级公差等级公公公公 差差差差 含含含含 义义义义/P0/P0/P0/P00 0 0 0级级级级/P6/P6/P6/P6
6、6 6 6 6级级级级/P6x/P6x/P6x/P6x6x6x6x6x级级级级公差等级符合标准规定的公差等级符合标准规定的公差等级符合标准规定的公差等级符合标准规定的6x6x6x6x级级级级/P5/P5/P5/P55 5 5 5级级级级公差等级符合标准规定的公差等级符合标准规定的公差等级符合标准规定的公差等级符合标准规定的5 5 5 5级级级级。/P4/P4/P4/P44 4 4 4级级级级公差等级符合标准规定的公差等级符合标准规定的公差等级符合标准规定的公差等级符合标准规定的4 4 4 4级级级级。公差等级公差等级公差等级公差等级0 0 0 0级级级级,一般省略，一般省略，一般省略，一般省略
7、不不不不 标注标注标注标注。公差等级符合标准规定的公差等级符合标准规定的公差等级符合标准规定的公差等级符合标准规定的6 6 6 6级级级级。公差等级代号公差等级代号公差等级代号公差等级代号2025/7/108轴承形式适用标准适用精度等级深沟球轴承GB3070级6级5级4级2级角接触球轴承0级6级5级4级2级调心球轴承0级圆柱滚子轴承0级6级5级4级2级圆锥滚子轴承公制系列（单列）GB3070级6级6级5级4级公制系列（双列、四列）SB/T53419940级英制系列SB/CO/T1089Class4Class2Class3Class0Class00调心滚子轴承GB3070级推力球轴承0级6级5
8、级4级推力调心滚子轴承0级轴承类型与适用精度等级轴承类型与适用精度等级2025/7/109 0级级 6级级 5级级 4级级 2级级普通级普通级中等级中等级 精密级精密级超精级超精级精密传动轴、普通机床主轴精密传动轴、普通机床主轴精密机床主轴、精密仪器机构精密机床主轴、精密仪器机构高精度机床和仪器主轴高精度机床和仪器主轴应用最广，一般减速器、电机等。应用最广，一般减速器、电机等。滚动轴承各精度等级的应用滚动轴承各精度等级的应用2025/7/1010滚动轴承各精度等级的应用示例滚动轴承各精度等级的应用示例0 0级轴承在机械制造业中应用最广，通常称为普级轴承在机械制造业中应用最广，通常称为普级轴承在
9、机械制造业中应用最广，通常称为普级轴承在机械制造业中应用最广，通常称为普通级，在轴承代号标注时不予注出。它用于旋转通级，在轴承代号标注时不予注出。它用于旋转通级，在轴承代号标注时不予注出。它用于旋转通级，在轴承代号标注时不予注出。它用于旋转精度要求不高、中等负荷、中等转速的一般机构精度要求不高、中等负荷、中等转速的一般机构精度要求不高、中等负荷、中等转速的一般机构精度要求不高、中等负荷、中等转速的一般机构中，如普通机床和汽车的变速机构。中，如普通机床和汽车的变速机构。中，如普通机床和汽车的变速机构。中，如普通机床和汽车的变速机构。2025/7/1011图示为图示为CA6140型车床主轴组件的结
10、构，前支承（型车床主轴组件的结构，前支承（3）选用了选用了4级级精度精度NN3000型双列圆柱滚子轴承。型双列圆柱滚子轴承。后支承（后支承（8）选用了）选用了5级级精度精度7202型角接触球轴承。型角接触球轴承。5 5、4 4级轴承应用于旋转精度和转速要求高的旋级轴承应用于旋转精度和转速要求高的旋级轴承应用于旋转精度和转速要求高的旋级轴承应用于旋转精度和转速要求高的旋转机构中，如高精度机床、磨床、精密丝杠车转机构中，如高精度机床、磨床、精密丝杠车转机构中，如高精度机床、磨床、精密丝杠车转机构中，如高精度机床、磨床、精密丝杠车床和滚齿机等的主轴轴承。床和滚齿机等的主轴轴承。床和滚齿机等的主轴轴承
11、床和滚齿机等的主轴轴承。2025/7/1012 主轴最高转速为主轴最高转速为5000rmin，主轴前支承选用了，主轴前支承选用了三个三个4级精度角接触球轴承。级精度角接触球轴承。滚动轴承各精度等级的应用示例滚动轴承各精度等级的应用示例2025/7/1013 内圆磨头属于高精度、高速型主轴组件，内圆磨头属于高精度、高速型主轴组件，选用选用2级精度轴承。级精度轴承。内圆磨床主轴组件滚动轴承各精度等级的应用示例滚动轴承各精度等级的应用示例2025/7/1014海上钻井平台上海上钻井平台上使用的滚动轴承使用的滚动轴承滚动轴承的应用滚动轴承的应用2025/7/1015滚动轴承的应用滚动轴承的应用机车上
12、使用的滚动轴承机车上使用的滚动轴承2025/7/1016 向心或向心推力轴承内圈和外圈都是薄壁件，向心或向心推力轴承内圈和外圈都是薄壁件，在制造过程中或在自由状态下都容易变形；而在制造过程中或在自由状态下都容易变形；而当轴承内圈与轴、外圈与外壳孔装配后，又容当轴承内圈与轴、外圈与外壳孔装配后，又容易使这种变形得到纠正。根据这种特点，滚动易使这种变形得到纠正。根据这种特点，滚动轴承标准不仅规定了两种尺寸公差带，还规定轴承标准不仅规定了两种尺寸公差带，还规定了两种形状公差。其目的是控制轴承的变形程了两种形状公差。其目的是控制轴承的变形程度、轴承与轴和壳体孔配合的尺寸精度。度、轴承与轴和壳体孔配合的
13、尺寸精度。公差理论在滚动轴承上的应用公差理论在滚动轴承上的应用2025/7/1017两种尺寸公差是：两种尺寸公差是：轴承的单一内径（轴承的单一内径（ds）与外径（）与外径（Ds）的极）的极限偏差；单一平面的平均内径（限偏差；单一平面的平均内径（dmp）与外径）与外径（Dmp）的极限偏差。）的极限偏差。两种形状公差是：两种形状公差是：轴承单一径向平面内，内径（轴承单一径向平面内，内径（ds）与外径）与外径（Ds）的变动量（）的变动量（Vdp、VDp）；轴承平均内）；轴承平均内径与外径的变动量（径与外径的变动量（Vdmp、VDmp）。）。滚动轴承公差的特殊性滚动轴承公差的特殊性2025/7/101
14、8 凡合格的滚动轴承，应同时满足所规凡合格的滚动轴承，应同时满足所规定的两种公差的要求，相应计算公式见表定的两种公差的要求，相应计算公式见表7.1。计算滚动轴承与孔、轴结合的间隙或计算滚动轴承与孔、轴结合的间隙或过盈时，应以平均尺寸为准。过盈时，应以平均尺寸为准。滚动轴承偏差计算与合格性判定滚动轴承偏差计算与合格性判定2025/7/10192025/7/1020 滚动轴承标准除了规定两种尺寸公差带和滚动轴承标准除了规定两种尺寸公差带和两种形状公差，还规定了两种形状公差，还规定了滚动轴承的旋转精滚动轴承的旋转精度。度。包括：轴承内、外圈的径向跳动、轴承内、包括：轴承内、外圈的径向跳动、轴承内、外
15、圈端面对滚道的跳动、内圈基准端面对内外圈端面对滚道的跳动、内圈基准端面对内孔的跳动、外径表面母线对基准端面的倾斜孔的跳动、外径表面母线对基准端面的倾斜度变动量等。度变动量等。滚动轴承的精度项目滚动轴承的精度项目2025/7/10217.2 滚动轴承内、外径公差带及其特点滚动轴承内、外径公差带及其特点 轴承内圈通常与轴一起旋转。为防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。间具有一定的过盈，但过盈量不能太大。因此因此GBT2751993规
16、定：内圈基准规定：内圈基准孔公差带位于以公称内径孔公差带位于以公称内径d为零线的下为零线的下方，即上偏差为零，下偏差为负值。方，即上偏差为零，下偏差为负值。确定滚动轴承确定滚动轴承内径公差带时考虑的因素内径公差带时考虑的因素2025/7/1022 轴承外圈安装在外壳孔中，通常不旋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，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设计的稍松一点，外圈与外壳孔的配合设计的稍松一点，使之能补偿轴的热胀伸长量，不然轴弯使之能补偿轴的热胀伸长量，不然轴弯曲时，轴承内
17、部就有可能卡死。曲时，轴承内部就有可能卡死。因此国标因此国标GBT2751993规定：轴规定：轴承外圈的公差带位于公称尺寸承外圈的公差带位于公称尺寸D为零线为零线的下方。的下方。确定滚动轴承确定滚动轴承外径公差带时考虑的因素外径公差带时考虑的因素2025/7/1023n从平均内径从平均内径dmpdmp公差带的分布情况可以看出，与各公差带的分布情况可以看出，与各种基本偏差代号的轴所组成的配合都比一般圆柱种基本偏差代号的轴所组成的配合都比一般圆柱体的同名配合紧，此时，当它与体的同名配合紧，此时，当它与GBGBT1801T180119991999中的过渡配合的轴相配合时，能保证获得大小适中的过渡配合
18、的轴相配合时，能保证获得大小适宜的过盈量，从而满足轴承的内孔与轴颈的配合宜的过盈量，从而满足轴承的内孔与轴颈的配合要求。要求。n滚动轴承外径公差带滚动轴承外径公差带与具有基本偏差与具有基本偏差h h的轴公的轴公差带相类似，但公差值不同，组成的配合与一般差带相类似，但公差值不同，组成的配合与一般的基轴制配合类似，如图的基轴制配合类似，如图7.27.2所示。所示。滚动轴承内、滚动轴承内、外径公差带同各种基本偏差代号外径公差带同各种基本偏差代号的轴所组成的配合与一般圆柱体的同名配合比较的轴所组成的配合与一般圆柱体的同名配合比较2025/7/10247.2.1 滚动轴承配合的基准制滚动轴承配合的基准制
19、 dD 理由：理由：需要注意的是：需要注意的是：轴承的公差带轴承的公差带并非采用一般的公差带，而是并非采用一般的公差带，而是采用轴承标准专门规定的公差采用轴承标准专门规定的公差带，内外径公差带的分布如下带，内外径公差带的分布如下：轴承是标准件轴承是标准件滚动轴承配合采用的基准制：滚动轴承配合采用的基准制：内圈与轴颈内圈与轴颈：d基孔制基孔制外圈与座孔外圈与座孔：D基轴制基轴制2025/7/10257.2.2滚动轴承内、外径公差带特点/P0/P6/P5/P4/P2/P0/P6/P5/P4/P2+0Dd轴承外径轴承外径Dmp的公差带的公差带轴承内径轴承内径dmp的公差带的公差带+0轴承公差带的特点
20、是轴承公差带的特点是：1 1、所有公差带是单向负偏差，上偏差为、所有公差带是单向负偏差，上偏差为0 0；2 2、上下偏差所限制的是平均直径的实际偏差。、上下偏差所限制的是平均直径的实际偏差。注意：内径用d表示，外径用D表示，与前面的孔轴规定的表示方法不一致。2025/7/10267.3 滚动轴承与轴和外壳孔的配合及其选择滚动轴承与轴和外壳孔的配合及其选择7.3.1 轴颈和外壳孔的公差带轴颈和外壳孔的公差带 由于轴承内径和外径本身的公差带在轴承由于轴承内径和外径本身的公差带在轴承制造时已确定，因此轴承内圈与轴颈、外圈与制造时已确定，因此轴承内圈与轴颈、外圈与外壳孔的配合面间需要的配合性质，要由轴
21、径外壳孔的配合面间需要的配合性质，要由轴径和外壳孔的公差带决定。即轴承配合的选择就和外壳孔的公差带决定。即轴承配合的选择就是确定轴颈和外壳孔的公差带。是确定轴颈和外壳孔的公差带。GBT2751993规定了在一般条件下滚动轴承与轴和外壳规定了在一般条件下滚动轴承与轴和外壳的配合选用的基本原则和要求，并推荐了轴承的配合选用的基本原则和要求，并推荐了轴承与轴和外壳配常用公差带，如图与轴和外壳配常用公差带，如图7.3所示。所示。2025/7/1027轴承内圈公差带轴承内圈公差带dGBT275推荐的与轴承内圈配合的与轴承内圈配合的轴颈公差带共轴颈公差带共17种，多为过渡或小过种，多为过渡或小过盈配合盈配
22、合2025/7/1028轴承外圈公差带轴承外圈公差带DGBT275推荐的与轴承外圈配合的与轴承外圈配合的壳体孔公差带共壳体孔公差带共16种，大多为过渡配合种，大多为过渡配合2025/7/10297.3.2 配合选择的基本原则配合选择的基本原则1.配合选择的基本原则配合选择的基本原则1)轴承套圈相对于负荷的状况轴承套圈相对于负荷的状况 作用在轴承上的径向负荷一般是由定向负作用在轴承上的径向负荷一般是由定向负荷和旋转负荷合成的。根据轴承所承受的负荷荷和旋转负荷合成的。根据轴承所承受的负荷对于套圈作用的不同，可分为三类，如图所示。对于套圈作用的不同，可分为三类，如图所示。2025/7/1030放映动
23、画演示2025/7/1031Fr内圈旋转、外圈内圈旋转、外圈固定负荷方向不固定负荷方向不变变内圈：承受旋转内圈：承受旋转负荷外圈：承受负荷外圈：承受局部负荷局部负荷Fr外圈旋转、内圈外圈旋转、内圈固定负荷方向不固定负荷方向不变变内圈：承受局部内圈：承受局部负荷外圈：承受负荷外圈：承受旋转负荷旋转负荷FrFc内圈旋转、外圈固定内圈旋转、外圈固定Fr方向不变方向不变Fc与内圈同步旋转与内圈同步旋转FrFc外圈：承受局部负荷外圈：承受局部负荷内圈：承受摆动负荷内圈：承受摆动负荷2025/7/1032相对于负荷方向旋转或摆动的套圈，应相对于负荷方向旋转或摆动的套圈，应选择选择过盈配合或过渡配合过盈配合
24、或过渡配合。相对于负荷方向固定的套圈，应选择相对于负荷方向固定的套圈，应选择间间隙配合。隙配合。当以不可分离型轴承作游动支承时，则当以不可分离型轴承作游动支承时，则应以相对于负荷方向为固定的套圈作为游应以相对于负荷方向为固定的套圈作为游动套圈，选择动套圈，选择间隙或过渡配合。间隙或过渡配合。轴承配合的选择轴承配合的选择2025/7/1033 当当P0.07C时称为轻负荷；时称为轻负荷；当当0.07C0.15C时称为重负荷。时称为重负荷。轴承承受的负荷愈大或为冲击负荷时，最小过轴承承受的负荷愈大或为冲击负荷时，最小过盈应选择较大值；反之，可选择较小值。盈应选择较大值；反之，可选择较小值。轴承配合
25、特征参数的选择轴承配合特征参数的选择2)负荷的类型和大小负荷的类型和大小 轴承套圈与轴或壳体孔配合的最小过盈轴承套圈与轴或壳体孔配合的最小过盈取决于负荷的大小。而负荷的大小，一般用取决于负荷的大小。而负荷的大小，一般用当量径向负荷当量径向负荷P与轴承的额定动负荷与轴承的额定动负荷C的比值的比值来划分，来划分，2025/7/10343)轴承尺寸大小轴承尺寸大小 随着轴承尺寸的增大，选择的过盈配合过盈随着轴承尺寸的增大，选择的过盈配合过盈越大，间隙配合间隙越小。越大，间隙配合间隙越小。轴承配合特征参数的选择轴承配合特征参数的选择 4)轴承游隙轴承游隙 采用过盈配合会导致轴承游隙的减少，应检验采用过
26、盈配合会导致轴承游隙的减少，应检验安装后轴承的游隙是否满足使用要求，以便正确选安装后轴承的游隙是否满足使用要求，以便正确选择配合及轴承游隙。择配合及轴承游隙。5)其他影响因素其他影响因素 轴和轴承座的材料、强度和导热性能、从外部进轴和轴承座的材料、强度和导热性能、从外部进入轴承的及在轴承中产生的热、导热途径和热量、支入轴承的及在轴承中产生的热、导热途径和热量、支承安装和调整性能等都影响配合的选择。承安装和调整性能等都影响配合的选择。2025/7/10356)公差等级的选用公差等级的选用 与轴承配合的轴或外壳孔的公差等级与轴承精与轴承配合的轴或外壳孔的公差等级与轴承精度有关。与度有关。与0级、级
27、6(6X)级公差轴承配合的轴，其公级公差轴承配合的轴，其公差等级一般为差等级一般为IT6，外壳孔一般为，外壳孔一般为IT7。对旋转精度。对旋转精度和运转平稳性有较高要求的场合，在提高轴承公差和运转平稳性有较高要求的场合，在提高轴承公差等级的同时，轴承配合部位也应按相应精度提高。等级的同时，轴承配合部位也应按相应精度提高。2025/7/10362.公差带的选择公差带的选择 向心轴承和轴的配合，轴公差带代号按表向心轴承和轴的配合，轴公差带代号按表7.2选选择；择；向心轴承与外壳孔的配合，孔公差带代号按表向心轴承与外壳孔的配合，孔公差带代号按表7.3选择；选择；其他轴承配合公差带的选择参见其他轴承
28、配合公差带的选择参见GBT2751993。2025/7/1037表表7.2 轴颈公差带的应用轴颈公差带的应用2025/7/1038表表7.2 轴承孔公差带的应用轴承孔公差带的应用2025/7/10397.3.3配合表面及端面的形位公差和表面粗糙度配合表面及端面的形位公差和表面粗糙度 为保证轴承正常运转，除了正确选择轴承与轴为保证轴承正常运转，除了正确选择轴承与轴径及外壳孔的公差等级及配合外，还应对轴径及径及外壳孔的公差等级及配合外，还应对轴径及外壳孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。外壳孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。（1）配合表面及端面的形位公差）配合表面及端面的形位公差 为保证轴承工作时有
29、较高的旋转精度，应限为保证轴承工作时有较高的旋转精度，应限制与套圈端面接触的轴肩及壳体孔肩的倾斜，以制与套圈端面接触的轴肩及壳体孔肩的倾斜，以避免轴承装配后滚道位置不正而使旋转不平稳，避免轴承装配后滚道位置不正而使旋转不平稳，因此规定了轴肩和壳体孔肩的端面跳动公差。其因此规定了轴肩和壳体孔肩的端面跳动公差。其形位公差值见表形位公差值见表7.4。2025/7/1040表7.4轴和外壳孔的形位公差值(摘自GB/T725-1993)2025/7/1041 表面粗糙度的大小直接影响配合的性质表面粗糙度的大小直接影响配合的性质和联接强度，因此，凡是与轴承内、外圈配和联接强度，因此，凡是与轴承内、外圈配合
30、的表面通常都对粗糙度提出了较高的要求，合的表面通常都对粗糙度提出了较高的要求，按表按表7.5选择。选择。（2）配合表面及端面的粗糙度要求）配合表面及端面的粗糙度要求2025/7/1042配合表面及端面的粗糙度的选择配合表面及端面的粗糙度的选择2025/7/1043滚动轴承的制造工艺流程滚动轴承的制造工艺流程2025/7/1044 风电轴承铁路轴承汽车轴承工程机械轴承电梯轴承特大型轴承圆锥滚子轴承圆柱滚子轴承滚动轴承的类型很多2025/7/1045氮化硅（Si3N4）全陶瓷轴承的套圈及滚动体采用氮化硅（Si3N4）陶瓷材料，保持器采用聚四氟乙烯、尼龙66，聚醚酰亚氨，氧化锆、氮化硅，不锈钢或特种航空铝制造。特种轴承特种轴承氧化锆全陶瓷轴承的套圈及滚动体采用氧化锆（ZrO2）陶瓷材料，保持器采用聚四氟乙烯、尼龙66，聚醚酰亚氨，氧化锆、氮化硅，不锈钢或特种航空铝制造。2025/7/1046
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