滚动轴承精度设计

关于滚动轴承精度设计第1页，共31页，2023年，2月20日，星期五

一、概述

１．轴承的作用及分类2．滚动轴承的组成3．滚动轴承的安装形式4．有关滚动轴承的国标规定第2页，共31页，2023年，2月20日，星期五作用：轴承是一种传动支承部件，它用于支承旋转的轴，并减少轴与支承部件之间的摩擦力，广泛地用于机械传动中。分类：

滑动轴承（铜轴瓦）：滚动轴承：按滚动体结构：球轴承、滚子轴承、滚针轴承按承受载荷形式：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承

１．轴承的作用及分类：

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2．滚动轴承的组成：

内圈外圈滚动体保持架第4页，共31页，2023年，2月20日，星期五

3．滚动轴承的安装形式：

外圈与箱体上的轴承座配合。内圈与旋转的轴颈配合。

通常外圈固定不动—因而外圈与轴承座为过盈配合；内圈随轴一起旋转—内圈与轴也为过盈配合。

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４．有关滚动轴承的国标规定：

滚动轴承的国家标准不仅规定了滚动轴承本身的尺寸公差、旋转精度（跳动公差等）、测量方法，还规定可与滚动轴承配合的外壳孔和轴颈的尺寸公差、配合、形位公差和表面粗糙度。GB/T307.1—1994《滚动轴承向心轴承公差》GB/T307.3—1996《滚动轴承通用技术规则》GB/T275—1993《滚动轴承与轴和外壳的配合》第6页，共31页，2023年，2月20日，星期五二．滚动轴承的精度设计

１．滚动轴承的精度等级２．滚动轴承的尺寸公差带

３．滚动轴承的基本尺寸及公差要求４、滚动轴承精度等级的选择５、滚动轴承的选择第7页，共31页，2023年，2月20日，星期五

１．精度等级

GB/T307.3—1996《滚动轴承通用技术规则》规定，滚动轴承按其内外圈基本尺寸的公差和旋转精度分为五级：向心轴承的精度等级为0、6、5、4、2五级；推力轴承的精度等级为0、6、5、4四级；圆锥滚子轴承的精度等级为0、6x、5、4四级；精度依次由低到高，0级最低，2级最高。仅向心轴承有2级，而其他类型的轴承则无2级。第8页，共31页，2023年，2月20日，星期五0级轴承是普通级轴承，在各种机器上应用最广。用于旋转精度要求不高的一般机器中。例如，普通车床的变速、进给机构，汽车、拖拉机的变速机构，减速器、普通电机、水泵、压缩机的旋转机构等。6（6x）级轴承为高级轴承，５级轴承为精密级轴承，用于旋转精度要求较高或转速较快的机械中。例如，普通车床主轴的前轴承多用5级，后轴承多用6级。4级和2级轴承称为超精密轴承，用于精密机床、精密仪器、高速摄影机等高速精密机械。第9页，共31页，2023年，2月20日，星期五

２．公差带

任何尺寸的公差带都由两个因素决定：公差带的宽窄和公差带的位置。滚动轴承的公差带也不例外，其公差带如图所示。轴承内、外径公差带的特点是：所有公差带都单向偏置在零线下方，即上偏差为0，下偏差为负值。第10页，共31页，2023年，2月20日，星期五

轴承内外径公差带图：0654206542+0-+0-Dd轴承外径Dmp的公差带轴承内径dmp的公差带第11页，共31页，2023年，2月20日，星期五３．滚动轴承的基本尺寸及公差要求

基本尺寸：滚动轴承的基本尺寸是指滚动轴承的内径d、外径D和轴承宽度B。轴承的配合尺寸：由于轴承内、外圈均为薄壁结构，制造和存放时易变形，但在装配后能够得到矫正。GB/T307.1—1994规定：在轴承内、外圈任一横截面内测得的最大与最小直径平均值对公称直径的实际偏差分别在内、外径公差带内，就认为合格。外径：

Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2内径：

dmp=（dsmax+dsmin）/2Dsmax、Dsmin为加工后测得的最大、最小单一外径。dsmax、dsmin为加工后测得的最大、最小单一内径。第12页，共31页，2023年，2月20日，星期五+0-+0-φ90φ50

已知轴承的基本尺寸如图所示。根据实际工况采用6级向心轴承，试画出轴承孔、轴公差带图并标注有关尺寸。es=0ES=0ei=-0.013EI=-0.01轴承公差带标注示例：第13页，共31页，2023年，2月20日，星期五

４、滚动轴承精度等级的选择

机器功能对轴承部件的旋转精度要求：0：用于旋转精度要求不高的一般机构中。6、5、4：用于旋转精度要求较高或转速较高的机构中。2：用于高精度、高转速的特别精密部件上。转速的高低：转速高时，由于与轴承配合的旋转轴或孔可能随轴承的跳动而跳动，势必造成旋转的不平稳，产生振动和噪音。因此，转速高时，应选用精度高的轴承。

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5、滚动轴承的选择结构型式的选择：属于《机械零件》课程的范畴。主要通过对轴进行受力分析，确定轴承的类型（向心、推力、向心推力）、轴承的基本尺寸（内径、外径、轴承宽度）。第15页，共31页，2023年，2月20日，星期五三．与滚动轴承配合的轴和孔

的精度设计

１．滚动轴承配合制２．轴颈、轴承座配合公差等级的选择３．配合性质的选择４．形位公差及表面粗糙度的确定第16页，共31页，2023年，2月20日，星期五

１．滚动轴承配合制

滚动轴承是标准件，所以，轴承座孔与外圈相配合采用基轴制；与内圈相配合的轴采用基孔制。轴承内圈与轴的配合是基孔制，但滚动轴承内圈所有公差等级的公差带都在零线的下方且上偏差为零。其主要原因是轴承配合的特殊要求。在大多数情况下，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。以防止它们之间有相对运动。第17页，共31页，2023年，2月20日，星期五

轴承内外径公差带图：0654206542+0-+0-Dd轴承外径Dmp的公差带轴承内径dmp的公差带第18页，共31页，2023年，2月20日，星期五轴承配合公差带第19页，共31页，2023年，2月20日，星期五２．轴颈、壳体孔公差等级的选择

与轴承的公差等级及与滚动轴承相配合的孔、轴的公差等级密切相关。一般与6、0轴承配合，轴的公差等级多为IT5~IT7，壳体孔的公差等级多为IT6~IT8等。第20页，共31页，2023年，2月20日，星期五

３．配合性质的选择

轴承配合性质的选择即确定与轴承相配合的轴颈和轴承座壳体孔的基本偏差代号。选择轴承配合性质的依据是：轴承内外圈所受的负载类型、轴承所受负载的大小、轴承的工作条件、与轴承相配合的壳体孔和轴颈的材料和装卸要求等。第21页，共31页，2023年，2月20日，星期五

负载类型：

局部负载：轴承运转时，作用于套圈上的合成径向负荷始终不变地作用在套圈滚道的局部区域上。循环负载：轴承运转时，作用于套圈上的合成径向负荷与套圈相对旋转，并依次作用在套圈的整个圆周滚道上。摆动负载：作用于轴承上的合成径向负荷在套圈的部分滚道上相对摆动，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。第22页，共31页，2023年，2月20日，星期五局部负载：轴承运转时，作用于套圈上的合成径向负载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。第23页，共31页，2023年，2月20日，星期五

循环负载：轴承运转时，作用于套圈上的合成径向负载与套圈相对旋转，并依次作用在套圈的整个圆周滚道上。

通常采用过盈或较紧的过渡配合。

第24页，共31页，2023年，2月20日，星期五摆动负载：作用于轴承上合成径向负荷在套圈的部分滚道上相对摆动。

松紧程度一般与受循环负荷的配合相同或稍松些。第25页，共31页，2023年，2月20日，星期五

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。负载分类：轻负载：

P≤0.07C正常负载：0.07C＜P≤0.15C重负载：

P＞0.15C

其中：P—当量径向负荷C—轴承的额定负载数据可以从有关手册中查到。第26页，共31页，2023年，2月20日，星期五４．形位公差及表面粗糙度的确定

为了保证轴承的正常运转，除了正确地选择轴承与轴颈及壳体孔的公差等级及配合外，还应对轴颈和壳体孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。形状公差：轴、孔的圆柱度公差、包容要求。位置公差：轴肩、孔肩的端面圆跳动公差。表面粗糙度：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，凡是与轴承内、外圈配合的表面通常都对表面粗糙度提出较高的要求。具体选择见教材有关表。第27页，共31页，2023年，2月20日，星期五

四．滚动轴承配合选用

示例及图样标注

1、在装配图上的标注2、在零件图上的标注第28页，共31页，2023年，2月20日，星期五φ55j6φ100H71、在装配图上的标注国标规定，在装配图上：1、不标注轴承的公差带代号；2、只标注与之相配合的轴承座及轴颈的公差带代号。第29页，共31页，2023年，2月20日，星期五Φ