《互换性与标准化》-第8章

8.1滚动轴承的精度等级及其应用8.1.1滚动轴承的互换性为了便于在机械上安装轴承和更换新轴承，轴承内圈与轴颈、外圈与外壳孔之间的外互换采用完全互换;而基于技术经济性的考虑，滚动轴承各组成零件之间的内互换一般采用分组装配法，为不完全互换滚动轴承正常工作时，必须满足下列两项要求:1.必要的旋转精度轴承工作时其内、外圈和端面的跳动应控制在允许的公差范围内，以保证轴系部件的回车令精度和传动精度。

2.合适的游隙滚动体与套圈之间的游隙分为径向游隙b、和轴向游隙b,，如图8-1所示。下一页返回8.1滚动轴承的精度等级及其应用8.1.2滚动轴承的公差等级滚动轴承的公差等级由轴承的尺寸公差和旋转精度决定。前者是指轴承内径d、外径D、宽度B的尺寸公差及圆锥滚子轴承装配尺寸公差。后者是指轴承内、外圈的径向跳动和端面跳动，轴承滚道的侧向摆动，轴承内、外圈两端面的平行度等几何公差要求。根据滚动轴承的尺寸公差和旋转精度，GB/T307.3-2005《滚动轴承通用技术规则》将滚动轴承的公差等级分为2,4,5,6(6X),0五级，精度依次由高到低。与旧标准GB/T307.3一84规定的五个公差等级B,C,D,E(Ex)、G相对应，详见表8-1。上一页下一页返回8.1滚动轴承的精度等级及其应用8.1.3滚动轴承公差等级的应用各个公差等级滚动轴承的应用范围参见表8-2。

0级为普通级，在机械制造业中的应用最广，主要用于旋转精度要求不高的机构中。除0级外，其他各级主要用于高的线速度或高的旋转精度的场合，这类精度的轴承在各种金属切削机床上应用较多，可参见表8一3。上一页返回8.2滚动轴承公差带8.2.1滚动轴承内、外径公差带的特点由于滚动轴承为标准部件，因此轴承内圈与轴颈的配合应为基孔制，轴承外圈与外壳孔的配合应为基轴制。但这里的基孔制和基轴制与光滑圆柱结合又有所不同，是由滚动轴承配合的特殊需要所决定的。轴承内圈通常与轴一起旋转，为防止内圈和轴颈的配合产生相对滑动而磨损，影响轴承的工作性能，因此要求配合面之间具有一定的过盈量，但由于内圈是薄壁零件，所以过盈量不能太大。如果作为基准孔的轴承内圈仍采用基本偏差为H的公差带，轴颈一也选用光滑圆柱结合国家标准中的公差带，则这样在配合时，无论选过渡配合(过盈量偏小)或过盈配合(过盈量偏大)都不能满足轴承工作的需要。若轴颈采用非标准的公差带，则又违反了标准化与互换性的原则。下一页返回8.2滚动轴承公差带为此，国家标准GB/T307.1-2005《滚动轴承向心轴承公差》规定:轴承内圈的基准孔公差带位置位于以公称内径d为零线的下方，且上偏差为零，如图8-2所示。因而这种特殊的基准孔公差带与GB/T1800.2-2009中基孔制的各种轴公差带构成的配合性质，相应地比这些轴公差带的基本偏差代号所表示的配合性质有不同程度的变紧轴承外圈因安装在外壳孔中，通常不旋转，考虑到工作时温度升高会使轴热胀而产生轴向移动，因此两端轴承中有一端应是游动支承，可使外圈与外壳孔的配合稍微松一点，使之能补偿轴的热胀伸长量，不至于使轴变弯而被卜住，影响正常运转，如图8一3所示。上一页下一页返回8.2滚动轴承公差带8.2.2滚动轴承内、外径公差薄壁零件型的轴承内、外圈无论在制造过程中或在自由状态下都容易变形。但是，在装配后这种变形又容易得到矫正。所以，为了控制轴承的变形程度、轴承与轴和壳体孔配合的尺寸精度，GB/T307.1-2005不仅规定了两种尺寸公差，还规定了两种形状公差向心轴承内、外径的尺寸公差和形状公差以及轴承的旋转精度公差，分别见表8一4和表8一5。上一页返回8.3滚动轴承与轴颈及外壳孔的配合选用8.3.1与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的常用公差带由于滚动轴承内圈内径和外圈外径的公差带在生产轴承时已经确定，因此在使用轴承时，内圈与轴颈和外圈与外壳孔的配合所要求的配合性质必须分别由轴颈和外壳孔的公差带确定。为了实现各种松紧程度的配合性质要求，GB/T275一1993《滚动轴承与轴和外壳的配合》推荐了0,6,5,4级轴承与轴颈和外壳孔配合时轴颈和外壳孔的常用公差带，见表8一7。该国标对轴颈规定了17种公差带，如图8一4(a)所示，对外壳孔规定了16种公差带，如图8-4(b)所示。这些公差带分别选自GB/T1800.2-2009中的轴公差带和孔公差带。下一页返回8.3滚动轴承与轴颈及外壳孔的配合选用8.3.2滚动轴承配合选择的原则由于滚动轴承内圈内径和外圈外径的公差带在生产轴承时已经确定，因此，轴承与轴颈、外壳孔的配合的选择就是确定轴颈和外壳孔的公差带。合理选择滚动轴承的配合，对于保证机械组件的旋转精度，提高轴承寿命，充分发挥轴承的承载能力及满足轴承安装和拆卸等方面的要求具有重要意义。在具体选择时，应综合考虑以下因素:作用在轴承套圈(内圈或外圈)上的载荷性质、大小和方向;轴承的径向游隙、轴承的工作状况及轴承的装卸与调整等

1.轴承套圈相对于载荷方向的运转状态作用在轴承上的径向载荷，可以是定向载荷(如带轮的拉力、齿轮的传动力、车削时的径向切力)或旋转载荷(如旋转工件的惯性离心力、旋转锁杆上作用的径向切削力)，或者是两者的合成载荷。上一页下一页返回8.3滚动轴承与轴颈及外壳孔的配合选用它的作用方向与轴承套圈存在着以下三种关系。

1)套圈相对于载荷方向固定当套圈相对于径向载荷的作用线不旋转，或者径向载荷的作用线相对于轴承套圈不旋转时，该径向载荷始终作用在套圈滚道的某一局部区域上，这表示该套圈相对于载荷方向固定

2)套圈相对于载荷方向旋转

3)轴承套圈相对于载荷方向摆动

2.载荷的大小轴承与轴颈、外壳孔的配合的松紧程度跟载荷的大小有关。对于向心轴承，GB/T275-93根据当量径向动载荷P.与轴承产品样本中规定的额定动载荷C的比值大小，将载荷分成轻载荷、正常载荷、重载荷三种类型，如表8-8所示。上一页下一页返回8.3滚动轴承与轴颈及外壳孔的配合选用3.径向游隙径向游隙是指在不同的角度方向，不承受任何外载荷，一套圈相对另一套圈从一个径向偏心位置移到相反的极限位置的径向距离的算术平均值。能承受纯径向载荷的轴承在非预紧状态具有径向游隙。GB/T4604-2006《滚动轴承径向游隙》规定，圆柱孔轴承和圆锥孔轴承的径向游隙分为2,0,3,4,5五组，游隙的大小依次由小到大。其中，0组为基本游隙组

4.轴承的工作条件轴承工作时，由于摩擦发热和其他热源的影响，套圈的温度会高于相配件的温度。内圈的热膨胀会引起它与轴颈的配合变松，而外圈的热膨胀则会引起它与外壳孔的配合变紧。因此，轴承工作温度高于100℃时，应对选用的配合作适当的修正上一页下一页返回8.3滚动轴承与轴颈及外壳孔的配合选用8.3.3滚动轴承配合的选择方法轴承内、外圈与轴颈及外壳孔配合的选择方法一般有两种:类比法和计算法。其中以类比法应用较多。应用类比法具体选择时，依据前面讲过的选择滚动轴承配合的基本原则，查有关手册选取。表8-9一表8-12分别列出了国家标准推荐的向心轴承及推力轴承与轴颈和外壳孔配合的公差带，供选择时参考。8.3.4轴颈和外壳孔的几何公差与表面粗糙度为了使滚动轴承正常工作，除了正确选择配合之外，还必须限制轴颈及外壳孔配合表面的几何误差和表面粗糙度。由于轴承套圈为薄壁零件，装配后，轴颈和外壳孔的形状误差会直接反映到套圈滚道上，导致滚道变形，影响轴承旋转精度并引起振动和噪声。所以对轴颈和外壳孔提出了圆柱度公差要求。上一页下一页返回8.3滚动轴承与轴颈及外壳孔的配合选用同时，如果轴肩和外壳孔肩存在较大的垂直度误差，轴承安装后将产生歪斜，影响其旋转精度，所以对轴肩和外壳孔肩规定了端面跳动公差。为了保证轴承与轴颈和外壳孔的配合性质，国标规定轴颈及外壳孔的尺寸公差和几何公差之间应遵循包容要求。由于表面粗糙度的大小将直接影响配合表面的配合质量，所以，国标还对轴颈和外壳孔的配合表面提出了较高的表面粗糙度要求。轴颈和外壳孔配合表面具体的几何公差及表面粗糙度要求见表8-13和表8-14