第6章 滾動軸承、鍵的公差與配合

1、第6章 滾動軸承、鍵的配合與公差 6.1 滾動軸承的公差與配合 定義：一種支承傳動軸的標準部件，一般由 套圈(內(nèi)圈和外圈)、滾動體(鋼球或滾柱)和 保持架組成 。 特點：具有摩擦系數(shù)小、潤滑較簡單、起動 容易以及更換簡便等優(yōu)點，因此在機電產(chǎn) 品中應(yīng)用極廣 。 滾動軸承套圈的內(nèi)徑d和外徑D為配合的基本 尺寸，通過它們分別與軸頸和軸承座孔相 配合。 滾動軸承 互換性特點：滾動軸承根據(jù)自身的結(jié)構(gòu)及 制造特點，具有兩方面的互換性要求。 一方面是本身制造時各組成零件的互換 性采用不完全互換的生產(chǎn)方式 。 另一方面是滾動軸承作為部件與其他相 配件結(jié)合時的互換性問題 。采用完全互換 的生產(chǎn)方式 。 因此，需

2、制定相應(yīng)的公差與配合標準，以 滿足機械設(shè)計與制造的不同需要 滾動軸承國家標準 標準號 標準名稱 標準名稱英文名 GB/T 272-1993 滾動軸承代號方法 Rolling bearing-Identification code GB/T 6930-2002 滾動軸承詞匯 Rolling bearings-Vocabulary GB/T 4604-2006 滾動軸承徑向游隙 Rolling bearings - Radial internal clearance GB/T 6391-2003 滾動軸承額定動載荷和額定壽命 Rolling bearings-Dynamic load rating

3、s and rating life GB/T 4662-2003 滾動軸承額定靜載荷 Rolling bearings-Static load ratings GB/T 4199-2003 滾動軸承公差定義 Rolling bearings-Tolerances-Definitions GB/T 307.1-2005 滾動軸承向心軸承公差 Rolling bearings-Radial bearings-Tolerances GB/T 307.2-2005 滾動軸承測量和檢驗的原則及方法 Rolling bearings-Measuring and gauging principles and

4、 methods GB/T 307.3-2005 滾動軸承通用技術(shù)規(guī)則 Rolling bearings-General technical regulations GB/T 307.4-2002 滾動軸承推力軸承公差 Rolling bearings-Thrust bearings-Tolerances GB/T 275-1993 滾動軸承與軸和外殼的配合 Shaft and housing fits for rolling bearings 滾動軸承的精度等級 滾動軸承的精度等級 ：軸承按尺寸公差與 旋轉(zhuǎn)精度分級 向心軸承分： 0，6，5，4，2五級 圓錐滾子軸承：0，6X，5，4四級 推

5、力軸承分： 0，6，5，4四級 按其順序公差等級依次由低到高，即0級精度 最低，2級精度最高，在GB/T 272-1993軸 承類型代號表示中，表示為P0、P6等，如 6310P6中P6表示6級精度軸承 。 滾動軸承精度等級的應(yīng)用 0級軸承為普通級軸承，用在中等負荷、中 低轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機構(gòu)中。 這一等級的滾動軸承在機械產(chǎn)品中應(yīng)用極 為廣泛， 普通機床中的變速機構(gòu)、進給機構(gòu)； 汽車、拖拉機中的變速機構(gòu)； 普通電機、水泵、壓縮機等一般通用機器的 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，均用0級軸承。 滾動軸承精度等級的應(yīng)用 6級軸承主要應(yīng)用在旋轉(zhuǎn)精度要求較高或轉(zhuǎn) 速較高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中。 普通機床主軸的后軸承； 精

6、密機床變速箱軸承； 較精密儀器、儀表； 較精密的機械旋轉(zhuǎn)機構(gòu)等， 多采用6級軸承。 滾動軸承精度等級的應(yīng)用 5級和4級軸承應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度高和轉(zhuǎn)速高 的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中， 普通機床主軸的前軸承多采用5級， 航海陀螺儀、高速攝影機以及其他精密機構(gòu) 等常采用4級軸承。 滾動軸承精度等級的應(yīng)用 2級軸承應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)精度、轉(zhuǎn)速很高和嚴格 控制噪聲、振動的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中， 如：坐標鏜床的主軸軸承、高精度儀器和高 轉(zhuǎn)速機構(gòu)中使用的軸承等。 滾動軸承的公差帶 滾動軸承的公差帶 滾動軸承內(nèi)圈和軸頸配合按基孔制，但軸 承內(nèi)圈內(nèi)徑的公差帶位置并非EI=0，它與 一般基準孔相反，是ES=0。 0，6，5，4，2各級軸承的單一平面

7、平均 內(nèi)徑的公差帶都分布在零線以下，且上偏 差為零，下偏差則為負值 主要考慮因素：配合的特殊需要，滾動軸 承是作為傳動軸的支承件，在多數(shù)情況下 內(nèi)圈隨軸一起旋轉(zhuǎn)，工作時承受一定的扭 矩或軸向力，加上一般有同軸度要求，另 外，還要考慮拆卸和裝配的方便，所以過 盈量不宜過大 滾動軸承的公差帶 滾動軸承外圈的外徑與軸承座孔配合應(yīng)按 基軸制。由于多數(shù)情況下軸為旋轉(zhuǎn)，故外 圈外徑和軸承座孔的配合一般不要求太緊。 因此，對所有精度級軸承外徑的公差帶位 置，按基準軸的規(guī)定，分布在零線下側(cè)， 其上偏差為零，下偏差為負值。 軸頸的常用公差帶 外殼孔的常用公差帶 滾動軸承與相配孔、軸的配合 選擇滾動軸承與軸頸、外

8、殼孔的配選擇滾動軸承與軸頸、外殼孔的配 合時應(yīng)考慮的因素合時應(yīng)考慮的因素 1、軸承軸承套圈相對于負荷方向的運轉(zhuǎn)狀態(tài)套圈相對于負荷方向的運轉(zhuǎn)狀態(tài) 2、負荷的大小、負荷的大小 3、徑向游隙、徑向游隙 4、軸承的工作條件、軸承的工作條件 軸頸和軸頸和外殼孔精度設(shè)計示例外殼孔精度設(shè)計示例 軸頸和軸頸和外殼孔精度設(shè)計示例外殼孔精度設(shè)計示例 6.2 鍵與花鍵聯(lián)結(jié)的互換性 6.2 鍵與花鍵聯(lián)結(jié)的互換性 6.2 鍵與花鍵聯(lián)結(jié)的互換性 各種鍵的國家標準 GB/T 1566-2003 薄型平鍵鍵槽的剖面尺寸 GB/T 1567-2003 薄型平鍵 GB/T 1097-2003 導(dǎo)向型平鍵 GB/T 1095-20

9、03 平鍵鍵槽的剖面尺寸 GB/T 1096-2003 普通型平鍵 GB/T 1098-2003 半圓鍵鍵槽的剖面尺寸 GB/T 1099.1-2003 普通型半圓鍵 GB/T 1563-2003 楔鍵鍵槽的剖面尺寸 GB/T 1564-2003 普通型楔鍵 GB/T 1565-2003 鉤頭型楔鍵 GB/T 16922-1997 薄型楔鍵及其鍵槽 GB/T 10919-2006 矩形花鍵量規(guī) GB/T 1144-2001 矩形花鍵尺寸、公差和檢驗 鍵的分類及結(jié)構(gòu) 平鍵結(jié)構(gòu)示意圖平鍵結(jié)構(gòu)示意圖 b d-t1 t1 t2 d+t2 h d L A A AA 6.2 平鍵聯(lián)結(jié)的互換性 鍵聯(lián)結(jié)的互換

10、性要求：應(yīng)使鍵與鍵槽的側(cè) 面有充分的有效接觸面積來承受負荷，以 保證聯(lián)結(jié)的強度、壽命和可靠性；鍵鑲嵌 入軸槽要牢固可靠，防止松動，便于裝拆， 因此對鍵與鍵槽規(guī)定尺寸極限與配合。 由于使用的平鍵為標準件，且鍵又為外表面，因而，鍵與由于使用的平鍵為標準件，且鍵又為外表面，因而，鍵與 軸槽、鍵與輪轂槽的配合均軸槽、鍵與輪轂槽的配合均采用基軸制采用基軸制。 國家標準國家標準 GB/T 1096-2003GB/T 1096-2003對鍵寬只規(guī)定了一種對鍵寬只規(guī)定了一種公差帶公差帶h8h8。 相當于一個軸與兩個孔相配合，且配合性質(zhì)不同。國家標相當于一個軸與兩個孔相配合，且配合性質(zhì)不同。國家標 準準GB/T

11、 1095-2003GB/T 1095-2003對軸槽寬和輪轂槽寬各規(guī)定了三種公差對軸槽寬和輪轂槽寬各規(guī)定了三種公差 帶，構(gòu)成三種配合形式，分別對應(yīng)于帶，構(gòu)成三種配合形式，分別對應(yīng)于松聯(lián)結(jié)、正常聯(lián)結(jié)和松聯(lián)結(jié)、正常聯(lián)結(jié)和 緊密聯(lián)結(jié)緊密聯(lián)結(jié)。用于不同的場合。鍵寬與鍵槽寬公差帶。用于不同的場合。鍵寬與鍵槽寬公差帶如下圖如下圖 所示。所示。 平鍵配合的尺寸公差帶圖 +0 - b h8 H9 D10 h8 N9 JS9 h8 P9 P9 鍵寬公差帶鍵寬公差帶 軸槽公差帶軸槽公差帶 輪轂槽公差帶輪轂槽公差帶 松聯(lián)結(jié)松聯(lián)結(jié)正常聯(lián)結(jié)正常聯(lián)結(jié)緊密聯(lián)結(jié)緊密聯(lián)結(jié) 平鍵配合的幾何公差 為了保證鍵寬與鍵槽寬之間具有足夠

12、的接為了保證鍵寬與鍵槽寬之間具有足夠的接 觸面積和可裝配性，對鍵和鍵槽的位置誤觸面積和可裝配性，對鍵和鍵槽的位置誤 差要加以控制，應(yīng)分別規(guī)定軸鍵槽對軸的差要加以控制，應(yīng)分別規(guī)定軸鍵槽對軸的 基準線和輪轂槽對孔的基準軸線的基準線和輪轂槽對孔的基準軸線的 ，一般可按，一般可按GB/T 1184GB/T 118419961996對稱度公對稱度公 差差7 79 9級級選取。查表時，公稱尺寸是指選取。查表時，公稱尺寸是指 。 軸鍵槽標注示例軸鍵槽標注示例 1. 1. 標注槽深標注槽深d d- -t t及公差及公差 2. 2. 標注槽寬標注槽寬b b及公差及公差 3. 3. 標注對稱度公差標注對稱度公差

13、4. 4. 標注表面粗糙度標注表面粗糙度 軸鍵槽軸鍵槽 1. 1. 標注輪轂深標注輪轂深d d+ +t t1 1及及 公差公差 2. 2. 標注槽寬標注槽寬b b及公差及公差 3. 3. 標注對稱度公差標注對稱度公差 4. 4. 標注表面粗糙度標注表面粗糙度 孔鍵槽標注示例孔鍵槽標注示例 花鍵聯(lián)結(jié) 使用要求 足夠的聯(lián)結(jié)強度和傳遞轉(zhuǎn)矩的可靠性； 滿足定心精度要求，保證其他性能； 保證滑動聯(lián)結(jié)的導(dǎo)向精度和移動的靈活性； 對固定聯(lián)結(jié)應(yīng)具有可裝配性等。 花鍵聯(lián)結(jié)的公差配合特點 (1) 多參數(shù)配合：花鍵相對于圓柱配合或鍵聯(lián)結(jié)而言， 其配合參數(shù)較多，除鍵寬外，還定心尺寸、非定 心尺寸、齒寬、鍵長等，在這些

14、參數(shù)中，以定心 尺寸的精度要求最為關(guān)鍵。 (2) 采用基孔制配合：內(nèi)花鍵通常用拉刀加工(或用 插齒刀加工)，生產(chǎn)效率高，能獲得較理想的精度。 采用基孔制，可減少昂貴的拉刀規(guī)格，用改變外 花鍵的公差帶位置的方法，即可得到不同的配合， 以滿足不同場合的需要。 (3) 必須考慮形位誤差的影響：由于花鍵在加工過程 中，不可避免地存在形狀位置誤差。為限制形位 誤差對花鍵配合的影響，除規(guī)定花鍵的尺寸公差 外，還必須規(guī)定形位公差，或規(guī)定可限制形位誤 差的綜合公差。 花鍵的種類 矩形花鍵參數(shù) 矩形花鍵的三種定心方式 標準（GB/T 1144-2001）僅從小徑 定心考慮制定各項公差，主要原因 (1)采用小徑定

15、心，內(nèi)、外矩形花鍵的小徑可 以采用磨削加工，達到較高的尺寸、形狀 度，尤其是內(nèi)花鍵的小徑(內(nèi)孔)，熱處理后 的變形，只有靠磨削才能得到修正。若以 大徑定，內(nèi)花鍵的大徑精度一般靠定值刀 具拉(或推)切削保證，這對熱處理過的孔， 加工較困難。 標準（GB/T 1144-2001）僅從小徑 定心考慮制定各項公差，主要原因 (2)采用小徑定心，高精度的小徑可作為傳動 或其他加工的基準，有利于提高零件整機 的質(zhì)量，降低機器的振動和噪聲。由于可 用熱處理最后精加工的工藝，或者直接采 用硬度與強度較高的優(yōu)質(zhì)鋼或優(yōu)質(zhì)合金材 料制造零件，從而提高機器產(chǎn)品的使用壽 命。 標準（GB/T 1144-2001）僅從小

16、徑 定心考慮制定各項公差，主要原因 (3)采用小徑定心，有利于齒輪精度標準的實施?；?鍵聯(lián)結(jié)常用于齒輪傳動裝置，齒輪內(nèi)孔很多時候 是加工、安裝的基準孔。此時，按GB/T 10095.1- 2008漸開線圓柱齒輪 精度 第1部分輪齒同側(cè)齒 面偏差的定義和允許值和GB/T 10095.2-2008 漸開線圓柱齒輪 精度 第2部分徑向綜合偏差與 徑向跳動的定義和允許值規(guī)定：78級齒輪的 孔徑公差為IT7，軸徑公差為IT6；6級齒輪的孔徑 公差為IT6，軸徑公差為IT5；5級齒輪的孔徑公差 為IT5，軸徑公差為IT5，這樣高精度的基準，只 有采用小徑定心才有相應(yīng)的工藝保證。 內(nèi)、外矩形花鍵尺寸公差帶 矩形花鍵的標記 矩形花鍵的標記代號應(yīng)按次序包括，鍵數(shù)N， 小徑d，大徑