第七章滾動軸承檢測

滾動軸承與孔、軸結(jié)合的互換性基本要求：了解滾動軸承內(nèi)外徑公差、公差帶、負(fù)載類型等基本概念掌握滾動軸承的精度設(shè)計的基本方法重點難點：滾動軸承的精度設(shè)計一、概述１．軸承的作用及分類：作用：軸承是一種傳動支承部件，它既可以用于支承旋轉(zhuǎn)的軸，又可以減少軸與支承部件之間的摩擦力，廣泛地用于機(jī)械傳動中。分類：

滑動軸承（銅軸瓦）：滾動軸承

：按滾動體結(jié)構(gòu)：球軸承、滾子軸承、滾針軸承按承受載荷形式：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承2．滾動軸承的組成

滾動軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成。3．滾動軸承的安裝形式：4．滾動軸承的結(jié)構(gòu)特點：

滾動軸承是一種標(biāo)準(zhǔn)件。

有內(nèi)外兩種互換性。

滾動軸承的精度要求很高。5.有關(guān)滾動軸承的國標(biāo)規(guī)定：

滾動軸承的國家標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了滾動軸承本身的尺寸公差、旋轉(zhuǎn)精度（跳動公差等）、測量方法，還規(guī)定可與滾動軸承相配的箱體孔和軸頸的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。二．滾動軸承的精度設(shè)計包括滾動軸承制造的尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等。１．公差等級：滾動軸承按其內(nèi)外圈基本尺寸的公差和旋轉(zhuǎn)精度分為五級：其名稱和代號由低到高分別為普通級/0、高級/6/6x、精密級/5、超精密級/4及最精密級/2（GB/T272-1993）----(GEDCB)。凡屬普通級的軸承，一般在軸承型號上不標(biāo)注公差等級代號.２．公差帶

任何尺寸的公差帶由兩個因素決定：公差帶的寬窄和公差帶的位置。滾動軸承的公差帶也不例外，其公差帶如圖所示。軸承內(nèi)、外徑公差帶的特點是：所有公差帶都單向偏置在零線下方，即上偏差為0，下偏差為負(fù)值。軸承內(nèi)外徑公差帶圖：/P0/P6/P5/P4/P2/P0/P6/P5/P4/P2+0-+0-Dd軸承外徑Dmp的公差帶軸承內(nèi)徑dmp的公差帶３．滾動軸承的基本尺寸及公差要求（1）基本尺寸：滾動軸承的基本尺寸是指滾動軸承的內(nèi)徑d、外徑D和軸承寬度B。軸承的配合尺寸：由于軸承內(nèi)、外圈均為薄壁結(jié)構(gòu)，制造和存放時易變形，但在裝配后能夠得到矯正。為了便于制造，允許有一定的變形。為保證軸承與結(jié)合件的配合性質(zhì)，所限制的僅是內(nèi)、外圈在其單一平面內(nèi)的平均直徑，即軸承的配合尺寸。外徑：

Dmp=（Dsmax+Dsmin）/2內(nèi)徑：dmp=（dsmax+dsmin）/2Dsmax、Dsmin為加工后測得的最大、最小單一外徑。dsmax、dsmin為加工后測得的最大、最小單一內(nèi)徑。３．滾動軸承的基本尺寸及公差要求（2）

尺寸制造公差：國家標(biāo)準(zhǔn)對軸承內(nèi)徑和外徑尺寸公差作了兩種規(guī)定：一是規(guī)定了內(nèi)、外徑尺寸的最大值和最小值所允許的偏差，即單一內(nèi)、外徑偏差，其目的是為了限制變形量；二是規(guī)定了內(nèi)、外徑實際尺寸的最大值和最小值的平均值偏差，即單一平面平均內(nèi)、外徑偏差，目的是用于軸承的配合。二者應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。（P121）滾動軸承的旋轉(zhuǎn)精度：是指軸承內(nèi)外圈的徑向跳動公差；軸承內(nèi)、外圈的端面對內(nèi)孔軸線的端面跳動公差等。+0-+0-φ90φ50已知軸承的基本尺寸如圖所示。根據(jù)實際工況采用E級（相當(dāng)于/6）向心軸承，試畫出軸承孔軸公差帶并標(biāo)注有關(guān)尺寸。查表：教材P121es=0ES=0ei=-0.015EI=-0.01軸承公差帶標(biāo)注示例：４、滾動軸承精度等級的選擇：

主要考慮以下幾點：機(jī)器功能對軸承部件的旋轉(zhuǎn)精度要求。一般這樣選取〔具體參見教材P120）：/0：用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般機(jī)構(gòu)中。6、5、4：用于旋轉(zhuǎn)精度要求較高或轉(zhuǎn)速較高的機(jī)構(gòu)中。2：用于高精度、高轉(zhuǎn)速的特別精密部件上。轉(zhuǎn)速的高低：轉(zhuǎn)速高時，由于與軸承配合的旋轉(zhuǎn)軸或孔可能隨軸承的跳動而跳動，勢必造成旋轉(zhuǎn)的不平穩(wěn)，產(chǎn)生振動和噪音。因此，轉(zhuǎn)速高時，應(yīng)選用精度高的軸承。滾動軸承各級精度的應(yīng)用0級在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用最廣，通常稱為普通級，在軸承代號標(biāo)注時不予注出。它用于旋轉(zhuǎn)精度要求不高、中等負(fù)載、中等轉(zhuǎn)速的一般機(jī)構(gòu)中，如減速器的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，普通機(jī)床的變速、進(jìn)給機(jī)構(gòu)，汽車、拖拉機(jī)的變速機(jī)構(gòu)，普通電動機(jī)、水泵、壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等。6、5級用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求較高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，其中6級、5級軸承多用于比較精密的機(jī)床和機(jī)器中，例如臥式車床主軸的前端用5級軸承，后端采用6級軸承。

4級用于旋轉(zhuǎn)精度或轉(zhuǎn)速要求很高的機(jī)床和機(jī)器的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，如高精度磨床和車床、精密螺紋車床和磨齒機(jī)等的主軸軸承。2級用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求特別高的轉(zhuǎn)速機(jī)構(gòu)中，如精密坐標(biāo)鏜床、高精度齒輪磨床和數(shù)控機(jī)床等的主軸軸承。5、滾動軸承的選擇：結(jié)構(gòu)型式的選擇：屬于《機(jī)械零件》的范疇。主要對軸進(jìn)行受力分析，確定軸承的類型（向心、推力、向心推力）、軸承的基本尺寸（內(nèi)徑、外徑、軸承寬度）。軸承配合的精度計算：軸承是根據(jù)工況選用；與軸承相配合的軸頸、軸承座則需進(jìn)行精度設(shè)計：包括配合性質(zhì)的確定、形位公差的確定、表面粗糙度的確定等。例7－1：有兩個C級精度的0系列向心軸承，公稱內(nèi)徑d=40mm，dsmax=40mm（最大、最小單一內(nèi)徑）dsmin=(40-0.006)mm=39.994mmdmpmax=40mm（單一平面內(nèi)的平均直徑）

dmpmin=(40-0.006)mm=39.994mmVdp=0.005mm（單一徑向平面內(nèi)的平均變動量）Vdmp=0.003mm（平均內(nèi)徑變動量）

第一個軸承測量平面III

量得的單一內(nèi)徑尺寸（ds）dsmax=40.00dsmin=39.998dsmax=39.997dsmin=39.995合格計量結(jié)果dmp平均內(nèi)徑dmpI=(40+39.998)/2=39.999dmpII=(39.997+39.995)/2=39.996合格VdpVdp=40-39.998=0.002Vdp=39.997-39.995=0.002合格VdmpVdmpI-dmpII=39.999-39.996=0.003合格結(jié)論內(nèi)徑尺寸合格

第二個軸承測量平面III

量得的單一內(nèi)徑尺寸（ds）dsmax=40.00dsmin=39.994dsmax=39.997dsmin=39.995計量結(jié)果dmpdmpI=(40+39.994)/2=39.997dmpII=(39.997+39.995)/2=39.996VdpVdp=40-39.994=0.006Vdp=39.997-39.995=0.002VdmpVdmpI-dmpII=39.997-39.996=0.001結(jié)論內(nèi)徑尺寸不合格

三．滾動軸承配合的精度設(shè)計

１．滾動軸承配合制：

前面在討論配合制時，談到一般情況下，采用基孔制，但若為標(biāo)準(zhǔn)件，則與之相配合的零件的配合性質(zhì)由標(biāo)準(zhǔn)件決定。就滾動軸承而言，由于是標(biāo)準(zhǔn)件，與外圈相配合的部分采用基軸制；與內(nèi)圈相配合的軸采用基孔制。軸承內(nèi)圈與軸的配合是基孔制，然而滾動軸承內(nèi)圈所有公差等級的公差帶都在零線的下方且上偏差為零。其主要原因是軸承配合的特殊要求。在大多數(shù)情況下，軸承的內(nèi)孔要隨軸一起轉(zhuǎn)動，兩者之間的配合必須有一定的過盈。這樣當(dāng)其與過渡配合中的k6、m6、n6等軸構(gòu)成配合時，將獲得比一般基孔制過渡配合規(guī)定的過盈量稍大的過盈配合。軸承配合公差帶２．軸頸、軸承座配合公差等級的選擇：與滾動軸承相配合的孔、軸的公差等級與軸承的公差等級密切相關(guān)。一般與6、0軸承配合的軸，其公差等級多為IT5~IT7，箱體孔多為IT6~IT8等。軸承等級選擇更高相應(yīng)配合的軸和孔的制造精度等級也相應(yīng)提高。３．配合性質(zhì)的選擇：軸承配合性質(zhì)的選擇即是確定與軸承相配合的軸頸和軸承座的基本偏差代號。選擇軸承配合性質(zhì)的依據(jù)是：軸承內(nèi)外圈所受的負(fù)載類型、軸承所受負(fù)載的大小、軸承的工作條件、與軸承相配合的孔和軸的材料和裝卸要求等。（1）負(fù)載類型：

局部負(fù)載：作用于軸承上的合成徑向負(fù)載與套圈相對靜止，即負(fù)載方向始終不變地作用在套圈滾道的局部區(qū)域上。通常采用小間隙配合或過渡配合。循環(huán)負(fù)載：作用于軸承上的合成徑向負(fù)載與套圈相對旋轉(zhuǎn)，即合成徑向負(fù)載順次作用在套圈的整個圓周上。通常采用過盈或較緊的過渡配合。擺動負(fù)載：作用于軸承上的合成徑向負(fù)載與所承載的套圈在一定區(qū)域內(nèi)相對擺動，即合成徑向負(fù)載經(jīng)常變動地作用在套圈滾道的小于180°的部分圓周上配合選擇的基本原則

負(fù)載類型(a)內(nèi)圈循環(huán)負(fù)載，外圈局部負(fù)載；(b)內(nèi)圈局部負(fù)載，外圈循環(huán)負(fù)載(c)內(nèi)圈循環(huán)負(fù)載，外圈擺動負(fù)載；(d)內(nèi)圈擺動負(fù)載，外圈循環(huán)負(fù)載配合選擇的基本原則負(fù)載的大?。?/p>

軸承在負(fù)載的作用下，套圈會發(fā)生變形，使配合面受力不均勻，引起松動。因此，受重負(fù)載時配合應(yīng)緊些，受輕負(fù)載時配合應(yīng)松些。一般地，負(fù)載如下分類：輕負(fù)載：P≤0.07C正常負(fù)載：0.07C＜P≤0.15C重負(fù)載：P＞0.15C

其中：C為軸承的額定負(fù)載，數(shù)據(jù)可以從有關(guān)手冊中查找。配合選擇的基本原則（2）負(fù)荷的大小

當(dāng)徑向負(fù)荷P<0.07C時稱為輕負(fù)荷當(dāng)0.07C<P<0.15C時稱為正常負(fù)荷當(dāng)P>0.15C時稱為重負(fù)荷軸承承受的負(fù)荷愈大或為沖擊負(fù)荷時，最小過盈應(yīng)選擇較大值；反之，可選擇較小值。

（3）軸承尺寸大小隨著軸承尺寸的增大，選擇的過盈配合越大，間隙配合越小。但是對于重型機(jī)械上使用特別大尺寸的軸承，應(yīng)采用較松的配合。

配合選擇的基本原則（4）軸承游隙

游隙過小，若軸承與軸頸、殼體孔的配合為過盈配合，則會使軸承中滾動體與套圈產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，并增加工作時的摩擦發(fā)熱，降低軸承壽命。

游隙過大，就會使轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生較大的徑向圓跳動和軸向跳動，致使軸承工作時產(chǎn)生較大的振動和噪聲，因此應(yīng)檢驗安裝后軸承的游隙是否滿足使用要求。配合選擇的基本原則（4）軸承組件的軸向游動◆軸承外圈大多不旋轉(zhuǎn)，不要求太緊的配合；◆有些場合下工作溫度較高，使軸受熱伸長，軸兩端軸承中至少有一端是游動支承，因而把配合選得稍松一點，使之能補(bǔ)償軸的熱變形，可防止軸的彎曲或卡死。（5）旋轉(zhuǎn)精度和旋轉(zhuǎn)速度對于負(fù)荷較大且有較高旋轉(zhuǎn)精度要求的軸承，為了消除彈性變形和振動的影響，應(yīng)避免采用間隙配合。對于精密機(jī)床的輕負(fù)荷軸承，為避免外殼孔與軸頸形狀誤差對軸承精度的影響，常采用較小的間隙配合。一般認(rèn)為，軸承的旋轉(zhuǎn)速度愈高，配合也應(yīng)該愈緊。配合選擇的基本原則（6）形位公差及表面粗糙度的確定：為了保證軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，除了正確地選擇軸承與軸頸及箱體孔的公差等級及配合外，還應(yīng)對軸頸和箱體孔的形位公差及表面粗糙度提出要求。形狀公差：主要是軸頸和箱體孔的表面圓柱度要求。位置公差：主要是軸肩端面的跳動公差。表面粗糙度：表面粗糙度值的高低直接影響著配合質(zhì)量和連接強(qiáng)度，因此，凡是與軸承內(nèi)、外圈配合的表面通常都對表面粗糙度提出較高的要求。具體選擇參見教材P126相應(yīng)表格。配合選擇的基本原則（7）工作溫度和其它條件工作溫度軸承工作的溫度一般應(yīng)低于100℃，高于此溫度時，必須考慮溫度影響的修正值。其他影響因素空心軸頸比實心軸頸，薄壁殼體比厚壁殼體，輕合金殼體比鋼或鑄鐵殼體采用的配合要緊些；而剖分式殼體比整體式殼體采用的配合要松些，以免過盈將軸承外圈夾扁，甚至將軸卡住。對緊于k7（包括k7）的配合或殼體孔的標(biāo)準(zhǔn)公差小于IT6級時，應(yīng)選用整體式殼。為了便于安裝、拆卸，特別對于重型機(jī)械，宜采用較松的配合。如果要求拆卸，而又要用較緊配合時，可采用分離性軸承或內(nèi)圈帶有錐孔和緊定套或退卸套的軸承。配合選擇的基本原則四．滾動軸承配合

選用示例及圖樣標(biāo)注

φ55j6φ100H71、在裝配圖上的標(biāo)注：在裝配圖上，不用標(biāo)注軸承的公差等級代號，只需標(biāo)注與之相配合的軸承座及軸頸的公差等級代號。Φ100H7（）+0.0350A0.015A