滚动轴承的公差与配合

教学要求：要求了解滚动轴承内、外径公差带及其特点，配合件公差的选用，及与一般圆柱体公差配合的区别，掌握套圈与负荷方向的关系等，以确定轴承配合。

7.1 滚动轴承的分类及公差特点

滚动轴承是以滑动轴承为基础发展起来的，是用来支承轴的部件，是机械制造业中应用极为广泛的一种标准部件，其工作原理是以滚动摩擦代替滑动摩擦。滚动轴承有各式各样的结构，但是，最基本的结构一般是由两个套圈，一组滚动体和一个保持架所组成的通用性很强、标准化、系列化程度很高的机械基础件。按照滚动轴承所能承受的主要负荷方向，又可分为向心轴承(主要承受径向载荷)、推力轴承(承受轴向载荷)、向心推力轴承(能同时承受径向载荷和轴向载荷)。由此可见，滚动轴承可用于承受径向、轴向、或径向与轴向的联合负荷。

如图7.1所示为典型的滚动轴承深沟球轴承(向心轴承)和推力球轴承(推力轴承)的结构，以深沟球轴承最为常见，本章对推力轴承不做介绍。由深沟球轴承结构可知，内圈与传动轴的轴颈配合，外圈与外壳孔配合，属于典型的光滑圆柱配合。目前，滚动轴承已发展成为主要的支承型式，应用越来越广泛。

(a) 深沟球轴承(b) 推力球轴承

图7.1 滚动轴承

1—外圈2—密封3—内圈4—滚动体5—保持架6—上圈7—下圈滚动轴承的工作性能和使用寿命，既取决于本身的制造精度，也与其配合件即外壳孔、传动轴的配合性质，及外壳孔、传动轴轴颈的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度等因素有关。

第7章 滚动轴承的公差与配合

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7.1.1 滚动轴承的公差等级 滚动轴承的精度是指滚动轴承主要尺寸的公差值及旋转精度。根据滚动轴承的结构尺寸、公差等级和技术性能等产品特征，国家标准GB/T307.3—2005《滚动轴承通用技术规则》(已颁布GB/T307.3—2005新标准)将滚动轴承公差等级按精度等级由低至高分为0、6(6x)、5、4、2。不同种类的滚动轴承公差等级稍有不同，具体如下：

向心轴承(圆锥滚子轴承除外)公差等级共分为五级，即0、6、5、4和2级。

圆锥滚子轴承公差等级共分为四级，即0、6x 、5和4级。

推力轴承公差等级共分为四级，即0、6、5和4级。

常用精度为0级精度，属普通精度，在机械制造业中应用最广，主要用于旋转精度要求不高的机械中。例如，卧式车床变速箱和进给箱、汽车和拖拉机的变速箱、普通电机、水泵、压缩机和涡轮机等。

除0级外，其余各级统称高精度轴承，主要用于高线速度或高旋转精度的场合，这类精度的轴承在各种金属切削机床中应用较多，普通机床主轴的前轴承多采用5级轴承，后轴承多采用6级轴承；用于精密机床主轴上的轴承精度应为5级及其以上级；而对于数控机床、加工中心等高速、高精密机床的主轴支承，则需选用4级及其以上级超精密轴承。

主轴轴承作为机床的基础配套件，其性能直接影响到机床的转速、回转精度、刚性、抗颤振性能、切削性能、噪声、温升及热变形等，进而影响到加工零件的精度、表面质量等。因此，高性能的机床必须配用高性能的轴承。参见表7-1。

表7-1 机床主轴轴承精度等级 轴承类型

精度等级 应用情况 深沟球轴承

4 高精度磨床、丝锥磨床、螺纹磨床、磨齿机、插齿刀磨床 5

精密镗床、内圆磨床、齿轮加工机床 角接触球轴承 6

卧式车床、铣床 4

精密丝杠车床、高精度车床、高精度外圆磨床 5 精密车床、精密铣床、转塔车床、普通外圆磨床、多轴车床、镗床

单列圆柱滚子轴承

6 卧式车床、自动车床、铣床、立式车床 向心短圆柱滚子轴

承、调心滚子轴承

6 精密车床及铣床的后轴承 4 坐标镗床(2)、磨齿机(4) 5 精密车床、精密铣床、镗床、精密转塔车床、滚齿机

圆锥滚子轴承

6x 铣床、车床 推力球轴承 6 一般精度车床

7.1.2 滚动轴承内径、外径公差带特点

轴承的配合是指内圈与轴颈及外圈与外壳孔的配合。轴承的内、外圈，按其尺寸比例一般认为是薄壁零件，精度要求很高，在制造、保管过程中极易产生变形(如变成椭圆形)，但当轴承内圈与轴颈及外圈与外壳孔装配后，其内、外圈的圆度，将受到轴颈及外壳孔形

互换性与测量技术基础

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状的影响，这种变形比较容易得到纠正。因此，国家标准GB/T 4199—2003《滚动轴承 公差定义》对轴承内径d 与外径D ，不仅规定了直径公差，还规定了轴承套圈任一横截面内平均内径和平均外径(用d m 或D m 表示)的公差，后者相当于轴承在正确制造的轴上或外壳孔中装配后，它的内径或外径的尺寸公差。其目的是控制轴承的变形程度及轴承与轴颈和外壳孔的配合尺寸精度。为此国家标准GB/T 307.1—2005《滚动轴承 向心轴承 公差》规定了0、6、5、4、2各公差等级的轴承的内径d m 和外径D m 的公差带均为单向制，而且统一采用公差带位于以公称直径为零线的下方，即上偏差为零，下偏差为负值的分布，如图

7.2所示。

图7.2 轴承内径、外径公差带的分布

滚动轴承是标准件，为使轴承便于互换和大量生产，轴承内圈与轴的配合采用基孔制，即以轴承内圈的尺寸为基准。但内圈的公差带位置却和一般的基准孔相反，如图7.2中公差带都位于零线以下，即上偏差为零，下偏差为负值。

这样分布主要是考虑配合的特殊需要。因为通常情况下，轴承的内圈是随轴一起转动的，为防止内圈和轴颈之间的配合产生相对滑动而导致结合面磨损，影响轴承的工作性能，因此要求两者的配合应具有一定的过盈，但由于内圈是薄壁零件，容易弹性变形胀大，且一定时间后又要拆换，故过盈量不能太大。

如果采用过渡配合，又可能出现间隙，不能保证具有一定的过盈，因而不能满足轴承的工作需要；若采用非标准配合，则又违反了标准化和互换性原则，所以要采用有一定过盈的配合。

此时，当它与一般过渡配合的轴相配时，不但能保证获得不大的过盈，而且还不会出现间隙，从而满足了轴承内圈与轴的配合要求，同时又可按标准偏差来加工轴。可以看出这样的基准孔公差带与GB/T 1800.4—1999中基孔制的各种轴公差带组成的配合，有不同程度地变紧。

滚动轴承的外径与外壳孔的配合采用基轴制，即以轴承的外径尺寸为基准。因轴承外圈安装在外壳孔中，通常不旋转，但考虑到工作时温度升高会使轴热膨胀而产生轴向延伸，因此两端轴承中应有一端采用游动支承，可使外圈与壳体孔的配合稍微松一点，使之能补偿轴的热胀伸长量；否则，轴会产生弯曲，致使内部卡死，影响正常运转。滚动轴承的外径与外壳孔两者之间的配合不要求太紧，公差带仍遵循一般基准轴的规定，仍分布在零线下方，它与基本偏差为h 的公差带相类似，但公差值不同。滚动轴承采用这样的基准轴公差带与GB/T 1800.4—1999中基轴制配合的孔公差带所组成的配合，基本上保持了GB/T 1800.4—1999的配合性质。

第7章 滚动轴承的公差与配合 ·137·

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7.2 滚动轴承配合件公差及选用

滚动轴承配合件是指与滚动轴承内圈孔和外圈轴相配合的传动轴轴颈和箱体外壳孔。

7.2.1 轴颈和外壳孔的公差带

由于滚动轴承是标准件，轴承内圈孔径和外圈轴径公差带在制造时已确定，因此轴承与轴颈和外壳孔的配合，需由轴颈和外壳孔的公差带决定。故选择轴承的配合也就是确定轴颈和外壳孔的公差带种类，国家标准GB/T 275—1993所规定的轴颈和外壳孔的公差带参见图7.3和图7.4。该公差带仅适用于以下场合：①轴承外形尺寸符合GB/T 273.3—1999《滚动轴承 向心轴承 外形尺寸总方案》的规定；②轴承的精度等级为0级和6(6x)级；③轴承的游隙为基本组径向游隙；④轴为实心或厚壁钢制轴；

⑤外壳为铸钢或铸铁。

图7.3

轴承内圈孔与轴颈配合的常用公差带关系图

Δd mp —轴承内圈单一平面平均内孔直径的偏差

图7.4 轴承外圈轴与外壳孔配合常用公差带关系图

ΔD mp —轴承外圈单一平面平均外径的偏差

由于这里孔的公差带在零线之下，而GB/T 1801—1999圆柱公差标准中基准孔的公差带在零线之上，所以滚动轴承的配合可以由图中清楚地看出，如它的基准面(内圈内径、外圈外径)公差带、及与轴颈或外壳孔尺寸偏差的相对关系。显然轴承内圈与轴颈的配合比GB/T 1801—1999中基孔制同名配合紧一些。对轴承内圈与轴的配合而言，圆柱公差标准中的许多间隙配合在这里实际已变成过渡配合，如常用配合中，g5、g6、h5、h6的配合已变

互换性与测量技术基础

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成过渡配合；而有的过渡配合在这里实际已成为过盈配合，如常用配合中，k5、k6、m5、m6的配合已变成过盈配合，其余配合也都有所变紧。

而轴承外圈与外壳孔的配合与GB/T 1801—1999圆柱公差标准规定的基轴制同类配合相比较，虽然尺寸公差值有所不同，但配合性质基本一致。只是由于轴承外径的公差值较小，因而配合也稍紧，如H6、H7、H8已成为过渡配合。

7.2.2 滚动轴承的配合选择

轴承的正确运转很大程度上取决于轴承与轴、孔的配合质量。为了使滚动轴承具有较高的定心精度，通常轴承两个套圈的配合都偏紧，但为了防止因内圈的弹性胀大和外圈的收缩导致轴承内部间隙变小甚至完全消除，并产生过盈，影响轴承正常运转；同时也为了避免套圈材料产生较大的应力，致使轴承使用寿命降低，所以选择时不仅要遵循轴承与轴颈、外壳孔正确配合的一般原则，还要根据轴承负荷的性质、大小、温度条件、轴承内部游隙、材料差异性、精度等级、轴承安装、拆卸等条件通盘考虑，通过查表确定轴颈和外壳孔的尺寸公差带、形位公差和表面粗糙度。

如果按表7-2～表7-8列出的轴承适用场合同上述公差带的5种应用场合，条件选择轴承，那么就可以得到合适用途的轴承内圈与轴颈、轴承外圈与外壳孔的良好配合，从而提高轴承的承载能力，延长轴承的使用寿命。

选择滚动轴承与轴颈、外壳孔的配合时，应考虑的主要因素如下。

1. 套圈与负荷方向的关系

作用在轴承上的径向负荷，可以是定向负荷(如带轮的拉力或齿轮的作用力，或旋转负荷、如机件的转动离心力)，或者是两者的合成负荷。它的作用方向与轴承套圈(内圈或外圈)存在着以下3种关系。

(1) 套圈相对于负荷方向静止。此种情况是指，作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对静止，即负荷方向始终不变地作用在套圈滚道的局部区域上，该套圈所承受的这种负荷性质，称为局部负荷。如图7.5(a)所示不旋转的外圈和图7.5(b)所示不旋转的内圈，受到方向始终不变的负荷F r 的作用。前者称为固定的外圈负荷，后者称为固定的内圈负荷。如减速器转轴两端的滚动轴承的外圈，汽车、拖拉机车轮轮毂中滚动轴承的内圈，都是局部负荷的典型实例。此时套圈相对于负荷方向静止的受力特点是负荷作用集中，套圈滚道局部区域容易产

生磨损。

(a) 旋转的内圈

负荷和固定的

外圈负荷 (b) 旋转的外圈负荷和固定的内圈负荷 (c) 旋转的内圈负荷和外圈承受摆动负荷(F r >F c ) (d) 旋转的外圈负荷和内圈承受摆动负荷

图7.5 轴承套圈与负荷方向的关系

第7章 滚动轴承的公差与配合 ·139·

·139· (2) 套圈相对于负荷方向旋转。此种情况是指，作用于轴承上的合成径向负荷与套圈相对旋转，即合成负荷方向依次作用在套圈滚道的整个圆周上，该套圈所承受的这种负荷性质，称为循环负荷。如图7.5(a)所示旋转的内圈和图7.5(b)所示旋转的外圈，此时相当于套圈相对负荷方向旋转，受到方向旋转变化的负荷F r 的作用。前者称为旋转的内圈负荷，后者称为旋转的外圈负荷。如减速器转轴两端的滚动轴承的内圈，汽车、拖拉机车轮轮毂中滚动轴承的外圈，都是循环负荷的典型实例。此时套圈相对于负荷方向旋转的受力特点是负荷呈周期作用，套圈滚道产生均匀磨损。

(3) 套圈相对于负荷方向摆动。此种情况是指，作用于轴承上的合成径向负荷与套圈在一定区域内相对摆动，即合成负荷向量按一定规律变化，往复作用在套圈滚道的局部圆周上，该套圈所承受的这种负荷性质，称为摆动负荷。如图7.5(c)和图7.5(d)所示，轴承套圈受到一个大小和方向均固定的径向负荷F r 和一个旋转的径向负荷F c ，两者合成的负荷大小将由小到大，再由大到小，周期性地变化。 由图7.6得知，当F r ＞F c 时，F r 与F c 的合成负荷就在 AB

区域内摆动。那么，不旋转的套圈就相对于合成负荷方向F 摆动，而旋转的套圈就相对于合成负荷方向F 旋转；当F r ＜F c 时，F r 与F c 的合成负荷则沿整个圆周变动，因此不旋转的套圈就相对于合成负荷的

方向旋转，而旋转的套圈则相对于合成负荷的方向静止，此时承受局部负荷。

图7.6 摆动负荷(F r >F c )

由以上分析可知，轴承套圈相对于负荷的旋转状态不同(静止、旋转、摆动)，该套圈与轴颈或外壳孔的配合的松紧程度也应不同。为了保证套圈滚道的磨损均匀，当套圈承受静止负荷时，该套圈与轴颈或外壳孔的配合应稍松些，以便在摩擦力矩的带动下，它们可以作非常缓慢的相对滑动，从而避免套圈滚道局部磨损；当套圈承受循环负荷时，套圈与轴颈或外壳孔的配合应稍紧一些，避免它们之间产生相对滑动，从而实现套圈滚道均匀磨损；当套圈承受摆动负荷时，其配合要求与承受循环负荷时相同或略松一些，以提高轴承的使用寿命。

·140·

表7-2 滚动轴承配合与负荷性质的关系

轴承旋转条件

图 例

负荷性质

配合方式

内圈：旋转 外圈：静止 负荷方向：固定

静止负荷

内圈：静止 外圈：旋转

负荷方向：与外圈同时旋转

旋转负荷

内圈循环负荷 外圈局部负荷

内圈：采用静配合(过盈配合)

外圈：采用动配合(间隙配合)

内圈：静止 外圈：旋转 负荷方向：固定

静止负荷

内圈：旋转 外圈：静止

负荷方向：与内圈同时旋转

旋转负荷

内圈局部负荷 外圈循环负荷

内圈：采用动配合(间隙配合)

外圈：采用静配合(过盈配合)

内圈循环负荷

外圈摆动负荷

内、外圈：采用静配合(过盈配合)，但外圈可以稍松一些

F r >F C 时，不旋转的套圈相对于合成负荷方向F 摆动，旋转的套圈就相对于合成负荷方向F 旋转。

内圈摆动负荷 外圈循环负荷

内、外圈：采用静配合(过盈配合)，但内圈可以稍松一些

内圈局部负荷

外圈循环负荷

内圈：采用动配合(间隙配合)

外圈：采用静配合(过盈配合)

F r 内圈循环负荷 外圈局部负荷

内圈：采用静配合(过盈配合)

外圈：采用动配合(间隙配合)

滚动轴承套圈与轴颈和外壳孔的配合，与轴承套圈所承受的负荷大小有关。国家标准GB/T275—1993根据当量径向动负荷P r与轴承产品样本中规定的额定动负荷C r的关系，将当量径向动负荷P r分为轻负荷、正常负荷和重负荷三种类型，见表7-3。轴承在重负荷和冲击负荷的作用下，套圈容易产生变形，使配合面受力不均匀，引起配合松动。因此，负荷愈大，过盈量应选得愈大，且承受变化的负荷应比承受平稳的负荷选用较紧的配合。

表7-3 当量径向动负荷P r的类型

P r值的大小

负荷类型

球轴承

滚子轴承

(圆锥轴承除外)

圆锥滚子轴承

轻负荷P r≤0.07C r P r≤0.08C r P r≤0.13C r

正常负荷 0.07C r＜P r≤0.15C r 0.08C r＜P r≤0.18C r 0.13C r＜P r≤0.26C r

重负荷＞0.15C r＞0.18C r＞0.26C r

3. 径向游隙

按GB/T 4604—1993《滚动轴承径向游隙》的规定，滚动轴承的径向游隙共分为五组，即：2组、0组、3组、4组、5组，游隙的大小依次由小到大，其中0组为标准游隙，应优先选用。

轴承的径向游隙应适中，当游隙过大，就会引起较大的径向跳动和轴向窜动，使轴承产生较大的振动和噪声。游隙过小，则会使轴承滚动体与套圈间产生较大的接触应力，并增加轴承摩擦发热，致使轴承寿命降低。因此，游隙的大小应适度。

如果轴承具有基本组游隙，若供应的轴承无游隙标记，则指基本组游隙。在常温状态的一般条件下工作，则轴承与轴颈和外壳孔配合的过盈量较恰当。若轴承具有的游隙比基本组游隙大，在特别条件下工作时(如内圈和外圈温差较大，或内圈与轴颈间、外圈与外壳孔间都要求有过盈等)，则配合的过盈量应较大。若轴承具有的游隙比基本组游隙小，在轻负荷下工作，要求噪声和振动小，或要求旋转精度较高时，则配合的过盈量应较小。

4. 其他因素

①温度的影响：轴承工作时因摩擦发热，及其他热源的影响，套圈的温度会高于相配件的温度，内圈的热膨胀使之与轴颈的配合变松，而外圈的热膨胀则使之与外壳孔的配合变紧。因此，当轴承工作温度高于100℃时，应对所选的配合进行适当的修正，以保证轴承的正常运转。

②轴颈与外壳孔的结构和材料的影响：剖分式外壳孔和整体式外壳孔与轴承外圈的配合松紧有差异，前者稍松，以避免夹扁外圈；薄壁外壳或空心轴与轴承套圈的配合应比厚壁外壳或实心轴与轴承套圈的配合紧一些，以保证有足够的连接强度。

③轴承组件的轴向游动：由前述内容可知，轴承组件在运转过程中，轴颈受热容易伸

·141·长，因此，轴承组件的一端应保证一定的轴向移动余地，则该端的轴承套圈与相配件的配合应较松，以保证轴向可以游动。

④旋转精度及旋转速度的影响：当轴承的旋转精度要求较高时，应选用较高精度等级的轴承，以及较高等级的轴、孔公差；对负荷较大且旋转精度要求较高的轴承，为消除弹性变形和振动的影响，旋转套圈应避免采用间隙配合，但也不宜过紧；对负荷较小用于精密机床的高精度轴承，为了避免相配件形状误差对旋转精度的影响，无论旋转套圈还是非旋转套圈，与轴或孔的配合常常希望有较小的间隙。当轴承的旋转速度过高，且又在冲击动负荷下工作时，轴承与轴颈及外壳孔的配合最好都选用过盈配合。在其他条件相同的情况下，轴承转速越高，配合应越紧。

⑤公差等级的协调：选择轴颈和外壳孔的公差等级时应与轴承的公差等级协调。如0级轴承配合的轴颈一般选IT6，外壳孔一般选IT7；对旋转精度和运转平稳性有较高要求的场合(如电动机)，轴颈一般选IT5，外壳孔一般选IT6。

⑥轴承的安装与拆卸：为了方便轴承的安装与拆卸，应考虑采用较松的配合。如要求装拆方便但又要紧配合时，可采用分离型轴承，或内圈带锥孔、带紧定套和退卸套的轴承。

综上所述，影响滚动轴承配合的因素很多，通常难以用计算法确定，所以实际生产中可采用类比法选择轴承的配合。类比法确定轴颈和外壳孔的公差带时，参考表7-4、表7-5、表7-6和表7-7，按照表列条件进行选择。

表7-4 安装向心轴承的轴颈(圆柱形)公差带

内圈工作条件深沟球轴承、

调心球轴承和

角接触球轴承

圆柱滚子

轴承和圆

锥滚子轴

承

调心滚

子轴承

运动状态负荷类型应用举例

轴承公称内径/mm

公差带

圆柱孔轴承

轻负荷仪器仪表、精密机

械、机床主轴、通

风机传送带等

≤18

>18~100

>100~200

－

－

≤40

>40~140

>140~200

－

≤40

>40~100

>100~200

h5

j6①

k6①

m6①

正常负荷一般通用机械、电

动机、涡轮机、泵、

内燃机、变速箱、

木工机械等

≤18

>18~100

>100~140

>140~200

>200~280

—

—

—

≤40

>40~100

>100~140

>140~200

>200~400

—

—

≤40

>40~65

>65~100

>100~140

>140~280

>280~500

j5、js5

k5②

m5②

m6

n6

p6

r6

内圈相对于负荷方向旋转或摆动

重负荷铁路机车车辆和

电车的轴箱、牵引

电动机、轧机、破

碎机等重型机械

—

—

—

—

>50~140

>140~200

>200

—

>50~100

>100~140

>140~200

>200

n6③

p6③

r6③

r7③

·142·

·143·

(续)

内圈工作条件 深沟球轴承、调心球轴承和角接触球轴承

圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承

调心滚 子轴承

运动状态 负荷类型 应用举例

轴承公称内径/mm

公差带

内圈必须在轴向容易移动 静止轴上的各种轮子 所有尺寸 g6①

内圈相对于负荷方向静止 各类负荷 内圈不需要在轴向

移动

张紧滑轮、绳索轮

所有尺寸 h6① 纯轴向负荷

所有应用场合 所有尺寸 j6或js6

圆锥孔轴承(带锥形套) 火车和电车的轴箱

装在推卸套上的所有尺寸 h8(IT5)④ 所有负荷

一般机械或传动轴

装在紧定套上的所有尺寸 h9(IT7)⑤

注：① 对精度有较高要求的场合，应选用j5、k5、…分别代替j6、k6…

② 单列圆锥滚子轴承和单列角接触轴承的配合对内部游隙影响不大，可用k6、m6分别代替k5、m5。 ③ 重负荷下轴承径向游隙应选用大于0组。

④ 凡有较高的精度或转速要求的场合，应选用h7(轴颈形状公差IT5)代替h8(IT6)。 ⑤ 尺寸≥500 mm ，轴颈形状公差为IT7。

表7-5 安装向心轴承的的外壳孔公差带

外圈工作条件

运动 状态 负荷类型

轴向位移的限度 其他情况 应用举例

外壳孔公差带①

轴处于高温

场合 烘干筒、有调心滚子轴承的大电动机

G7

轻、正常和重负荷 轴向容易移动

采用剖分式外壳

一般机械、铁路车辆轴箱 H7 外圈相对于负荷方向静止 冲击负荷 铁路车辆轴箱轴承 轻和正常负荷

轴向能移动

整体式或剖分式外壳 电动机、泵、曲轴主轴承

J7、JS7

外圈相对于负荷方向摆动 正常和重负荷

轴向不移动

整体式 外壳

电动机、泵、曲轴主轴承 K7 重冲击负荷 牵引电动机 M7

轻负荷 张紧滑轮

J7 K7

正常和重负荷

装有球轴承的轮毂 K7、M7 M7、N7 外圈相对于负荷方向旋转

重冲击负荷

薄壁或整体式外壳 装有滚子轴承的轮毂

— N7、P7

注：① 并列公差带随尺寸的增大，从左至右选择；对旋转精度要求较高时，可相应提高一个标准公差等级，并同时选用

整体式外壳；对轻合金外壳应选择比钢或铸铁外壳较紧的配合。

·144·

表7-6 安装推力轴承的轴颈公差带

推力球轴承和圆柱滚子轴承 推力调心滚子轴承

轴圈工作条件 轴承内径/mm 轴颈公差带

纯轴向负荷

所有尺寸

所有尺寸 j6或js6 轴圈相对于负荷方向静止

— — ≤250 250 j6 js6 径向和轴向联合负荷

轴圈相对于负荷方向旋转或摆动

— — —

≤200 >200~400 >400

k6 m6 n6

表7-7 安装推力轴承的外壳孔公差带

座圈工作条件

轴承类型 外壳孔公差带

推力球轴承

H8 推力圆柱滚子轴承 H7

纯轴向负荷

推力调心滚子轴承

外壳孔与座圈监督配合间隙为0.001D(D 为轴承外径) 座圈相对于负荷方向静止或摆动 H7 径向和轴向联合负荷

座圈相对于负荷方向旋转

推力调心滚子轴承

M7

7.2.3 轴颈和外壳孔的形位公差与表面粗糙度

轴颈和外壳孔的公差带确定以后，为了保证轴承的工作性能，还应对它们分别规定形位公差和表面粗糙度参数值，这些可以参照表7-8、表7-9选取。

表7-8 轴颈和外壳孔形位公差值 圆柱度

端面圆跳动

轴颈

外壳孔

轴肩

外壳孔肩

轴承精度等级

0 6(6x) 0 6(6x) 0 6(6x) 0 6(6x)

基本尺寸 / mm

公差值/μm

≤6 >6~10 >10~18 2.5 2.5 3.0 1.5 1.5 2.0 4 4 5 2.5 2.5 3.0 5 6 8 3 4 5 8 10 12 5 6 8 >18~30 >30~50 >50~80 4.0 4.0 5.0 2.5 2.5 3.0 6 7 8 4.0 4.0 5.0 10 12 15 6 8 10 15 20 25 10 12 15 >80~120 >120~180 >180~250 6.0 8.0 10.0 4.0 5.0 7.0 40 12 14 6.0 8.0 10.0 15 20 20 10 12 12 25 30 30 15 20 20 >250~315 >315~400 >400~500 12.0 13.0 15.0

8.0 9.0 10.0

16 18 20

12.0 13.0 15.0

25 25 25

15 15 15

40 40 40

25 25 25

·145·

为了保证轴承与轴颈、外壳孔的配合性质，轴颈和外壳孔应分别采用包容要求和最大实体要求的零形位公差。对于轴颈，在采用包容要求的同时，为了保证同一根轴上两个轴颈的同轴度精度，还应规定这两个轴颈的轴线分别对它们的公共轴线的同轴度公差(如圆柱齿轮减速器中齿轮轴、输出轴的轴颈和轴头的要求)。对于外壳上支承同一根轴的两个孔，

应按关联要素采用最大实体要求的零形位公差φ 0，

来规定这两个孔的轴线分别对它们的公共轴线的同轴度公差(如圆柱齿轮减速器中箱体两轴承孔的要求)，以同时保证指定的配合性质和同轴度精度。

此外，无论轴颈或外壳孔，若存在较大的形状误差，则轴承与它们安装后，套圈会因此而产生变形，这就必须对轴颈和外壳孔规定严格的圆柱度公差。

轴肩和外壳孔肩的端面是安装轴承的轴向定位面，若它们存在较大的垂直度误差，则轴承安装后会产生歪斜，因此应规定轴肩和外壳孔肩的端面对基准轴线的端面圆跳动公差。

表7-9 轴颈和外壳孔配合面的表面粗糙度参数值

轴颈和外壳孔配合面直径的标准公差等级

IT7 IT6 IT5

表面粗糙度参数值/μm R a R a R a 基本尺寸/mm

R z

磨 车 R z 磨 车 R z

磨 车 ≤80 >80～500 10 16

1.6 1.6

3.2 3.2

6.3 10

0.8 1.6

1.6 3.2

4 6.3 0.4 0.8

0.8 1.6

端面

25 3.2 6.3 25 3.2 6.3 10 1.6 3.2

7.2.4 滚动轴承的配合选择示例

【例7.1】 有一直齿圆柱齿轮减速器，图7.7(a)为小齿轮轴部分装配图，小齿轮轴要求较高的旋转精度，轴承尺寸为内径50 mm ，外径110 mm ，额定动负荷C r =32000N ，轴承承受的当量径向负荷P r =4160N 。试用类比法确定轴颈和外壳孔的公差带代号，并确定孔、轴的形位公差值和表面粗糙度参数值，将它们分别标注在装配图和零件图上。

解：

(1) 减速器属于一般机械，但这里小齿轮轴要求有较高的旋转精度，所以选用6级轴承。 (2) 按给定条件，可算得P r =0.13C r ，属于正常负荷，但减速器工作时轴承有时会承受冲击负荷。

(3) 受定向负荷的影响，轴承内圈与轴一起旋转，外圈安装在剖分式壳体中，因此，内圈相对于负荷方向旋转，外圈相对于负荷方向静止。查表7-4选轴颈公差带为φ50k5(基孔制配合)，查表7-5选外壳孔公差带为φ110J7(基轴制配合)。由于该轴旋转精度要求较高，故选用提高一个标准公差等级J6较为恰当，即φ110J6。

(4) 查表7-8得圆柱度公差值：轴颈为2.5 μm ，外壳孔为6.0 μm ；端面圆跳动公差值：轴肩为8 μm ，外壳孔肩端面为15 μm 。

(5) 查表7-9得粗糙度公差值：轴颈为0.4 μm ，外壳孔表面为1.6 μm ，轴肩端面为1.6 μm ，外壳孔端面为3.2 μm 。

(6) 将选择的各项公差值按要求标注在图样上，如图7.7所示。

互换性与测量技术基础

·146· ·146·

由于轴承是标准件，因此，在装配图上只需标出轴颈和外壳孔的公差带代号如图7.7(a)所示。轴颈和外壳孔的标注如图

7.7(b)所示。

(a) 小齿轮轴部分装配图 (b) 轴颈和外壳的公差标注

图7.7 轴承与外壳孔和轴的配合、轴颈和外壳孔的公差标注 本 章 小 结

习 题

1. 滚动轴承的精度划分依据是什么？共有几级？代号是什么？用得最多的是哪些级？

2. 滚动轴承精度等级的高低是由哪几方面的因素决定的？

3. 滚动轴承内圈与轴、外圈与外壳孔的配合分别采用何种基准制？有什么特点？

4. 滚动轴承的内、外径公差带有何特点？其公差配合与一般圆柱体的公差配合有何不同？

5. 滚动轴承承受载荷的类型与选择配合有什么关系？

6. 选用滚动轴承公差等级要考虑哪些因素？是否公差等级愈高愈好？

7. 与6级6309滚动轴承(内径0

0.01045−mm ，外径00.013100−mm)配合的轴颈公差带为j5，

外壳孔的公差带为H6，试画出这两对配合的孔、轴公差带示意图，并计算它们的极限过盈或间隙。

8. 某拖拉机变速箱输出轴的前轴承为轻系列单列向心轴承(内径为φ 40 mm ，外径为φ 80 mm)，试确定轴承的精度等级，选择轴承与轴颈和外壳孔的配合，并用简图表示出轴颈与外壳孔的相关参数值。

9. 某普通机床主轴后支承上安装深沟球轴承，其内径为40 mm ，外径为90 mm ，该轴承承受一个4000 N 的定向径向负荷，轴承的额定动负荷为31400 N ，内圈随轴一起转动，外圈固定。试确定：

① 与轴承配合的轴颈、外壳孔的公差带代号；

② 轴颈和外壳孔的形位公差和表面粗糙度参数值；

③ 把所选的公差带代号和各项公差标注在公差图样上。