第八章滚动轴承精度 本章主要介绍了滚动轴承的组成，滚动轴承的精度等级及其应用，滚动轴承内径、 外径公差带及其特点；滚动轴承与轴和外壳孔公差带的规定，滚动轴承与轴和外壳孔 的公差配合、形位公差和表面粗糙度的选择。要求掌握滚动轴承的精度等级及其应用， 滚动轴承与轴和外壳孔公差带的规定，滚动轴承与轴和外壳孔的公差配合、形位公差 和表面粗糙度的选择。 滚动轴承是在机械设备中应用极为广泛的标准件之一，主要用于支撑机械旋转部 件（轴）使其能够承受径向载荷，同时又可有效降低旋转运动副的机械载荷摩擦系数， 提高工作效率，必要时还可起到固定旋转部件，使其不会产生不必要的轴向、径向运 动的作用。滚动轴承及其配件的质量会直接影响到机械设备被支撑部位的运动精度、运动 平稳性与运动灵活性等，从而影响到机械设备整体的振动、噪声和寿命等。 为了保证滚动轴承及其配件的互换性和标准化，正确进行滚动轴承的精度设计，本章所 涉及到的现行国家标准主要有 GB/T307.1-2005《滚动轴承向心轴承公差》 GB/T307.2-2005《滚动轴承测量和检验的原则及方法》 GB/T307.3-2005《滚动轴承通用技术规则》 GB/T4604-2006《滚动轴承径向游隙》 GB/T275-93《滚动轴承与轴和外壳的配合》 第一节滚动轴承精度设计概述 滚动轴承一般山外圈、内圈、滚动体和保持架四个主要部分组成，其结构见图(8-1)， 轴承外圈安装在外壳孔内，轴承内圈安装在轴颈上，滚动体承受载荷，并使轴承形成滚动摩 擦，保持架将滚动体均匀隔开，使每个滚动体能在内、外圈之间的滚道上滚动并轮流承载。 通常，内圈与轴颈仪器旋转，外圈与外壳孔固定不动；但是也有些机械设备要求外圈与外壳 孔一起旋转，而内圈与轴颈固定不动。 B 外壳孔 G 外圈 5 内圈 滚动体 保持架 轴颈 (a)径向游隙 (b)轴向游隙 图8-1滚动轴承结构 图8-2滚动轴承的游隙 滚动轴承品种繁多，可以按不同方式进行分类。 ①按轴承滚动体形状，可分为球轴承（滚动体是球体）和滚子轴承（滚动体为滚子）。 1
滋子轴承又有圆汁浴子轴承（多动休是圆针溶子，出长度与直经之比小于或等于3）、孩针 轴承（笼动体是圆滚子，此长度与直径之比在大于3到小于或等于5的范用内）、圆锥推溪 子轴承（滚动体是圆锥滚子）、调心滚子轴承之分（滚动体是球面滚子） ②按轴承所能承受的载荷方向或公称接触角α的不同，可分为向心轴承和推力轴承 句心轴承主要用于承受径向载荷的象动轴承，公称接触角在大于或等于0到小于或等于 45的范围内，分为径向接触轴承（α=0°）和向心角接触轴承(0<α≤45)两种：推力轴 承主要用于承受轴向载荷的笼动轴承，公称接触角在大于45到小于或等于90°的范用内 分头为轴白培他轴承(=90加)和推h鱼接轴轴承(4s<立<90o)西种 ③按轴承工作时能杏调心，可分为调心轴承和非调心轴承 ④按轴承滚动体的列数，可分为单列轴承、双列轴承、多列轴承， ⑤按轴承其部件能查分离，可分为可分离轴承和不可分离轴承。可分离轴承具有可分离 的部件，而不可分离轴承在最终配套后，套图均不能任意自山分离。 按轴承外径尺大小，可分为微型轴承（公称外径D≤26mm,小型轴承（公称外径 D为28 55mm) 中小型轴承（公称外径D为60-115mm) 中大型轴承（公称外径D为 120~190mm)、大型轴承（公称外径D为200~430mm)、特大型轴承（公称外径D为440~ 2000mm)、中小型轴承（公称外径D>2000mm)。 滚动轴承还可按其结构形状，如有无装填植，有无内、外圈以及套圈的形状，挡边的结 构，甚金有无保持架等分为多种结构类型，不再一一列举。 滚动轴承在工作时为保证其工作性能，必须满足以下两项要求 ①必要的旋转精厂 轴承工作时轴承的内、外圈和端面的跳动应控制在允许的范围内， 以保证传动零件的回转精度 ②合适的轴承游隙。轴承游隙，又称为轴承间隙，是指轴承在未安装于轴或外壳孔时， 将其内圈（或外圈）周定，然后使未被固定的外圈（或内圈）做径向或轴向移动时的移动量。 根据移动方向，可分为径向游隙G,和轴向游隙G,见图(8-2)。轴承工作时，轴承游隙 (称做工作游隙)的大小对轴承的滚动疲劳寿命、温升、噪声、振动等性能均有影响，放应 困之在合适的范用之内。 机械设备使用了滚动轴承，侧滚动轴承的工作性能会直接影响到整个机械设备的工作性 能，而滚动轴承的这些工作性能并非风取决于共自身的特度，还取决于与其程合的相关零 件的精度。本章主要以向心轴承为例，仪就滚动轴承在使用上的有关内容，如滚动轴承的精 度设计、滚动轴承与轴颈、外壳孔的配合选择以及轴颈、外壳孔的几何精度设计等进行简要 介绍 第二节滚动轴承精度 滚动轴承是互换性和标准化程度比较高的一种机械零件，各种机械设备中使用的滚动轴 承绝大多数都是有专业的轴承生产厂家生产出来的.滚动轴承已经成为很成熟的 种商品 除非需求方有特殊需要，可要求厂家特殊生产，杏则需求方都只需选择和购买厂家已成型的 某个产品系列即可。故 因此，滚动轴承精度的设计一般都只在轴承厂才会用到。本节仪就国家标准中关于轴承 精度设计的主要标准进行简单介绍，以供参考。这些标准的主要目的都是为了既能针对专业 轴承厂限制滚动轴承的尺小规格数，以充分保证生产的经济性：又能提供足够的尺寸规格数， 以满足轴承用户当前及未来广泛月多变的需要 一、滚动轴承的术语、定义及参数符号
GBT6930一2002《接动抽承词汇》、GBT41992003《滚动轴承公差定义》、GB/T 7188-2007《滚动轴承参数符号》、GBT7188一2007《滚动轴承参数符号》中对于滚动轴 承的外形尺小 尺小公差、形位公差、旋转精度、额定载荷、寿命 ,内部游隙等各方面需 用到的术语、定义、参数符号进行了规定，现仪将相关的一些术语、定义和参数符号总结为 表(8-1)，方便阻解本章内容 表及1滚动轴承术语、宁义及参数符号 发新 术语 定义 符号 关系式 单一毕面 滚动轴承上能够进行测量的任一径向或 轴向半面. 公称内径 包蓉基本圆柱孔理论内孔表面的圆柱体 的直径 公称外径包容理论外表面的圆柱体的直径： D 单一内径 与实际内孔表面和一径向半面的交线相 切的两条业行切线之的距离： d 单一外径 与实际外表面和一径向半面的交线相切 D 的两条半行切线之间的距离： 单一半面 与一特定径向平面相关的单一内径： do 单一内径 单一华面 单一外 与一特定径向平面相关的单一外径： D 单一内径 单一内径与公称内伦之差： △k △=d,-d 偏若 单一外轻 偏差 单一外径与公称外径之差： △=D.-D 内径 单个套圈最大与最小单一内径之差： Vh=d-d 变动量 外径 变动量 单个套圈最大与最小单一外径之差： Yps-D:mst -D.mi 半均内径 单个套圈最大与最小单一内径的算术平 dn=(dms十dm）2 均值： 单个年图最大与最小单一外径的算术 平均外径 均值： DD=(D+D)12 半均内径 平均内径与公称内径之差： △ △=dn-d 半均外径 平均外径与公称外径之差： △ △m=Dn-D 后 单一华面 最大与最小单一半面单一内径的算术平 平均内径 均值： dnm=(dm十da)2 单一平面 最大与最小单一平面单一外径的算术半 Dm=(Dm十D 平均外径 均值： 单一半面 平均内径 半面平均内径与公称内径之差： △n △ip=dnn-d
偏常 单一半而 均外径 半面平均外径与公称外径之差： △pm △m=Dp-D 偏差 单一半面 内径 最大与最小单一平面单一内径之差： ykn=d一dpw 变动量 单一半面 外径 最大与最小单一平面单一外径之差： =D-D 变动量 业均内径 单个轴承套图最大与最小单一Ψ面平Ψ均 变别最 内之 Vnp-dapmdmpoi 半均外径 单个轴承套圈最大与最小单一平面平均 变动量 外径之弟 =Dp-Dngi 能承受纯径向载荷的轴承（无预载荷）， 在不同的角度方向，不承受任句外截持 径向游 套图相对另 套图从一个径向偏心极 G, 限位置移到相反的极限位的径向距离 的算术半均值 理论 外圈滚动接触直径减去内圈滚道接触直 径向游限 径再减尖两倍滋动体首径 能承受两个方向轴向载荷的轴承（无预我 荷)，不承受任何外我荷，一套圈相对另 轴向游谢 ·套图从一个轴向极限位置移到相反的 极限位？的轴向距离的算术平均值 二、滚动轴承外形尺寸 与滚动轴承的外形尺相关的国家标准将近有30个左右之多，其中GBT273系列是溪 动轴承外形尺的总方案苏湘，它分为一个部分：GBT27312003《溶动轴承圆推滚子 轴承外形尺总方案》， GBT273.2一2006《动轴承推力轴承外形尺总方案》，GBT 273.3一1999《滚动轴承向心轴承外形尺总方案》。本部分以图8-1所示的向心轴承为代 表简单介绍GBT2733一1999《滚动轴承向心轴承外形尺寸总方案》，该标准规定了向心 轴承的优先外形尺寸，但不适用于尺寸已经标准化得圆锥滚子轴承、外球面轴承、某些结构 型式的滚针轴承，飞机机架轴承和仪器粘密轴承。 向心轴承外形尺小符号及定义见图(83)。其中B代表轴承宽度，D代表外径，d代 表外径，r代表倒角尺小，”血代表最小单一倒角尺，如非特别说明，这些符号均表示公称 尺小。 向心轴承的优先外形尺寸值是按直径系列（指外径的递增系列，每一标准内径对应有- 个外径递增系列)7、8、9、0、1、2、3、4给出的，分别符合GBT273.3-1999中表1 表8的规定。 本部分仪收采直径系列7的优先外形尺寸小值。 见附表(81)，以供参考，如有 史多需要可自行查询该国家标准。非特别说明，图8-3和附表8-1（包括未收录的其他表） 4
中的符号均表示公称尺小：并月与r尺寸相对应的最大单一倒角尺寸按GB/T274《滚动 轴承倒角尺小最大值》中的规定选取 GB/T273.3—1999规定，附表8-1（包括未收录的其他表】 中的倒角尺寸小不完全适用于有止动橹轴承套园止动槽端，圆杠 滚子轴承套圈的无挡边和半挡边端、角接触轴承套圈的非推力 端：有圆维孔轴承的内图的倒角尺，小可按小于附表81〔包括末 收录的其他表)中规定的倒角尺寸进行选取：倒角表面的确切 性质并未严格规定，但是在其轴向平面内的轮廓不应超出与套 图端面和内孔或外圆杜表面相切半径为r的假想圆弧。 为了限制向心轴承的尺小规格数以免太过杂乱，又能充分 满足轴承用户当前和未来的需要，GB/T273.31999除了本身 已涵括 个宽的确定尺规格和比例的数值范围，还在其所 录A中给出了对已有数值进行延伸的相应规则。 图83向心轴承外形尺寸示例 向心轴承新尺寸（除GBT273.3一1999中已经固定了的具体数据）获得的一般规则有 以下四条。 ①大于500m的内径d,应从GB/T321《优先数和优先数系》的40优先数系列中选 ②外径D可按式8-1计算 D=d+fpdos (8-1) 系数f。值见表(82)。总方案中已有的外径尺寸应优先采用，新的外径尺小，应按表 (8-3) 表&2外径D新尺寸计算的系数f。值 直径系列 78901234 f。 0.340.45 0.620.841.12 1.481.92 2.56 表&3外径D新尺寸的 单位：mm 超过 圆整到最接近值 到 0.5 80 230 5 230 10 ③轴承宽度B可按式8-2计算 B=0.5f(D-d) (8-2) 系数∫a值见表(8-4)。新的轴承宽度尺寸应从GBT321《优先数和优先数系》R80优 5