公差配合與測量技術(shù)目錄

第一部分基礎知識

一、滾動軸承的概述二、滾動軸承的公差三、滾動軸承配合選擇的基本原則四、軸承與軸和軸承座孔配合的常

用公差帶五、配合表面幾何公差和粗糙度項目六配合表面幾何公差和粗糙度第二部分測量技術(shù)技能實訓

任務一深溝球軸承的選用、

公差帶及幾何公差值

的確定

任務二推力球軸承的選用、

公差帶及幾何公差值

的確定

任務三確定深溝球軸承的公

差帶及幾何公差值

任務四滾動軸承的裝配了解滾動軸承公差等級分類及應用情況。了解滾動軸承內(nèi)徑、外徑公差帶及特點，會根據(jù)實際情況選擇公差帶。了解滾動軸承軸頸和外殼孔公差帶的種類，會選擇配合。項目六配合表面幾何公差和粗糙度滾動軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架4部分組成。一、滾動軸承的概述1.組成第一部分基礎知識

圖6-1滾動軸承的組成及名稱內(nèi)圈與傳動軸的軸頸配合為基孔制，外圈與外殼孔配合，為基軸制。配合的松緊程度由軸和軸承座孔的尺寸公差來保證。2.分類滾動軸承可分為平底推力球軸承（承受純軸向負荷）、深溝球軸承（承受徑向的向心軸承）和角接觸軸承（同時承受徑向和軸向負荷的向心推力軸承）。滾動軸承可分為球軸承（滾動體為球）、滾子軸承（圓柱滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承）。按承受負荷的方向分類按滾動體形狀分類深溝球軸承推力球軸承圓錐滾子軸承軸承有好有壞嗎？用什么來衡量？軸承的精度軸承的精度有多少級別？二、滾動軸承的公差065425個級別常用級最高級滾動軸承國家標準將軸承按尺寸公差與旋轉(zhuǎn)精度分級1.滾動軸承的公差等級軸承類型公差等級向心軸承0、6、5、4、2圓錐滾子軸承0、6x、5、4、2推力軸承0、6、5、40級為普通精度，在機器制造業(yè)中的應用最廣。例如，汽車、拖拉機變速箱，普通電動機、水泵等。6（6X）級軸承應用于旋轉(zhuǎn)精度和運動平穩(wěn)性要求較高或轉(zhuǎn)速要求較高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中，如普通機床主軸的后軸承和比較精密的儀器、儀表等的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中的軸承。圓錐滾子軸承有6X級而無6級。5、4級軸承應用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求高的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中，如高精度的車床和磨床、精密絲杠車床和滾齒機等的主軸軸承。2級軸承應用于旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速要求特別高的精密機械的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中，如精密坐標鏜床和高精度齒輪磨床和數(shù)控機床的主軸等軸承，只有深溝球軸承有2級。軸承類型精度等級應用情況深溝球軸承4高精度磨床、絲錐磨床、螺紋磨床、磨齒機、插齒刀磨床角接觸球軸承5精密鏜床、內(nèi)圓磨床、齒輪加工機床6臥式車床、銑床單列圓柱滾子軸承4精密絲桿車床、高精度車床、高精度外圓磨床5精密車床、精密銑床、轉(zhuǎn)塔車床、普通外圓磨床、多軸車床6臥式車床、自動車床、銑床、立式車床向心圓柱滾子軸承、調(diào)心滾子軸承6精密車床及銑床的后軸承圓錐滾子軸承4座標鏜床、磨齒機5精密車床、精密銑床、鏜床、精密轉(zhuǎn)塔車床、滾齒機6x銑床、車床推力球軸承6一般精度車床表6-1機床主軸軸承精度等級2.滾動軸承內(nèi)徑、外徑公差帶及特點內(nèi)圈與傳動軸的軸頸配合為基孔制，外圈與外殼孔配合，為基軸制。配合的松緊程度由軸和軸承座孔的尺寸公差來保證。2、上偏差均為O；3、下偏差均為負。常用級最高級1、公差帶是確定的；公差帶特點圖6-3b滾動軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶三、滾動軸承配合選擇的原則選擇軸承配合時，主要是以滾動軸承的種類、工作條件（工作溫度、旋轉(zhuǎn)精度、運行平穩(wěn)）、尺寸大小、滾動軸承套圈承受負荷的類型、軸承的游隙等因素為依據(jù)。具體可從以下9個方面考慮：套圈相對于載荷方向旋轉(zhuǎn)或擺動時，應選擇過盈配合；套圈相對于載荷方向固定時，可選擇間隙配合。載荷方向難以確定時，宜選擇過盈配合。詳見表6-2。1.運轉(zhuǎn)條件表6-2套圈運轉(zhuǎn)及承載情況2.負荷類型（a）定向負荷、內(nèi)圈轉(zhuǎn)動

（b）定向負荷、外圈轉(zhuǎn)動

（c）旋轉(zhuǎn)負荷、內(nèi)圈轉(zhuǎn)動

（d）旋轉(zhuǎn)負荷、外圈轉(zhuǎn)動套圈相對于負荷方向的狀態(tài)不同（靜止、旋轉(zhuǎn)、擺動），負荷作用的性質(zhì)亦不相同。相對靜止狀態(tài)呈局部負荷作用；相對旋轉(zhuǎn)狀態(tài)呈循環(huán)負荷作用；相對擺動狀態(tài)則呈擺動負荷作用。圖6-4軸承套圈與負荷方向的關(guān)系（1）固定負荷圖6-5擺動負荷變化的區(qū)域（2）旋轉(zhuǎn)負荷

軸承運轉(zhuǎn)時，作用在軸承套圈上的合成徑向負荷與套圈相對旋轉(zhuǎn)，順次作用在套圈的整個軌道上，則該套圈承受旋轉(zhuǎn)負荷。如圖6-4（c）中的內(nèi)圈和圖6-4（d）中的外圈，都承受旋轉(zhuǎn)負荷。其特點是套圈的整個圓周滾道順次受到負荷的作用。其運轉(zhuǎn)時，作用在軸承上的合成徑向負荷在套圈滾道的一定區(qū)域內(nèi)相對擺動，則該套圈承受擺動負荷。如圖6-5所示，軸承套圈同時受到定向負荷和旋轉(zhuǎn)負荷的作用，兩者的合成負荷將由小到大，再由大到小地周期性變化。（3）擺動負荷軸承

3.載荷大小載荷越大，選擇的配合過盈量應越大。當承受沖擊載荷或重載荷時，一般應選擇比正常、輕載荷時更緊的配合。對向心軸承，載荷的大小用徑向當量動載荷Pr與徑向額定動載荷Cr的比值相關(guān)。4.軸承尺寸隨著軸承尺寸的增大，選擇的過盈配合過盈量應越大或間隙配合間隙量應越大。表6-3向心軸承載荷大小載荷大小Pr/Cr類比確定輕載荷≤0.06小型機器正常載荷＞0.06～0.12中型機器重載荷＞0.12大型機器5.軸承游隙圖6-6滾動軸承的游隙

滾動體與內(nèi)外圈之間的游隙分為徑向游隙

和軸向游隙。軸承的徑向游隙分為第1組、第2組、基本組（即0組）、第3組、第4組、第5組。游隙的大小依次由小到大。代號示例：6203/C2（第二組游隙）。6.工作溫度選擇軸承的配合時必須考慮溫度的影響，此外還需考慮軸承與軸和軸承座的溫差和熱的流向。對旋轉(zhuǎn)精度和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性有較高要求的場合，一般不采用間隙配合，軸承的旋轉(zhuǎn)速度越高，應選用越緊的配合。7.旋轉(zhuǎn)精度0、6（6X）及軸承配合的軸其尺寸公差等級一般為IT6，軸承座孔一般為IT7。間隙配合更易于軸承的安裝與拆卸。對于要求采用過盈配合且便于安裝和拆卸的應用場合，可采用可分離軸承或錐孔軸承。當以不可分離軸承做游動支撐時，應以相對于載荷方向固定的套圈作為游動套圈，選擇間隙或過渡配合。對于剖分式軸承座，外圈不宜采用過盈配合。當軸承用于空心軸或者薄壁、輕合金軸承座時，應采用比實心軸或鑄鐵軸承座更緊的過盈配合。8.軸承座的結(jié)構(gòu)和材料9.安裝和拆卸四、軸承與軸和軸承座孔配合的常用公差帶選擇軸承的配合也就是確定軸頸和外殼孔的公差帶。圖6-70級公差軸承與軸配合的常用公差帶關(guān)系圖6-80級公差與軸承座孔配合常用公差帶關(guān)系

圓柱孔軸承載荷情況舉例深溝球軸承、調(diào)心球軸承、角接觸球軸承圓柱滾子軸承和圓錐滾子軸承調(diào)心滾子軸承公差帶軸承公稱內(nèi)徑/mm內(nèi)圈承受旋轉(zhuǎn)載荷和方向不定載荷輕載荷輸送機、輕載荷齒輪箱≤18＞18～100＞100～200——≤40＞40～140＞140～200—≤40＞40～100＞100～200h5j6①k6①m6①正常載荷一般通用機械、電動機、泵、內(nèi)燃機、正齒輪傳動裝置≤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＞280～500j5js5k5②m5②m6n6p6r6重載荷鐵路機車車輛軸箱、牽引電機、破碎機等

—＞50～140＞140～200＞200—＞50～100＞100～140＞140～200＞200n6③p6③r6③r7③內(nèi)圈承受固定載荷所有載荷內(nèi)圈需在軸向易移動非旋轉(zhuǎn)軸上的各種輪子所有尺寸f6g6h6j6內(nèi)圈不需在軸向易移動張緊輪、繩輪僅有軸向載荷所有尺寸j6、js6圓錐孔軸承所有載荷鐵路機車車輛軸箱裝在退卸套上所有尺寸h8(IT6)④③一般機械傳動裝在緊定套上所有尺寸h9(IT7)④③表6-4向心軸承和軸的配合---軸公差帶載荷情況舉例其他情況公差帶①球軸承滾子軸承外圈承受固定載荷輕、正常、重一般機械、鐵路機車車輛軸箱軸向易移動、可采用剖分式軸承座H7、G7②沖擊軸向能移動、可采用整體或剖分式軸承座J7、JS7方向不定載荷輕、正常電機、泵、曲軸主軸承正常、重軸向不移動、采用整體式軸承座K7重、沖擊牽引電機M7外圈承受旋轉(zhuǎn)載荷輕皮帶張緊輪J7K7正常輪轂軸承M7N7重—N7、P7表6-5向心軸承和軸承座孔的配合—孔公差帶表6-6推力軸承和軸的配合—軸公差帶載荷情況軸承類型軸承公稱內(nèi)徑/mm公差帶僅有軸向載荷推力球和推力圓柱滾子軸承所有尺寸j6、js6徑向和軸向聯(lián)合負荷軸圈承受固定負荷推力調(diào)心滾子軸承、推力角接觸球軸承、推力圓錐滾子軸承≤250＞250j6js6軸圈承受旋轉(zhuǎn)負荷或方向不定載荷≤200﹥200～400＞400k61m6n61要求較小過盈時，可分別用j6、k6、m6代替k6、m6、n6表6-7推力軸承和軸承座孔的配合—孔公差帶載荷情況軸承類型公差帶僅有軸向載荷推力球軸承H8推力圓柱圓錐滾子軸承H7推力調(diào)心滾子軸承—①徑向和軸向聯(lián)合載荷座圈承受固定載荷推力角接觸球軸承、推力調(diào)心滾子軸承、推力圓錐滾子軸承H7座圈承受旋轉(zhuǎn)載荷或方向不定載荷K7②M7③五、配合表面幾何公差和粗糙度正確選擇軸和軸承座孔的公差等級及其配合的同時，配合表面及端面的表面粗糙度也要提出要求，才能保證軸承的正常運轉(zhuǎn)。1.軸和軸承座孔的幾何公差公稱尺寸/mm圓

柱

度t/μm軸向圓跳動t1/μm軸

頸軸承座孔軸

肩軸承座孔肩軸承公差等級＞≤06(6x)06(6x)06(6x)06(6x)—610610182.52.531.51.524452.52.5356834581012568表6-8軸和軸承座孔的幾何公差表面粗糙度的大小不僅影響配合的性質(zhì)，還會影響聯(lián)接強度，因此，與軸承內(nèi)、外圈配合的表面通常都對粗糙度提出了較高的要求。2.配合表面及端面的粗糙度要求軸或軸承座孔直徑/mm軸或軸承座孔配合表面直徑公差等級IT7IT6IT5表面粗糙度參數(shù)Ra/μm＞≤磨車磨車磨車—805008050012501.61.63.23.23.26.30.81.61.61.63.23.20.40.81.60.81.63.2端

面3.26.33.26.31.63.2表6-9配合表面及端面的表面粗糙度實訓一

深溝球軸承的選用、公差帶及幾何公差值的確定第二部分技能實訓1.實訓任務CA6140A機床主軸箱的1軸轉(zhuǎn)速為819r/min，使用的軸承為深溝球軸承6111，查軸承手冊表內(nèi)徑d55mm，外徑D90mm,寬度18mm，（6代表深溝球軸承，1代表寬度，11代表內(nèi)徑，公稱內(nèi)徑用除以5的商數(shù)表示，所以11×5=55mm）。確定軸和軸承座孔的公差代號及尺寸的極限偏差，幾何公差值和表面粗糙度參數(shù)值，并標注在零件圖上。2.求解步驟1.軸的轉(zhuǎn)速不高，旋轉(zhuǎn)精度、運動平穩(wěn)性要求不高，1軸屬于一般機械，輕負荷選用0級軸承。2.軸承承受定向負荷的作用，軸承內(nèi)圈和軸一起旋轉(zhuǎn)，外圈安裝在主軸箱殼體中不旋傳轉(zhuǎn)，內(nèi)圈相對于負荷方向旋轉(zhuǎn)，它與軸頸的配合應較緊，外圈相對于負荷方向靜止與軸承座孔的配合應較松。3.按軸承的工作條件，應屬于輕負荷類型。4.依據(jù)軸承的工作條件從表6-4中選取軸的公差帶為Φ55j6，基孔制配合，從表6-5中選取軸承座孔的的公差帶為Φ90G7，基軸制配合。

圓柱孔軸承載荷情況舉例深溝球軸承、調(diào)心球軸承、角接觸球軸承圓柱滾子軸承和圓錐滾子軸承調(diào)心滾子軸承公差帶軸承公稱內(nèi)徑/mm內(nèi)圈承受旋轉(zhuǎn)載荷和方向不定載荷輕載荷輸送機、輕載荷齒輪箱≤18＞18～100＞100～200——≤40＞40～140＞140～200—≤40＞40～100＞100～200h5j6①k6①m6①正常載荷一般通用機械、電動機、泵、內(nèi)燃機、正齒輪傳動裝置≤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＞280～500j5js5k5②m5②m6n6p6r6重載荷鐵路機車車輛軸箱、牽引電機、破碎機等

—＞50～140＞140～200＞200—＞50～100＞100～140＞140～200＞200n6③p6③r6③r7③內(nèi)圈承受固定載荷所有載荷內(nèi)圈需在軸向易移動非旋轉(zhuǎn)軸上的各種輪子所有尺寸f6g6h6j6內(nèi)圈不需在軸向易移動張緊輪、繩輪僅有軸向載荷所有尺寸j6、js6圓錐孔軸承所有載荷鐵路機車車輛軸箱裝在退卸套上所有尺寸h8(IT6)④③一般機械傳動裝在緊定套上所有尺寸h9(IT7)④③表6-4向心軸承和軸的配合---軸公差帶載荷情況舉例其他情況公差帶①球軸承滾子軸承外圈承受固定載荷輕、正常、重一般機械、鐵路機車車輛軸箱軸向易移動、可采用剖分式軸承座H7、G7②沖擊軸向能移動、可采用整體或剖分式軸承座J7、JS7方向不定載荷輕、正常電機、泵、曲軸主軸承正常、重軸向不移動、采用整體式軸承座K7重、沖擊牽引電機M7外圈承受旋轉(zhuǎn)載荷輕皮帶張緊輪J7K7正常輪轂軸承M7N7重—N7、P7表6-5向心軸承和軸承座孔的配合—孔公差帶公稱尺寸/mm圓

柱

度t/μm軸向圓跳動t1/μm軸

頸軸承座孔軸

肩軸承座孔肩軸承公差等級＞≤06(6x)06(6x)06(6x)06(6x)—610610182.52.531.51.524452.52.53568345810125681830503050804452.52.5367844510121568101520251012158012018012018025068104571012146810152020101212253030152020表6-8軸和軸承座孔的幾何公差5.按表6-8選取幾何公差值軸圓柱度公差值0級0.005mm，軸肩端面跳動公差值0.015mm，軸承座孔圓柱度公差值0.01mm，軸承座孔肩端面跳動公差值0.025mm。Φ55Φ90軸或軸承座孔直徑/mm軸或軸承座孔配合表面直徑公差等級IT7IT6IT5表面粗糙度參數(shù)Ra/μm＞≤磨車磨車磨車—805008050012501.61.63.23.23.26.30.81.61.61.63.23.20.40.81.60.81.63.2端

面3.26.33.26.31.63.2表6-9配合表面及端面的表面粗糙度6.按表6-9選取軸和軸承座孔的表面粗糙度參數(shù)值，軸IT6磨Ra0.8，車Ra1.6，端面磨Ra3.2，車Ra6.3，軸承座孔IT7磨Ra1.6，車Ra3.2，孔端面磨Ra3.2，車Ra6.3（以磨為例）。7.查附表B確定軸的上偏差和下偏差為Φ55j6（

），查附表A確定軸承座孔的上偏差和下偏差為Φ90G7（

）。圖6-9軸頸的公差在圖樣上的標注圖6-10孔的公差在圖樣上的標注實訓二

推力球軸承的選用、公差帶及幾何公差值的確定1.實訓任務CA6140A機床尾座絲杠上使用的軸承為5205推力球軸承，查軸承手冊表軸圈內(nèi)徑d25mm,座圈外徑D47mm,寬度15mm,（5代表推力球軸承，2代表寬度，05代表內(nèi)徑，公稱內(nèi)徑用除以5的商數(shù)表示，所以05×5=25mm）。確定軸和軸承座孔的公差代號及尺寸的極限偏差，幾何公差值和表面粗糙度參數(shù)值，并標注在零件圖上。2.求解步驟1.絲杠軸的轉(zhuǎn)速為手搖大概20r/min,轉(zhuǎn)速不高，屬于一般機械，輕負荷，選用0級軸承。2.推力軸承僅有軸向負荷的作用，軸承軸圈和絲杠軸一起旋轉(zhuǎn)，座圈安裝在尾座殼體中不旋轉(zhuǎn)，軸圈相對于負荷方向旋轉(zhuǎn)，它與軸頸的配合應較緊，座圈僅有軸向負荷相對于負荷方向靜止與軸承座孔的配合應較松。3.按軸承的工作條件，應屬于輕負荷類型。4.依據(jù)軸承的工作條件從表6-6中選取軸的公差帶為Φ25j6，基孔制配合，從表6-7中選取軸承座孔的的公差帶為Φ47H8，基軸制配合。5.按表5-8選取幾何公差值軸圓柱度公差值0級0.004mm,軸肩端面跳動公差值0.01mm，軸承座孔圓柱度公差值0.007mm,，軸承座孔肩端面跳動公差值0.02mm。6.按表6-9選取軸和軸承座孔的表面粗糙度參數(shù)值，軸IT6磨Ra0.8，車Ra1.6，端面磨Ra3.2，車Ra6.3,軸承座孔IT7磨Ra1.6，車Ra3.2，孔端面磨Ra3.2，車Ra6.3（以磨為例）。7.查附表B確定軸頸的上偏差和下偏差為Φ25j6（），查附表A確定外殼孔的上偏差和下偏差為Φ47H8（）圖6-11軸頸的公差在圖樣上的標注圖6-12孔的公差在圖樣上的標注任務三確定深溝球軸承的公差帶及幾何公差值CA6140A機床主軸箱的IX軸兩端使用的是兩個0級6204深溝球軸承，內(nèi)圈直徑為Φ20mm，外圈直徑為Φ47mm,兩個軸承的內(nèi)圈裝在軸上和軸一起旋轉(zhuǎn)，外圈裝在主軸箱殼體中，將主軸的旋轉(zhuǎn)運動傳給進給箱。以知軸承承受的是輕負荷，查表確定：1.內(nèi)圈與軸配合的公差帶號，外圈與主軸箱殼孔的公差帶號。2.查表確定軸和軸承座孔的上、下極限偏差數(shù)值。3.查表確定軸和軸承座孔的幾何公差及表面粗糙度值。4.將確定好的公差標注在圖6-13圖樣上。圖6-13圖樣任務四滾動軸承的裝配1.按所裝的軸承，準備好所需工具和量具。檢查軸承的型號是否和圖樣的要求一致。2.用汽油或煤油清洗與軸承相配合的零件，用干凈的布擦凈，涂上一層黃油。3.裝配時的具體方法，可根據(jù)軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸大小和配合性質(zhì)而定。4.圓柱孔滾動軸承的裝配，當軸承內(nèi)圈與軸較緊配合，外圈與軸承座孔較松的配合時，墊上銅或軟鋼的套筒，可先將軸承裝在軸上。然后把軸承和軸一起裝入軸承座孔中。5.裝配時，壓力應加在配合的套圈的斷面上，不能通過滾動體傳遞壓力。6.當軸承外圈與軸承座孔較緊配合，內(nèi)圈與軸較松配合時，應先將軸承裝軸承孔中，裝配套筒的外徑應小于軸承座孔直徑。7.當軸承內(nèi)圈與軸，外圈與軸承座孔都是較松配合時，裝配套筒應同時壓在軸承的內(nèi)、外的端面上，使壓力同時傳到內(nèi)外圈上，裝入軸上和軸承座孔中。8.裝配軸承時采用的具體方法和工具，可根據(jù)配合過盈量的大小而確定，配合過盈量較小時，可用手錘敲擊，過盈量較大時，可用壓力機墊上套筒壓入。9.當過盈量過大時，可用溫差法裝配，用吊鉤將軸承掛住放在油中加熱至80—100℃，利用熱脹進行裝配。1.滾動軸承上標有代號的一面應朝外可見代號，便于更換。2.軸承裝配在軸上和軸承座孔中，不能有歪斜、卡住現(xiàn)象。3.保證軸承工作時有一定的熱脹余量，同軸中的兩個軸承，保證有