轴与轴承配合选用_百度文库
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轴与轴承配合选用
&&实用选择,轴承与轴及孔的配合选择
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你可能喜欢& 选择timken轴承配合时，应考虑哪些因素?
选择timken轴承配合时，应考虑哪些因素?
　　选择轴承配合时应考虑以下几点:
　　轴承受负荷的方向和性质在选择轴承与轴或箱休、轴承座配合时主要根据轴承负荷的方向和性质来选择配合种类。负荷的方向是指轴承承受&径向负荷&、&轴向负荷&和&联合负荷&三种负荷的方向。负荷的性质是根据作用于轴承上的负荷在轴承套圈旋转情况下，套圈所承受的负荷性质，分为下列三种:
　　(1)局部负荷:轴承的内圈或外圈仅在滚道圆周的固定区域上承受固定方向的径向负荷，并把该负荷传给轴或箱体的固定区域，这种负荷称为局部负荷。局部负荷的特点是合成径向负荷向量与套圈相对0止。在选择配合时，常采用一、二、三种动配合和第四种过渡配合。
　　(2)循环负荷(又叫旋转负荷):轴承内圈或外圈在整个滚动圆周上顺次地承受径I甸负荷，并把该负荷顺次地传到相对的轴和箱体咸轴感座的整个配合表面上，这种负荷称为循环负荷。
　　循环负荷的特点是合成径向负荷向量与套圈相对转动。
　　在选择配合时，常采用一、二、三、四种过渡配合。
　　(3)摆动负荷:轴承内圈或外圈在滚道圆周的限定区域上受固定方向的径向负荷或首受较小的旋转径向负荷的合成负荷在套圈的一定区域上摆动，并把该负荷传到相对的轴或箱体配合表面的限定区域上，由于这种负荷的大小呈周期性地变化，并且在一定范圃内摆动，或作用于轴承上的负荷是冲击负荷，振动负荷，其方向和数值经常变动，所以这种负荷称为摆劝负荷。在选择配合时常采用第四种过渡配合。
　　2.轴承受负荷的大小轴承受较大负荷时，可采用较大的过盈量，较小的负荷采用较小的过盈量。
　　3.工作温度的影响轴承在运转时，套圈的温度经常高于其邻近的零件的温度。因此，轴承内圈因热膨胀而产生与轴松动，外圈因热膨胀而影响轴承的轴向游动，所以在选择配合时，工作温度愈高则轴承内阁与轴配合过盈应愈大，而轴承外圈与箱体孔的配合过盈应愈小。
　　4.旋转精度当对轴承有较高的精度要求时，必须消除弹性变形和振动的影响，避免采用带间隙的配合，所以与轴承配合的轴应采用一级精度((d,)，箱体孔至少应采用二级精度。对椭圆度和锥度也要求较严。
　　5.轴与箱体的结构型式和材料对于分开式箱休或轴承座与轴承外圈的配合不宜采用过盈配合，但也不应使外圈在箱体孔或轴承座孔内产生转动(滑动)。为了保证轴承有足够的支承面积，当轴承安装于薄壁箱体、轻合金箱体、轴承座或者空心轴上时，应采用比厚壁箱体或实体轴更紧的配合。
　　轴或箱体孔的配合表面几何形状愈不准确时，配合过盈应愈小。
　　6.timken轴承的轴向位移当要求轴承的一个套圈在旋转时，能在轴向移动，轴承外圈与箱体孔的配合应采用动配合。
　　7.安装与拆卸的方便对于大型轴承，为了安装拆卸的方便，不宜采用过大的过盈配合，应采用动配合，当需要采用紧配合时，常采用分离轴承，或者内圈带圆锥孔和带紧定套或退卸套的轴承。使用过程中经常拆卸、安装的轴承应采用较小的过盈配合。如一般正常负荷情况下的离心泵、减速机、电动机等的轴与轴承内圈配合采用配合。
　　各种主要机械设备上轴承与轴或箱体孔的配合选择，可e阅《机械设计手册》
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滚动轴承技术资料
■轴承公差分级
　　轴承按尺寸公差与旋转精度分级。
　　向心轴承（圆锥滚子轴承除外）公差等级共分五级，即：P0(G)、P6(E)、P5(D)、P4(C)、P2(B)级，精度等级由低到高。
■轴承材料
轴承套圈及滚动体用GCr15或GCr15SiMn钢制造。当用户有特殊要求时，可协商采用其它材料。
■轴承零件的硬度
用GCr15或ZGCr15制造轴承套圈和滚动体时，其套圈和滚子和硬度值应为HRC60~65；钢球的硬度值为HRC61~66。
■轴承配合表面和端面的表面粗糙度
轴承与轴和外壳配合表面和端面的表面粗糙度最大值不得超过表1所列数值
表1 轴承配合表面和端面的表面粗糙度值
轴承公差等级
轴承公称直径(mm)
内圈内孔表面
外圈外圆柱表面
　　轴承按尺寸公差与旋转精度分级。
　　轴承的游隙是指在无负荷作用时，当一个套圈固定不动，另一个套圈相对于固定套圈由一个极端位置移动到另一个极端位置的移动量。作径向移动者称为径向游隙，作轴向移动者称为轴向游隙。
　　通常，轴承的原始径向游隙大于轴承工作时的游隙，轴承的径向游隙对轴承的寿命、温升和噪声等有很大的影响。决定轴承径向游隙时，必须考虑以下几点：
　　过盈配合安装时，内圈的膨胀和外圈的收缩导致游隙的减少。
　　在运转温度下，轴承内、外圈的温度差及其相关件的热膨胀导致游隙的变化。
　　在工作时，球轴承通常在运转温度下，游隙应接近于零。对于滚子轴承，在正常的工作条件下，通常应留有一定的径向游隙。
■滚动轴承的公差
　　滚动轴承的尺寸公差和旋转精度列于表2-表9中，符合GB/T307规定，并等效于IS0492标准。
　　向心轴承公差定义
　　d--公称内径（圆锥孔理论小端直径）；ds--单一内径；
dmp——单一平面内平均内径；
△dmp——单一平面平均内径的偏差；
△ds——单一内孔直径的偏差，△ds=ds—d；
Vdmp——平均内径变动量，即最大和最小单一平面平均内径之差，Vdmp=dmpmax-dmpmin；
Vdp——单一径向平面内径变动量，即单一径向平面内最大和最小单一内径之差，Vdp=dsmax-dsmin
D——公称外径；&&&&Ds——单一外径；
Dmp——单一平面平均外径；&△Ds——单一外径偏差，△Ds=Ds-D；
△Dmp——单一平面平均外径的偏差，△Dmp=Dmp-D；
VDp——单一径向平面内外径变动量，即单一径向平面内最大和最小单一外径之差，VDp=Dsmax—Dsmin；
VDmp——平均外径变动量，即最大和最小单一平面平均外径之差，VDmp=Dmpmax-Dmpmin；
B(C)——内（外）圈公称宽度；&&&&Bs(Cs)——内（外）圈单一宽度；
△Bs——内圈单一宽度偏差，△Bs=Bs—B； △Cs——外圈单一宽度偏差，△Cs=Cs—C；
VBs——内圈宽度变动量，即单个内圈最大和最小单一宽度之差，VBS=Bsmax-Bsmin；
Vcs——外圈宽度变动量，即单个外圈最大和最小单一宽度之差，Vcs=Csmax—Csmin；
T——轴承公称宽度；
△Ts——实测轴承宽度的偏差，△Ts=Ts-T；
旋转精度：
Kia——成套轴承内圈的径向跳动；&&&&Kea——成套轴承外圈的径向跳动；
Sd——内圈基准端面对内孔的跳动；&&&&SD——外径表面母线对基准端面的倾斜度变动量；
Sia——成套轴承内圈端面对滚道的跳动；Sea——成套轴承外圈端面对滚道的跳动；
P0(G)级公差内圈&&&&&&&&&μm
P0(G)级公差外圈&&&&&&&&&μm
开式直径系列
与同一轴承内圈的△Bs及VBs相同
P6(E)级公差内圈 &&&&&&&&&μm
P6(E)级公差外圈 &&&&&&&&&μm
开式直径系列
0、1、2、3、4
与同一轴承内圈的△Bs及VBs相同
P5(D)级公差内圈&&&&&&&&&μm
0、1、2、3、4
表7 P5(D)级公差外圈 &&&&&&&&&μm
与同一轴承
内圈的△Bs相同
表8 P4(C)级公差内圈 &&&&&&&&&μm
表9 P4(C)级公差外圈 &&&&&&&&&μm
与同一轴承内圈
的△Bs相同
■滚动轴承的配合
　　为了防止轴承内圈与轴，轴承外圈与轴外壳在机器运转中产生打滑现象，选择和保持正确的配合非常重要。为了选择合适的配合，必须考虑负荷的类型和大小、轴承类型及其他一些设计和性能要求。
　　圆柱形内孔的轴承在选择轴承配合时，应考虑以下因素：
　　1 负荷的类型
　　根据作用于轴承上的负荷对套圈的旋转情况，可将套圈所承受的负荷分为：固定负荷、回转负荷和摆动负荷。
　　（1）固定负荷
　　合成径向负荷，由套圈滚道的局部区域所承受，并传至轴或轴承座的相对局部区域，这种负荷称为固定负荷。固定负荷的特点是合成径向负荷向量与套圈相对静止。承受固定负荷的套圈一般可选用较松的配合。
　　（2）回转负荷
　　作用于套圈上的合成径向负荷向量沿着滚道圆周方向旋转，顺此地由滚道的各个部位所承受，这种负荷称为回转负荷，又叫循环负荷。回转负荷的特点是合成径向负荷向量与套圈相对旋转。
　　承受回转负荷的套圈与轴或外壳孔选用过渡或过盈配合。若以间隙配合安装，轴承套圈与轴或外壳孔之间将会发生打滑现象，接触面因而磨损，并由于摩擦发热，是温度急剧升高，轴承很快损坏。配合过盈量的大小依运转情况而定，以轴承在负荷下工作时，套圈在轴上或外壳孔内的配合表面上不出现“爬行”为原则。
　　（3）摆动负荷
　　作用于套圈上的合成径向负荷向量在套圈滚道的一定区域内相对摆动，为滚道一定区域所承受，或作用于轴承上的负荷是冲击负荷、振动负荷，其方向或数值经常变动者，这种负荷称摆动负荷，又称不定方向负荷。
　　轴承承受摆动负荷时，特别是在承受重负荷时，内外圈均应采用过盈配合。内圈旋转时，通常采用回转负荷时的配合，但有时外圈必须在轴承箱内轴向游动或其负荷较轻时，可采用比回转负荷稍轻松的配合。
　　2 负荷的大小
　　轴承套圈在负荷的径向分量作用下在径向受到压缩，会引起配合成松弛，在重回转负荷的情况下易产生打滑现象。因此，对于重负荷场合，通常应比在轻负荷和正常负荷场合的配合为紧。负荷愈重，其配合过盈量应愈大。
　　当量径向负荷分“轻”、“正常”及“重”负荷，一般具有下列表10所示关系（Cr表示轴承的基本额定动负荷）
表10 当量动负荷Pr与Cr的关系
径向负荷Pr
滚子轴承（圆锥轴承除外）
Pr≤0.07Cr
Pr≤0.08Cr
0.07Cr＜Pr≤0.15Cr
0.08Cr＜Pr≤0.18Cr
Pr＞0.15Cr
　　3 工作温度
当轴承在运转时，套圈的温度通常比相邻零件的温度高，轴承内圈可能因膨胀而与轴松动，外圈可能因热膨胀而影响轴承的轴向游动。所以在选择配合时必须注意考虑温度的差异和其热传导的方向。
　　4 轴承的旋转精度
当对轴承的旋转精度和运转的平稳性要求较高时，为了消除弹性变形及振动的影响，尽量避免采用间隙配合。
　　5 轴和轴承箱的结构设计和材质
如果轴或轴承箱表面形状不规则，将导致轴承内、外圈的不正常变形，并且受力不均。对开式轴承箱，与轴承外圈的配合不宜采用过盈配合，但也不应使外圈在轴承箱孔内转动。当轴承安装于薄壁、轻合金轴承箱或空心轴上时，为了保证轴承有足够的支承面，应采用比厚壁轴承箱、铸铁轴承箱或实心轴上所选择的配合要紧。
■轴承与轴和外壳的配合
　　轴承与轴的配合采用基孔制，轴承与外壳的配合采用基轴制，轴承与轴的配合与机器制造业中所采用的公差配合制度不同，轴承的内径公差多为负公差。因此，在采用相同配合的条件下，轴承内径与轴的配合比通常的配合较为紧密。轴承外径的公差虽为负公差，但其公差取值与一般公差制度也不相同。
　　向心轴承的轴配合公差带，建议从表11中选择；不同公差等级轴承与轴配合的公差列于表15、表17、表19及表 21中；向心轴承的外壳孔公差带从下表12中选择。不同公差等级轴承与外壳孔配合的公差列于表16、表18、表20及表22中。
表11安装向心轴承的轴公差带
内圈工作条件
深沟球轴承和角接触球轴承
轴承公称内径d(mm)
内圈相对于
负荷方向旋
转或负荷方
电器仪表、机床（主
轴）精密机械泵、通
风机传送带
18＜d≤100
100＜d≤200
一般通用机械、电动
机、滿轮机、栗、内
燃机变速箱、木工机械
18＜d≤100
100＜d≤140
140＜d≤200
200＜d≤280
铁路车辆和电车的
轴箱、牵引电动机、
轧机、破碎机等重型
内圈相对于
负荷方向静
内圈必须在轴向
静止轴上的各种轮子
内圈不必须要在
涨紧滑轮、绳索轮
纯轴向负荷
所有应用场合
火车和电车的轴箱
装在退衬套上的所有尺寸
一般机械或传动轴
装在紧定套上的所有尺寸
①凡对公差有较高要求的场合，应用j5、k5……代替j6、k5……等；②角接触球轴承配合对游隙影响不大，可用k6和m6代替k5和m5。
③应选用轴承径向游隙大于基本组的滚子轴承；④凡有较高的公差等级或转速要求的场合，应选用h7,IT5为轴颈形状公差。
表12安装向心轴承的外壳孔的公差带
轴向位移的限度
外圈相对于负
荷方向静止
轻、正常和重负荷
轴承向容易移动
轴处于高温场合
烘干筒、有调心滚子轴承的大电动机
轴向能移动
剖分式外壳
一般机械、铁路车辆轴箱
外圈相对于负
荷方向摆动
轻和正常负荷
整体式蔌剖分
铁路车辆轴箱轴承
电动机、泵、曲轴主轴承
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
重冲击负荷
牵引电动机
外圈相对于负
荷方向旋转
正常和重负荷
装用球轴承的轮毂
重冲击负荷
薄壁、整体式外壳
装用滚子轴承的轮毂
注：1)凡对公差有较高要求的场合，应选用标准公差P6、N6、M6、K6、J6和H6分别代替P7、N7、M7、K7、J7和H7,并应同时选用整体式外壳。
2)对于轻合金外壳应选择比钢或铸铁外壳较紧的配合座别。
■配合表面的粗糙度和形位公差
　　配合表面的粗糙度轴肩和外壳孔亦是保证轴承轴向定位的支撑，轴颈和外壳与轴承配合表面的粗糙度不应超过表13的规定。
表13配合表面的粗糙度&&&&&&&&&&μm
轴承公差等级
轴承公称内径或外径（mm)
大于80到500
表面粗糙度参数Ra(um)按GB1031
轴肩和外壳孔肩端面
　　配合表面的形位公差：轴颈和外壳与轴承配合表面的圆柱度和端面圆跳动公差表示如下图，其数值不应超过表14的规定
表14轴和外壳孔的形位公差&&&&&&&&&&μm
公称尺寸(mm)
端面圆跳动t1
公差值(um)
表15 P0级公差轴承与轴的配合&&&&&&&&&&μm
表16 P0级公差轴承与外壳的配合&&&&&&&&&&μm
表17 P6级公差轴承与轴的配合&&&&&&&&&&μm
表18 P6级公差轴承与外壳的配合&&&&&&&&&&μm
■滚动轴承的预负荷
轴承安装前的内部间隙（原始间隙）与安装后达到运行温度时轴承内部间隙（称工作间隙）不同，前者大，随着应用场合的不同，很多要求负运行间隙，即施加预负荷，这种预负荷是为了保证轴承在配合时所用负荷条件下防止由于打 滑而造成损坏。
　　主要作用有：提高轴承刚度，减少运行噪声，补偿运行中磨损所增大的间隙，提高轴的引导精度，为此而延长轴承的使用寿命。预压力往往是主要指标（额定动负荷Cr)系数，最佳预压负荷还需先计算预压力，经试验证实不断修正后确定常规值，通过不同的调节方法实施。
■滚动轴承的安装与拆卸
轴承的安装应根据轴承类型和大小决定其安装方法：机械法、油压法、加热法。无论用哪种方法，轴承内、外圈、保持架或滚动体都不应承受直接冲击，严格按照轴承的安装与拆卸规程进行，安装与拆卸人员应经过严格培训与考核， 并配备专用的设备和工具。安装前不允许把轴承当做量规去检验轴与外壳孔的配合表面和加工尺寸精度，以免损伤配合面和磁化轴承。
　　轴承安装时，要使轴与轴承的轴心线重合，若轴承位置歪斜，不仅使装配困难，轴表面还易产生压痕和使轴颈弯 曲，甚至有时会使轴承内圈胀裂。
　　在安装准备工作没有完成以前，一般不要先拆开轴承的内包装，以免其待装配时间过长，产生锈蚀和污物侵入。
　　随轴承尺寸增大，所需安装力会显著増加，要对内圈或轴承箱需先加热，轴承加热最高温度不能超过120°，否则轴承材料将会发生结构变化。有防尘结构的轴承不能加热以防油脂溢出。
　　轴承的拆卸是按其安装的反顺序进行的。必须掌握正确的拆卸方法，并采取一系列的保护措施，不损伤轴承及其组合零件，保持轴承完好的原有状态，以供分析与研究用。
■滚动的润滑与保养
若使滚动轴承运行可靠，就必须施以足够的润滑，以防滚动体、滚道及保持架之间有直接的金属接触，造成磨损及轴承表面腐蚀，因此在各种轴承应用中选择适当的润滑剂和润滑方式极为重要，同时也需要正确的保养。
　　加脂密封轴承供货时已注入的润滑脂能适应所规定的使用场合，脂的寿命可超过轴承寿命，除特殊场合外不需补充润滑脂。
　　轴承应用中根据运行状况（温度、速度）并能保证可靠的润滑时，所用润滑剂剂量最小时其运行温度最低。但当润滑剂同时要起密封或散热时，用量就要増加；过量的润滑剂会使运行温度上升，高速时更为显著。轴承低速（或极低速）运行时，必须注意防腐蚀，这时应在轴承箱内填满润滑剂。
　　开式轴承应用时由于机械作用、老化及污染的増加，轴承装置中所配的润滑剂将逐渐失去其润滑性能，因此要不断补充和更新。
　　轴承安装时新加润滑剂或补充润滑剂后在开始运转速度应低于额定转速，一旦润滑剂分散均匀后温度下降，运行速度可升至正常状态。
　　更换或补充润滑剂时必须注意先去除旧油脂后将新油脂装入滚动体之间，更换过程中特别注意环境的清洁度，不能将杂质带入轴承或轴承箱内。
　　当轴承高速或高温运行无法将轴承摩擦热量散出时，以及当邻近零件采用油润滑时，通常采用机油润滑，机油润滑方法有四种：（1）油浴润滑；（2）循环润滑；（3）喷油法；（4）油气润滑法。
　　油浴润滑的过程是机油由旋转的轴承零件撩起，分布于轴承内，然后再流回油池，注意轴承停止转动时，油位必须在轴承最低滚动体中心的稍下方，防止沉积物入侵轴承内部，使用过程中油温增加过快或过高时，要增加更换新油的次数。一般使用周期内要观察机油的污染和氧化情况。
　　循环润滑的机油循环通常要使用油泵，机油通过轴承后应予过滤，若使轴承运行温度保持在较低水平，机油通过轴承之前应予冷却。
　　喷油润滑的轴承运转较高时，机油喷射速度要足够能穿透旋转轴承周围的空气涡流，确保流入轴承内的油量足够，但不过量，可提供足够的润滑，又不引起不必要的温升。使用过程中注意观察机油是否污染和过分氧化，要保证油路的畅通。
　　油气润滑是由压缩空气将极少量的机油送入各个轴承，采用这种润滑方法的轴承与其它任何方法润滑的轴承相比工作温度最低，转速可达到最高。压缩空气既用来冷却轴承，也可在轴承配置中増压，防止杂物侵入。但要注意压缩空气的输送管内清洁度和凝结水的排放。
　　使用循环润滑、喷油润滑、油气润滑方法时必须有足够尺寸的排油管将轴承内的油流排出。
　　机油的选择主要基于机油粘度以保证在运行温度下能为轴承提供足够的润滑。
　　目前市场有各种牌号的润滑剂，不同厂家的油脂虽然看起来相同，但可能具有不同的性能，所以轴承制造厂不可能对其润滑剂及其性能负责，建议使用者详细提出性能要求，并要求供应厂家满足这些性能要求。
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