滚动轴承的游隙及其选择

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册中》第1301页（1958字）

滚动轴承的游隙分为径向游隙和轴向游隙，如图4．10-11～4．10-12所示。径向游隙G_r是在无外载下，一个套圈相对另一套圈从一个径向偏心极限位置，移向相反极限位置的径向距离在不同角度方向的算术平均值。轴向游隙则是一个套圈相对于另一套圈从一个轴向极限位置，移向相反的极限位置的轴向距离的算术平均值。径向游隙有原始游隙，配合游隙和工作游隙三种。原始游隙是未安装前的游隙，按游隙的大小分为1组、2组、0组(即基本组)、3组、4组和5组。第1组的游隙最小，第5组的最大。配合游隙是将轴承装在机器以后的游隙。由于与轴(或外壳)为过盈配合，套圈直径发生变化致使游隙减小，故配合游隙小于原始游隙。游隙的减小量与过盈有关，一般内圈滚道直径的增加量可取为内圈与轴配合过盈的55%～70%(平均约65%)；而对于轴承外圈，该值为50%～60%^〔44〕。工作游隙是轴承在工作状态时的游隙。因内、外圈的温度和载荷的作用，致使工作游隙不同于配合游隙，内圈受热膨胀使游隙减小，载荷使滚动体与套圈接触处变形而使游隙增大。工作游隙通常大于配合游隙。

图4．10-10所示各类轴承的游隙是不可调的，还有一类轴承的游隙是可调的，如圆锥滚子轴承、推力轴承等。可调节型轴承的游隙(见图4．10-11b)，在部件的装配过程中靠调节套圈相互位置的方法确定。所需游隙的大小，依据轴承的类型、尺寸以及支承刚度要求、部件的工作规范、部件工作温度的变化范围、轴承配合零件的精度和轴承本身的精度等级等而定。例如，工作温度变化很大的部件应有相当大的游隙，以避免轴膨胀时滚动体受载过大；机床的主轴部件则要求保持极小的游隙，甚至过盈。正常工作条件下，可调节型轴承的轴向游隙的大约数值列于表4．10-46～4．10-47。

图4．10-10 各类向心轴承的径向游隙(G_r)

图4．10-11 滚动轴承的轴向游隙(G_a)

表4．10-46 角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向游隙的推荐值

注：表中轴向游隙值适于内圈温度比外圈温度不超过10℃，而轴和外壳的温度差约为10°～20℃。当轴和外壳温差大于20℃时，最好采用Ⅰ型配置。表列小值适于各配合件加工精密而轴的热变形不致损及轴承的情况

表4．10-47 双向推力球轴承和双联单向推力球轴承轴向游隙的推荐值

注：表中轴向游隙推荐值适于精度等级为普通级(0级)的轴承，其工作转数n小于或等于该型号轴承允许的极限转数ng的1／2；如果n＞0．5ng，为保证钢球在滚道上的正确位置，应轴向预紧，如采用弹簧压紧。

不可调节型轴承的工作游隙，在很大程度上取决于原始径向游隙。轴承原始径向游隙的选择，可参考表4．10-48。其中，0组(基本组)游隙是在考虑一般条件下内、外圈的温差(约5～10℃)、过盈配合以及一般载荷下径向游隙的变化制订的，故适于一般使用条件(过盈配合的紧度对球轴承轴不超过j5～k5，外壳不超过J6，对滚子轴承轴不超过k5～m5，外壳不超过K6)。其中，有些应用场合的支承所以选用第3、4或5组径向游隙的轴承，是因为配合及温度的变化缩小了原始游隙。在稳定状态，一般内圈比外圈温度高，故内圈比外圈膨胀大。其游隙的减小量△Gr为：

表4．10-48 向心轴承(不可调节型)原始径向游隙的选择

△G_r≈a·△t·(d+D)／2mm (4．10-23)

式中 a=0．000011，为钢的线膨胀系数；△t为两套圈温度差，一般为5～10℃，工作温度较高且轴承散热不良时可达15～20℃；d、D分别为轴承内、外径(mm)。

工作游隙为：

（4．10-24）

式中 G_r为原始径向游隙；△D₁、△d₁分别表示因过盈配合而使游隙的减小量；△G_r表示因温差而使游隙的减小量，如外圈温度高于内圈，温差使游隙增大，则△G_r取负值，见式(4．10-23)；表示因受载而使游隙的增大量^{〔44、33、69〕}。

另外，带圆锥孔的轴承，不论安装在紧定套或直接装于圆锥轴颈上，装得越紧，内圈胀得越大，使游隙减小愈多。