所谓内部游隙是轴承外轮、内轮、钢球间的游隙量。一般固定内轮把外轮上下方向运动时的运动量称为径向游隙,左右方向运动时的运动量称为轴向游隙。在轴承运转中,内部游隙的大小是左右振动、发热、疲劳寿命等性能的主要因素。 深沟球轴承用普通径向内部游隙表示,在实际测定中,为了得到稳定的测定值,加上了规定的负载,因轴承的弹性变形,此时的测定值比实际值大,所以经过修正可求得真正的游隙。 |
 |
| ●小孔径轴承、微型轴承的径向内部游隙 |
(单位:um) |
| 游隙记号 |
MC1 |
MC2 |
MC3 |
MC4 |
MC5 |
MC6 |
| 游隙 |
最小 |
0 |
3 |
5 |
8 |
13 |
20 |
| 最大 |
5 |
8 |
10 |
13 |
20 |
28 | |
| 备注: |
1.标准的游隙是MC3。 |
|
2.在用测定游隙时,用下表的修正量修正。 |
| 游隙记号 |
MC1 |
MC2 |
MC3 |
MC4 |
MC5 |
MC6 |
| 修正量 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 | |
| 备注: |
另外,测定负荷如下 微型轴承时····2.5N(0.25kgf) 小孔径轴承时···4.4N(0.45kgf) |
| 轴承公称内径d(mm) |
径向内部游隙 |
| C2 |
C0 |
C3 |
C4 |
C5 |
| 以上 |
以下 |
最小 |
最大 |
最小 |
最大 |
最小 |
最大 |
最小 |
最大 |
最小 |
最大 |
| 2.5 |
6 |
0 |
7 |
2 |
13 |
8 |
23 |
14 |
29 |
20 |
37 |
| 6 |
10 |
0 |
7 |
2 |
13 |
8 |
23 |
14 |
29 |
20 |
37 |
| 10 |
18 |
0 |
9 |
3 |
18 |
11 |
25 |
18 |
33 |
25 |
45 |
| 18 |
24 |
0 |
10 |
5 |
20 |
13 |
28 |
20 |
36 |
28 |
48 |
| 24 |
30 |
1 |
11 |
5 |
20 |
13 |
28 |
23 |
41 |
30 |
53 |
| 30 |
40 |
1 |
11 |
6 |
20 |
15 |
33 |
28 |
46 |
40 |
64 |
| 40 |
50 |
1 |
11 |
6 |
23 |
18 |
36 |
30 |
51 |
45 |
73 |
| 50 |
65 |
1 |
15 |
8 |
28 |
23 |
43 |
38 |
61 |
55 |
90 |
| 65 |
80 |
1 |
15 |
10 |
30 |
25 |
51 |
46 |
71 |
65 |
105 | |
| 轴承公称内径d(mm) |
测定负荷 |
游隙的修正量 |
| C2 |
C0 |
C3 |
C4 |
C5 |
| 以上 |
以下 |
N (kgf) |
最小 |
最大 |
通用 |
通用 |
通用 |
通用 |
| 2.5 |
18 |
24.5(2.6) |
3 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
| 18 |
50 |
49(5) |
4 |
5 |
6 |
6 |
6 |
6 |
| 50 |
80 |
147(15) |
6 |
8 |
8 |
9 |
9 |
9 | |
| 备注: |
1.标准的游隙是C0。 2.在用测定游隙时,用上表的修正量修正。 3.C2游隙的修正值因最大与最小不同,注意不要误用。 |
径向内部游隙和轴向内部游隙的关系

轴向内部游隙由钢球直径、内外轮沟道半径、径向内部游隙的值决定,是普通径向游隙的10倍左右。作为想减小安装后的轴向内部游隙,选择小的径向游隙和大的过盈量配合是危险的。

| △a=2*(△ r*(ro+ri-Da))0.5 |
△a=轴向内部游隙(mm) △r=径向内部游隙(mm) Da=钢球直径(mm) ro=外轮沟道半径(mm) ri=内轮沟道半径(mm) | | |
轴承游隙的选择

理论上,轴承运转中的游隙仅在负时,寿命变成最长,但我们都知道即使是微量的负游隙比这大也会迅速降低寿命。一般初期游隙选用比0大的。在微型轴承、小孔径轴承大多选择MC3,一般轴承选择C0。
●径向内部游隙的选定基准
| 使用条件 |
选定的游隙 |
| 内外轮都是游隙配合。轴向负荷小。不要轴向刚性。不预压,想要减小游隙。想要控制振动和音响。低速回转。 |
MC1?AMC2?AC2 |
| 想要减小摩擦扭矩。普通的轴向负荷。普通的轴向刚性。内轮仅一些紧配合,外轮游隙配合。中低速回转。 |
MC3?AMC4?AC0 |
| 特别想要减小摩擦扭矩。轴向负荷大。要轴向刚性。重负荷、冲击负荷时,需要过盈。内轮高温或外轮低温,轴的弯曲大。 |
MC5?AMC6?AC3?AC4?AC5 | |
径向内部游隙和角游隙的关系

实际使用轴承时,因负荷轴的弯曲和外壳圆柱度,有时轴承承受力矩负荷,此时内外轮发生称作为角游隙的倾斜,因各轴承一旦超过规定的允许角,沟道和钢球间发生异常应力,造成高温和表面剥落。 所谓角游隙,内外轮不管哪一方固定,非固定侧的沟道向左右倾斜了时,自由倾斜得到的角度,有轴承中心点回转的倾斜···θ1,最下部钢球中心点回转的倾斜···θ2, θ1一方比θ2大得多,装置的设计及轴承装着时,需考虑角游隙。 |
 |
| θ1=2*tom-1(2*(△r*(ro+ri-Da))0.5/dm) |
| θ2=2*tom-1((△r*(ro+ri-Da))0.5/dm) |
θ1=轴承中心的角游隙 θ2=最下部钢球中心的角游隙 |
| dm=节圆直径、一般 dm=(D+d)/2 | | |
游隙的计算

 (1) 运转游隙 轴承运转在一定温度条件下,因负荷和配合而产生的弹性变形的间隙称为回转游隙。
(2) 因内外轮的温度差造成的游隙减少量 在一般的运转条件下,温度按钢球、内轮、外轮的顺序变低。钢球的测定很难,故实际上考虑同内轮一样。
t a*△T*Da (mm) | | |
(3) 因配合游隙造成的减少量 轴承使轴和外壳带上过盈量安装,外轮收缩内轮膨胀,故轴承内部的游隙减少。
f= fi+ fo =△db*d/db*((1-(do/d)2)/(1-(do/db)2))+ △Da*Da/D*((1-(D/Dh)2)/(1-(Da/Dh)2)) (mm) | | |
(4) 因负荷游隙造成的增加量 轴承上加上负荷,因弹性变形,内部的间隙增加。
w=C*((0.51*Fr)/(Z*cosα))(2/3)*(1/Dw)(2/3) (mm) |
| 且,此时的接触角α由下式求得 |
| cosαo/cosα=1+C/(2*m-1)*(Fa/(9.8*Z*Dw2*sinα))(2/3) |
| 1-cosαo=△r/(2*Dw*(2*M-1)) | | | ●记号的意思
| △T=内外轮温度差(℃)、一般△T=5~11℃ |
Z=钢球个数 |
△r=径向内部游隙(mm) |
| Da=外轮沟道径(mm)、一般Da=((4*D+d)/5) |
Dw=钢球直径(mm) |
Fa=轴向负荷(N) |
| △db=内轮的有效过盈量(mm) |
α=接触角(°) |
Fr=径向负荷(N) |
| do=中空轴的内径、实心轴时do=0 |
αo=初期接触角(°) |
m=内外轮沟道半径和(mm) |
| △Da=外轮的有效过盈量(mm) |
C=接触弹性系数 |
| db=内轮沟道径(mm)、一般db=((D+4*d)/5) |
| 用途区分 |
C |
m |
| 一般轴承 |
0.00218 |
0.525 |
| 计器用轴承 |
0.00287 |
0.560 | | |
| d=轴承公称内径(mm) |
| D=轴承公称外径(mm) |
| Dh=外壳外径(mm) |
| a=线膨胀系数(1/℃)、轴承钢时a=12.5*10-6、不锈钢时a=10.1*10-6 | | |
轴向负荷和轴向变位、接触角的变化

球轴承一受到轴向负荷,因弹性变形向轴向变位,且接触角比初期接触角还大。
(1) 轴向负荷
| Fa=9.8*Z*sinα*Da2*(cosαo/cosα-1)(3/2)*((2*m-Da)/(C*Da))(3/2) (N) | | | (2) 轴向变位
a=C/sinα*(1/Da)(1/3)*(Fa/(Z*sinα))(2/3) (mm) | | |

径向游隙和轴承疲劳寿命

通常使用在寿命计算的径向游隙,△r=0时,轴承内部的负荷发布是负荷率ε=0.5的状态。这是受负荷钢球的大约一半,径向游隙一变化,负荷率也变化,轴承疲劳寿命也变化。 深沟球轴承时,径向游隙△r和负荷率ε=0.5的关系F(ε)间成立着下面的关系,从F(ε)和寿命比Lε/L关系可求得Lε。 |
 |
| F(ε)=△r*Dw(1/3)/(C*(Fr/Z)(2/3)) |
Lε=径向游隙△r时的寿命 L=径向游隙△r=0时的寿命 | | | 如下图例,在若干负的游隙时是最大寿命,另外游隙变大,受负荷钢球数减少,通常寿命变短。
| ε |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1 |
| F(ε) |
33.7 |
10.2 |
4.05 |
1.41 |
0 |
-0.86 |
-1.44 |
-1.86 |
-2.2 |
-2.49 |
| Lε/L |
0.29 |
0.55 |
0.74 |
0.89 |
1 |
1.07 |
1.1 |
1.09 |
1.04 |
0.95 | |
| ε |
1.2 |
1.5 |
1.8 |
2 |
2.5 |
3 |
4 |
5 |
7 |
10 |
| F(ε) |
-3.1 |
-3.88 |
-4.6 |
-5.05 |
-6.11 |
-7.09 |
-8.87 |
-10.5 |
-13.3 |
-17.2 |
| Lε/L |
0.64 |
0.37 |
0.22 |
0.16 |
0.078 |
0.043 |
0.017 |
0.008 |
0.004 |
0.001 | |
|