1.5.2 滚动轴承的游隙

滚动轴承的游隙是轴承滚动体与轴承内、外圈之间的间隙，也可以定义为在无载荷时，将轴承一个套圈固定，另一个套圈沿径向或轴向从一个极限位置到另一个极限位置的移动量。按其移动的方向分为径向游隙或轴向游隙。轴承的轴向游隙可以通过选用合适的轴承配置来调整，所以一般情况下只需校核轴承的径向游隙。游隙是轴承的重要参数，它影响轴承的载荷分布、振动、噪声、摩擦、寿命、精度和刚性，应根据使用条件，合理选取游隙。为了满足不同的使用需要，原始径向游隙的大小分为N、2、3、4、5五个组别。其中，N组为正常游隙组，是大多数没有特殊要求的轴承所采用的游隙组。

在选轴承游隙时，必须考虑以下几种主要因素：①轴承与轴和轴承座配合的松紧会导致轴承游隙值的变化，一般轴承安装后会使游隙值缩小；②轴承在机构运转过程中，由于轴与轴承座散热条件的不同，使内圈和外圈之间产生温差，从而会导致游隙值的缩小；③由于轴与轴承座材料膨胀系数不同，会导致游隙值的变化。

根据轴承所处状态不同，游隙可以分为原始游隙、安装游隙和工作游隙。一般三者是不相同的，选用游隙时必须考虑游隙的变化情况，必要时要进行计算。下面以径向游隙为例，分别计算原始径向游隙、安装径向游隙和工作径向游隙。

1.原始径向游隙

轴承装配之后，安装到轴上和轴承座里之前的游隙称为原始游隙。以图1-34所示的圆柱滚子轴承为例，可以得到圆柱滚子轴承的原始径向游隙Gr为

式中，E、F分别为外圈、内圈滚道直径；Dw为滚子直径。

2.安装径向游隙

轴承安装到轴上和轴承座里之后，由于过盈配合，内圈膨胀，外圈收缩，因此使径向游隙减小。轴承在安装状态下的径向游隙为

式中，ΔF为内圈过盈配合引起的内圈滚道直径的增大量；ΔE为外圈过盈配合引起的外圈滚道直径的减小量。

当轴承、轴、轴承座均为钢制零件，且轴为实心、轴承座的壁厚尺寸比轴承外圈尺寸大很多时，滚道直径变化近似计算如下：

式中，I为有效过盈量；d为轴承内径；D为轴承外径；F、E分别为内、外圈的滚道直径。

3.工作径向游隙

轴承在工作状态下，一般是内圈温度高于外圈温度，内圈的膨胀要减小游隙。当内圈转速特别高时，内圈因离心力作用膨胀也会减小游隙。轴承径向载荷产生的轴承径向变形会使游隙增大。工作状态下的径向游隙表达式为

式中，Δut为内圈温度高于外圈温度引起的游隙减少量；Δuv为内圈高速旋转引起的游隙减小量；δr为轴承径向变形引起的游隙增大量。

其中，由于内圈温度高于外圈温度引起的游隙减少量Δut（mm）表达式为

式中，Δt为内、外圈温差（℃）；α为线胀系数（℃-1），对于轴承钢，α=0.0000125℃-1。

内圈高速旋转引起的游隙减少量Δuv表达式为

式中，ω为内圈角速度，ω=2πn/60，n为转速（r/min）；r1为轴承内径之半，r1=0.5d；r2为近似取为内圈滚道直径之半，r2=0.5F。

各类轴承的径向变形计算公式各不相同，对于圆柱滚子轴承来说，轴承的径向变形引起的游隙增大量δr见第4章。