一、概述
轴承的配合与游隙是决定其安装可靠性、运行性能及寿命的核心参数。
配合：指轴承与轴、轴承座之间的公差匹配关系，影响载荷传递和定位精度。
游隙：轴承内部滚动体与滚道之间的间隙，直接影响轴承的刚性、温升及振动特性。
科学选择配合与游隙，是优化轴承性能的关键环节。
二、配合（Fit）
1. 定义与分类
配合指轴承内圈与轴、外圈与轴承座之间的过盈或间隙量，分为三类：
过盈配合：轴径 > 轴承内径，外径 < 轴承座孔径（紧配合）。
间隙配合：轴径 < 轴承内径，外径 > 轴承座孔径（松配合）。
过渡配合：介于过盈与间隙配合之间，需精确控制公差。
2. 配合选择原则
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载荷类型 |
推荐配合 |
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旋转内圈承受径向载荷 |
内圈过盈配合（轴公差：k5, m6） |
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旋转外圈承受径向载荷 |
外圈过盈配合（座孔公差：H7, J7） |
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复合载荷或振动工况 |
内外圈均需适当过盈（如轴m6、座孔M7） |
3. 国际标准参考
ISO 286：轴与孔的极限偏差标准。
JIS B 0401：日本工业标准公差与配合。
4. 影响因素
负荷方向与大小：冲击载荷需更紧的配合。
温度变化：高温工况需补偿材料热膨胀差异。
轴承类型：圆柱滚子轴承对过盈敏感，需谨慎选择。
三、游隙（Clearance）
1. 定义与分类
游隙指无载荷状态下，轴承内部可自由移动的间隙，分为：
径向游隙：内外圈在径向的相对位移量。
轴向游隙：内外圈在轴向的相对位移量。
工作游隙：轴承在安装、温升及负载下的实际间隙（通常小于原始游隙）。
轴承游隙示意图
2. 标准游隙等级
根据ISO 5753标准，常见游隙组别（以径向游隙为例）：
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游隙组别 |
代号 |
适用场景 |
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标准游隙 |
C0 |
普通工况，常温轻载 |
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小游隙 |
C2 |
精密定位，低振动需求 |
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大游隙 |
C3/C4/C5 |
高温、重载或长轴热膨胀补偿 |
3. 游隙选择原则
负载性质：冲击载荷需增大游隙（如C3）。
转速要求：高速轴承需减小游隙（如C2）以降低振动。
预紧需求：角接触轴承可通过预紧消除游隙，提高刚性。
4. 影响因素
安装配合：过盈配合会减少原始游隙（通常减少量≈过盈量的70%）。
温度变化：内外圈温差每升高10°C，游隙减少约0.01mm（钢制轴承）。
润滑剂填充量：过量润滑脂可能导致工作游隙异常。
四、配合与游隙的关联性
1. 动态平衡：过盈配合会压缩游隙，需在设计中同步计算。
公式参考：实际工作游隙 = 原始游隙 - 过盈量 × 0.7 - 温升导致的游隙变化
2. 矛盾与协调：
高刚性需求（如机床主轴）需紧配合+小游隙+预紧。
高温长轴（如风机）需松配合+大游隙（C4）补偿热膨胀。
五、应用建议
1. 典型场景选型
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设备类型 |
推荐配合 |
推荐游隙 |
说明 |
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普通电机 |
轴g6 / 座H7 |
C0 |
平衡成本与可靠性 |
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机床主轴 |
轴m5 / 座J6 |
C2 |
高刚性+低振动 |
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汽车轮毂轴承 |
轴过盈+座过渡配合 |
C3 |
补偿冲击与温度变化 |
2. 检测与调整
游隙测量：塞尺法、轴向推拉法（需专用仪表）。
配合检测：过盈量可用气动量仪或激光扫描。
现场修正：通过研磨轴颈或轴承座微调配合。
3. 维护注意事项
避免敲击安装导致游隙不可逆损失。
定期监测温升与振动，判断游隙是否异常。
六、结语
轴承的配合与游隙设计需综合考虑载荷、转速、温度及安装条件，二者共同决定了轴承的静态承载能力与动态运行品质。
参考文献
ISO 5753:2015《滚动轴承—径向游隙》
ISO 286-1:2010《产品几何技术规范（GPS）—线性尺寸公差》
《滚动轴承应用手册》（机械工业出版社）
附件：轴承内部游隙查询表：
深沟球轴承径向游隙 单位um
圆柱孔调心球轴承径向游隙 单位um
圆锥孔调心球轴承径向游隙 单位um
圆柱孔调心滚子轴承径向游隙 单位um
圆锥孔调心滚子轴承径向游隙 单位um
圆柱孔滚子轴承径向游隙 单位um
圆柱孔双列滚子轴承径向游隙 单位um
圆锥孔双列滚子轴承径向游隙 单位um
角接触球轴承轴向游隙
单列角接触球轴承轴向游隙取决于接触要求，双列角接触球轴承游隙如下表所示：
双列角接触球轴承轴向游隙 单位um
圆锥滚子轴承的径向游隙 单位um
