河科大機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)第1213章作業(yè)解答[1]

1、第十二章 滑動(dòng)軸承一、 分析與思考題12-20 在滑動(dòng)軸承上開設(shè)油孔和油槽時(shí)應(yīng)注意哪些問題？答： 1、應(yīng)開設(shè)在非承載區(qū)； 2、油槽沿軸向不能開通。12-21 一般軸承的寬徑比在什么范圍內(nèi)？為什么寬徑比不宜過大或過?。?答： 一般B/d為0.31.5 ； B/d過小，承載面積小，油易流失，導(dǎo)至承載能力下降。但溫升低； B/d過大，承載面積大，油易不流失，承載能力高。但溫升高。12-22 滑動(dòng)軸承常見的失效形式有哪些？答： 磨粒磨損，刮傷，咬粘（膠合），疲勞剝落和腐蝕。12-23 對(duì)滑動(dòng)軸承材料的性能有哪幾方面的要求？答： 1、良好的減摩性，耐磨性和抗咬粘性。 2、良好的摩擦順應(yīng)性，嵌入性和磨合性

2、。 3、足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力。 4、良好的導(dǎo)熱性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性。12-24 在設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承時(shí)，相對(duì)間隙的選取與速度和載荷的大小有何關(guān)系？答：速度愈高，值應(yīng)愈大；載荷愈大，值應(yīng)愈小。12-25 驗(yàn)算滑動(dòng)軸承的壓力p、速度v和壓力與速度的乘積pv，是不完全液體潤(rùn)滑滑軸承設(shè)計(jì)的內(nèi)容，對(duì)液體動(dòng)力潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承是否需要進(jìn)行此項(xiàng)驗(yàn)算？為什么？ 答：也應(yīng)進(jìn)行此項(xiàng)驗(yàn)算。因在起動(dòng)和停車階段，滑動(dòng)軸承仍處在不完全液體潤(rùn)滑狀態(tài)。另外，液體動(dòng)力潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承材料的選取也是根據(jù)p、pv、v值選取。12-26 試說明液體動(dòng)壓油膜形成的必要條件。答： 相對(duì)滑動(dòng)的兩表面間必須形成收斂的楔形間隙；有相對(duì)速度，其運(yùn)動(dòng)方向必須使油

3、由大端流進(jìn)，小端流出； 潤(rùn)滑油必須有一定的粘度，且充分供油；12-27 對(duì)已設(shè)計(jì)好的液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承，試分析在僅改變下列參數(shù)之一時(shí)，將如何影響該軸承的承載能力。 轉(zhuǎn)速n=500r/min改為n=700r/min； 寬徑比B/d由1.0改為0.8; 潤(rùn)滑油由采用46號(hào)全損耗系統(tǒng)用油改為68號(hào)全損耗系統(tǒng)用油 軸承孔表面粗糙度由Rz=6.3m改為Rz=3.2m。答：（1）承載能力 （2）承載能力 （3），承載能力 （4）RZ，允許hmin ，偏心率，承載能力。12-28 在設(shè)計(jì)液體潤(rùn)滑軸承時(shí),當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一后,可考慮采取什么措施(對(duì)每種情況提出兩種改進(jìn)措施)？ 當(dāng)hminhmin時(shí); 當(dāng)

4、條件pp、vv、pv Fb ； 題1231圖（3）令耗油量（或流量）系數(shù)為Cq 則：潤(rùn)滑油流量q=Cq vBd ，由書中圖1216可知：Cq隨著的增大先增后減值不詳 qa 、qb誰大無法判斷 或當(dāng) 在頂點(diǎn)左側(cè)時(shí)，qa qb在頂點(diǎn)有側(cè)時(shí)，qa qb二、 設(shè)計(jì)計(jì)算題12-32 起重機(jī)卷筒軸采用兩個(gè)不完全液體摩擦徑向滑動(dòng)軸承支承，已知每個(gè)軸承上的徑向載荷F=100KN，軸頸直徑d=90mm，轉(zhuǎn)速n=90r/min。擬采用整體式軸瓦，試設(shè)計(jì)此軸承，并選擇潤(rùn)滑劑牌號(hào)。解：1、選寬徑比B/d=1, B=90mm 2、 由表122 ZCuZn16Si4（16-4硅黃銅） p=12Mpa pv=10Mpa m

5、/s v=2m/s 或：ZCuAl10Fe3（10-3鋁青銅） p=15Mpa pv=12Mpa m/s v=4m/s 表123 1號(hào)鈣鈉基脂。 沒有合適的潤(rùn)滑油。12-33 有一不完全液體潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承，軸頸直徑d=200mm，軸承寬度B=250mm，軸承材料選用ZCuAl10Fe3，當(dāng)軸轉(zhuǎn)速為60r/min、100r/min、500r/min時(shí),軸承允許的最大徑向載荷各為多少?解：由表122 ZCuAl10Fe3 （10-3鋁青銅）p=15Mpa pv=12Mpa m/s v=4m/sFB.dp=25020015=750KN V3 v 材料不合適。FPVBd/v F1 955.414 K

6、N 取F=750 KN F2 573.065 KN 取F=573.065 KN n=500r/min時(shí), vv 不滿足。12-34 一液體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向滑動(dòng)軸承,承受徑向載荷F=70kN，轉(zhuǎn)速n=1500r/min軸徑直徑d=200mm，寬徑比B/d=0.8，相對(duì)間隙=0.0015，包角=1800，采用32號(hào)全損耗系統(tǒng)用油（無壓供油），假設(shè)軸承中平均油溫tm=500C，油的粘度=0.018Pa.s，求最小油膜厚度hmin。解: 由 1/s d=0.2 m B=0.8d=0.16 m=0.018 =0.0015 Cp =1.74 表127 B/d=0.8 插值可得: =0.7237hmin =r(

7、1-)= 0.041445mm = 41.4m12-35 某轉(zhuǎn)子的徑向滑動(dòng)軸承，軸承的徑向載荷F=10000N，軸承寬徑比B/d=1.0，軸徑的轉(zhuǎn)速n=1000r/min，載荷方向一定，工作情況穩(wěn)定，軸承相對(duì)間隙 (v為軸頸圓周速度，m/s)，軸頸和軸瓦的表面粗糙度Rz1=3.2m，Rz2=6.3m，軸瓦材料的p=20MPa，v=15m/s，pv=15MPa.m/s，油的粘度=0.028Pa.s。 求按混合摩擦潤(rùn)滑（不完全液體潤(rùn)滑）狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，軸頸的直徑d=？。 將由求出的軸頸直徑進(jìn)行圓整，（尾數(shù)為0或5），試問在題中給定條件下此軸承能否達(dá)到液體潤(rùn)滑狀態(tài)？解: (1) 按不完全液體潤(rùn)滑狀態(tài)，設(shè)

8、計(jì)軸頸直徑：由 F/(dB)P，B/d=1得 由 得 應(yīng)取 d=35 mm 驗(yàn)算 v=dn/60000=1.8326m/sv=15m/s (2) 按液體潤(rùn)滑狀態(tài)計(jì)算hmin計(jì)算軸承相對(duì)間隙: 計(jì)算承載量系數(shù): 再由Cp 和B/b=1，查表127得： 偏心率 0.75計(jì)算最小油膜厚度: hmin =r(1-)=17.50.0009308(1-0.75)=0.00407225mm計(jì)算許用最小油膜厚度,取S=2 hmin=S(RZ1+RZ2)=2(3.2+6.3)=0.019 mm因?yàn)閔minhmin，故該軸承在題中給定的條件下不能達(dá)到液體潤(rùn)滑狀態(tài)。第十三章 滾動(dòng)軸承三、分析與思考題1326滾動(dòng)軸承

9、共分幾大類型？寫出它們的類型代號(hào)及名稱，并說明各類軸承受何種載荷（徑向或軸向）。答：1327 為什么30000型和70000型軸承常成對(duì)使用？成對(duì)使用時(shí)，什么叫正裝及反裝？什么叫“面對(duì)面”及“背靠背”安裝？試比較正裝及反裝的特點(diǎn)。答：30000型和70000型軸承只能承受單方向的軸向力，成對(duì)安裝時(shí)才能承受雙向軸向力。同時(shí)這兩類軸承的公稱接觸角大于零，承受徑向載荷時(shí)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部軸向力，為避免軸在內(nèi)部軸向力作用下產(chǎn)生軸向移動(dòng)，30000型和70000型軸承通常應(yīng)成對(duì)使用。正裝和反裝是對(duì)軸的兩個(gè)支承而言，兩個(gè)支承上的軸承外套圈薄邊相對(duì)（大口徑）安裝叫正裝，外套圈厚邊相對(duì)（小口徑）安裝叫反裝?！懊鎸?duì)面”

10、和“背靠背”安裝是對(duì)軸的一個(gè)支承而言，一個(gè)支承上的兩個(gè)軸承大口徑相對(duì)為“面對(duì)面”安裝，小口徑相對(duì)為“背靠背”安裝。正裝：軸熱伸長(zhǎng)可能會(huì)使軸承卡死；反裝：軸熱伸長(zhǎng)會(huì)使受載滾動(dòng)體個(gè)數(shù)減少。1328滾動(dòng)軸承的壽命與基本額定壽命有何區(qū)別？按公式L=(C/P)計(jì)算出的L是什么含義？答：軸承的壽命是指出現(xiàn)點(diǎn)蝕前的壽命（轉(zhuǎn)速），是一般概念的壽命。在一批軸承中，各個(gè)軸承的壽命離散性很大。而基本額定壽命是指對(duì)于點(diǎn)蝕失效具有90%可靠度的壽命。是一個(gè)特定意義的壽命。L=(C/P)中的L為軸承的基本額定壽命，單位為106轉(zhuǎn)。1329 滾動(dòng)軸承基本額定動(dòng)載荷C的含義是什么？當(dāng)滾動(dòng)軸承上作用的當(dāng)量動(dòng)載荷不超過C值時(shí)，軸

11、承是否就不會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕破壞？為什么？答：C的含義見教材。當(dāng)PC時(shí)，軸承是否發(fā)生點(diǎn)蝕要具體分析。當(dāng)說要求的工作壽命等于(C/P)時(shí)，出現(xiàn)點(diǎn)蝕的概率為10%；大于(C/P)時(shí)，概率大于10%；小于(C/P)時(shí)，概率小于10%?？傆悬c(diǎn)蝕出現(xiàn)的可能性，僅概率大小不同。1330 對(duì)同一型號(hào)的滾動(dòng)軸承，在某一工作狀況下的基本額定壽命為L(zhǎng)。若其它條件不變，僅將軸承所受的當(dāng)量動(dòng)載荷增加一倍，軸承的基本額定壽命將為多少？答：對(duì)于球軸承，當(dāng)P2P，對(duì)于滾子軸承，當(dāng)P2P，1331 滾動(dòng)軸承常見的失效形式有哪些？公式L=(C/P)是針對(duì)哪種失效形式建立起來的？答：滾動(dòng)軸承常見的失效形式有：疲勞點(diǎn)蝕、塑性變形、磨粒磨損

12、、粘著磨損（膠合）等。公式L=(C/P)是針對(duì)疲勞點(diǎn)蝕失效形式建立起來的。1332 你所學(xué)的滾動(dòng)軸承中，哪幾類滾動(dòng)軸承是內(nèi)、外圈可分離的？答：29000、30000、N0000、NU0000、NJ0000、NA0000型軸承的內(nèi)外圈是可以分離的。推力軸承51000和52000型軸承的軸圈和座圈是可以分離的。1333 什么類型的滾動(dòng)軸承在安裝時(shí)要調(diào)整軸承游隙？常用哪些方法調(diào)整軸承游隙？答：29000、30000、70000、51000、52000型軸承的游隙大小是可變的，安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)使用要求進(jìn)行調(diào)整。其它軸承都有規(guī)定的游隙系列，使用時(shí)通常不調(diào)整游隙。游隙的大小可通過墊片、調(diào)整螺母等方法進(jìn)項(xiàng)調(diào)整。

13、1334 滾動(dòng)軸承支承的軸系，其軸向固定的典型結(jié)構(gòu)形式有三類：（1） 兩支點(diǎn)各單向固定：（2） 一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動(dòng)：（3） 兩支點(diǎn)游動(dòng)。試問這三種類型各適用什么場(chǎng)合？答：兩支點(diǎn)各單向固定的支承方式用于工作溫度變化較小且支承跨度不大的短軸；一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動(dòng)的支承方式用于工作溫度變化較大且支承跨度較大的長(zhǎng)軸；兩支點(diǎn)游動(dòng)的支承方式用于人字齒輪的游動(dòng)齒輪軸。1335 一高速旋轉(zhuǎn)、傳遞較大功率且支承跨距較大的蝸桿軸，采用一對(duì)正裝的圓錐滾子軸承作為支承。是否合適？為什么？答：因?yàn)槲仐U傳動(dòng)效率低。若傳遞功率大，轉(zhuǎn)速高，則溫升大。蝸桿采用正裝結(jié)構(gòu)時(shí)，蝸桿軸熱伸長(zhǎng)會(huì)使軸承卡死。如果采用反裝

14、結(jié)構(gòu)，軸伸長(zhǎng)不會(huì)使軸承卡死，但會(huì)使受載滾動(dòng)體個(gè)數(shù)減少。因此，對(duì)這種蝸桿傳動(dòng)應(yīng)采用一端雙向固定，一端游動(dòng)的支承方案。1336 滾動(dòng)軸承的回轉(zhuǎn)套圈和不回轉(zhuǎn)套圈與軸頸或機(jī)座裝配時(shí)所采用的配合性質(zhì)有何不同？常選用什么配合？其配合的松緊程度與圓柱公差標(biāo)準(zhǔn)中相同配合有何不同？答：滾動(dòng)軸承回轉(zhuǎn)套圈與軸頸或機(jī)座的配合應(yīng)緊一些，常選用過盈配合；不回轉(zhuǎn)套圈與軸頸或機(jī)座的配合應(yīng)松一些，常選用間隙或過渡配合，目的在于允許其略有轉(zhuǎn)動(dòng)，工作中可適當(dāng)改變套圈的受力位置，對(duì)提高壽命有利。滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，配合應(yīng)以它為基準(zhǔn)。滾動(dòng)軸承內(nèi)孔的尺寸公差帶采用上偏差為零、下偏差為負(fù)的分布，這與通常的基孔制配合中基準(zhǔn)孔的尺寸公差帶不同，

15、因而滾動(dòng)軸承內(nèi)圈配合在采用同樣的配合符號(hào)時(shí)，比通常圓柱公差標(biāo)準(zhǔn)中的基孔制配合略緊。滾動(dòng)軸承外圈與機(jī)座孔的配合與圓柱公差標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的基軸制同類配合相比較，配合性質(zhì)的類別基本一致，但由于軸承外徑的公差值較小，因而配合也較緊。1337 在圓錐齒輪傳動(dòng)中，小圓錐齒輪的軸常支承在套杯里，采用這種結(jié)構(gòu)形式有何優(yōu)點(diǎn)？答：采用這種結(jié)構(gòu)形式有利于調(diào)整小圓錐齒輪軸的位置，目的在于保證錐頂重合，保證全齒寬嚙合。同時(shí)通過調(diào)整軸承外圈或內(nèi)圈的軸向位置，可使軸承達(dá)到理想的游隙或所要求的預(yù)緊程度。1338 滾動(dòng)軸承常用的潤(rùn)滑方式有哪些？具體選用時(shí)應(yīng)如何考慮？答：滾動(dòng)軸承常用的潤(rùn)滑方式有油潤(rùn)滑、潤(rùn)滑脂及固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑。具體選

16、用時(shí)主要根據(jù)滾動(dòng)軸承的dn值選取適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑方式，參見教材p3241339 接觸式密封有哪幾種常用的結(jié)構(gòu)形式？分別適用于什么速度范圍？答：接觸式密封有：1 氈圈密封：這種密封主要用于潤(rùn)滑脂的場(chǎng)合，用于滑動(dòng)速度小于45m/s的地方；2 唇形密封圈：用于滑動(dòng)速度小于1015m/s的地方；3 密封環(huán)：用于滑動(dòng)速度小于60100m/s的地方。1340 在唇形密封圈密封結(jié)構(gòu)中，密封唇的方向與密封要求有何關(guān)系？答：在唇形密封圈密封結(jié)構(gòu)中，密封唇的方向要朝向密封的部位，即如果主要是為了封油，密封唇應(yīng)對(duì)著軸承（朝內(nèi)）；如果主要是為了防止外物侵入，則密封唇應(yīng)背著軸承（朝外）；如果兩個(gè)作用都要有，最好使用密封唇反向

17、放置的兩個(gè)唇形密封圈。四、設(shè)計(jì)計(jì)算題1341 某轉(zhuǎn)軸由一對(duì)代號(hào)為30312的圓錐滾子軸承支承，軸上斜齒輪的軸向分力Fa=5000N，方向如圖。已知兩軸承的徑向支反力Fr1=13600N,Fr2=22100N。軸的轉(zhuǎn)速n=720r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊，軸承工作溫度小于120C。試計(jì)算軸承的壽命。 Fr1FaFr221Fd2Fd1解：由機(jī)設(shè)表13-7知：Fd=Fr/(2y) 題1341圖 由機(jī)設(shè)課程設(shè)計(jì)查得30312圓錐滾子軸承：,方向如圖示，軸承2壓緊，軸承1放松1342 如圖所示，安裝有兩個(gè)斜齒圓柱齒輪的轉(zhuǎn)軸由一對(duì)代號(hào)為7210AC的軸承支承。已知兩齒輪上的軸向分力分別為Fae1=300

18、0N，F(xiàn)ae2=5000N，方向如圖。軸承所受徑向載荷Fr1=8600N，F(xiàn)r2=12500N。求兩軸承的軸向力Fa1、Fa2；當(dāng)量動(dòng)載荷Pr1、Pr2。Fae1Fae221Fd2Fd1 解：由機(jī)設(shè)表13-7知：Fd=0.68Fr 由機(jī)設(shè)課程設(shè)計(jì)查得7210AC軸承： 方向如圖示， 題1342圖，軸承1“壓緊”，軸承2“放松”，1343 一對(duì)7210AC軸承分別受徑向力Fr1=8000N，F(xiàn)r2=5200N，軸上作用FA力（方向如圖）。試求下列情況下各軸承的內(nèi)部軸向力Fd及軸向力Fa。（1）FA=2200N；（2）FA=900N；（3）FA=1904N；（4）FA=0N。 FAFr1Fr221Fd2Fd1解：由機(jī)設(shè)表13-7知：Fd=0.68Fr 題1343圖 （1）FA=2200N時(shí)： 軸承1“壓