2003机械设计复习题解答-滚动轴承
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滚动轴承一、选择题11-1.滚动轴承代号由前置代号、基本代号和后置代号组成,其中基本代号表示_______。
A.轴承的类型、结构和尺寸 B. 轴承组件C.轴承内部结构变化和轴承公差等级 D. 轴承游隙和配置11-2.滚动轴承的类型代号由________表示。
A.数字B.数字或字母C. 字母D. 数字加字母11-3.________只能承受径向载荷。
A.深沟球轴承 B. 调心球轴承C. 圆锥滚子轴承D. 圆柱滚子轴承11-4.________ 只能承受轴向载荷。
A.圆锥滚子轴承 B. 推力球轴承C. 滚针轴承D. 调心滚子轴承11-5.________ 不能用来同时承受径向载荷和轴向载荷。
A. 深沟球轴承B. 角接触球轴承C. 圆柱滚子轴承11-6.角接触轴承承受轴向载荷的能力,随接触角α的增大而________。
A.增大 B.减小C.不变D.不定11-7.有a)7230C和b)7230AC两种滚动轴承,在相等的径向载荷作用下,它们的派生轴向力Sa和Sb相比较,应是________。
A.Sa >Sb B.Sa = SbC.Sa <Sb D.大小不能确定11-8.若转轴在载荷作用下弯曲变形较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度,宜选用类型代号为________的轴承。
A.1或2 B.3或7C.N或NU D.6或NA11-9.一根用来传递转矩的长轴,采用三个固定在水泥基础上支点支承,各支点应选用的轴承类型为________。
A. 深沟球轴承B. 调心球轴承C. 圆柱滚子轴承D. 调心滚子轴承11-10.跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用________ 。
A. 深沟球轴承C. 调心滚子轴承D. 圆柱滚子轴承11-11.________ 轴承通常应成对使用。
A.深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承C. 推力球轴承D. 圆柱滚子轴承11-12.在正常转动条件下工作,滚动轴承的主要失效形式为________。
!第十六章滚动轴承重要基本概念1.滚动体和内、外圈所受的载荷和应力在滚动轴承正常工作时,滚动体和内外圈滚道均受变载荷和变应力。
其中,滚动体和转动套圈承受周期性非稳定脉动循环的变载荷(变接触应力),固定套圈则承受稳定的脉动循环的变载荷(接触应力)。
2.滚动轴承的失效形式滚动轴承的主要失效形式(又称正常失效形式)是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。
当轴承转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动,且静载荷很大时,其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。
3.滚动轴承的设计准则对于正常转动工作的轴承,进行针对疲劳点蚀的寿命计算。
对于转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动的轴承,进行静强度计算。
…4.滚动轴承的基本额定寿命基本额定寿命:一批相同的轴承在相同的条件下运转,当其中10%的轴承发生疲劳点蚀破坏(90%的轴承没有发生点蚀)时,轴承转过的总转数L10(单位为106转),或在一定转速下工作的小时数L10h (单位为小时)。
5.滚动轴承的基本额定动载荷C是指轴承寿命L10恰好为1(106转)时,轴承所能承受的载荷。
表示轴承的承载能力。
对于向心轴承:C 是纯径向载荷;对于推力轴承:C 是纯轴向载荷;在使用中要注意C 的3条含义:90%可靠度、基本额定寿命106 转、C 的方向。
精选例题与解析例16-1 一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为7210AC的滚动轴承支承。
已知两轮上的轴向力分别为F a1 = 3000 N,F a2 = 5000 N,方向如图。
轴承所受径向力R1= 8000 N,R2 = 12000 N。
冲击载荷系数f d = 1,其它参数见附表。
求两轴承的当量动载荷P1、P2。
&例11-1图1解:1.求内部派生轴向力S 1、S 2的大小方向S 1 = = ×8000 = 5440 NS 2 = = ×12000 = 8160 N ,方向如图所示。
< 2.求外部轴向合力F AF A = F a2-F a1 = 5000-3000 = 2000 N ,方向与F a2的方向相同,如图所示。
王黎钦《机械设计》第5版章节题库第11章滚动轴承一、填空题1.滚动轴承一般由______、______、______和______组成。
【答案】内圈;外圈;滚动体;保持架2.滚动轴承的保持架的作用是______。
【答案】把滚动体均匀地隔开3.我国滚动轴承的代号由______、______和______构成。
【答案】前置代号;基本代号;后置代号4.滚动轴承是标准件,为使轴承便于互换和大量生产,轴承内孔与轴的配合宜采用______;轴承外径与外壳孔的配合宜采用______。
【答案】基孔制;基轴制5.在基本额定动载荷作用下,滚动轴承可以工作______转而不发生点蚀,其可靠度为______。
10;90%【答案】66.代号为30208的滚动轴承的类型名称是______轴承,其内径是______mm。
【答案】圆锥滚子;407.滚动轴承的主要失效形式有______和______。
【答案】疲劳破坏;永久变形8.轴上的轴承的跨距较短,且温差较小时,轴承的配置应用______形式;当两轴承的跨距较长,且温差较大时,轴承的配置应用______形式。
【答案】双支点各单向固定(两端固定);一端支点双向固定,另一端支点游动(一端固定,一端游动)9.向心角接触轴承的结构特点是______。
【答案】在滚动体与滚道接触处存在着接触角,公称接触角0°<α≤45°10.轴承接触角越大,承受______的能力也越大。
【答案】轴向载荷11.当______时,轴承所能承受的载荷,称为基本额定动载荷。
【答案】轴承的基本额定寿命为106r12.基本额定动载荷的方向是:对向心轴承是______,对推力轴承是______,对角接触向心轴承是______。
【答案】径向载荷;中心轴向载荷;载荷的径向分量13.引入载荷系数是对______进行修正,以考虑______的影响;而引入温度系数f T是对______进行修正,以考虑______的影响。
第17章滚动轴承1.基本代号:类型代号,尺寸系列、内径系列2.工况分析:套圈、滚动体的应力、循环特性r3.失效与准则: 疲劳破坏,永久变形,设计准则4.寿命计算:寿命指数,当量动载荷,当量静载荷,寿命计算5.组合设计:轴承的定位、调整、安装、配合,润滑与密封【思考题】17-1 在机械设计中,选择滚动轴承类型的原则是什么?一般优先选用什么类型的轴承?17—2 滚动轴承的代号由几部分组成?基本代号又分几项内容?基本代号中各部分代号是如何规定的?17-3 滚动轴承的应力特性和主要失效形式是什么?17—4 什么是滚动轴承的基本额定寿命?什么是滚动轴承的基本额定动载荷?17—5 当量动载荷的意义和用途是什么?如何计算?17—6 滚动轴承寿命计算一般式是什么?考虑温度系数、载荷系数、可靠性系数后的计算公式是什么?17-7 何时要进行滚动轴承的静载荷计算?17-8滚动轴承装置结构设计时应考虑哪些问题?17-9自行车前后轮采用的是何种轴承?有什么结构特点?A级能力训练题1.滚动轴承套圈及滚动体常用钢的牌号为。
(1)20Cr (2)20CrV (3)GCr15 (4)18CrMnTi2.滚动轴承代号由三组成,其中前段代号表示。
后段为补充代号,用来表示 .(1)轴承的厂牌名称 (2)对轴承制造提出的特殊要求(3)轴承游隙组别与精度等级(4)轴承精度等级与结构特点3.能很好地承受径向载荷与轴向载荷的联合作用的轴承类型是。
(1)圆锥滚子轴承(3)单列向心短圆柱滚子轴承(2)球面滚子轴承 (4)向心推力球轴承滚动轴承4.一批在同样载荷和同样工作条件下运转的型号相同的滚动轴承,它们的寿命。
(1)相同(2)不相同 (3)90℅轴承的相同(4)最低时应该相同5.一个滚动轴承的额定动载荷,是指该型号轴承,轴承所能承受的载荷。
(1)使用寿命为106转时 (2)额定寿命为106转时(3)平均寿命为106转时(4)该轴承可靠度为95%时6.滚动轴承的额定静载是指滚动体直径万分之一时的载荷。
9、滚动轴承40题+239.1在基本额定动载荷C 的作用下,滚动轴承的基本而定寿命为610转时,其可靠度为 C 。
A. 10%;B. 80%;C. 90%;D. 99%。
9.2当要求转速较高时,应选用 C 。
A. 圆锥滚子轴承;B. 滚针轴承;C. 深沟球轴承;D. 圆柱滚子轴承。
9.3滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合 D 。
A. 均为基轴制;B. 前者基轴制,后者基孔制;C. 均为基孔制;D. 前者基孔制,后者基轴制。
9.4对于载荷不大,多支点的支承,以优先选用 A 。
A. 深沟球轴承;B. 角接触球轴承;C. 调心轴承;D. 调心滚子轴承。
9.5 D 不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷。
A. 圆锥滚子轴承;B. 角接触球轴承;C. 深沟球轴承;D. 圆柱滚子轴承。
9.6 B 只能承受轴向载荷。
A. 圆锥滚子轴承;B. 推力球轴承;C. 滚针轴承;D. 调心球轴承。
9.7 B 通常应成对使用。
A. 深沟球轴承;B. 圆锥滚子轴承;C. 推力球轴承;D. 圆柱滚子轴承。
9.8跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用 C 。
A. 深沟球轴承;B. 圆锥滚子轴承;C. 调心滚子轴承;D. 圆柱滚子轴承。
9.9 D 不是滚动轴承预紧的目的。
A. 增大支承刚度;B. 提高旋转精度;C. 减小振动噪声;D. 降低摩擦阻力。
9.10滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中 B 的轴承能达到的寿命。
A. 99%;B. 90%;C. 95%;D. 50%。
9.11 D 适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承。
A. 深沟球轴承;B. 圆锥滚子轴承;C. 角接触球轴承;D. 调心轴承。
9.12角接触轴承承受轴向载荷的能力,随接触角α的增大而 A 。
A. 增大;B. 减小;C. 不变;D. 不定。
9.13滚动轴承寿命计算公式为ε)/(P C L =,ε为寿命指数,对于球轴承,ε=B 。
A. 1;B. 3;C. 1/3;D. 10/3。
习题与参考答案一、选择题从下列各小题给出的A、B、C、D答案中任选一个:1 若转轴在载荷作用下弯曲较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度,宜选用类型代号为的轴承。
A. 1或2B. 3或7C. N或NUD. 6或NA2 一根轴只用来传递转矩,因轴较长采用三个支点固定在水泥基础上,各支点轴承应选用。
A. 深沟球轴承B. 调心球轴承C. 圆柱滚子轴承D. 调心滚子轴承3 滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合。
A. 均为基轴制B. 前者基轴制,后者基孔制C. 均为基孔制D. 前者基孔制,后者基轴制4 为保证轴承内圈与轴肩端面接触良好,轴承的圆角半径r与轴肩处圆角半径r1应满足的关系。
A. r=r1B. r>r lC. r<r1D. r≤r l5 不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷。
A. 圆锥滚子轴承B. 角接触球轴承C. 深沟球轴承D. 圆柱滚子轴承6 只能承受轴向载荷。
A. 圆锥滚子轴承B. 推力球轴承C. 滚针轴承D. 调心球轴承7 通常应成对使用。
A. 深沟球轴承B. 圆锥滚子轴承C. 推力球轴承D. 圆柱滚子轴承8 跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用。
A. 深沟球轴承B. 圆锥滚子轴承C. 调心滚子轴承D. 圆柱滚子轴承9 不是滚动轴承预紧的目的。
A. 增大支承刚度B. 提高旋转精度C. 减小振动噪声D. 降低摩擦阻力10 滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中的轴承能达到的寿命。
A. 99%B. 90%C. 95%D. 50%11 适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承。
A. 深沟球轴承B. 圆锥滚子轴承C. 角接触球轴承D. 调心轴承12 角接触轴承承受轴向载荷的能力,随接触角 的增大而。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 不定13 某轮系的中间齿轮(惰轮)通过一滚动轴承固定在不转的心轴上,轴承内、外圈的配合应满足。
A. 内圈与心轴较紧、外圈与齿轮较松B. 内圈与心轴较松、外圈与齿轮较紧C. 内圈、外圈配合均较紧D. 内圈、外圈配合均较松14 滚动轴承的代号由前置代号、基本代号和后置代号组成,其中基本代号表示。
滚动轴承一选择题(1) 下列各类轴承中,C 能很好地承受径向载荷与轴向载荷的联合作用;而 D则具有良好的调心作用。
A. 短圆柱滚子轴承B. 推力球轴承C. 圆锥滚子轴承D. 调心滚子轴承(2) 在良好的润滑和密封条件下,滚动轴承的主要失效形式是 D 。
A. 塑性变形B. 胶合C. 磨损D. 疲劳点蚀(3) 下列四种型号的滚动轴承中,只能承受径向载荷的是 B 。
A. 6208B. N208C. 30208D. 51208(4) 代号为7212AC的滚动轴承,对它的承载情况描述最准确的是 D 。
A. 只能承受径向载荷B. 单个轴承能承受双向载荷C. 只能承受轴向载荷D. 能同时承受径向和单向轴向载荷(5) 一个滚动轴承的基本额定动载荷是指 D 。
10转时,所受的载荷A. 该轴承的使用寿命为610小时时,所能承受的载荷B. 该轴承使用寿命为610转时,所能承受的载荷C. 该轴承平均寿命为610转时,所能承受的最大载荷D. 该轴承基本额定寿命为6(6) 判别下列轴承能承受载荷的方向:6310可承受 D ;7310可承受 B ;30310可承受 B ;5310可承受C ;N310可承受 A 。
A. 径向载荷B. 径向载荷和单向轴向载荷C. 轴向载荷D. 径向载荷与双向轴向载荷(7) 按基本额定动载荷选定的滚动轴承,在预定使用期限内其破坏率最大为 C 。
A. l%B. 5%C. 10%D. 50%(8) 以下各滚动轴承中,承受轴向载荷能力最大的是 A ,能允许的极限转速最高的是B。
A. 5309B. 6309/P5C. 30309D. 6309(9) 对滚动轴承进行油润滑,不能起到C的作用。
A. 降低摩擦阻力B. 加强散热、降低温升C. 密封D. 吸收振动(10) 在进行滚动轴承组合设计时,对支承跨距很长,工作温度变化很大的轴,为适应轴有较大的伸缩变形,应考虑 A 。
A. 将一端轴承设计成游动的B. 采用内部间隙可调整的轴承C. 轴颈与轴承内圈采用很松的配合(11) 同一根轴的两端支承,虽然承受载荷不等,但常采用一对相同型号的滚动轴承,这是因为除 C 以外的下述其余三点理由。
1.传动带的分类,带传动的设计准那么、运动分析、应力分析、弹性滑动现象。
分类:按工作原理不同,带传动分为摩擦型带传动和啮合型带传动。
摩擦型带传动,按传动带的横截面积外形不同,分为平带传动,圆带传动,V 带传动,多楔带传动;啮合型带传动也称为同步带传动。
设计准那么:在保证不打滑的条件下,带传动具有一定的疲乏强度和寿命。
运动分析:在安装带传动时,传动带即以一定的预紧力F0紧套在两个带轮上。
由于预紧力F0的作用。
带和带轮的接触面上就产生了正压力。
带传动不工作时传动带两边的拉力相等,都等于F0〔如以下左图所示〕。
F 1+F 2=2F 0紧边拉力F 1松边拉力F 2有效拉力F e ,总摩擦力F f 即等于带所传递的有效拉力,即有:F e =F f =F 1-F 2F 1=F 0+F e /2 F 2=F 0-F e /2P=F e v /1000最小初拉力〔F 0〕min 临界摩擦力Ffc 或临界有效拉力Fec,Fec=Ffc=2〔F 0〕min fa fa e e 1111+-应力分析:,/1000000A P =ρ弹性滑动现象:带传动在工作时,带受到拉力后要产生弹性变形。
在小带轮上,带拉力从F 1落低到F 2,带的弹性变量减少,因此带相对小带轮向后退缩,使带速度比小带轮速度v1小;在大带轮上,带拉力F2上升为F 1,带的弹性变量增加,因此带相对大带轮向前伸长,使带速度比大带轮速度v2大。
这种由于带的弹性变形面引起的带与带轮间的微量滑动,称为带传动的弹性滑动。
总有紧松边,因此总有滑动而无法防止。
2.螺纹连接的防松方法、螺栓联接计算防松答:一、摩擦防松:1对顶螺母2弹簧垫圈3自锁螺母二、机械防松:1开口销与六角开槽螺母2止动垫圈3串联钢丝三、破坏螺旋副运动关系防松:1铆合2冲点3涂胶粘剂螺栓联接计算1受横向载荷的螺栓组连接横向总载荷F∑,每个螺栓的横向工作剪力为F,z螺栓数目,i接合面数,f接合面摩擦系数,KS 防滑系数,各螺栓所需的预紧力均为F,那么平衡条件是fziF≥KSF∑得F≥KSF∑/fzi2受转矩的螺栓组连接3受轴向载荷的螺栓组连接4受倾覆力矩的螺栓且连接5松螺栓连接强度计算6紧螺栓连接强度计算4.齿轮的失效形式。
第四节滚动轴承的工作情况所选出的轴承,是否能满足设计约束,是不是最优的选择方案,还需要作进一步的检验(或称校核)。
为此,必须了解轴承工作时其有关元件所受的载荷和应力的情况和应满足的设计约束。
这是进行校核时应首先考虑的问题。
一、滚动轴承工作时轴承元件上的载荷分布外载荷作用于轴承上是通过滚动体由一个套圈传递给另一个套圈的。
径向载荷通过轴颈作用于内圈,位于上半圈的滚动体不会受力,而由下半圈的滚动体将此载荷传到外圈上。
假定内、外圈的几何形状并不改变,则由于它们与滚动体接触处共同产生局部接触变形,内圈将下沉一个距离,亦即在载荷作用线上的产生一个接触变形量。
真实的变形量的分布是中间最大,向两边逐渐减小。
可以进一步判断,接触载荷也是处于Fr作用线上的接触点处最大,向两边逐渐减小。
各滚动体从开始受力到受力终止所对应的区域叫做承载区。
根据力的平衡原理,所有滚动体作用在内圈上的反力FNi′的向量和必定等于径向载荷Fr。
实际上由于轴承内存在游隙,故由径向载荷Fr产生的承载区的范围将小于180⁰。
也就是说,不是下半部滚动体全部受载。
二、轴承工作时元件上载荷及应力的变化对于工作时旋转的内圈上任一点a,在承受载荷区内,每次与滚动体接触就受载荷一次,因此旋转内圈上a点的载荷及应力是周期性变化的。
如图a所示。
对于固定的外圈,各点所受载荷随位置不同而大小不同,对位于承受载荷区内的任一点b,当每一个滚动体滚过便受载荷一次,而所受载荷的最大值是不变的,承受稳定的脉动载荷。
如图b所示。
滚动体工作时,有自转又有公转,因而,其上任一点所受的载荷和应力也是变化的,其变化规律与内圈相似,只是变化频率增加,如图c所示。
综上所述,滚动轴承各元件上所受的应力,都是按脉动循环变化的接触应力。
三、轴向载荷对载荷分布的影响当角接触球轴承或圆锥滚子轴承(现以圆锥滚子轴承为例)承受径向载荷Fr时,由子滚动体与滚道的接触线与轴承轴线之间夹一个接触角,因而各滚动体的反力力并不指向半径方向,它可以分解为一个径向分力和一个轴向分力。
机械设计-滚动轴承滚动轴承是一种常见的机械零件,用于支撑转动轴的工作。
它由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
滚动轴承具有较高的承载能力、较好的刚性和较低的摩擦系数,因此在各种机械设备中广泛应用,例如汽车、飞机、机床等。
首先,滚动轴承的内圈和外圈都是直径略大于轴的圆环,内圈装配在轴上,外圈固定在轴承座上。
滚动体是在内圈和外圈之间滚动的零件,通常为钢球、钢柱或滚子等。
保持架位于滚动体和内外圈之间,用于保持滚动体的间距和相对位置。
通过滚动体在内外圈之间的滚动,轴承可以有效地承受轴传递的径向和轴向载荷。
滚动轴承的主要特点之一是承载能力强。
滚动体相比于滑动轴承的滑动面积小很多,因此承载时压力集中在局部范围内,可以承受更大的载荷。
此外,滚动轴承还具有较好的刚性,可以有效地防止轴变形和振动。
相比之下,滑动轴承通常具有较低的刚性和较大的摩擦系数,不能承受较大的载荷。
滚动轴承的另一个重要特点是较低的摩擦系数。
滚动体在内外圈之间滚动,相比于滑动轴承的滑动方式,摩擦系数更低。
这使得滚动轴承在高速旋转和节能要求较高的设备中具有较大的优势。
通过使用滚动轴承,机械设备可以实现更高的效率和更长的使用寿命。
滚动轴承还具有较好的自润滑性能。
通过在滚动体和内外圈之间涂上一层润滑脂或油脂,可以减少滚动时的摩擦和磨损。
这使得滚动轴承在长时间运转时不需要经常维护和加注润滑剂,节约了维修成本和人力。
滚动轴承的设计和制造是一项复杂的工程,需要考虑各种因素。
首先,需要确定合适的材料。
滚动轴承经常工作在高温、高速和较高的载荷下,因此材料必须具有足够的强度和耐磨性。
一般使用高碳铬钢或不锈钢制造滚动体,内外圈通常使用低碳钢或合金钢。
另外,滚动轴承的几何形状也非常重要。
内圈和外圈的外形决定了轴承的安装方式和使用条件。
滚动体的大小和数量直接影响轴承的承载能力和摩擦系数。
保持架的形状和材料决定了滚动体的间距和相对位置。
这些参数的选择必须与具体的使用情况相匹配,以确保滚动轴承的良好性能。
一、当量动载荷径向载荷+轴向载荷向心轴承大小和方向恒定径向载荷推力轴承大小和方向恒定轴向载荷基本额定动载荷实际载荷当量动载荷径向载荷轴向载荷寿命相同转化转化原则计算寿命时条件不同,不方便比较一、当量动载荷1.承受纯径向载荷的轴承当量动载荷2.承受纯轴向载荷的轴承R P =A P =3.同时承受径向载荷和轴向载荷的轴承YAXR P +=)(m d YA XR f f P +=Y —轴向系数;X —径向系数;f m —力矩载荷系数f d —冲击载荷系数;实际载荷一、当量动载荷轴承类型单个轴承或串联配置面对面或背靠背配置深沟球轴承0.0140.0280.0560.190.220.26 1.000.56 2.301.991.710C A e e R A ≤e R A >e RA >e R A ≤X Y YY Y X X X二、角接触轴承轴向力计算1.派生轴向力S二、角接触轴承轴向力计算1.派生轴向力S圆锥滚子轴承角接触球轴承C型α=15°AC型α=25°B型α=40°S=R/(2Y)S=eR S=0.68R S=1.14R派生轴向力S的大小由其内部结构和承受的径向载荷所决定,与轴向外载荷无关。
派生轴向力的方向:由轴承外圈的宽边指向窄边。
二、角接触轴承轴向力计算2.轴向力A的计算正安装反安装二、角接触轴承轴向力计算2.轴向力A 的计算R F A F M 轴系外载荷:F R F A M支反力R 1,R 2和派生轴向力S 1,S 2R 1R 2S 1S 212二、角接触轴承轴向力计算2.轴向力A 的计算在轴向外载荷的作用下,轴有运动的趋势, 各轴承所受轴向力为:本身派生轴向力S和除了S 以外其他所有轴向力的代数和中较大的值。
()()A A F S S A F S S A -=+=122211,max ,max 当F A 与图中方向相反时取负值。
第十六章滚动轴承+机械改错、填空题1.(1)为什么现代机械设备中大多数采用滚动轴承而不是滑动轴承?答:因为通常情况下,滚动轴承和滑动轴承相比具有更灵活、安装方便、效率高、摩擦力矩小、成本低、润滑简单等优点。
2.(1)与滑动轴承相比,滚动轴承具有哪些优点和缺点?答:优点:效率高、润滑方便、摩擦阻力小、互换方便等;缺点:抗冲击能力差,高速时存在噪声,工作寿命比不上液体润滑的滑动轴承等。
3.(1)滚动轴承由哪些元件组成?答:一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
4.滚动轴承共分几大类型,写出它们的类型代号及名称,并说明各类轴承能承受何种载荷(径向或轴向)。
答:调心球轴承代号1,调心滚子轴承代号2,圆锥滚子轴承代号3,推力球轴承代号5,深沟球轴承代号6,角接触球轴承代号7,圆柱滚子轴承代号N,滚针轴承代号NA。
主要承受径向载荷:1号、2号、6号联合载荷(以径向为主):3号、7号仅限轴向载荷:5号仅限径向载荷(特殊情况可承受部分轴向载荷):N仅限轴向载荷:NA5.在你说学过的滚动轴承中,哪几类滚动轴承是内、外圈可分离?(此题略过)答:略。
6.什么是滚动轴承的接触角?(此题略去)答:滚动体和外圈滚道接触点处的法线与垂直轴承轴线的平面所夹的锐角。
7.什么是滚动轴承的极限转速?(此题略去)答:滚动轴承在一定载荷和润滑条件,所能承受的最大转速称为轴承的极限转速。
8.(1)如果滚动轴承的极限转速不能满足要求,可采用哪些措施?(要求答出3项)答:提高轴承精度、适当增大间隙、改善润滑和冷却条件、改用青铜保持架等。
9.(1)当转速很高而轴向载荷不太大时,通常不用推力球轴承而用深沟球轴承来承受纯轴向载荷,为什么?答:原因:对于推力球轴承,在转速很高的情况下滚动体离心力大,与保持架摩擦发热严重;而对于深沟球轴承,其滚道比较深,能够承受轴向力;所以该情况下一般使用深沟球轴承而不使用推力球轴承。
10.什么是滚动轴承的角偏差?答:当滚动体内外圈之间存在偏移时,他们之间的倾斜角称为角偏差。
机 械 设 计 自 测 题------------------------------------------------------------------------------------------一、判断题1.滚动轴承的基本额定寿命是指滚动轴承的任一元件出现疲劳点蚀前轴承运转的总转数或一定转速下的工作小时数。
( )2.传动轴只承受弯矩作用,心轴只承受扭矩作用。
( )3.相互啮合的齿轮,齿面接触强度一定相等,齿根弯曲疲劳强度一般不等。
( )4.滚动轴承的当量动载荷是指轴承寿命为106转时,轴承所能承受的最大载荷。
( )5.凸缘联轴器和齿式联轴器都可以补偿两轴的安装误差。
( )6.只要是啮合传动,则其瞬时传动比不变。
( )7.对于蜗杆传动,其传动中心距公式为()1221z z a +=。
( ) 8.蜗杆传动本质上属于齿轮传动,因此其传动比公式也为12/d d i =。
( ) 9.在分度圆直径不变的情况下,齿轮的齿数越大则其齿根弯曲疲劳强度越小。
( )10.能减振的联轴器一定能缓冲,能缓冲的联轴器一定能减振。
( )11.齿轮软、硬齿面以HB350为界,是因为软、硬齿面齿轮的设计准则不同。
( )12.与斜齿轮一样,蜗杆传动正确啮合的条件之一是蜗杆螺旋角等于蜗轮螺旋角。
( )13.动压润滑向心轴承的最小油膜厚度总是出现在外载荷的作用线上。
( )14.当轴的刚度不够时,可改用强度大的合金钢代替原来的碳素钢来提高刚度。
( )15.从有利于滚动轴承寿命的角度看,外圈固定内圈转动比内圈固定外圈转动好。
( )二、选择题1.按齿面接触强度设计齿轮时,应将( )中较小者代入设计公式。
a. FP1/Y Fa1Y sa1与 FP2/Y Fa2Y sa2b. HP1与 HP2c. FP1与 FP2d. HP1/Y Fa1Y sa1与 HP2/Y Fa2Y sa22.下列直径、直径系列相同的四种轴承中,( )极限转速最高;( )承受径向载荷最大;( )能够同时承受较大的径向与轴向载荷;( )完全不能承受轴向力。
1.蜗杆传动中为何常以蜗杆为主动件?蜗轮能否作为主动件?为什么?蜗轮由于螺旋配合中的自锁效应,是无法成为主动件的,只能是从动件。
2.为什么对蜗杆的直径系数q作出限制规定?在什么情况下值q可不受限制?当模数m为定值时,在什么情况下对q选大值?为减少蜗轮滚刀数量有利于刀具的标准化,对蜗杆的直径系数q进行限制。
当m 一定时,q值大则d1变大,蜗杆的刚度及强度相应提高,为此较小模数时,常用较大的q值。
3.在闭式蜗杆传动中,为什么必须进行热平衡计算,提高散热能力的措施有哪些?1)由于蜗杆传动效率较低,发热量大,在闭式蜗杆传动中,如果散热条件不好,会引起润滑不良而产生齿面胶合。
2)在箱壳外面增加散热片,加散热片以增大散热面积。
在蜗杆轴端安装风扇,以加速空气的流通。
在箱体油池传动箱内装设蛇形冷却水管、循环冷却管路。
用循环油冷却。
p、和pv的主要原因。
1. 说明在条件性计算中限制v限制p是防止润滑油被完全挤出,使轴承不发生过快磨损;限制v也是防止轴承发生过快磨损;限制pv是限制摩擦功耗和发热量,防止轴承的温升过高。
2.滑动轴承中的油孔、油沟和油室有何作用?液体润滑轴承的油沟应开在何处?为什么?油孔是为了往轴承内注油,油沟是把从油孔注入的润滑油输送和均布到整个轴承的宽度方向,油室是使润滑油沿轴向均匀分布,并起贮油和稳定供油的作用。
油沟应开在非承载区域内,以保证承载区域内油膜的连续性,具有一定的承载能力。
3.如何选择普通径向滑动轴承的宽径比?宽径比选取过大时会发生什么现象?宽径比常用的范围是0.5~1.5。
宽径比选得小时可提高轴承运转平稳性,端泄流量大,功耗小,轴承承载能力要降低。
4.相对间隙ψ对轴承性能有何影响?在设计时如出现温升过高,应如何调整ψ的取值?相对间隙ψ对轴承的承载能力、摩擦功耗和温升都有重要影响。
ψ取大值,则润滑油的流量增加,温升降低;ψ取小值,则温升增加。
1. 为什么角接触球轴承与圆锥滚子轴承往往成对使用且“面对面”或“背对背”配置?单个此类轴承只能承受一个方向的轴向力即限制轴系一个方向的运动,而成对使用采用“面对面”或“背对背”配置则可承受两个方向的轴向力,限制轴系两个方向的运动,从而使轴系得到轴向固定。
机械设计题库滚动轴承一、选择题1.在各种基本类型的向心滚动轴承中B不能承受轴向载荷。
A、调心球轴承B、圆柱滚子轴承C、调心滚子轴承D、深沟球轴承2.滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合D。
A.均为基轴制B.前者基轴制,后者基孔制C.均为基孔制D.前者基孔制,后者基轴制3.B只能承受轴向载荷。
A.圆锥滚子轴承B.推力球轴承C.滚针轴承D.调心球轴承4.滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中B的轴承能达到的寿命。
A.99%B.90%C.95%D.50%5.滚动轴承的代号由前置代号、基本代号和后置代号组成,其中基本代号表示A。
A.轴承的类型、结构和尺寸B.轴承组件C.轴承内部结构变化和轴承公差等级D.轴承游隙和配置6.定位滚动轴承的轴肩高度应B滚动轴承内圈厚度,以便于拆卸轴承。
A.大于B.小于C.大于或等于D.等于7.某角接触球轴承内径为45mm,精度等级为P0级,宽度系列为窄系列,直径系列为中系列,接触角为25o,其代号为D。
A.7145B.6209C.7209CD.7309AC8.一般转速、一般载荷工作的正常润滑的滚动轴承其主要失效形式是B。
A.滚动体碎裂B.滚动体与滚道产生疲劳点蚀C.滚道磨损D.滚道压坏9.代号为30108、30208、30308的滚动轴承的A不相同。
A、外径;B、内径;C、精度;D、类型。
10.滚动轴承基本额定寿命与基本额定动载荷之间具有如下关系。
L=(C/P)ε,其中ε称为寿命指数,对于滚子轴承和球轴承分别为D。
A、3/10和3;B、3/10和10/3;C、10/3和3/10;D、10/3和3。
11.对某一滚动轴承来说,当所受当量动载荷增加时,基本额定动载荷C。
A、增加;B、减小;C、不变;D、可能增大也可能减小。
12.滚动轴承基本代号中尺寸系列代号是由两位数字表示的,前者代表轴承的宽度系列,后者代表轴承的C系列。
A、滚动体的数目;B、内径;C、直径;D、载荷角。
13.滚动轴承的基本额定寿命是指D。
机械设计基础复习题滚动轴承基本要求:掌握滚动轴承的主要类型、特点和选用。
掌握滚动轴承的设计计算和组合结构设计时考虑的主要问题。
了解滚动轴承的润滑、密封、安装和使用的有关知识。
1.滚动轴承由哪些元件组成?各元件起什么作用?它们常用什么材料制造?为什么现代机械设备上大多采用滚动轴承?滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架四个元件组成。
内圈:装在轴上。
外圈:装在轴承座孔中。
多数情况,内圈随轴回转,外圈不动;但也有外圈回转、内圈不转或内外圈分别按不同转速回转的情况。
在球轴承内、外圈上都有凹槽滚道,它起着降低接触应力和限制滚动体轴向移动的作用。
滚动体:在两套圈之间滚动并传递载荷。
滚动体的大小和数量直接影响轴承的承载能力。
保持架:保持架使滚动体等距离分布并减少滚动体间的摩擦和磨损。
如果没有保持架,相邻滚动体将直接接触,且相对摩擦速度是表面速度的两倍,发热和磨损都较大。
内、外套圈和滚动体:用强度高、耐磨性好的滚动轴承钢(GCr15、GCr15SiMn等)制造。
淬火后表面硬度可达58~66HRC。
保持架:用比较软的低碳钢、铜合金、铝或塑料制造。
由于滚动轴承相对于滑动轴承,具有以下一些优点,因此现代机械设备上大多采用滚动轴承:在一般工作条件下,摩擦阻力矩大体和液体动力润滑轴承相当,比混合润滑轴承略低。
采用滚动轴承的机器起动力矩小,有利于在负载下起动;径向游隙比较小,向心角接触轴承可用预紧方法消除游隙,运转精度高;对于同尺寸的轴径,滚动轴承的宽度比滑动轴承小,可使机器的轴向结构紧凑大多数滚动轴承能同时受径向和轴向载荷,故轴承组合结构较简单;消耗润滑剂少,便于密封,易于维护。
2.试画出6类(0000)、1类(1000)、N类(2000)、7类(6000)、3类(7000)和5类(8000)滚动轴承的结构示意图,并示意能承受载荷的方向;指出哪些轴承可调隙,哪些可调心?可调隙轴承采用内、外圈可以分离的可分离型轴承;调心轴承是允许内外圈偏转角较大的轴承。
此外,球轴承:运转灵活,但承载能力低;滚子轴承:承载能力高,但运转不如球轴承灵活。
3根据滚动轴承的代号,指出它们的名称,类型、内径尺寸、公差等级和游隙组别:6308、30213、7214/P4、N104/P53、51308。
类型:径向接触轴承;轴向接触轴承;向心角接触轴承6308:深沟球轴承,类型为径向接触轴承,内径d=40mm,公差为0级,游隙为0组;30213:圆锥滚子轴承,类型为向心角接触轴承,内径d=65mm,公差为0级,游隙为0组;7214/P4:7─角接触球轴承,类型为向心角接触轴承,内径d=70mm,公差为4级,游隙为0组;N104/P5/C3:圆柱滚子轴承,类型为径向接触轴承,内径d=20mm,公差为5级,游隙为3组;51308:推力球轴承,类型为轴向接触轴承,内径d=80mm,公差为0级,游隙为0组;4.选择滚动轴承的类型时,要考虑哪些因素?下列机械各应选择何种类型的轴承:(1)5吨吊车滑轮轴及吊钩轴轴承;(2)一级斜齿圆柱齿轮减速器高速轴轴承,传递功率为5.5KW,转速3000r/min,斜齿轮螺旋角为8018’34”;(3)卷扬机轴轴承;(4)蜗杆传动中的蜗杆轴支承轴承;(5)推拉门滚轮的支承轴承;(6)餐桌转盘支承轴承。
(1)5吨吊车滑轮轴:径向接触轴承,向心球轴承;吊钩轴:轴向接触轴承,推力轴承:轴向接触轴承,推力轴承;(2)一级斜齿圆柱齿轮减速器高速轴轴承,传递功率为5.5KW ,转速3000r/min ,斜齿轮螺旋角为8018’34”:径向、轴向接触轴承,角接触轴承(3)卷扬机轴轴承:轴长,调心球轴承;(4)蜗杆传动中的蜗杆轴支承轴承;径向、轴向接触轴承,角接触轴承;(5)推拉门滚轮的支承轴承:径向接触轴承,深沟球轴承;(6)餐桌转盘支承轴承:轴向接触轴承。
5.何谓滚动轴承的额定寿命?何谓滚动轴承的额定动载荷?滚动轴承的寿命:是指轴承中任一元件出现点蚀(疲劳剥落扩展迹象)之前运转的总转数或一定转速下的工作小时数。
滚动轴承的基本额定寿命:指一批相同的轴承,在相同的条件下运转,其中恰有90%的轴承尚未产生点蚀时的寿命,用 L 10 或 L 10h 表示。
L 10 的可靠度 R =90%。
滚动轴承的基本额定动载荷: 指L 10恰为 106 转时,轴承所能承受的载荷,用 C 表示。
即:在基本额定动载荷作用下,滚动轴承可以工作106r 而不发生点蚀失效,其可靠度为90%。
基本额定动载荷大,轴承抗疲劳的承载能力相应较强。
6.滚动轴承的主要失效形式有哪些?寿命计算,静载荷计算分别针对哪种失效?以下轴承根据工作要求,主要应进行哪些计算?(1)滑轮吊钩轴轴承;(2)n>1000r/min 的高速磨头轴轴承;(3)n=1450r/min,P=7.5KW 的减速器高速轴轴承。
滚动轴承的主要失效形式有:疲劳点蚀: 是最常见的失效形式。
滚动轴承受载后各滚动体的受力大小不同,对于回转的轴承,滚动体和套圈滚道承受循环接触应力,各元件接触表面上都可能发生接触疲劳磨损,出现点蚀现象。
点蚀使轴承产生振动和噪音。
1)载荷方向; •当F A 很大时,选 6(N )+5(8)组合使用。
•当F A 较小时,可选 6类。
只受 F R 时,选径向接触轴承(1、2、6、N )。
只受 F A 时,选轴向接触轴承(5、8)或选(7、3)类。
同时受 F R 和 F A 时,选向心角接触轴承(7、3)。
2)载荷大小; •载荷大或有冲击振动时,宜选滚子轴承。
3)转速高低; •转速高或要求旋转精度高时,宜选球轴承。
•轴向接触轴承不适宜高转速,可用6或7类代替。
4)调心要求;•轴的刚度低、轴承座孔的同轴度低或多支点轴,选调心轴承。
5)经济性; •精度高的价格高,滚子轴承比球轴承价格高。
6)为便于安装拆卸和调整间隙,常选用内、外圈可分离的分离型轴承、具有内锥孔的轴承或带紧定套的轴承。
p366塑性变形:对于转速很低或间歇摆动的轴承,在一定的静载荷或冲击载荷作用下,会因过大的载荷或冲击载荷,使滚动体或内、外圈滚道产生塑性变形,形成不均匀的凹坑。
磨粒磨损、粘着磨损(胶合):多尘条件下工作的轴承,易产生磨粒磨损。
润滑不良的高速轴承,易产生粘着磨损(胶合) 。
计算准则:1. 一般工作条件的回转滚动轴承,主要失效形式为“点蚀”,需进行接触疲劳寿命计算和静强度计算。
2. 转速很低或摆动的轴承,主要失效形式为塑性变形,需计算静强度。
3. 高转速轴承,主要失效形式为粘着磨损,除进行疲劳强度寿命计算外,还需校验极限转速。
(1)滑轮吊钩轴轴承: 塑性变形,需计算静强度;(2)n>1000r/min 的高速磨头轴轴承;(3)n=1450r/min,P=7.5KW 的减速器高速轴轴承:除进行疲劳强度寿命计算外,还需校验极限转速。
7.某轴承的额定寿命计算结果为960Oh ,在正常工作条件下,实际只使用了7000h 之后,轴承出现了点蚀,试解释其原因。
额定寿命是指在一定可靠度下轴承寿命,并不能保证100%的轴承都能达到该寿命。
8.什么叫滚动轴承的当量动载荷?为什么要按当量动载荷来计算滚动轴承的寿命?滚动轴承的当量动载荷是由轴承实际所受载荷转换得到的与基本额定动载荷 C 的确定条件及性质相同的假想载荷,用 P 表示。
式中:FR 、FA — 分别为轴承承受的径向载荷和轴向载荷;X 、Y — 分别为轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数按当量动载荷来计算滚动轴承的寿命,是为了将滚动轴承所受的径向和轴向联合载荷,折算成纯粹的径向(轴向)载荷,以便与轴承的额定载荷进行比较。
9. 角接触轴承的附加轴向力是怎样产生的?它的大小和方向与哪些因素有关?角接触轴承通常为何要成对使用?角接触轴承受径向载荷F R 时,会产生附加轴向力Fs 。
在径向力作用下,各受载滚动体的轴向分力Fsi 之和,即为轴承的附加轴向力 Fs 。
角接触轴承的附加轴向力的大小和方向与它所受的径向力的大小、力作用点的位置,以及轴承的配置方式、轴承的公称接触角等因素有关。
Fs 的方向:沿轴线由轴承外圈的宽边→窄边,通过内圈作用于轴上。
由于角接触轴承受径向载荷后会产生相应的附加轴向力,故应成对使用。
10.说明角接触轴承的当量动载荷计算中,径向系数X 和轴向系数Y 的意义,角接触轴承和推力轴承的当量动载荷如何计算?滚动轴承的当量动载荷 式中:FR 、FA — 分别为轴承承受的径向载荷和轴向载荷;X 、Y — 分别为轴承的径向动载荷系数与轴向动载荷系数,分别表示轴承承受的径向载荷和轴向载荷在滚动轴承的当量动载荷中所占的比重或所起作用的大小;aF Y F X P ⨯⨯=+r aF Y F X P ⨯⨯=+r 。
向力,其当量动载荷的推力轴承只能承受轴=而;当量动载荷轴承只能承受径向力,的圆柱滚子轴承与滚针=值。
化而影响小,它通过接触角的变反映轴向载荷的相对大的增加而增大。
值随承的深沟球轴承和角接触轴荷的影响可以不计。
即轴向载荷对当量动载,,时,轴承,当单列向心轴承或角接触a r r r r r r F P F P e C F C F e F P Y e F F ====≤a 000a 0a a 900//0/αα角接触轴承的当量动载荷计算推力轴承的当量动载荷计算11.已知某单列深沟球轴承的工作转速为n 1,当量动载荷为P 1时,预期寿命为8000h,求:(1)当转速n 1保持不变,当量动载荷增加到P 2=2P 1时,其寿命应为多少小时?(2)当量动载荷P 1保持不变,若转速增加到n 2=2n 1时,其寿命为多少小时?(3)当转速n 1保持不变,欲使预期寿命增加一倍时,当量动载荷有何变化?式中: L 10h -以小时数为单位的基本额定寿命;C 、P -基本额定动载荷、当量动载荷;n -轴承的转速(r/min );ε-寿命指数, 球轴承:ε =3; 滚子轴承:ε =10/3 。
由上式可知:3121221)(P P n n L L ⨯= (1)8)(8000312122=⨯=P P n n L ,因此,此时寿命L 2=1000h ; (2)2)(8000312122=⨯=P P n n L ,因此,此时寿命L 2=4000h ; (3)21)(8000312122=⨯=P P n n L ,因此,此时,12321P P ⨯=,。
12. 滚动轴承组合结构形式有哪几种?各适用于什么场合?游动端轴承是否承受轴向力?滚动轴承组合结构形式有以下三种:1. 两端固定支承:一端轴承的固定只限制轴沿一个方向的串动,另一端轴承的固定限制另一方向的串动,两端轴承的固定共同限制轴的双向串动。
普通工作温度下(温度变化不大)的短轴(跨距l<400mm ),常采用两端单向固定的结构形式,每个轴承分别承受一个方向的轴向力。