机械设计基础 第11章 轴承2

机械设计基础中的轴承选择与设计轴承在机械设计中扮演着至关重要的角色，它们能够有效地支撑和减少机械装置中的摩擦。

在机械设计的过程中，选择和设计合适的轴承是确保机械设备顺利运行的关键。

本文将探讨轴承的基本原理、轴承的选择方法以及轴承的设计要点。

一、轴承的基本原理轴承是一种用于减少运动摩擦的装置，它通常由内圈、外圈和滚动体组成。

内圈固定在轴上，外圈固定在轴承座上，而滚动体则在内圈和外圈之间运动。

轴承通过滚动体的滚动来承受和传递载荷，从而减少了机械装置中的摩擦。

二、轴承的选择方法轴承的选择涉及到多个因素，包括载荷、转速、工作环境以及安装和维护的要求。

下面是一些常用的轴承选择方法：1. 轴承载荷计算：根据机械装置的使用情况，计算所需承受的径向载荷和轴向载荷。

载荷的大小将影响轴承的尺寸和类型选择。

2. 轴承的寿命计算：根据设计寿命要求，选择具有足够寿命的轴承。

寿命的计算需要考虑载荷、转速和轴承的材料等因素。

3. 轴承的转速限制：根据机械装置的运行速度，在转速范围内选择合适的轴承。

转速过高会导致轴承过热和损坏。

4. 轴承的工作环境：考虑机械装置的工作环境，包括温度、湿度、腐蚀性气体等因素，选择耐腐蚀和适应环境变化的轴承。

5. 轴承的安装和维护要求：根据机械装置的安装和维护要求，选择易于安装和维护的轴承。

注意轴承的安装方法和润滑方式等因素。

三、轴承的设计要点在进行轴承设计时，需要考虑以下几个重要的要点：1. 轴承的几何尺寸：确定轴承的内径、外径和宽度等几何尺寸。

合理的几何尺寸能够确保轴承在承受载荷时保持稳定。

2. 轴承的材料选择：选择适合工作条件的轴承材料，包括轴承内圈、外圈和滚动体的材料。

常见的轴承材料有钢、陶瓷和塑料等。

3. 轴承的润滑方式：确定轴承的润滑方式，包括油润滑和脂润滑。

润滑方式的选择应考虑机械装置的运行速度和工作环境等因素。

4. 轴承的密封方式：选择适当的轴承密封方式，以防止外界杂质进入轴承并确保润滑油或脂膜的有效性。

《机械设计基础》习题解答目录第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图与其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系与其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承--------------------------------------------------50第十三章滑动轴承------------------------------------------------ 56第十四章联轴器和离合器-------------------------- 59第十五章弹簧------------------------------------62第十六章机械传动系统的设计----------------------65第0章绪论12-3机器的特征是什么？机器和机构有何区别？[解] 1）都是许多人为实物的组合；2）实物之间具有确定的相对运动；3）能完成有用的机械功能或转换机械能。

机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社课后答案(1-18章全)机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第 1 章机械设计概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 1第 2 章摩擦、磨损及润滑概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????? 3第 3 章平面机构的结构分析??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 12第 4 章平面连杆机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 16第 5 章凸轮机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????36第 6 章间歇运动机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 46第7 章螺纹连接与螺旋传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 48第8 章带传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????60第9 章链传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????73第10 章齿轮传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????80第11章蜗杆传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????112第12 章齿轮系??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????124第13 章机械传动设计???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 131第14 章轴和轴毂连接??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 133第15 章轴承??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????138第16 章其他常用零、部件??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 152第17 章机械的平衡与调速??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 156第18 章机械设计CAD 简介??????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????163第1章机械设计概述1.1 机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。

133第11章 齿轮传动11.1考点提要11.1.1 重要的术语及概念软齿面、硬齿面、许用应力、弯曲疲劳强度、接触疲劳强度、接触应力、弯曲应力、点蚀、胶合、载荷系数、齿宽系数、齿形系数、应力集中系数、应力循环次数、齿轮精度等级。

11.1.2 许用应力的计算接触疲劳强度的许用应力为： HH HN H S K lim ][σσ= （11—1） 式中：HN K 称为寿命系数，由应力循环次数确定；lim H σ是齿面材料的接触疲劳极限；H S 为安全系数。

即使两齿轮采用同样的材料和热处理，由于两齿轮会有齿数不同，所以应力循环次数也就不同，从而导致寿命系数HN K 不同，因此许用应力也不同。

只有两齿轮齿数相同或齿数虽不同但都按无限寿命取相同的寿命系数HN K 并取相同的安全系数H S ，许用应力才相同。

弯曲疲劳强度的许用应力为：FFE FN F S K σσ=][ （11—2） 式中：环次数确定）为寿命系数（由应力循FN K ；FE σ为齿面材料的弯曲疲劳极限；F S 为安全系数。

即使两齿轮采用同样的材料和热处理，由于两齿轮会有齿数不同，所以应力循环次数也就不同，从而导致寿命系数FN K 不同，因此许用应力也不同。

如果两齿轮齿数相同或齿数虽不同但都按无限寿命取相同的寿命系数FN K 并取相同的安全系数F S ，许用应力才会相同。

为实现等强度设计，如果采用软齿面（HBS 350≤），一般小齿轮比大齿轮硬度高30-50HBS，小齿轮对大齿轮有冷作硬化作用。

如采用硬齿面（HBS 350>），在淬火处理中难以做到如此的硬度差，设计时按同样硬度设计。

要注意：如果是开式齿轮传动，则极限应力要乘以0.7，由于极限应力是按单向转动所获得的数据，如果是双向转动，则也要乘以0.7。

11.1.3齿轮的失效形式和计算准则齿轮的失效形式有五种：（1）轮齿折断。

减缓措施：增大齿根的圆角半径，提高齿面加工精度，增大轴及支承的刚度。

机械设计基础模块十一一、填空1、根据轴的承载情况，工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴；主要承受转矩的轴称为传动轴；只承受弯矩的轴称为心轴。

2、根据轴的承载情况，自行车的前后轴属于固定心轴。

3、一个阶梯轴由轴头，轴颈，轴身三部分组成。

4、机械零件的磨损过程分三个阶段：跑合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段。

5、两摩擦面之间的典型摩擦状态有干摩擦状态、边界摩擦状态、混合摩擦状态和流体摩擦状态。

6、滚动轴承内、外圈轴线的夹角称为偏转角，各类轴承对允许的偏转角都有一定的限制，允许的偏转角越大，则轴承的调心性能越好。

7、滚动轴承支点轴向固定的结构型式有：双支点单向固定（全固式）；单支点双向固定（固游式）；两端游动（全游式）。

8、选择联轴器的类型可根据传递载荷、工作转速、两轴的对中性。

9、可移式联轴器中，根据补偿位移方法的不同分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。

10、根据联轴器的分类，万向联轴器属于刚性可移式联轴器，套筒联轴器属于固定式联轴器。

二、选择1、下列各轴中，属于转轴的是（A ）。

A．减速器中的齿轮轴；B. 自行车的前、后轴；C．铁路机车的轮轴；D. 滑轮轴。

2、一般二级齿轮减速器的中间轴是（D ）。

A．传动轴；B．固定心轴；C．转动心轴；D．转轴。

3、减速器中，齿轮轴的承载能力主要受到（B ）的限制。

A．短期过载下的静强度；B．疲劳强度；C．脆性破坏；D．刚度。

4、轴环的用途是（D ）。

A．作为加工时的轴向定位；B．使轴上零件获得轴向定位；C．提高轴的强度；D．提高轴的刚度。

5、当采用轴肩定位轴上零件时，零件轴孔的倒角应（A ）轴肩的过渡圆角半径。

A．大于；B．小于；C．大于或等于；D．小于或等于。

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、为了保证轴上零件的定位可靠，应使其轮毂长度（A ）安装轮毂的轴头长度。

A．大于；B．小于；C．等于；D．大于或等于。

《机械设计基础》分章复习题及答案第1章绪论1．（机械）是机器与机构的总称。

2. ( D )是专用零件。

A）螺栓B）齿轮 C）滚动轴承 D）曲轴3．构件是机器的（运动）单元体，零件是机器的（制造）单元体。

4．机构由（构件）组合而成，它们之间具有确定的 (相对运动）。

5. 机构与机器相比，不具备下面（ C ）特征。

A. 人为的各个实物组合B. 各实物之间有确定的相对运动C. 做有用功或转换机械能D. 价格较高6. 在机械中属于制造单元的是 ( C ) 。

A）. 机构 B）. 构件 C）. 零件 D）. 部件7．把各部分之间具有确定相对运动构件的组合称为（ C ）。

A. 机器B. 机械C. 机构D. 机床8. 构件是加工制造的单元，零件是运动的单元。

（×）9. 同一构件中的零件相互之间没有相对运动。

（√）10. 机构与机器的区别是：机构的主要功用在于传递运动或转换运动形式，而机器的主要功用在于为了生产目的而利用或转换机械能。

（√）11. 两个构件之间的连接称为运动副。

（×）12. 指出并说明机械的各组成部分。

答：机械的各组成部分包括：原动机：提供动力；传动装置：传递运动和动力；工作机：执行部分；控制系统：根据机械系统的不同工况对原动机、传动装置和工作机实施控制的装置。

13.机构的主要特征是什么？答：机构由构件组成，且各构件之间具有确定的相对运动。

第2章平面机构的运动简图及自由度1．运动副是使两构件直接接触而又能产生相对运动的连接，机构中各构件间运动和动力的传递都是由运动副来实现的。

2．按接触形式不同，运动副可分为高副和低副。

两构件之间以面接触所组成的运动副称为低副，两构件之间通过点或线接触所组成的运动副称为高副。

3. 对组成运动副两构件之间的相对运动所加的限制称为约束。

4. 当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为 2 个，至少为 1 个。

机械设计基础轴承的选用与寿命计算机械设计基础轴承的选用与寿命计算轴承是机械设计中的重要组件之一，具有支撑和传递载荷、减少摩擦、保持机器运转稳定的功能。

正确选用轴承和进行寿命计算对于机械系统的可靠性和寿命有着重要影响。

本文将介绍机械设计中轴承选用的一些基本原则以及轴承寿命的计算方法。

一、轴承选用的基本原则在进行轴承选用前，首先需要了解设备所需的轴承类型和性能参数。

一般而言，轴承的选用需要满足以下几个基本原则：1. 载荷要求：根据机械设备的工作环境和应力情况，选择承受载荷能力适当的轴承。

轴承的额定载荷是指在标准条件下，在一定寿命（通常为L10寿命）内，轴承能承受的最大静态或动态载荷。

2. 轴承类型和结构：根据工作环境和要求，选择合适的轴承类型和结构。

常见的轴承类型包括：深沟球轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承等。

3. 轴承润滑：轴承的润滑方式有润滑脂润滑和油润滑两种方式，根据设备的工况和需求选择合适的润滑方式。

4. 紧定方式：根据工作环境和要求，选择适当的轴承紧定方式，如轴承座、矫正套、轴承套等。

5. 寿命要求：根据设备的使用寿命要求，选择能够满足寿命要求的轴承。

常用的寿命计算方法有基本额定寿命法和修正寿命法。

二、轴承寿命的计算方法轴承的寿命是指在一定工作条件下，轴承能够正常运转的时间。

常用的轴承寿命计算方法有基本额定寿命法和修正寿命法。

1. 基本额定寿命法：基本额定寿命是指在标准条件下，轴承在满足一定运转状态要求下的额定寿命。

在进行基本额定寿命法的计算时，需要考虑径向载荷、轴向载荷、转速、温度等因素。

2. 修正寿命法：修正寿命法是在实际工况下，根据轴承受的应力情况和工作条件进行修正的寿命计算方法。

通过考虑载荷、速度、温度、润滑方式、清洁度等因素，对轴承的寿命进行修正。

三、轴承寿命的影响因素除了选用合适的轴承类型和计算寿命外，轴承寿命还受以下因素的影响：1. 轴承质量：轴承的质量对寿命有重要影响。

选择质量可靠的轴承制造商和供应商，确保轴承的质量合格。