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![机械基础 第2版 习题答案 (8)[4页]](https://img.taocdn.com/s1/m/de28c4aecf84b9d529ea7a10.png)
第七单元支承零部件练习题一、名词解释1．轴轴是支承传动件（如齿轮、蜗杆、带轮、链轮等）的零件。
2．曲轴曲轴是指将回转运动转变为往复直线运动（或将往复直线运动转变为回转运动）的轴。
3．软轴软轴是由几层紧贴在一起的钢丝构成，可将扭矩（扭转及旋转）灵活地传递到任意位置的轴。
4．心轴心轴是指工作时仅承受弯矩作用而不传递转矩的轴。
5．转轴转轴是指工作时既承受弯矩又承受转矩的轴。
6．传动轴传动轴是指工作时仅传递转矩而不承受弯矩的轴。
7．轴承轴承是用来支承轴或轴上回转零件的部件。
8．滑动轴承滑动轴承是工作时轴承和轴颈的支承面间形成直接或间接滑动摩擦的轴承。
9．滚动轴承滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。
二、填空题1．支承零部件主要包括轴和轴承，它们是组成机器不可缺少的重要零部件。
2．轴是支承传动件的零件，轴上被支承的部位称为轴颈，轴的功用是支承回转零部件，并使回转零部件具有确定的位置，传递运动和扭矩。
3．轴承是支承轴颈的支座，轴承的功用是保持轴的旋转精度，减少轴与支承件之间的摩擦磨损。
4．轴按其形状进行分类，可分为直轴、曲轴和软轴（或挠性轴、钢丝软轴）三类。
5．轴的结构包括轴颈、轴头、轴身三部分。
6．根据轴承工作时摩擦性质的不同，轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类。
7．滑动轴承根据承受载荷方向的不同，可分为向心滑动轴承和推力滑动轴承两大类。
8．滑动轴承通常由轴承座、轴瓦（或轴套）、润滑装置和密封装置等组成。
9．常用的轴瓦分为整体式轴瓦和剖分式轴瓦两种结构。
10．滑动轴承的失效形式主要有磨粒磨损、刮伤、胶合（咬粘）、疲劳剥落、腐蚀等。
11．滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
12．常见的滚动体有球、短圆柱滚子、长圆柱滚子、球面滚子、圆锥滚子、螺旋滚子、滚针等多种。
13．滚动轴承的分类方法很多，按滚动轴承所能承受的载荷方向或公称接触角进行分类，可分为向心滚动轴承和推力滚动轴承。
13种常见的轴承轴承是现代机械制造中必不可少的零部件之一，广泛应用于各种机械设备中。
虽然轴承种类很多，但是比较常见的一般只有13种。
本文将会为大家介绍这13种常见的轴承，并逐一阐述其特点和应用场景。
1. 深沟球轴承深沟球轴承由外圈、内圈、钢球和保持架组成，广泛应用于各种低、中等负荷下的机械设备。
尤其适用于高速旋转和精度要求较高的场合。
2. 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承是由内圈、外圈、滚子及保持架组成的，广泛应用于各种涉及到大量载荷或承受冲击载荷的机器设备。
特别适用于带有大功率传动的设备。
3. 自调心球轴承自调心球轴承由内圈、外圈、钢球和保持架组成，广泛应用于各种需要自动调节偏差和变化的负载场合，例如高速旋转和振荡应用。
4. 推力球轴承推力球轴承是一种带有简易设施的轴承，在承载能力以及与强迫方向垂直的载荷方面非常有效。
常用于主要受到单向载荷的旋转零部件。
5. 单向轴承单向轴承是其中一种通常用于受到单一方向载荷的轴承，适用于逆止器、起动机等设备中。
6. 球面轴承球面轴承主要由内球面和外球面构成、还有其他基本的组件，适用于要承受径向载荷和轴向载荷的设备。
7. 组合轴承组合轴承是一种可以同时承受径向载荷和轴向载荷的轴承，适合于支架系统和较大的机器设备，能够满足多重载荷的要求。
8. 滑动轴承滑动轴承是由支架、梁和滑动层涂料构成，广泛应用在机械设备中，以在摩擦表面上产生应变来分散载荷。
9. 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承多用于带有大直径和长长度的设备，如挖掘机、汽车后桥、造纸机等。
它主要由内圈、外圈、滚子和保持架构成。
10. 长轴承长轴承是一种防护较强的轴承，在需要经常进行维护和保养的设备中应用广泛，如电动机和发电机。
11. 球面滚子轴承球面滚子轴承具有很好的中等负荷承载能力，并且适用于需要频繁进行旋转运动的机器设备。
12. 规定轴承现在的负载大而且速度快的轴承，还有一些对轴承的使用非常苛刻，常常采用的是规定轴承配合。
8类轴承是什么意思8类轴承尺寸规格型号8类轴承是指按照国际标准ISO 15和ISO 76分别规定的滚动轴承和滑动轴承的分类，共分为8类。
这些类别包括：深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承、圆柱滚子轴承、推力球轴承、推力滚子轴承和滑动轴承。
8类轴承的尺寸规格型号1、深沟球轴承：6000系列、6200系列、6300系列、6400系列、6800系列、6900系列、16000系列、61800系列、61900系列。
2、角接触球轴承：7000系列、7200系列、7300系列、7400系列。
3、圆锥滚子轴承：30200系列、30300系列、31300系列、32000系列、32200系列、32300系列、32900系列、33000系列。
4、调心滚子轴承：21300系列、22200系列、22300系列、23000系列、23100系列、23200系列、23900系列、24000系列、24100系列。
5、圆柱滚子轴承：NU10系列、NU2系列、NU3系列、NU4系列、NU22系列、NU23系列、NJ2系列、NJ3系列、NJ4系列、NUP2系列、NUP3系列、NUP4系列。
6、推力球轴承：51100系列、51200系列、51300系列、51400系列、52200系列、52300系列、53200系列、53300系列。
7、推力滚子轴承：29200系列、29300系列、29400系列、81100系列、81200系列、89300系列、87400系列。
8、滑动轴承：直线轴承、滑动轴承、轴承套筒、轴承座、轴承衬套等。
以上是8类轴承的尺寸规格型号的全面介绍。
不同的轴承类型适用于不同的工作条件和负载要求，选择合适的轴承可以提高设备的性能和寿命。
轴承类型介绍——8类推力球轴承一、什么是推力球轴承推力球轴承采用高速运转时可承受推力载荷的设计，由带有球滚动的滚道沟的垫圈状套圈构成。
由于套圈为座垫形，因此，推力球轴承被分为平底座垫型和调心球面座垫型两种类型。
轴承的种类和类型轴承是工业生产中常用的一种零部件，用于支撑和减少机械设备运动时的摩擦。
根据其结构和工作原理的不同，轴承可以分为多种类型。
下面将详细介绍轴承的种类和类型。
1.深沟球轴承深沟球轴承是最常见的一种轴承，具有结构简单、使用方便、使用寿命长等特点。
它适用于高速和高温环境下的工作，广泛应用于机械设备中。
2.接触角球轴承接触角球轴承主要用于承受径向和轴向负载的同时，具有较高的转速。
它可分为单列、双列和四点接触角球轴承，适用于高速度和高精度的工作环境。
3.圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承的滚子与内外圈之间的接触线是线状接触，因此能承受更高的负载。
圆柱滚子轴承具有高刚度和高精度的特点，适用于承受大负荷和高速度的工作环境。
4.锥形滚子轴承锥形滚子轴承主要用于承受径向和轴向负载的同时，具有较高的刚度和较大的承载能力。
它适用于重载和转矩较大的工作环境，广泛应用于汽车和机械设备中。
5.调心球轴承调心球轴承的内圈和滚子通过两个球面接触，在承受大的偏心和轴向负荷时能自动调节偏差。
它具有自动对中性和较高的转速，适用于高速度和高精度的工作环境。
6.调心滚子轴承调心滚子轴承与调心球轴承类似，但其滚子与内外圈之间的接触线是面状接触。
调心滚子轴承能够承受更高的负载和更大的偏心，适用于重载和振动较大的工作环境。
7.细节轴承细节轴承是一种在微小空间内承受高精度和高速度的轴承。
它适用于微型电机和精密仪器等工作环境。
8.滑动轴承滑动轴承依靠滑动摩擦来支撑和导向轴承运动。
根据润滑方式的不同，滑动轴承可分为液体润滑轴承和固体润滑轴承。
9.方形轴承方形轴承是由两个同心圆圈组成，中间由轴组成，能够承受径向和轴向负载。
它适用于较大负荷和转速较低的工作环境。
10.球面滚子轴承球面滚子轴承具有较大的承载能力和调心能力，适合于偏心负荷和振动负荷较大的工作环境，广泛应用于起重机和挖掘机等大型机械设备中。
除了以上介绍的主要轴承类型外，还有很多其他类型的轴承，如推力球轴承、交叉滚子轴承、水轮机主轴滚子轴承等。
第十二章滑动轴承 (6学时)一、摩擦、磨损、润滑概述两个相对滑动物体接触时必然有摩擦，→（发生）磨损→（考虑）润滑。
关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学(Tribology)。
“摩擦学”已作为一门重要学科分支收到人们普遍重视。
这是由于世界性的能源危机引起的。
因为有资料表明，世界上使用的能源大约有1/3~1/2 消耗于摩擦。
各种机械设备中，零件的主要失效形式是摩擦磨损造成的。
连我们日常生活中，衣、鞋等日常用品也会因磨损发生无法使用、当然摩擦又为我们生活带来许多益处，如人靠摩擦行走，汽车靠摩擦力制动等，如果没有摩擦这个世界将会是怎么样呢？摩擦学对人类生活有极为重要的影响，但我们对摩擦磨损的认识却十分肤浅，自今对其产生机理还没弄清楚。
❑摩擦——是相对运动的物体表面间的相互阻碍作用现象；其机理有：“机械说”产生摩擦的原因是表面微凸体的相互阻碍作用；“分子说”产生摩擦的原因是表面材料分子间的吸力作用；❑磨损——是由于摩擦而造成的物体表面材料的损失或转移；润滑——是减轻摩擦和磨损所应采取的措施。
1、摩擦种类及特点①干摩擦－是指表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦。
特点：摩擦系数大，磨损严重。
②边界摩擦－是指摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，其摩擦性质取决于边界膜和表面的吸附性能时的摩擦。
物理吸附膜－靠油中极性分子与表面相互吸引而成。
该膜极薄，小于表面粗糙度，受温度影响大。
化学吸附膜－靠分子键和金属形成的化学吸附膜。
较物理吸附膜强度稳定性高。
化学反应膜－油中加入添加剂后与表面进行化学反应生成的膜。
特点：膜较厚，强度、稳定性高、承载能力强。
③流体摩擦－是指摩擦表面被流体膜隔开的摩擦，摩擦性质取决于流体内部分子间粘性阻力的摩擦。
特点：流体摩擦时的摩擦系数最小，且不会有磨损产生，是理想的摩擦状态。
④混合摩擦－是指摩擦表面间处于边界摩擦和流体摩擦的混合状态。
混合摩擦能有效降低摩擦阻力，其摩擦系数比边界摩擦时要小得多。
边界摩擦和混合摩擦在工程实际中很难区分，常统称为不完全液体摩擦。
2、润滑油的粘度粘度――表征润滑油流动时的内部阻力，是衡量内摩擦大小指标。
也是是润滑油的主要质量指标，粘度值越高，油越稠，反之越稀；①动力粘度――牛顿在1687年研究粘性液体流动的摩擦定理中，定义了动力粘度η，见图4－7、4－8所示，油层中的切应力与其速度梯度成（∂u/∂y）正比，即τ＝－η﹒∂u/∂y比例常数为流体的（动力）粘度。
符合这种粘度规律流体称为牛顿体。
动力粘度η的量纲 N·s/m2或Pa·s 。
不便测量，主要用于流体动力学计算。
②运动粘度――动力粘度η与同温度下该液体密度ρ之比值,υ＝η/ρ（4－7）运动粘度υ的量纲 m2 / s （国际单位）.在C.G.S制中用(物理单位) St（斯）,1 St=1 cm2/s;常用的为cSt(厘斯)， 1 cSt=1 mm2/s 。
GB/T314-1994规定采用润滑油在40℃时的运动粘度中心值作为润滑油的牌号。
润滑油的牌号与运动粘度有一定的对应关系，如：牌号为L-AN10的油在40℃时的运动粘度大约为10 cSt。
3、粘度与温度、压力关系粘－温特性：随着温度的升高，粘度将变小。
其影响程度由粘度指数（VI）表示，VI越大，则粘度随温度的变化越小，即粘－温性能越好。
图4－9为几种全损耗系统润滑油的粘－温曲线。
粘－压特性：当应力很高（大于20MPa）时,润滑油的粘度将明显增大。
一般，只在高副元件中才有这种现象，如重载齿轮传动中，啮合处的局部压力可能高达4000MPa，此时润滑油的粘度极大，变得像腊状的固体。
二、径向滑动轴承结构及材料结构有：（整体式、剖分式、自动调节式）轴承－支撑轴的零件最简单的结构“坐上钻孔”，由“瓦、衬座组成，有油孔、油塞。
１、轴承材料轴承材料包括轴瓦和轴承衬的材料，常用轴承材料：见表12－2，其种类和基本要求如下：基本要求：耐磨、减摩性好、具有一定强度。
其它要求：跑合性、传热性、耐腐蚀性好。
①轴承合金（巴氏合金、白合金）——含锡铅锑铜的合金材料，耐磨减摩，基体软，适合做轴衬。
特点：减摩性好，但较软，强度低，适合做轴衬。
②铜合金、锡（铅）青铜——耐磨减摩，强度高，适合做轴瓦③ 含油轴承（多孔质金属材料）----是一种用金属粉经压制、烧结成形后得到的末冶金材料，为多孔组织，能蓄油。
适做轴瓦。
④ 非金属材料（轴承塑料）----如：尼龙、工程塑料，可用水润滑，摩擦系数小，但导热差。
三、 不完全液体摩擦滑动轴承的设计计算径向轴承：主要用于工作可靠性要求不高的低速、重载、间歇工作的轴承。
轴承可靠的工作条件是：边界膜不破坏。
1. 验算轴承平均压力(保证边界膜不破裂和轴承强度)：[]P dBF p ≤=； （12－1） 2. 验算pv 值：轴承单位面积上的摩擦功为fpv ，限制摩擦功就是限制轴承温升。
（限制轴承的温升，防止边界膜因温度太高而破裂以及防止胶合）[]pv BFn dn Bd F pv ≤=⨯⋅=19100100060π （12－2） 3. 验算滑动速度（考虑磨损）：[]v v ≤ （12－3） 选取适当的配合。
一般可取：f6H7f7H899、或d H 四、 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算１、 液体动力润滑的基本方程－雷诺方程对流体平衡方程（Navier －Stokes 方程）作如下假设，流体为牛顿流体即)(y u ∂∂=ητ，层流，忽略压力对流体粘度等。
在以上假设下，从两平板所构成的楔形空间中，取某一层液体的一部分作为单元体，通过建立平衡方程和给定边界条件，可得一维雷诺方程（推导略）： 雷诺方程：()036h h hv x p -=∂∂η -η油的动力粘度,ｈ－移动件至静止件的距离,轴颈的圆周速度ｖ 油的压力p, b h 位于横轴0处。
2、油楔承载原理当0h h >时，22yv x p ∂∂=∂∂>0， p 沿x 上升；·当时，0h h =22yv x p ∂∂=∂∂=0时， max p p =；·当0h h <时，22yv x p ∂∂=∂∂<0， p 沿x 下降，油膜承载力的建立必须满足以下条件（1）相对运动表面形成收敛的楔形间隙；（2）被油膜分开的两表面有一定的相对滑动速度，并带着油由大口向小口运动，在一定范围内，油膜承载能力与滑动速度成正比；（3）润滑油有一定粘度，供油充分，粘度越大，承载能力也越大。
径向滑动轴承形成流体动力润滑的过程（分三阶段如p285图12-13）a ）轴的起动阶段；b ） 不稳定润滑阶段，接触面上摩擦作用，轴爬高；c ） 动力润滑阶段，n↑，v↑，油被带入油楔，形成承载油膜，轴径被托起，摩擦系数f 下降，轴承向左移动；3、最小油膜厚度：设D 、d 分别为轴承孔和轴径的直径。
如图几何关系：·轴承直径间隙：d D -=∆；·半径间隙：2/∆=-=r R δ； ·相对间隙：rd δψ=∆=； ·偏心率：δχe = ；e 为偏心距·最小油膜厚度：()χψχδδ-=-=-=1)1(min r e h ；保证液体润滑条件：()[]h r h ≥-=χψ1min （12－25）许用油膜厚度： []()21Z Z R R S h +=R z —表面粗糙度，与加工方法有关（其值参见P289）S —安全系数，常取S ≥23、设计用曲线（),,0μv q S前述雷诺方程是假设轴衬的宽度为无限宽，这于实际情况不符，对有限宽度轴承来说，要考虑端泻的影响，使轴承承载能力大大下降。
如图所示：而根据雷诺方程，并考虑端泄的影响要计算动压油膜的承载力十分复杂，需用二阶雷诺方程求解。
有人已将计算值绘成曲线供设计使用。
即：χ-0S 曲线——见图17-18，索氏数0S ，包角β，偏心率χ和宽径比B/d 。
并且：ηωψBd F S 20= 0S 的值反映承载能力，0S 上升，承载能力高，但χ 上升，m in h 下降，不安全，应使min min ][h h <，设计时由0S 查图17-18曲线得χ值。
χ-v q 曲线——见图17-19，流量系数-v q 是χ、B/d 和β的函数。
设计时，由χ查图17-19得-v q 值，则流量：-=v v q d q ωψ3 χμ--曲线——见图17-20，摩擦特性系数-μ也是χ、B/d 和β的函数。
设计时，由χ查图17-20得-μ值，则：ψμμ=-摩擦功耗 Fv Fv P ψμμμ-==５、 热平衡计算目的：控制润滑油在工作载荷下润滑油的最高温升，以维护轴承的承载能力。
出发点：当轴承达到热平衡时 ，即轴承在单位时间内由摩擦而产生的热量等于同时间内轴承散出的热量（包括轴承的油流带出的热量及轴承装置散发的热量）时，计算润滑油的温升，使其不超过允许值。
热平衡时有： 21Q Q Q += (12-27) 而 Q ＝ μpv (12-27a) Q 1＝ v q ρc (t o -t i ) (12-27b)Q 2＝ s απd B (t o -t i ) (12-27c)带入上式整理后可得：Δt ＝t o -t i ＝(μ/ψ)p /[c ρ(v q /ψvBd )＋s απ/ψv ] (12-28)其中：v q /ψvBd ----润滑油油量因数，由轴承的宽径比B/d 及偏心率χ查图12－16c －油的比定压热容s α—传热系数μ----轴承的摩擦因数，μ＝(π/ψ)(ηω/p )＋0.55ψξ ， ξ----随轴承宽径比B /d 而变的因数，见P209滑动轴承设计时，通常是Δt 给出平均温度t m （一般，取平均温度不超过750C ）,校核入口处的油温t it m =( t i +t 0)/2t i ＝ t m －Δt / 2 ＝ 30～450C若t i ＞ 30～450C ，则表示轴承的热平衡易于建立，轴承的承载能力尚未充分用尽。
此时，应降低平均温度，并允许适当加大轴瓦及轴颈的表面粗糙度，重作计算；若t i ＜ 30～450C , 则表示轴承不易达到热平衡。
此时，应加大间隙（以增加油的流量，增加散热能力），并考虑适当降低轴瓦和轴颈的表面粗糙度，再作计算。
五、 液体动压润滑向心滑动轴承的设计步骤一般已知：工作载荷F （W ），轴颈直径d （mm ），转速n （r/min ）1、 确定轴承的宽径比 DB ， 宽径比小：承载能力小；轴承压强大，运转稳定性好；端泄漏量大，温升低；支承刚度差；一般在0.5-1.5间。
选择宽径比的原则：高速重载时，轴承的温升高，B /d 宜取小些；低速重载时，为提高轴承的整体刚度，B /d 宜取大些；高速轻载时，如对轴承刚性无过高要求，B /d 可取小值；如需轴承有较大的刚性时，B /d 宜取较大值。
