机械设计试题及答案第十章滑动轴承.ppt

第十章 滑动轴承,填空题,判断题,计算题,问答题,101 在滑动轴承中，根据其滑动表面摩擦状态的不同，可分为 和 轴承。,答案：液体摩擦滑动轴承；非液体摩擦滑动轴承,102 多油楔轴承在空载运行时，轴与各轴瓦处于某个_位置上，形成几个有承载能力的_,它的支承反力有助于轴的_,答案：偏心；油楔；稳定运转,103 推力轴承用来承受_载荷。当与向心轴承联合使用时，可以承受_载荷。推力轴承的工作面可以是轴端面或轴上的环形平面，一般机器上大多采用空心轴颈或多环轴颈。多环轴颈不仅能承受_载荷，还可以承受_载荷。,答案：轴向；复合；轴向；双面的轴向。,104 轴瓦材料应具有足够的_强度，_强度和_能力。为了提高轴瓦的强度，可以采用_金属和_金属的轴瓦结构。,答案：抗压；疲劳；承受冲击；双；三,105 为使润滑油进入整个摩擦面间，对于长径比Ld较小的轴承只须开一个_，对于长径比大，可靠性要求高的轴承，须开设_,使油能可靠地润滑整个摩擦表面之间。,答案：油孔；油槽,106 液体摩擦动压向心滑动轴承，在液体摩擦条件下工作时，是一种_的工作状态，当外部工况在一定条件范围内有所变动时，对轴承工作的不利影响都会_,答案：稳定；自动补偿,107 液体摩擦动压向心滑动轴承，充足的供油量是产生的必要条件。但供油量过多时，轴承的区域内也充满了润滑油，而这部分油中也要产生_。因而就加大了_。降低了轴承的_。所以，不必要地加大供油量并不会带来有益的结果,答案：液体摩擦；非承载；内阻；阻力；机械效率,108 液体摩擦动压向心滑动轴承，若油的人口温度t i35 40 ，则表示轴承_易于建立，轴承的_尚未用尽。此时应降低给定的_，并适当地加大轴瓦及轴颈的_再进行计算。,答案：热平衡；承载能力；平均温度；表面粗糙度。,109 设计液体摩擦动压向心滑动轴承时，若轴承人口温度t i 35 40，则表示轴承不易达到_状态。此时需加大_,并适当地降低轴瓦及轴颈的_，再作计算,答案：热平衡；间隙；表面粗糙度,1010 液体摩擦动压滑动轴承通常的冷却办法，是在轴承座中加入_，以带走多余的热量，使轴承的温度降低。但此时油的_增大，因而_加大，产生的_也有一定增加，为此采用加快润滑油的_速度来冷却轴承，要求在一定的_下向轴承供油。为了加强冷却效果，须在轴承_区开上附加_,以利润滑油的循环。为加强热量从轴瓦间轴承座上传导，不应在两者之间存在不流动的_。,答案：水套；粘度；阻力；热量；循环；压力；非承载；油沟；空气泡。,1011 充足的供油量是产生液体摩擦的必要条件。一般说来，采用各种方法供油，一方面是为了补充_油量；另一方面也是为了借助于这部分油量带走一部分_，从而使轴承不致发生_现象,答案：轴承两端漏出；摩擦热量；过热,1012 为把润滑油导入整个润滑面间，须开设油槽或油孔。,（1）对于纵向油槽，当径向载荷相对轴承不转动时，应开在哪个零件上？ （2）当径向载荷相对轴承转动时，应开在哪个零件上？ （3）纵向油槽的长度一般应稍短于哪个零件的长度？,这样就可以防止油过多地从油槽两端流失，从而减少进入润滑部位的油量。,（1）轴，（2）轴承；（3）轴瓦,答案：轴承；轴；轴瓦,1013 液体摩擦动压向心滑动轴承，相当偏心距反映了轴承的承载能力。,（1）当载荷很小或轴颈转速很高时，X接近于哪个值？h min等于多少？ （2）当载荷很大或轴颈转速很低时，x近似等于多少？ h min等于多少？,答案： X接近于0， h min 等于； X近似等于1， h min等于0,1014 设计动压式向心轴承时，若长径比L d取得较大，会带来下列哪种后果？,（1）轴承泄漏量大、承载能力低、温升高； （2）轴承端泄量大、承载能力低，温升低； （3）轴承端泄量小、承载能力高，温升高； （4）轴承端泄量小、承载能力高，温升低,答案：轴承端泄量小、承载能力高、温升高,1015 设计动压式向心滑动轴承时，对于以下各参数，设计计算时，应按下列哪个顺序进行？,（1）最小油膜厚度h min；。；（2）耗油量系数 ；（3）承载量系数Cp；（4）液体摩擦系数f；（5）轴颈偏心距x；（6）进、出口温度t i 、 t 0；（ 7）轴承温升t,1016 设计动压式向心滑动轴承时，若通过热平衡计算，发现轴承温升过高，在下列改进措施中，哪个技术措施是行之有效的？,（1）增大轴承的长径比ld；（2）减少供油量；（3）增大相对间隙；（4）换用粘度较高的润滑油,答案：增大相对间隙,1017 一滑动轴承，轴颈表面粗糙度为R Z00032mm，轴瓦表面粗糙度为R Z =000 63m m，为保证其处于液体摩擦状态下工作，该轴承最小油膜厚度必须大于下列哪个值？,(1) 9.5 m (2)14.24 m (3) 19 m (4) 28.5 m,答案： 19 m,【例101】设计一电动机液体向心滑动轴承，已知轴承载荷P 35 kN，轴颈直径d 100 mm，电动机转速n 1000 rmin，轴承工作时的包角a 180。试确定：（1）轴瓦材料入 （2）润滑油的牌号。（3）润滑油的流量。（4）最小油膜厚度。（5）轴与孔的公差配合及表面粗糙度。,解1选择轴承材料,参照教材中表125推荐的轴承长径比Ld，电机主轴承的长径比Ld0615，为计算方便可取Ld1，则Ld100mm,参照教材中表 122常用金属轴瓦的使用性能，选ZCHSns b116作为轴瓦材料，并查得 P=25 Mpa,v=80m/s,pv=20MPam/s,对照题目中给定条件及选定的有关许用值，可以看到能满足电机轴承的工作要求,2初选润滑油,选30号机械油润滑，并假定 tm 50 ，其运动粘度 v5028 CSt，取y50098 gcm3 查图47，则 50=v50y50=0.928=0.0252 Pa s,3计算油膜厚度,查表126，根据电机类设备平均直径间隙的计算公式，求得其平均直径间隙值为 =0.0008d+0.015= 0.0008 100+0.015=0.095 mm,取直径间隙 01 mm，故相对间隙 = /d=0.1/100=0.001,承载系数,根据C p和 Ld之值，查表 127，得x 061 36。则,h min=r(1x)=500.001 (1 0.6136)=0.01932 mm = 19.32 m,4. 计算临界最小油膜厚度,设轴颈经过淬火后精磨，表面粗糙度 ，轴瓦孔径精镗，表面粗糙度为 ，由表7-6知，RZ1=3.2 m , RZ2=6.3 m,满足轴承工作的可靠性要求。,5验算润滑油的入口温度,首先按式,且=1 ，故,根据x=0.6136和L/d=1 ,查图12 27得 并取C=1800J/(kg) ,y=900kg/m3 , a S=80 w/(m2 ) ,故,润滑入口温度为：,可见轴承不易达到热平衡状态。解决途径有；,（1）选用粘度较低的润滑油润滑。选用20号机械油，y50=20 cst , 50=0.018 pa s ,Cp=1.859 , x=0.6913 ,h min=15.435 m2hmin c = 19 m 。故不满足轴承工作可靠性要求。,（2）取较大的直径间隙，降低轴承及轴颈表面粗糙度。取 0.15mm，轴颈表面粗糙度为 ，轴瓦表面粗糙度为 ，则,比较两种计算结果，显然后者的润滑油的人口温度较理想，故采用这种途径解决。,6计算润滑油的流量,由 ，可求得润滑油流量为,Q = 0.14 v L d = 0.14 0.0015 5.23 0.1 0.1 = 1.1 105 m3 / s,7选择轴与孔的配合,按GB180179选择。因 015mm，则,选择配合为 ，则孔的公差为 ，轴的公差为 ，所以,最大间隙max=0.054( 0.107) = 0.161 mm,最小间隙min=0( 0.072)= 0.072 mm,值位于max 与 min 之间,验算max值,当max=0.161 mm 时，,根据C p max 和 L/d 的值查表127 知，x1=0.8,根据x1和 L/d 的值查表127 得 ，,演算min,查表127 知,x 2=0.04375,查表127 知,由以上验算可以看出，所选 配合不实用,（2）另选配合 则空的公差为 ，轴的公差为,最大间隙max=0。035( 0.155) = 0.190 mm,最小间隙min=0( 0.120）= 0.120 mm,值位于max 与 min 之间,验算max值,当max=0.161 mm 时，max=0.0019 , C p max = 4.713 , x1=0.85 , h min 1=14.25 m2 h min c=9.6 m ,f 1 = 0.0023 , , t 1 = 16.2 ,t f1 = 41.9 (接近40 ，热平衡条件可满足),演算min,当min= 0.120 mm 时， min=0.0012 , C p min = 1.912 , x2=0.7 , h min 2=18 m2 h min c=9.6 m , f 2 = 0.00263 , 12=35.65 35 ，（热平衡条件可满足）,由以上验算可以看出，所选 配合是合适的,1016 什么场合下采用滑动轴承？,答：滑动轴承主要应用以下场合。,（1）工作转速特高的轴承。 （2）特重型的轴承。 （3）对轴的位置要求特别精确的轴承。 （4）承受巨大冲击和振动的轴承。 （5）根据装置要求必须做成刻分式的轴承。 （6）当轴的排列较紧密时，由于空间尺寸限制，必须采用径向尺 寸较小的轴承。 （7）在特殊条件下工作的轴承。,1017 试述对开式滑动轴承和整体式滑动轴承的结构特点和应用。,答：对开式滑动轴承使轴的安装和拆卸都较方便，在一定范围内可以调整轴承孔与轴颈间的间隙。允许通过轴瓦与轴肩端面的接触来承受不大的轴向力,整体式滑动轴承结构简单，但拆装不方便。磨损后，轴承间隙无法调整。多用于间歇性工作和低速轻载的简单机器中。,1018 为什么采用多油楔滑动轴承能改善高速滑动轴承工作时的稳定性？,答：由于多抽楔滑动轴承的扇形块是支承在球面上的，它的倾斜度可随轴颈位置的不同自动地调整，以适应不同的载荷、转速和轴的弹性变形偏斜等情况，保持轴颈与轴瓦的适当间隙，从而能建立起可靠的液体摩擦润滑油膜，可以改善高速滑动轴承工作时的稳定性。,1019 对轴瓦材料的主要要求是什么？,答：轴瓦材料应选那些与轴颈相互摩擦时，摩擦系数小和磨损小的减摩、耐磨材料。除此之外还应满足下列要求。,（1）抗粘着性。一般用与钢相匹配不易产生粘着的材料，就可具备抗粘着性。 （2）适应性。轴承适应轴的弯曲和其它几何形状误差的能力叫轴承的适应性。 （3）容纳异物的能力。当摩擦表面混入异物时，能嵌入轴瓦材料中而不外露，以使轴颈及轴瓦表面不受磨损。 （4）抗疲劳性。抵抗多次重复作用的变应力在材料表层引起裂纹和脱落的能力。 （5）强度轴瓦材料要具有足够的抗压强度、疲劳强度和承受冲击的能力。 （6）抗腐蚀性。抵抗矿物油润滑剂长期使用后，氧化而生成酸性的胶状沉积物对轴瓦腐蚀的能力。 （7）价格及来源。价廉和易于获得以及更换轴瓦停机所带来的损失。,1020 用常用的轴瓦材料有哪几种？其主要特点是什么？,答：常用轴瓦有金属和非金属两类。,金属轴瓦包括如下几种。,（l）铸铁。具有耐磨性和润滑作用。 （2）轴承合金。锡基轴承合金的抗腐蚀能力高，抗粘着能力强，与钢背结合后较牢固；铝基轴承合金抗腐蚀能力较差。 （3）铜合金。强度、硬度较高，但容纳异物及适应性均较差，如铸造铝青铜。,（4）铝合金。强度高、耐腐蚀、导热性良好。但要求轴颈表面有高硬度和低的表面粗糙度。 （5）陶质金属。不同金属粉末烧结，压制而成轴瓦材料。这种材料制成的含油轴承，具有自润滑性。但韧性小，宜用于平稳无冲击载荷及中低速度情况下。,非金属轴瓦包括如下几种。,1027 试述在钢瓦或轴颈上开油孔或油槽的基本原则。,答；为把润滑油导入整个摩擦面间，轴瓦或轴颈上须开发油孔或油槽。对于长径比L d较小的轴承，只须开一个油孔就可以了。对于长径比大、可靠性要求高的轴承，须开设油槽。油槽应开在轴承不受力或压力较小的区域，以利供油，同时免于降低轴承的承载能力。其基本原则如下。,（1）对于纵向油槽，当径向载荷相对轴承不转动时，应开在轴承上；当径向载荷相对轴承转动时，应开在轴上。 （2）纵向油槽的长度，一般应稍短于轴瓦的长度。 （3）对环形油槽，当轴承的轴线水平时，最好开设半环，不要延伸到承载区。如必须开设全环油槽，则宜开在靠近轴承的两个端部。,（1）石墨。摩擦系数小、抗粘着性好，磨损速度低，不氧化、性质脆、受冲击载荷易碎强度低。 （2）橡胶。用于以水作润滑剂且比较脏污处。 （3）酚醛胶布。抗粘着性好，强度高，耐腐蚀好。但其导热性差。 （4）尼龙。磨损低，不须外加润滑剂即可工作。,（4）竖直放置的轴承，全环油槽应开设在轴承的上端。 （5）当要求润滑油单向流动以改善水平轴的端部密封时，或竖直轴要由下向上地吸油时，可开设螺旋油槽。其螺旋线的方向应保证油流方向与所要求的相一致。 （6）油槽的剖面形状，应避免边缘有锐角及棱角，以便油流入被润滑表面之间。,1021用试述非液体摩擦滑动轴承的失效形式及设计准则。,答：滑动轴承的失效往往是几种失效形式并存，相互影响，很难把它们截然分开。其中磨料磨损和粘着磨损是主要的失效形式。设计非流体摩擦滑动轴承，主要是在轴承的直径d和长度L决定以后，进行比压p和pv的验算。对于比压小的轴承，还要进行速度v的验算。,1022 试述非液体摩擦滑动轴承的设计方法。,答；设计时，一般已知轴的直径d，转速 n和轴承载荷 P，从后进行下列计算。 （1）根据工作条件和使用要求，确定轴承的结构型式。查表确定轴瓦材料。 （2）参考表中推荐的L d值，据已知直径d确定轴承的长度L。 （3）验算轴承的承载能力：pp , pvpv , vv 并选择配合。,1023 试述轴承直径间隙的选择原则。,答：直径间隙应根据轴承所铜材料的性质、载荷大小、转速高低等一系列因素综合考虑，适当选择。载荷越大，最小间隙越小时，其直径间隙应选得小一些。转速越高，最小间隙越大，摩擦系数也较大，温升也较高，要求良好冷却，直径间隙应选得大一些。对要求旋转精度高的轴承，也应选择较小的直径间隙。轴承材料的膨胀系数越大，应选择较大的直径间隙。其具体值可参照书上所列表格中计算平均直径间隙的经验公式。,1023 相对偏心距一般在多大范围内变化？为什么？,答：理论上相对偏心距x的值可在01之间变化，当载荷很小或轴颈转速很高时，X值接近于0，此时轴颈中心与轴承中心接近重合，油楔消失，而h min；当载荷很大或轴颈转速很小时，X1，此时轴颈与轴瓦接触，h min0，油膜被破坏。实际上，相对偏心距X的值一般总在 05095之间。,1024轴承的承载量系数 C p 的值大是否说明轴承所能承受的载荷也大？为什么？,答：轴承的承载量系数C p的值大，并不一定承受的载荷也大。承载量系数 只有在工作情况参数（如、v、L、）不变的情况下，Cp与P的变化才相一致。当工作情况系数不同时，则两者不一定相一致，即承载量系数 C p 值大，不一定承载能力也大。如，同样运转情况下（P、v不变），比较具有不同结构参数轴承的承载能力大小时，具有较大h min的轴承或者具有较小偏心距e的轴承，承载力较大；只有在其它情况不变时， h min越小即x值越大，对承载能力也就越大。但，由于相对运动表面加工的 不平度，轴的刚性与轴的几何形状误差的限制， h min值不能无限缩小，有个临界最小油膜厚度h min c 的限制问题。,1025 为什么液体摩擦状态是一种较稳定的摩擦状态？,答：实验表明轴承中的摩擦状态是随轴承的特性系数而转化的。在边界摩擦时，随轴承特性系数np的增大，摩擦系数 f 变化很小。进入混合摩擦后， np的变化将引起f的急剧变化。刚形成液体摩擦时，f值达到最小值。此后，随着n p的增大，油股厚度也随之增大，油膜中的总摩擦阻力便相应地有所增加，因此f将有所增大。因为在液体末摩擦状态下，阻力产生于液体内部，所以当转速（或油的流速）增大或者压力P（或载荷）下降时，轴承特性系