13滑动轴承习题与参考答案要点

1、B、E 。巧二0习题与参考答案、选择题（从给出的A、B、C D中选一个答案）1验算滑动轴承最小油膜厚度hmin的目的是 A 。A.确定轴承是否能获得液体润滑B.控制轴承的发热量C.计算轴承内部的摩擦阻力D.控制轴承的压强 P2在题2图所示的下列几种情况下，可能形成流体动力润滑的有203巴氏合金是用来制造BB.双层或多层金属轴瓦D.非金属轴瓦A.单层金属轴瓦C.含油轴承轴瓦4在滑动轴承材料中,A.铸铁B通常只用作双金属轴瓦的表层材料。B.巴氏合金D.铸造黄铜C.铸造锡磷青铜5液体润滑动压径向轴承的偏心距e随 B而减小。A.轴颈转速n的增加或载荷F的增大B.轴颈转速n的增加或载荷F的减少C.轴颈转

2、速n的减少或载荷F的减少D.轴颈转速n的减少或载荷F的增大6不完全液体润滑滑动轴承，验算pv司pv是为了防止轴承 B_oA.过度磨损B.过热产生胶合C.产生塑性变形D.发生疲劳点蚀7设计液体动力润滑径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度hmin不够大，在下列改进设计的措施中，最有效的是 A 。8910111213141516171819A.减少轴承的宽径比l/dB.增加供油量C.减少相对间隙中D.增大偏心率/-在 B情况下,滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。A.重载B.高速C.工作温度高D.承受变载荷或振动冲击载荷温度升高时，润滑油的粘度 C 。A.随之升高B.保持不变C.随之降低D.可能升高也可

3、能降低动压润滑滑动轴承能建立油压的条件中，不必要的条件是D 。A.轴颈和轴承间构成楔形间隙B.充分供应润滑油C.轴颈和轴承表面之间有相对滑动D.润滑油温度不超过 50 c运动粘度是动力粘度与同温度下润滑油B 的比值。A.质量B.密度C.比重D.流速润滑油的B ,又称绝对粘度。A.运动粘度B.动力粘度C.恩格尔粘度D.基本粘度下列各种机械设备中，D只宜采用滑动轴承。A.中、小型减速器齿轮轴B.电动机转子C.铁道机车车辆轴D.大型水轮机主轴两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为D 。A.液体摩擦B.半液体摩擦C.混合摩擦D.边界摩擦液体动力润滑径向滑动轴承最小油膜厚度的计算公式是

4、C 。A. hmin ='-d(1 一 )B. hmin =(1)C. hmin ='d(1 - )/2D. ='d(1)/2在滑动轴承中，相对间隙 中是一个重要的参数，它是 B与公称直径之比。A.半径间隙6 = R rB.直径间隙 = D dC.最小油膜厚度 hminD.偏心率7在径向滑动轴承中，采用可倾瓦的目的在于C。A.便于装配B.使轴承具有自动调位能力C.提高轴承的稳定性D.增加润滑油流量，降低温升采用三油楔或多油楔滑动轴承的目的在于 C。A.提高承载能力B.增加润滑油油量C.提高轴承的稳定性D.减少摩擦发热在不完全液体润滑滑动轴承中，限制pv值的主要目的是防止

5、轴承 B.过度磨损D.产生咬死A.过度发热而胶合C.产生塑性变形20下述材料中，C是轴承合金（巴氏合金）。A. 20CrMnTiB.38CrMnMoC. ZSnSb11Cu6D.ZCuSn10P121与滚动轴承相比较，下述各点中，B不能作为滑动轴承的优点。（滚动轴承精度更高）A.径向尺寸小B.间隙小，旋转精度高C.运转平稳，噪声低D.可用于高速情况下22径向滑动轴承的直径增大1倍，长径比不变，载荷不变，则轴承的压强p变为原来的心倍。A. 2B. 1/2C. 1/4D. 423 径向滑动轴承的直径增大1倍，长径比不变，载荷及转速不变，则轴承的pv值为原来的 B 倍。A. 2B. 1/2C. 4D

6、. 1/4二、填空题24 不完全液体润滑滑动轴承验算比压p是为了避免 ;验算pv值是为了防止。25在设计动力润滑滑动轴承时，若减小相对间隙中，则轴承的承载能力将 ;旋转精度将；发热量将。26流体的粘度，即流体抵抗变形的能力，它表征流体内部 的大小。27润滑油的油性是指润滑油在金属表面的 能力。28 影响润滑油粘度 ”的主要因素有 和。29 两摩擦表面间的典型摩擦状态是 、和。30在液体动力润滑的滑动轴承中，润滑油的动力粘度与运动粘度的关系式为 。（需注明式中各符号的意义）31螺旋传动中的螺母、滑动轴承的轴瓦、蜗杆传动中的蜗轮，多采用青铜材料，这主要是为 了提高 能力。32不完全液体润滑滑动轴承

7、工作能力的校验公式是 、和。33形成流体动压润滑的必要条件是 、。34 不完全液体润滑滑动轴承的主要失效形式是 ,在设计时应验算项目的公式 为、。35滑动轴承的润滑作用是减少 ，提高，轴瓦的油槽应该开在 载荷 的部位。36 形成液体动力润滑的必要条件1 、2 、3 ,而充分条件37不完全液体润滑径向滑动轴承，按其可能的失效应限制 、进 行条件性计算。38宽径比较大的滑动轴承（l/d >1.5）,为避免因轴的挠曲而引起轴承“边缘接触” ，造成轴 承早期磨损，可采用 轴承。39滑动轴承的承载量系数 Cp将随着偏心率？的增加而 ，相应的最小油膜厚度hmin也随着I的增加而。40在一维雷诺润滑方

8、程 史=6/v(h3ho)中，其粘度”是指润滑剂的粘度。?xh341选择滑动轴承所用的润滑油时，对液体润滑轴承主要考虑润滑油的 ,对不完全液 体润滑轴承主要考虑润滑油的 。三、问答题42设计液体动力润滑滑动轴承时，为保证轴承正常工作，应满足哪些条件？43试述径向动压滑动轴承油膜的形成过程。44就液体动力润滑的一维雷诺方程史=6月v(h,h0) ,说明形成液体动力润滑的必要条件。：:xh45液体动力润滑滑动轴承的相对间隙中的大小，对滑动轴承的承载能力、温升和运转精度有何影响？46有一液体动力润滑单油楔滑动轴承、在两种外载荷下工作时，其偏心率分别为4=0.6、22 =0.8,试分析哪种情况下轴承承

9、受的外载荷大。为提高该轴承的承载能力，有哪些措施可供考 虑？(假定轴颈直径和转速不允许改变。)47不完全液体润滑滑动轴承需进行哪些计算？各有何含义？48为了保证滑动轴承获得较高的承载能力，油沟应做在什么位置？49何谓轴承承载量系数 Cp? Cp值大是否说明轴承所能承受的载荷也越大？50滑动轴承的摩擦状态有哪几种？它们的主要区别如何？51滑动轴承的主要失效形式有哪些？52相对间隙中对轴承承载能力有何影响？在设计时，若算出的hmin过小或温升过高时，应如何调整值？53在设计液体动力润滑径向滑动轴承时，在其最小油膜厚度hmin不够可靠的情况下，如何调整参数来进行设计？四、分析计算题54某一径向滑动轴

10、承，轴承宽径比 l/d=1.0,轴颈和轴瓦的公称直径 d=80mm,轴承相对 间隙中=0.001 5 ,轴颈和轴瓦表面微观不平度的十点平均高度分别为Rz1 = 1.6 Rm , Rz2 =3.2 Nm ,在径向工作载荷 F、轴颈速度v的工作条件下，偏心率 ？= 0.8 ,能形成液体动力 润滑。若其他条件不变，试求：(1)当轴颈速度提高到 v' = 1.7v时，轴承的最小油膜厚度为多少？(2)当轴颈速度降低为 v'=0.7v时，该轴承能否达到液体动力润滑状态？ F,- 2注：承载量系数 Cp计算公式Cp =环承载量系数Cp值参见下表(l/d=1)70.60.650.70.750.

11、80.850.90.95Cp1.2531.5281.9292.4693.3724.8087.77217.1855某转子的径向滑动轴承，轴承的径向载荷F =5x104 N ,轴承宽径比l/d =1.0,轴颈转速n =1000r/min ,载荷方向一定，工作情况稳定，轴承相对间隙中=0.8次父10，(v为轴颈圆周速度，m/s),轴颈和轴瓦的表面粗糙度 Rz1 = 3.2 Rm , Rz2 = 6.3 Rm ,轴瓦材料的p = 20 MPa , v=15m/s, pv =15 MPa m/s,油的粘度 刈=0.028 Pa s。(1)求按混合润滑(不完全液体润滑)状态设计时轴颈直径 d。(2)将由(

12、1)求出的轴颈直径进行圆整(尾数为0或5),试问在题中给定条件下此轴承能否达到液体润滑状态？56有一滑动轴承，轴颈直径 d =100mm ,宽径比l /d =1,测得直径间隙 = 0.12mm , 转速n =2 000r/min ,径向载荷F =8000N ,润滑油的动力粘度 n =0.009 Pa .s,轴颈及轴瓦表 面不平度的平均高度分别为Rzi =1.6 Nm , Rz2 =3.2 Nm。试问此轴承是否能达到液体动力润滑状态？若达不到，在保持轴承尺寸不变的条件下，要达到液体动力润滑状态可改变哪些参数？并对其 中一种参数进行计算。F'- 2注：Cp,=0.84 v 102 vl57

13、有一滑动轴承，已知轴颈及轴瓦的公称直径为d=80mm,直径间隙= 0.1mm ,轴承宽度l =120mm,径向载荷F = 50000N ,轴的转速n=1000r/min ,轴颈及轴瓦孔表面微观不 平度的十点平均高度分别为及Rzi =1.6 Nm, R z2 = 3.2 Nm 。试求：(1)该轴承达到液体动力润滑状态时，润滑油的动力粘度应为多少？(2)若将径向载荷及直径间隙都提高 20%,其他条件不变，问此轴承能否达到液体动力润滑状态?二2 Vl注：参考公式F = 2二 Cd；r 2 p承载量系数Cp见下表（l/d =1）0.30.40.50.60.70.80.9Cp0.3910.5890.85

14、31.2531.9293.3727.77258如图58所示，已知两平板相对运动速度Vi>V2>V3>V4；载荷F4 > F3> F2 > Fl,平板间 油的粘度% =% =% =2。试分析：题58图（1）哪些情况可以形成压力油膜？并说明建立液体动力润滑油膜的充分必要条件。（2）哪种情况的油膜厚度最大？哪种情况的油膜压力最大？（3）在图（c）中若降低V3,其他条件不变，则油膜压力和油膜厚度将发生什么变化？（4）在图（c）中若减小F3,其他条件不变，则油膜压力和油膜厚度将发生什么变化？59试在下表中填出液体动力润滑滑动轴承设计时有关参量的变化趋向（可用代表符号：

15、上升T; 下降J :不定？）。最小油膜厚度h min/mm偏心率父径向载荷F/N供油量Q/ (m3/s)轴承温升t/ ：C宽径比l /d T时油粘度T时相对间隙W T时轴颈速度v T时60试分析题60图所示四种摩擦副，在摩擦面间哪些摩擦副不能形成油膜压力，为什么？ （V为相对运动速度，油有一定的粘度。）题60图61当油的动力粘度及速度v足够大时，试判断题61图所示的滑块建立动压油膜的可能性。A.可能C.不一定B.不可能题61图例解1 .今有一离心泵的径向滑动轴承。已知：轴颈直径d=60mm,轴的转速n=1500r/min, 轴承径向载荷F=2600N,轴承材料为ZCuSn5Pb5ZnS试根据不

16、完全液体润滑轴承计算 方法校核该轴承是否可用？如不可用，应如何改进？(按轴的强度计算，轴颈直径不得 小于48mm)。解题要点：(1)根据给定的材料为ZCuSn5Pb5Zn5,可查得：p=8MPa, 6】=3m/s,Pu】二12MPa m/s。(2)按已知数据，选定宽径比l/d=1,得二 dn3.14 60 1500 ，=4.71 m/s60 100060 1000F P = dl上幽=0.72260 60MPap=0.722 4.71 =3.40 MPa m/s可见U不满足要求，而p、pu均满足。故考虑用以下两个方案进行改进;(1)不改变材料，仅减小轴颈直径以减小速度 U。取d为允许的最小直径

17、48mm,m/s二dn=314 48 1500 二 37760 100060 1000仍不能满足要求，此方案不可用，所以必须改变材料。(2)改造材料，在铜合金轴瓦上浇注轴承合金ZCbSb15Sn5Cu3Cd2,查得b=5MPa, L 】=8m/s, P。】=5MPa - m/s。经试算 d=50mm , l=42mm ,则二dn3.14 50 1500FP 二 dl260050 42= 1.24MPa < l.pl=3.93m/s ： ! 160 100060 1000p. =1.24 3.93 =4.87MPa m/s"p： 1结论：可用铜合金轴瓦浇注 ZCbSb15Sn5C

18、u3Cd2轴承合金，轴颈直径 d=50mm,轴承宽度 l=42mm。2 .如图所示为两个尺寸相同的液体润滑滑动轴承，其工作条件和结构参数（相对 间隙V、动力粘度刈、速度u、轴颈直径d、轴承宽度1）完全相同。试问哪个轴承的相对偏心率？较大些？哪个轴承承受径向载荷 F较大？哪个轴承的耗油量 Q较大些？哪 个轴承发热量较大？提示：F2承载量系数 Cp =2 l耗油量系数CQ =Q/（ld）由图可知，图a、图b的最小油膜厚度不同，且hamin <hbmin, hmin与偏心率（相对偏 心）?=e/6 =e/（Rr）及相对间隙甲=&/r （e为偏心距，6为半径间隙，6 =R-r）之间的 关

19、系为hmin =r'-（1-）对于液体动压轴承能受的径向载荷为2 l-F =KCp式中，Cp为承载量系数，狗为润滑油的动力粘度。对于l/d01.0, 7W0.75的动压 轴承，可得出如下结论：(1) hmin越小，则工越大,有7aA 4,即图a的相对偏心大;(2) hmin越小，/越大时，则Cp越大、F越大，有Fa>Fb,即图a承受的径向载荷 大；(3)由耗油量Q=CQuld , ?越大，则耗油量系数Cq大，有Qa >Qb,即图a的 耗油量大；(4)因7越大，Q大，则图a的发热量小于图b的3 . 一减速器中的不完全液体润滑径向滑动轴承，轴的材料为 45钢，轴瓦材料为铸 造青

20、铜ZCuSn5Pb5Zn5承受径向载荷F=35kN;轴颈直径d=190mm；工作长度l=250mm； 转速n=150r/min。试验算该轴承是否适合使用。提示：根据轴瓦材料，已查得 p=8MPa, b】=3m/s, IPu =12MPa m/s。解题要点：进行工作能力验算：FP 二 dl35000190 250= 0.737MPa :1p 1二dn 二 190 150 60 1000 60 1000=1.49m / s ：Ip： 1 = 419100l35000 15019100 250=1.1MPa m /s ：/p 1故该轴承适合使用4 .有一不完全液体润滑径向滑动轴承，直径 d=100m

21、m,宽径比l/d=1 ,转速 n=1200r/min,轴的材料为45钢，轴承材料为铸造青铜 ZCuSn10P1。试问该轴承最大可 以承受多大的径向载荷？提示：根据材料已查得：p=15MPa, b】=10m/s, Ipu】=15MPa m/s。解题要点：轴承所能承受的最大径向载荷必须同时满足:(1) F W Ipbl =15m100m100 =150 000、l P 1 19100115 19100 100No(2) F = =238751200故 Fmax=23 875N。F=25 000N ,轴颈直径5.试设计一齿轮减速器的液体动力润滑向心滑动轴承。已知：径向载荷 d=115mm,轻颈转速

22、n=1000r/min。解题要点：(1)确定轴承结构型式采用整体式结构，轴承包角：=360(2)确定轴承结构参数取1/d=1,则轴承工作宽度1为1/d=1 x 115mm=115mm(3)选择轴瓦材料计算轴承的p、u和pu值Fdl25000115 115= 1.89MPa二dn60 10003.1416 115 100060000= 6.02m/ sp -1.89 6.02 =1.11.38MPa m/s选择轴瓦材料根据p、u和pu值，选用11-6锡睇轴承合金(ZSnSb11Cu6),其p】二25MPa,l】=80m/s, Ipv l=20MPa - m/s。轴颈系钢制，淬火精磨。(4)选定轴

23、承相对间隙 W和轴承配合公差中=0.8父10“。0.25 =0.8父10” 父6.020.25 =1.25父10。取中=1.3父10，确定轴承直径间隙为="d =0.0013 115=0.1495 mm选定轴承配合公差时，应使选配合的最小和最大配合间隙接近轴承的理论间隙现选定配合为 牝15Hz，则轴瓦孔径D=11500.035 ,轴颈直径d=115U55,最大间隙d7max =0.035mm+0.155mm = 0.190mm ,最小间隙 Amax = 0.120mm。(5)选定润滑油根据轴承的IpHW,选用L-AN32机械油，取运动粘度V40=32cSt(32 X 10-6m2/s

24、),密度 P = 900kg/m3,比热容 c=1800J/ (kg C)。计算平均温度tm下润滑油的动力粘度：取 tm=50C,查得 50C, L-AN32 的运动粘度 V50=1922.6cSt,取 V50=19 cSt (19X 10-6m2/s),得其动力粘度为：50 = %50 =900 19 10-6 = 0.0171N S/m2(6)计算轴承工作能力 计算轴承承载量系数：cp_225000 0.00132 0.0171 6.02 0.115= 1.784确定偏心率7 :根据Cp和l/d值,=0.652计算最小油膜厚度hmm；hmin = d11-=115 0.0013 1 -0.

25、65222=0.026mm选定轴瓦和轴颈表面粗糙度 Rz1 =1.6Nm, Rz2 =3.2m ,则hmin =0.026>2(Rz1+Rz2)=2X (0.0016+0.0032) =0.0096 mm(7)验算轴承温开和工作可靠性计算液体摩擦系数L轴颈角速度2 n 2 3.1416 1000co =6060=104.72 rad/s因l/d=1,故巴=1 ,则摩擦系数为0.551-=二 0.0171 104.720.0013 1.89 1060.55 0.0013 1= 2.36 10工供油量：根据轴承偏心率/和宽径比l/d,查表并插值计算，得Cq=0.142,故供油 量为Q =CQ

26、 ： ld =0.142 0.0013 6.02 0.115 0.115m3/s=14.7X 10-6m3/s=882cm3/min计算轴承温升At:取导热系数a, =80J/（m2 s.C）时，则,'2.36x10"0.0013x 1.89x1061800 900 0.1423.1416 800.0013 6.03C =13.09 C进口油温度 t,=tm生=50C- 1309=43.46（在3545之间）22出口油温度 t2 =tm +=50 C + H09 C =56.55C <80 C22进、出口油温合适。计算结果说明，具有上述参数的滑动轴承可以获得液体动力润滑

27、。液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算的首要问题在于验算最小油膜厚度是否大 于两倍轴颈与轴瓦表面不平度的高度之和，设计计算的关键在于合理选择参数。至于具 体计算步骤，可以视具体情况，灵活应用。液体动力润滑流动轴承应用了部分液体动力学理论和高等数学概念来说明动压油 楔中各参数间的关系，只要抓住主要问题，设计计算是不难掌握的。但是，轴承的设计 计算只是一个方面，轴承结构是否合理，制造、装配是否正确，润滑是否得当等，都对 轴承的正常工作有很大影响，必须予以注意五、习题参考答案1、选择题10 D11 B12131415 C16 B17 C18 C19202122 C 23 B2、填空题24过度磨损；过热

28、产生胶合25增大；提高；增大26摩擦阻力27吸附28温度；压力29干摩擦；不完全液体摩擦；液体摩擦30(Pa s)v =2-,式中,：(kg/m )v运动粘度；一一动力粘度；：润滑油的密度31耐磨32Fp =w p ； pv = dLFn19100L33两工作表面间必须构成楔形间隙；两工作表面间必须充满具有一定粘度的润滑油或其他流 体；两工作表面间必须有一定的相对滑动速度，其运动方向必须保证能带动润滑油从大截面流进，从 小截面流出。34 磨损与胶合：pwp； pvwpv； v< v35摩擦：传动效率；不承受36必要条件参见题533;充分条件为：保证最小油膜厚度hmin>h,其中h为

29、许用油膜厚度;h = S(Rz1 +Rz2),其中，S为安全系数，Rz1、Rz2分别为轴颈和轴瓦的表面粗糙度十点平均高度。37 pwp ； pvwpv ； VWv38 自动调心39增大，减小40动力41粘度；油性(润滑性)3、问答题(参考答案从略)4、分析计算题54解题要点：(1)计算在径向工作载荷F、轴颈速度v的工作条件下，偏心率0- =0.8时的最小油膜厚度：由 l/d =1.0, d =80mm,得 l =80mm。hmin=r' (1 -)=40 0.0015 (1 -0.8)mm = 0.012 mm由 7. =0.8,查附表得 Cp =3.372。p计算许用油膜厚度h,取S

30、= 2,于是h =S(Rz1 Rz2) =2 (1.6 3.2)m =9.6m =0.009 6 mm由于hmin> h,能形成液体动压润滑。(2)计算v'=1.7v时，轴承的最小油膜厚度：一，、 F - 2由公式Cp =一丁，根据其他参数不变时，Cp与v成反比的关系，当v' = 0.7v时，得p 2 vlp查附表得7 =0.86 ,于C 3.372Cp 二二 4.8 17p 0.7hmin =(1 一 初=40 0.0015 (1 -0.86) mm =0.008 4 mm因为hmin<h,故该轴承不能达到液体动力润滑状态。55解题要点：(1)按不完全液体润滑状态

31、，设计轴颈直径：由 F/(dl)w p得, F 5 104dmm = 50 mmp(l/d)1, 20 1(2)计算轴承相对间隙：二dn3.14 50 100v = =m/s = 2.62 m/s60 1 00060 1 0001-=0.8 4 v 10' = 0.8 4 2.62 10，=0.00102(3)计算偏心率7.:由CpF - 22 vl4_25 100.001 02=7.092 0.028 2.62 0.05再由Cp和l/d =1.0,查表得0-电0.89。(4)计算最小油膜厚度hmin ：hmin =1(1 - X) = 25 0.001 02 (1 -0.89) mm

32、 =0.002 805 mm(5)计算许用油膜厚度h,取S = 2,于是h =S(Rz1 Rz2) =2 (3.2 6.3)m =19m = 0.019 mm 因为hmin小于h,故该轴承在题中给定的条件下不能达到液体动润滑状态。56解题要点:(1)计算许用油膜厚度h,取S = 2 ,于(2)h =S& Rz2)计算轴承的相对间隙中：=2 (1.6 3.2)m =9.6m =0.0096 mm012 = 0.001 2100(3)计算轴颈的圆周速度v：二 dn60 1000二 100 2000m/s =10.47 m/s60 1 000计算轴承的承载量系数cp：CpF - 22 vl _28 000 0.0012 八=0.61132 0.009 10.47 0.1(5)查表得 0 =0.41。(6)计算最小油膜厚度hmin：hmin=r1 (1 - )二50 0.0012 (1 -0.41) mm = 0.035mm因hmin >川，故该轴承能达到液体动力润滑状态。若不能达到液体动力润滑状态，可增大直径间隙4,减小相对偏心率7.,减小承载量系数Cp,增 大润滑油的动力粘度刈，