机械设计习题卡13答案

1、6第十三章一、 选择题 1.(2) 2.(1) 3.(1) 4.(3) 5.(3) 6.(4) 7.(1) 8.(4) 9.(2)10.D 11.D 12.A 13.A 14.A 15.A,B二、 填空题1. 内圈 外圈 滚动体 保持架2. 相对滑动速度3. 滚动体 接触角 越大4. 滚子 球 精度5. 点蚀 接触应力6. (1) N316/P6 51316 (2) 51316 N316/P6 (3) 6306/P5 51316(4) 6306/P5 (5) 303067.轴向，径向，轴向负荷和径向负荷 8.基孔，基轴 9.轴承所受载荷的大小、方向及性质，转速的高低，调心性能要求，装拆方便及经

2、济性要求，向心、推力。10.疲劳点蚀，可靠度90%，塑性变形，静强度。判断题。1-5 ×××三、 问答题1 圆锥滚子轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承2 基本额定动载荷：使轴承的基本额定寿命恰好为106r(转)时，轴承所能承受的载荷值。基本额定静载荷：使受载最大的滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力达到定值的载荷，作为轴承静强度的界限。基本额定寿命10：按一组轴承中10的轴承发生点蚀破坏，而90的轴承不发生点蚀破坏前的转数(以106转为单位)或工作小时数作为轴承的寿命。当量动载荷：为一假想载荷，在该假想载荷作用下，滚动轴承的寿命与实际载荷作用下的寿命相当。当量静载荷：为

3、一假想载荷，在该假想载荷作用下，滚动轴承的永久接触变形量与实际载荷作用下的永久接触变形量相当。3 滚动轴承的内、外圈和滚动体，般用轴承铬钢制造。热处理：淬火低温回火，硬度一般不低于60HRC；相对运动表面易发生磨损，要提高其表面硬度，以增强耐磨性。保持架常用低碳钢、铜合金、铝合金或塑料制成；易成形，减摩。4 高速运转时离心力大，推力球轴承的钢球与保持架磨损、发热严重，寿命降低，故不宜采用。当工作转速高时，通常采用深沟球轴承或角接触球轴承为宜。5 角接触球轴承(6000型)和圆锥滚子轴承(7000型)承受径向载荷时，要产生派生轴向力，派生轴向力迫使轴承内、外圈有分离的趋势，为保证轴承能正常工作，

4、故通常成对使用。面对面安装：两轴承外圈窄端面相对安装。实际跨距l较轴承之间的距离短些，轴系的刚度较高，轴承的间隙调整和装配较易。常用。背靠背安装：两轴承外圈宽端面相对安装。实际跨距l较轴承之间的距离长些，轴系的刚度较低，轴承的间隙调整困难。常用于要求轴的外伸部分挠曲变形小时。调心轴承(10000型和20000型)能自动调心，允许内圈对外圈轴线偏斜量大，可以调整轴线的误差，但若不成对使用，则不可能实现其功能。6在安装时要调整轴承游隙的滚动轴承类型：10000，20000，30000，50000，60000，70000。调整轴承游隙的常用方法：加厚或减薄端盖与箱体间调整垫片用调节螺钉调整用圆螺母调

5、整7两支点各单向固定：工作温升较小，支承跨距不大的轴。 一支点双向固定，另一支点游动：工作温升较高,支承跨距较长(L>350mm)的轴。 两支点游动：要求左右游动的轴(如人字齿轮的主动轴)。8滚动轴承的回转套圈和不回转套圈与轴或机座装配时所取的配合性质有何不同?常选用什么配合?其配合的松紧程度与圆柱公差标准中相同配合有何不同? 滚动轴承的回转套圈与轴或机座装配时所取的配合性质：过盈配合(js5,js6,k5,k6,m5,m6,r5,r6,M7,N7)。不回转套圈与轴或机座装配时所取的配合性质：不回转套圈与轴或机座装配应比回转套圈与轴或机座装配有较松的配合(H6,H7,J7,J6,K7,K

6、6,M7,M6,h6,g6)。 其配合的松紧程度与圆柱公差标准中相同配合不同：滚动轴承是标准件，轴承内孔与轴的配合采用基孔制，即以轴承内孔的尺寸为基推；轴承外径与外壳孔的配合采用基轴制，即以轴承的外径尺寸为基准。与内圈相配合的轴的公差带以及与外圈相配合的外壳孔的公差带，均按圆柱公差与配合的国家标准选取。由于dm的公差带在零线之下，而圆柱公差标准中基淮孔的公差带在零线之上，所以轴承内圈与轴的配合比圆柱公差标准中规定的基孔制同类配合要紧得多。对轴承内孔与轴的配合而言圆柱公差标准中的许多过渡配合实际成为过盈配合，而有的间隙配合实际变为过渡配合。轴承外圈与外壳孔的配合与圆柱公差标准中规定的基轴制同类配

7、合相比较，配合性质的类别基本一致，但由于轴承外径的公差值较小，因而配合也较紧。9. 1）轴承的载荷：轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。2）轴承的转速：在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。3）轴承的调心性能；4）轴承的安装和拆卸。10. 静载荷是指轴承套圈相对转速为零或相对转速极度低时，作用在轴承上的载荷。为了限制滚动轴承在静载荷下产生过大的接触应力和永久变形，需进行静载荷计算。11. 润滑对于滚动轴承具有重要意义，轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阴力，还可以起着散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用。轴承常用的

8、润滑方式有两种：油润滑和脂润滑。此外，也有使用固体润滑剂润滑的。四、分析计算题 1、解：(1) 一对轴承中当量动载荷大的那个轴承危险。 求支反力Fr1、Fr2 Fr2F- Fr1=6000-4000=2000N计算轴承的轴向载荷Fd1、Fd2先计算内部轴向力：Fd=Fr/2YFd1=Fr1/2Y4000/2×2.1952NFd2=Fr2/2Y=200/2×2.1476NFd1+Fa=952+1000=1952N> Fd2476N 轴承2压紧，轴承1放松。Fa1Fd1=952NFa2Fd1+Fa1952N计算当量动载荷 Fa1/ Fr1952/40000.239<

9、 e=0.29，得：X=1，Y=0P1=fp(X Fr1+Y Fa1)=1.2×40004800NFa2/ Fr21952/20000.976>e0.29，得：X=0.4，Y=2.1P2=fp(X Fr2+Y Fa2)=1.2×(0.4×20002.1×1952)5879NP2> P1 轴承2危险。(2) 合用。2、解：1)计算轴承的轴向载荷Fd1、Fd2由表13-7，70000C型轴承的内部轴向力为Fd=eFr，由表13-5得e=0.380.56，初定e=0.45(轴承1)，e=0.40(轴承2)Fd1=eFr1=0.45×100

10、0450NFd2=eFr2=0.40×2060824NFd2+Fae=824+1200=2024N> Fd1470N 轴承1压紧，轴承2放松。Fa1Fd2+Fae=2024NFa2Fd2824N2)计算当量动载荷由手册查得7307C轴承：基本额定动载荷C=35.1kN，基本额定静载荷Co=27.5kN。由表13-5 Fa1/Co=2024/27500=0.0736 得：e=0.45(与初选相同)。 Fa1/ Fr12024/10002.024> e=0.45，由表13-5查得：X=0.44，Y=1.25由表13-6，取载荷系数fp=1.5P1=fp(X Fr1+Y Fa1

11、)=1.5(0.44×10001.25×2024)4455NFa2/Co=824/27500=0.03 得：e=0.40 (与初选相同) Fa2/ Fr2824/20600.40e，由表13-5查得：X=1，Y=0P2=fp(X Fr2+Y Fa2)=1.5×20603090N3)核验轴承寿命P1> P2 应以轴承1的当量动载荷P1为计算依据。由此可知，7307C轴承不满足使用要求，还需要另选轴承。4)改选一对7307AC轴承作核验计算 内部轴向力：70000C型轴承的内部轴向力由表13-7查得：Fd=0.68FrFd1=0.68Fr1=0.68×

12、1000680NFd2=0.68Fr2=0.68×20601400.8N轴向载荷Fd1、Fd2：Fd2+Fae=1400.8+1200=2600.8N> Fd1680N 轴承1压紧，轴承2放松。Fa1Fd2+Fae=2600.8NFa2Fd21400.8N由手册查得7307AC轴承：基本额定动载荷C=33.4kN，基本额定静载荷Co=25.2kN。由表13-5 查得：e=0.68。 Fa1/ Fr12600.8/10002.6> e=0.68，由表13-5查得：X=0.41，Y=0.87由表13-6，取载荷系数fp=1.5P1=fp(X Fr1+Y Fa1)=1.5(0.

13、41×10000.87×2600.8)4009N Fa2/ Fr21400.8/20600.68e，由表13-5查得：X=1，Y=0P2=fp(X Fr2+Y Fa2)=1.5×20603090N同理：P1> P2 应以轴承1的当量动载荷P1为计算依据。由此可知，7307AC轴承满足使用要求。讨论：由手册查得的7307C轴承的基本额定动载荷，其数值为C=35.1KN，略高于7307 AC轴承。但计算结果表明，7307C轴承不满足使用要求，而使用7307AC轴承却可行，原因何在？70000C轴承与70000 AC轴承虽同属角接触球轴承，但两者在结构上尚有一定的

14、区别。70000 AC轴承接触角较大，e值较高而Y值较小，故承受轴向载荷的能力较强。在本传动装置的轴系上，作用有较大的外部轴向载荷，因而选用能承受较大轴向载荷的70000 AC轴承较为合适。五、结构题1、 按要求在给出的结构图中填画合适的轴承a)30000，60000，70000b)10000，20000，60000c)N0000，NU0000，NA0000d)10000，20000，60000e)30000，60000，70000f)51000，(60000)2、解：此轴系结构图有以下错误1） 带轮左端轴向固定不合理。2） 轴承盖加工表面应减少。3） 通盖轴承无密封装置。4） 无轴承间隙的调

15、整垫片。5） 挡油环与箱体相接触。6） 轴承无法拆卸。7） 齿轮轴向固定不可靠。8） 齿轮无安装基准。9） 键过长。10） 轴承安装不方便。11） 轴承盖孔与轴接触。12） 带轮无安装基准。13） 带轮无周向固定。3. 存在问题分析：1轴承的轴向固定、调整，轴向力传递方面错误1）轴系采用全固式结构，两轴承反装不能将轴向力传到机架，应该为正装。2）全固式结构中，轴左端的弹性挡圈多余，应去掉。3）端盖处没有调整垫片，不能调整轴承游隙。2转动零件与固定零件接触，不能正常工作方面错误1）轴右端的联轴器不能接触端盖，用端盖轴向定位更不行。2）轴与右端盖之间不能接触，应有间隙。3）定位齿轮的套筒径向尺寸过大，与轴承外圈接触。4）轴的左端端面不能与轴承端盖接触。3轴上零件装配、拆卸工艺性方面错误1）右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长（精加工面长），装拆困难。2）套筒径向尺寸过大，右轴承拆卸困难。3）因轴肩过高，右轴承拆卸困难4）齿轮与轴联接的键过长，套筒和轴承不能安装到位。4轴上零件定位可靠方面错误1）轴右端的联轴器没有轴向定位，位置不确定。2）齿轮轴向定位不可靠，应使轴头长度短于轮毂长度。3）齿轮与轴联接键的长度过大，套筒顶不住齿轮。5加工工艺性方面错误1）两侧轴承端盖处箱体上没有凸台，加工面与非加工面没有分开。2）轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。3）联轴器轮毂上的