13滑动轴承习题与参考答案

1、欢迎共阅习题与参考答案一、选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）验算滑动轴承最小油膜厚度hmin的目的是 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P在题2图所示的下列几种情况下巴氏合金是用来制造B。可能形成流体动力润滑的有B、EA.单层金属轴瓦 C.含油轴承轴瓦 在滑动轴承材料中，A.铸铁C.铸造锡磷青铜B.双层或多层金属轴瓦D.非金属轴瓦B 通常只用作双金属轴瓦的表层材料。B.巴氏合金D.铸造黄铜液体润滑动压径向轴承的偏心距e随 B 而减小。A.B.C.D.轴颈转速n的增加或载荷F的增大 轴颈转速n的增加或载荷F的减少 轴颈转速n的

2、减少或载荷F的减少 轴颈转速n的减少或载荷F的增大不完全液体润滑滑动轴承，验算pv 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。 TOC o 1-5 h z 39滑动轴承的承载量系数c将随着偏心率x的增加而，相应的最小油 膜厚度猛也随着X的增加而p 。40在一维雷诺润滑方程1P = 6nv色二空中，其粘度丑是指润滑剂的粘d.xh 3度。41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。欢

3、迎共阅44就液体动力润滑的一维雷诺方程2=6n v但幺），说明形成液体动力润滑的 Sxh 3必要条件。45液体动力润滑滑动轴承的相对间隙W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 为0.6、q=0.8，试分析哪种情况下轴承承受的外载荷大。为提高该轴承的承载能 力 1，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

4、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W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w值？mm53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？mm四、分析计算题54某一径向滑动轴承，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w = 0.0015，轴颈和轴瓦表面微观不平度的十点平均高度分别为R = 1.6 rm，R = 3.2 rm，在径向工作载荷尸、轴颈速度v的工作条件下，偏心率 JL 0.8，能形成S

5、体动力润滑。若其他条件不变，试求：（1）当轴颈速度提高到v = 1.7 v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？注：承载量系数C计算公式C = & - pp2nvi承载量系数cp值参见下表（1/d = 1）0.60.650.70.750.80.850.90.95Cp1.2531.5281.9292.4693.3724.8087.77217.1855某转子的径向滑动轴承，轴承的径向载荷F = 5x 104 N，轴承宽径比1 /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w = 0.

6、8小x 10-3 （v为轴颈圆周速度，m/s），轴颈和轴瓦的表面粗糙度R 1 = 3.2 r m， R 2 = 6.3 r m，轴 瓦材料的p = 20 MPa，v = 15 m/s，pv = 15 MPa m/s :油的粘度n =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（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？欢迎共阅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A = 0.12mm，转速n = 2000r/min，径向载荷F = 8 000N,润滑油

7、的动力粘度丑=0.009 Pa s，轴颈及轴瓦表面不平度的平均高度分别为R1.6 r m，R广3.2 r m。 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。注：C =空！ ,W= 0.8 v v v ；载荷F F F F , 平板间油的粘斯=n =n =n。试分析： 123443211234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

8、变化？（4）在图（c）中若减小上，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：上升t；下降I：不定？）。参量最小油膜厚 度h m.n/mm偏心率径向载荷供油量Q/ (m3/s)轴承温升宽径比1/d t 时油粘度丑t时相对间隙w t欢迎共阅时轴颈速度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当油的动力粘图 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B.不可能C.不一定题61图例解

9、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ZCuSn5Pb5Zn5。试根据不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：Pp=8MPa，t）=3m/s，Pu =12MPa m/s。（2）按已知数据，选定宽径比l/d=1,得可见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48mm, 则仍

10、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p=5MPa, U=8m/s, Pu =5MPa m/s。经试算 d=50mm, l=42mm,则U结论：可用铜合金轴瓦浇注ZCbSb15Sn5Cu3Cd2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 间隙中、动力粘度”、速度u、轴颈直径d、轴承宽度l）完全相同。试问哪个轴承的相欢迎共阅 对偏心率x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：

11、承载量系数C =至P 2noZ耗油量系数CQ= Q和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)X= e / 5= e /(R - r)及相对间隙W =b/r( e为偏心距，5为半径间隙，5 =R-r) 之间的关系为对于液体动压轴承能受的径向载荷为式中，CP为承载量系数，丑为润滑油的动力粘度。对于l/d1,0, x x人，即图a的相对偏心大；hmin越小，X越大时，则Cp越大、F越大，有FaFb，即图a承受的径向载荷 大；由耗油量Q = CQw ld , x越大，则耗油量系数CQ大，有Qa Qb,即图a的 耗油量大；因X越大，Q大，则图

12、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, L =3m/s, Pu =12MPa m/s。解题要点：进行工作能力验算:故该轴承适合使用。欢迎共阅.有一不完全液体润滑径向滑动轴承，直径d=100mm,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

13、？提示：根据材料已查得：PpL15MPa，口 =10m/s，pu =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： TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark44 o Current Document (1)F pdn = 15 X100 X100 = 150 000N HYPERLINK l bookmark46 o Current Document F 2(R + R ,=2 X( 0.0016+0.0032) =0.0096 mm minz1 z2(7)验算轴承温升和工作可靠性计算液体摩擦系数日：轴颈角速度=104.72 rad/s因l/

14、d=1,故5=1,则摩擦系数为供油量：根据轴承偏心率X和宽径比l/d，查表并插值计算，得CQ=0.142,故供油量为=14.7 X 10-6m3/s=882cm3/min欢迎共阅计算轴承温升A t :取导热系数a = 80 J /(m 2s )时，则(2.36 x 10-3)(2.36 x 10-3)I 0.0013 )x 1.89 x 106 兀ac pC + sQ V01800 x 900 x 0.142 +3.1416 x 800.0013 x 6.03=13.09进口油温度 t = t -At = 50 - 1309 =43.46(在 3545之间)m 22A t13 09 .出口油温

15、度t = t + = 50 + -309 =56.55 h，能形成液体动压润滑。(2)计算v = 1.7 v时，轴承的最小油膜厚度：由公式C = 小，根据其他参数不变时，C与v成反比的关系，当v = 0.7v时，得 p2vlP查附表得X = 0.86，于是因为hminh，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，设计轴颈直径：由 F /(dl) W p 得(2)计算轴承相对间隙：(3)计算偏心率为 :由再由C和l/d = 1.0，查表得x氏0.89。p(4)计算最小油膜厚度/z ：min(5)计算许用油膜厚圉h，取S = 2，于是欢迎共阅因为h小于h，故该轴承

16、在题中给定的条件下不能达到液体动润滑状态。 min56解题要点：(1)计算许用油膜厚圉h，取S = 2，于是(2)计算轴承的相对间唧：(3)计算轴颈的圆周速圉：(4)计算轴承的承载量系数S ： p(5)查表得 x = 0.41。(6)计算最小油膜厚度h ： min因hmin h，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，减小相对偏心率，减小承载量系数q,增大润滑油的动力粘度!，增大轴颈的圆周速囱来增大最小油膜厚度h min。57解题要点：(1)计算许用油膜厚圉h，取S = 2，于是(2)计算相对偏心率为 ：只有当h三h，才能达到液体动力润滑状态，得min0.1

17、h= rV (1 - X) = 40 x(1 - x)三 0.009 6 mmmin80则x = 1 - 0.009 6 x 20 = 0.808(3)计算轴颈圆周速度v：(4)计算宽径比/d ：(5)根据l /d和x值，查表得。p = 4.266。(6)计算润滑油的动力粘度：由c = 4.266p2nvl厂50000 x (8)2得”=-2- =80Pa - s = 0.182 Pa - s2C vl 2 x 4.266 x 4.189 x 0.12当径向载荷及直径间隙都提高20%,其他条件不变时，验算轴承能否达到液体动力润 滑状态：(1)计算轴承的相对间IW ：(2)计算承载量系数C ： p(3)由C和l/d值可查得题557图，得x = 0.87。 p(4)计算最小油膜厚度h：min欢迎共阅因为h . h，故不能在到液体动力润滑状态。 min58解题要点：(1)题558图c和d可以形成压力油膜。形成液体动压油膜的必要及充及条件参见教材所述，即题533及题536参考答案。(2)题558图c的油膜厚度最大，图d的油膜压力最大。(3)图c中若降低、，其他条件不变，则油膜压力增大，油膜厚度减小。(4)图c中若降低匕，其他条件不变，则油膜压力降低，