2025年轴承选型试题及答案

2025年轴承选型试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某机械传动系统需同时承受径向载荷和较小的单向轴向载荷，转速较高且对噪声敏感，优先选用的轴承类型是（）A.深沟球轴承B.角接触球轴承（接触角15°）C.圆锥滚子轴承D.调心滚子轴承答案：B解析：深沟球轴承主要承受径向载荷，轴向载荷能力有限；角接触球轴承可同时承受径向和轴向载荷，接触角越小（如15°）越适合高速；圆锥滚子轴承适用于中低速重载；调心滚子轴承侧重调心性能，噪声较大。2.某轴承型号为6210，其内径尺寸为（）A.10mmB.50mmC.210mmD.100mm答案：B解析：滚动轴承内径代码后两位为10时，内径=10×5=50mm（00=10mm，01=12mm，02=15mm，03=17mm，04及以上=代码×5）。3.轴承基本额定动载荷C的定义是：在额定转速下，90%的轴承发生（）前能承受的最大载荷。A.塑性变形B.疲劳点蚀C.磨损D.胶合答案：B解析：基本额定动载荷是指一批相同轴承在相同条件下运转，90%不发生疲劳点蚀的寿命为10⁶转时能承受的最大载荷。4.当轴承工作温度高于120℃时，需特别考虑的参数是（）A.径向游隙B.接触角C.保持架材料D.公称直径答案：C解析：高温会导致普通钢保持架软化（如碳钢保持架在200℃以上强度下降），需选用高温合金或陶瓷保持架；径向游隙虽受温度影响，但可通过安装调整；接触角和公称直径与温度无直接关联。5.某立式泵轴承受较大轴向载荷和轻微径向载荷，转速中等，应优先选用（）A.推力球轴承B.推力圆柱滚子轴承C.深沟球轴承D.角接触球轴承（接触角40°）答案：B解析：推力球轴承适用于低转速、纯轴向载荷；推力圆柱滚子轴承承载能力大，适合中速重载轴向载荷；角接触球轴承需径向载荷配合；深沟球轴承轴向承载能力不足。6.轴承游隙选择需重点考虑的因素不包括（）A.工作温度B.载荷方向C.安装精度D.润滑方式答案：D解析：游隙主要受温度（热膨胀）、载荷（弹性变形）、安装精度（配合松紧）影响；润滑方式影响摩擦和散热，与游隙无直接关联。7.对精密机床主轴轴承进行预紧的主要目的是（）A.提高承载能力B.减少振动和噪声C.补偿磨损D.增加游隙答案：B解析：预紧通过消除游隙、增加接触刚度，减少高速运转时的振动和噪声，提升旋转精度；承载能力由轴承本身参数决定，预紧不直接提高；补偿磨损是后期维护需求；预紧会减小游隙。8.某风电机组偏航轴承需承受大直径、低速、冲击载荷及户外腐蚀环境，应选用（）A.四点接触球轴承B.调心滚子轴承C.圆柱滚子轴承D.交叉滚子轴承答案：A解析：四点接触球轴承可承受双向轴向载荷和径向载荷，适合大直径回转结构；交叉滚子轴承虽承载能力强，但多用于小直径高精度场合；调心滚子轴承不适合大直径低速工况。9.轴承与轴的配合采用过盈配合时，优先选择的公差带是（）A.轴为h6，轴承内圈为H7B.轴为k6，轴承内圈为H7C.轴为H7，轴承内圈为h6D.轴为N7，轴承内圈为h6答案：B解析：轴承内圈与轴的配合通常轴为过渡或过盈配合（如k6、m6），轴承内圈公差带为基孔制（H7），但实际轴承内圈公差带向负方向偏移，k6与H7配合可实现轻度过盈。10.计算轴承寿命时，若工作载荷为额定动载荷的1/2，则额定寿命为基本额定寿命的（）A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍答案：C解析：轴承寿命公式L₁₀=(C/P)^ε（球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3）。若P=C/2，球轴承寿命L₁₀=(2)^3=8倍。二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.所有滚动轴承都需要预紧以提高刚度。（）答案：×解析：预紧主要用于高精度、高速场合（如机床主轴），普通传动轴承无需预紧。2.调心滚子轴承适用于轴易弯曲或安装误差大的场合。（）答案：√解析：调心滚子轴承具有调心功能，可补偿轴的弯曲或不对中。3.脂润滑比油润滑更适合高速轴承。（）答案：×解析：油润滑散热性好，高速轴承（如电主轴）通常采用油雾或油气润滑。4.滚子轴承比球轴承能承受更大的径向载荷。（）答案：√解析：滚子与滚道为线接触，接触应力小，承载能力更高。5.轴承游隙越大，运转时的噪声越小。（）答案：×解析：游隙过大会导致滚动体与滚道冲击加剧，噪声增大。6.配对安装的角接触球轴承只能采用“正装”（面对面）方式。（）答案：×解析：可正装（面对面）或反装（背对背），反装可提高刚度。7.陶瓷轴承（如Si₃N₄）具有良好的导电性。（）答案：×解析：陶瓷材料通常为绝缘体，陶瓷轴承可避免电蚀。8.推力轴承不能承受任何径向载荷。（）答案：×解析：推力球轴承仅能承受轴向载荷，但推力滚子轴承可承受少量径向载荷。9.轴承座孔的公差等级越高（如H7），与轴承外圈的配合越紧密。（）答案：×解析：配合紧密程度由公差带的过盈量决定，H7为基孔制，若外圈为k6则为过渡配合，若为m6则为过盈配合。10.轴承振动监测可完全替代定期拆卸检查。（）答案：×解析：振动监测可反映早期故障，但无法替代拆卸检查内部磨损、游隙等细节。三、简答题（每题6分，共30分）1.深沟球轴承与角接触球轴承在结构和应用上的主要区别是什么？答案：深沟球轴承的滚道与球的接触角为0°，主要承受径向载荷，可承受少量双向轴向载荷；角接触球轴承接触角（如15°、25°、40°），可同时承受较大径向和单向轴向载荷。应用上，深沟球轴承用于转速高、载荷小、对轴向承载要求低的场合（如电机、泵）；角接触球轴承用于需同时承受径向和轴向载荷的场合（如机床主轴、齿轮箱）。2.如何根据载荷类型选择轴承类型？请举例说明。答案：①纯径向载荷：优先深沟球轴承（高速）或圆柱滚子轴承（重载）。例如，电机转子支撑用深沟球轴承。②纯轴向载荷：推力球轴承（低速）或推力滚子轴承（重载）。例如，汽车离合器分离轴承用推力球轴承。③径向+单向轴向载荷：角接触球轴承（高速）或圆锥滚子轴承（中低速重载）。例如，机床主轴后支撑用角接触球轴承。④径向+双向轴向载荷：配对角接触球轴承（如背对背安装）或四点接触球轴承（大直径）。例如，精密转台用四点接触球轴承。3.轴承游隙选择的主要考虑因素有哪些？答案：①工作温度：高温会导致轴承内外圈膨胀，需预留较大游隙（如C3游隙）以避免卡死。②载荷大小：重载会使滚道弹性变形，游隙需适当减小以保证接触。③转速：高速轴承因离心力导致游隙变化，需选择较小游隙（如C2）以保持稳定性。④安装精度：安装误差大时，需选择较大游隙（如调心轴承配C3）以补偿不对中。4.预紧的常用方法及适用场合是什么？答案：①定位预紧：通过垫片或螺母固定轴承位置，预紧力恒定。适用于高精度、低速场合（如精密机床主轴前支撑）。②定压预紧：通过弹簧施加预紧力，可自动补偿磨损。适用于高速、载荷波动场合（如电主轴）。③磨配预紧：通过修磨轴承端面或隔圈控制预紧量。适用于小批量、高刚性要求场合（如航空发动机轴承）。5.高温环境（>200℃）下轴承选型需注意哪些特殊要求？答案：①材料：采用高温轴承钢（如M50、100Cr6H）或陶瓷（Si₃N₄），避免普通GCr15在高温下硬度下降。②保持架：选用高温合金（如Inconel718）或陶瓷保持架，普通钢保持架在200℃以上软化。③游隙：选择大游隙（如C4、C5），补偿高温下内外圈膨胀导致的游隙减小。④润滑：采用高温润滑脂（如复合锂基脂，滴点>300℃）或固体润滑（如二硫化钼涂层），避免普通润滑脂碳化。四、综合分析题（每题10分，共40分）1.某造纸机烘缸（直径1.5m，转速60r/min）需选择支撑轴承，已知径向载荷500kN，工作温度180℃，环境含纸毛粉尘。请设计选型方案并说明理由。答案：选型方案：双列调心滚子轴承（如231/800CAK/W33）。理由：①载荷：烘缸为大直径、低速（n=60r/min，dn=800×60=48,000mm·r/min），径向载荷500kN属重载，调心滚子轴承为线接触，承载能力强。②温度：180℃需高温材料（如100CrMo7-4，可耐200℃），W33表示带油槽油孔，便于高温润滑。③调心需求：烘缸轴受温度影响易弯曲，调心滚子轴承（CA型）调心角大（约2°），可补偿轴变形。④防尘：需配合密封轴承（如带接触式密封）或外加迷宫密封，防止纸毛进入。2.某高速电主轴（转速40,000r/min，径向载荷8kN，轴向载荷2kN，要求旋转精度≤0.002mm）需选择轴承，试分析选型要点并推荐类型。答案：选型要点：①高速性能：dn值=主轴直径×转速，假设主轴直径80mm，dn=80×40,000=3,200,000mm·r/min，需低摩擦轴承。②精度：P4或P2级（ISOP4对应GB5级），保证旋转精度。③刚度：预紧提高刚度，减少振动。④散热：低生热设计。推荐类型：角接触球轴承（7000C/P4或7000AC/P4），接触角15°（C型）适合高速，陶瓷球（Si₃N₄）可降低离心力和热膨胀，配对背对背安装（DB）提高刚度，采用油气润滑散热。3.某矿山破碎机（转速900r/min，径向冲击载荷120kN，环境多粉尘、湿度大）需选择轴承，分析失效风险并提出选型策略。答案：失效风险：①冲击载荷导致疲劳剥落或断裂；②粉尘侵入引起磨粒磨损；③潮湿环境导致锈蚀。选型策略：①类型：圆锥滚子轴承（30000型），线接触承载能力强，可承受冲击；或调心滚子轴承（20000型），补偿轴变形。②材料：表面强化处理（如碳氮共渗）提高抗冲击性能。③游隙：选择C3游隙，避免冲击导致游隙减小卡死。④密封：采用双非接触式密封（如Z型+迷宫）或带防尘盖（RS型），配合润滑脂（锂基脂，抗水性好）。⑤润滑：定期补充润滑脂（每500小时），防止粉尘侵入。4.某精密数控机床丝杠支撑需选择轴承，已知轴向载荷15kN，转速3000r/min，要求轴向刚度≥500N/μm，试设计选型方案。答案：选型方案：配对角接触球轴承（7000AC/P4DB）。设计理由：①轴向载荷：AC型接触角25°，轴向承载能力优于15°接触角，配对DB（背对