機(jī)械設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承習(xí)題與參考答案

一、選擇題從以下各小題給出的A、B、C、D答案中任選一個(gè)：假設(shè)轉(zhuǎn)軸在載荷作用下彎曲較大或軸承座孔不能保證良好的同軸度宜選用類(lèi)型代號(hào)為 的軸承。A.1或2 B.3或7C.N或NU D.6或NA一根軸只用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩因軸較長(zhǎng)承受三個(gè)支點(diǎn)固定在水泥根底上各支點(diǎn)軸承應(yīng)選用 。A.深溝球軸承B.調(diào)心球軸承C.圓柱滾子軸承D.調(diào)心滾子軸承3滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸頸、外圈與座孔的協(xié)作。A.均為基軸制B.前者基軸制，后者基孔制C.均為基孔制D.前者基孔制，后者基軸制為保證軸承內(nèi)圈與軸肩端面接觸良好軸承的圓角半徑r與軸肩處圓角半徑r應(yīng)滿(mǎn)足 的1關(guān)系。r=r1 B.r＞rlC.r＜r1 D.r≤rl不宜用來(lái)同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。圓錐滾子軸承 B.角接觸球軸承C.深溝球軸承 D.圓柱滾子軸承只能承受軸向載荷。圓錐滾子軸承 B.推力球軸承C.滾針軸承 D.調(diào)心球軸承通常應(yīng)成對(duì)使用。深溝球軸承 B.圓錐滾子軸承C.推力球軸承 D.圓柱滾子軸承跨距較大并承受較大徑向載荷的起重機(jī)卷筒軸軸承應(yīng)選用 。深溝球軸承 B.圓錐滾子軸承C.調(diào)心滾子軸承 D.圓柱滾子軸承不是滾動(dòng)軸承預(yù)緊的目的。增大支承剛度 B.提高旋轉(zhuǎn)精度C.減小振動(dòng)噪聲 D.降低摩擦阻力滾動(dòng)軸承的額定壽命是指同一批軸承中 的軸承能到達(dá)的壽命。A.99％ B.90％C.95％ D.50％適用于多支點(diǎn)軸、彎曲剛度小的軸及難于準(zhǔn)確對(duì)中的支承。深溝球軸承 B.圓錐滾子軸承C.角接觸球軸承 D.調(diào)心軸承角接觸軸承承受軸向載荷的力量，隨接觸角的增大而 。增大 B.減小C.不變 D.不定某輪系的中間齒輪〔惰輪〕通過(guò)一滾動(dòng)軸承固定在不轉(zhuǎn)的心軸上，軸承內(nèi)、外圈的協(xié)作應(yīng)滿(mǎn)足 。內(nèi)圈與心軸較緊、外圈與齒輪較松內(nèi)圈與心軸較松、外圈與齒輪較緊內(nèi)圈、外圈協(xié)作均較緊內(nèi)圈、外圈協(xié)作均較松滾動(dòng)軸承的代號(hào)由前置代號(hào)、根本代號(hào)和后置代號(hào)組成，其中根本代號(hào)表示 。軸承的類(lèi)型、構(gòu)造和尺寸 B.軸承組件C.軸承內(nèi)部構(gòu)造變化和軸承公差等級(jí) D.軸承游隙和配置滾動(dòng)軸承的類(lèi)型代號(hào)由 表示。數(shù)字 B.數(shù)字或字母C.字母 D.數(shù)字加字母二、填空題16滾動(dòng)軸承的主要失效形式是 和 。17按額定動(dòng)載荷計(jì)算選用的滾動(dòng)軸承，在預(yù)定使用期限內(nèi)，其失效概率最大為。18計(jì)算確定。19計(jì)算確定。20滾動(dòng)軸承軸系支點(diǎn)軸向固定的構(gòu)造型式是〔〕 2〕 〔3〕 。21軸系支點(diǎn)軸向固定構(gòu)造型式中，兩端單向固定構(gòu)造主要用于溫度 的軸。22其他條件不變，只把球軸承上的當(dāng)量動(dòng)載荷增加一倍，則該軸承的根本額定壽命是原來(lái)的。23其他條件不變，只把球軸承的根本額定動(dòng)載荷增加一倍，則該軸承的根本額定壽命是原來(lái)的。圓錐滾子軸承承受軸向載荷的力量取決于軸承的 。滾動(dòng)軸承內(nèi)、外圈軸線的夾角稱(chēng)為偏轉(zhuǎn)角，各類(lèi)軸承對(duì)允許的偏轉(zhuǎn)角都有肯定的限制，允許的偏轉(zhuǎn)角越大，則軸承的 性能越好。三、問(wèn)答題在機(jī)械設(shè)備中為何廣泛承受滾動(dòng)軸承？向心角接觸軸承為什么要成對(duì)使用、反向安裝？進(jìn)展軸承組合設(shè)計(jì)時(shí)，兩支點(diǎn)的受力不同，有時(shí)相差還較大，為何又常選用尺寸一樣的軸承？為何調(diào)心軸承要成對(duì)使用，并安裝在兩個(gè)支點(diǎn)上？推力球軸承為何不宜用于高速？以徑向接觸軸承為例，說(shuō)明軸承內(nèi)、外圈為何承受松緊不同的協(xié)作。為什么軸承承受脂潤(rùn)滑時(shí)，潤(rùn)滑脂不能布滿(mǎn)整個(gè)軸承空間？承受浸油潤(rùn)滑時(shí)，油面不能超過(guò)最低滾動(dòng)體的中心？軸承為什么要進(jìn)展極限轉(zhuǎn)速計(jì)算？計(jì)算條件是什么？6210題35響。35四、分析計(jì)算題某6310滾動(dòng)軸承的工作條件為徑向力F=10000，轉(zhuǎn)速n=300r/mi，輕度沖擊f，脂r p2000h。驗(yàn)算軸承強(qiáng)度。F=50000N，立柱an=3r/min，立柱重量W=20000N，立柱端的軸頸直徑d=60mm。工作時(shí)間b/〔%〕徑向載荷Fr/Nn/〔r/min〕某63088工作時(shí)間b/〔%〕徑向載荷Fr/Nn/〔r/min〕302000100015450030055注：有輕度沖擊f=。p8900100某球軸承的轉(zhuǎn)速n=400r/min，當(dāng)量動(dòng)載荷P=5800N7000h。假設(shè)99%，軸承壽命是多少？假設(shè)軸承壽命分別取為3700h14000h，軸承牢靠度是多少？某蝸桿軸轉(zhuǎn)速n=1440r/min，間歇工作，有稍微振動(dòng)，f=，常溫工作。承受一端固定〔一p對(duì)7209C型軸承正安裝，一端游動(dòng)〔一個(gè)6209型軸承〕支承。軸承的徑向載荷F=1000〔固定r1端、F=450〔游動(dòng)端，軸上的軸向載荷F=3000，要求蝸桿軸承壽命L≥2500。試校核固定r2 x h端軸承是否滿(mǎn)足壽命要求。五、構(gòu)造題分析軸系構(gòu)造的錯(cuò)誤，說(shuō)明錯(cuò)誤緣由，并畫(huà)出正確構(gòu)造。題41分析軸系構(gòu)造的錯(cuò)誤，說(shuō)明錯(cuò)誤緣由，并畫(huà)出正確構(gòu)造。題42分析軸系構(gòu)造的錯(cuò)誤，說(shuō)明錯(cuò)誤緣由，并畫(huà)出正確構(gòu)造。題43分析軸系構(gòu)造的錯(cuò)誤，說(shuō)明錯(cuò)誤緣由，并畫(huà)出正確構(gòu)造。題 44圖例解如下圖，安裝有兩個(gè)斜齒圓柱齒輪的轉(zhuǎn)軸由一對(duì)代號(hào)為7210AC的軸承支承。兩齒輪上的軸向分力分別為F=3000N，F(xiàn)

=5000N，方向如圖。軸承所受徑向載荷x1F

x2、F。r1 r2解題要點(diǎn)：求軸承的內(nèi)部軸向力Fs：

a1 a2F==×8600=5848 Ns1s1方向向右，即F s1F==×12500=8500 Ns2方向向左，即F外部軸向力合成：F=F–F=5000-3000=2023 Nx x2 x1x方向向左，即F；xF：a軸向力分布圖為xs1F xs1“壓緊、放松”判別法F+F=8500N+2023N+10500N>F=5848Ns2 x s1故軸有向左移動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)，Ⅰ軸承被壓緊，Ⅱ軸承被放松。則兩軸承的軸向力為F=F+F=10500Na1 s2 xF=F=8500Na2 a2公式歸納法F a1 s1 F max{F ,F

F}max{5848,85002023}N10500NxF}max{8500,58482023}N8500Na2 s2 s1 x1、2〕結(jié)果一樣。某轉(zhuǎn)軸由一對(duì)代號(hào)為30312的圓錐滾子軸承支承，軸上斜齒輪的軸向分力F=5000N，方向如圖。兩軸承處的徑向支反力F

=13600N，F(xiàn)=22100N。求軸承所受xFa解題要點(diǎn)：F：s

r1 r2F 13600F t1 4000 Ns1 2Y 21.7s1Fs1F 22100F r2 6500 Ns2 2Y 21.7方向向左，即FFas1F s1“壓緊、放松”判別法F+F=4000N+5000N=9000N>F=6500Ns1 x s2故軸有向右移動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)Ⅱ軸承被壓緊，I軸承被放松。因此軸承的軸向力為F=F=4000Na1 s1F=F+F=9000Na2 s1 x公式歸納法F a1 s1 F max{F ,F

F}max{4000,65005000}4000NxF}max{6500,40005000}9000Na2 s2 s1 x1、2〕結(jié)果一樣。30206外圈間距為72mmdF=1240NFm t r軸向力F=240N，各力方向如下圖。求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P。x解題要點(diǎn)：計(jì)算軸的支點(diǎn)距l(xiāng)由手冊(cè)查得，30206支反力作用點(diǎn)到外圈寬端面的距離,取=14mm。故支點(diǎn)距l(xiāng)=72mm+2×14mm=100mm。右支點(diǎn)到齒寬中點(diǎn)的距離l=64mm–14mm=50mm。1計(jì)算軸承的徑向力軸水平面支反力〔圖解a〕FF

50124050620 NR1HF

100 100F150 1240150 t 1860 N100 100軸垂直面支反力〔見(jiàn)圖解b〕50FFd /2 5040024056.25/2FR1V

r x m 133 N100 100150FF

Fdx

/25040024056.25/2533 NR2V

100 100合成支反力F2R1HF2R1HF262021332R1F2RF2R2HF2R2VR2

634 N18602186025332F

=F=634N，F(xiàn)

=F=1935N。計(jì)算軸承的軸向力。e=,Y=。故

r1 R1

r2 R2F 634F r1 198 Ns1 2Y 21.6F 1935F r2 605 Ns2 2Y 21.6軸向力分布圖為sF FxF a1 s1 F max{F ,F

F}max{198,605240}365 NxNa2 s2 s1 x計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷a1F 3650.57e0.37a1F 634t1X=,Y=，f=，則PPf1F

(XFp 605

YFa1

)1.5(0.46341.6635)1256 Na2 0.31e0.37F 1935t2X=1，Y=0，則Pf2

(XFp

YFa2

)1.5Fr2

1.519352903 N某轉(zhuǎn)軸由兩個(gè)反裝的角接觸球軸承支承，支點(diǎn)處的徑向反力 F=875N，r1F=400N，n=520r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等r2 xL3000h7207C，試驗(yàn)算其壽命。h解題要點(diǎn)：由標(biāo)準(zhǔn)知7207C軸承，C=30500N，C=20230N。0計(jì)算軸承的軸向力F。對(duì)于所選軸承，F(xiàn)=eF，而eF/C，但Fse=，則

s r a 0 aF eFs1 r1F eFs2

0.4875350 N0.41520608 N軸向力分布圖為FFFs2 s s1軸承的軸向力為F a1 s1

F}max{350,608400}1008 NxF Fa2

608 N相對(duì)軸向載荷aF11008 0.0504aC 202300aF1 608 0.0304aC 202300X、Ye=,e=。再計(jì)算：F eFs1 r1F eFs2

1 20.422875369 N0.4011520610 NF=1010N F=610Na1 a2F 1010a1C0FC0

0.050520230 610 0.030520230F/Ce=,e=;F=1010N，F(xiàn)

=610N。a 0 1 2 a1 a2計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷F 1010a1 1.15eF 875 1r1X=,Y=。則Pf1F

(ZFp r1610

YFa1

)1.5(0.448751.3261010)2586 Na2 0.401eF 1520 2r2X=1，Y=0。故Pf2

(XFp

YFa2

)1.515202280 NPPP

計(jì)算軸承壽命。2 1 1驗(yàn)算軸承壽命。106CL

106

305003h52584hL30000h 60h nP 60520 2586 h60靜載荷計(jì)算7207C，X=，Y0 0P X01

F0

XF0

(0.58750.461010)902 NP=F=1520 Nr2兩者取大值，故P=902 N0P X02

F0

XF0

(0.515200.46610)1041 NP=F=1520 Nr2P=F=1520NP<PP

計(jì)算靜載荷安全系數(shù)。02 r2 02 01 02由安全系數(shù)表，按正常狀況取S=2，則軸承的實(shí)際安全系數(shù)為00SC00 P

2023013S1520 002故靜載荷計(jì)算安全。結(jié)論：選用7206C軸承能滿(mǎn)足預(yù)期壽命要求。蝸桿軸由一組圓錐滾子軸承30206和圓柱滾子軸承N206E支承，如下圖。已知兩支點(diǎn)的徑向反力F

=1500NF=2500N；蝸桿軸上的軸向力F=2300Nr1 r2 xf=，Sp 0解題要點(diǎn)：該問(wèn)題可將右側(cè)的軸承組看成雙列軸承，支反力作用點(diǎn)在兩軸承中點(diǎn)處，兩軸承的內(nèi)部軸向力相互抵消；外部軸響力Fx

應(yīng)由固定端即右支點(diǎn)擔(dān)當(dāng)，左支點(diǎn)為游動(dòng)端，只受徑向力。30206軸承：C=43200N0 0=3500N。01．軸承組壽命計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算軸承組無(wú)內(nèi)部軸向力，故軸承組的軸向力F

=F=2300N。按雙列軸承計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：F Fa2 xF Fr2

23000.92e2500

a2 x查系數(shù)表，X=,Y=α; 單列時(shí)Y=α=，即cotα==4。故雙列軸承時(shí)Y=α=×4=當(dāng)量動(dòng)載荷Pf2

(XFp

XFa2

)1.20.6725002.6823009407 N軸承組壽命軸承組的根本額定動(dòng)載荷C1.71C1.714320073872 N106C 106 7387210/3L60

h16700hh P 60960n 2

9407靜載荷計(jì)算查系數(shù)表得：X=,Y=α; 0 0 0Y=α=×=0此時(shí)靜載荷

cotα==。故雙列軸承時(shí)P X02

F0

XF0

125001.823006640 NP=F=2500 N02 r2P=6640N02軸承組額定靜載荷C 2C 250500101000 N0 0軸承組靜載荷安全系數(shù)SC00 P02

10100015.2S6640

1.52．圓柱滾子軸承計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算游動(dòng)端只受徑向力，故F=0，X=1，Y=0，PfF1 P

a11.215001800 N壽命計(jì)算106C

106 360010/3L h 60 P

60960 1800

377000 h n 1靜載荷計(jì)算P=F=1500N01 r10SC00 P01

355001500

23S 1.50結(jié)論：圓柱滾子軸承壽命為37700h。6308100℃，10000h，試由壽命要求計(jì)算軸承能承受的最大軸向力。解題要點(diǎn)：/CF

待求，故需進(jìn)展試算。a a 0 aF0 ta r由壽命公式L106Ch 60

PnLL10000h，則可解出31031066030001000010660nLhP10660nLh

40800

3354 NF/C，X=,Y=f=，則依據(jù)當(dāng)量動(dòng)載荷公式PFP

a(XFr

0YFa

p)YFaFa

可求得為PF

3354

2058 Na Y 1.63F/C=2058/24000=，仍與所設(shè)不符。a 0F/CY=,a 0PF

3354

2169 Na Y 1.546F/C=2169/24000=，仍與所設(shè)不符。a 0F/CY=,F=2198N，F(xiàn)/Ca 0 a a 063082198N。某設(shè)備主軸上的一對(duì)30308軸承，經(jīng)計(jì)算軸承Ⅰ、Ⅱ的根本額定壽命分別為h1 h2解題要點(diǎn)：90%10%nRLR R 10n

是失效概率為n時(shí)的修正定額壽命：L10

β=10/9，對(duì)滾子軸承β=9/8。IRe

9 0.10536202308 31000

93.7% 1IIR

9 0.10536202308 15000

86.4% 2假設(shè)要求牢靠度為80%，則失效概率為20%，此時(shí)軸承壽命可由下式求出：L=aL20 110a1

為牢靠性壽命修正系數(shù)，對(duì)滾子軸承，R=80%時(shí)，aI1L=×31000=60450 h20IIL=×15000=29250 h20加以改正并畫(huà)出軸向力的傳遞路線。解題要點(diǎn)：該例支點(diǎn)的軸向固定構(gòu)造型式為兩端固定構(gòu)造，即兩支點(diǎn)各擔(dān)當(dāng)一個(gè)方向的軸向力。存在的問(wèn)題軸向力無(wú)法傳到機(jī)座上。向左推動(dòng)軸外伸端時(shí)，整個(gè)軸連同軸承均將從套杯中致使右軸承分別脫落。軸承間隙無(wú)法調(diào)整。改正方法改正方法傳到機(jī)座上。同時(shí)借助圓螺母軸上向左的軸力傳到套杯上。調(diào)整墊片，使端蓋脫離軸承外圈，兼起密封作用。改正后的構(gòu)造及軸向力的傳遞路線見(jiàn)圖解。柱滾子軸承。指出圖中錯(cuò)誤加以改正，并畫(huà)出軸向力的傳遞路線。解題要點(diǎn)：固柱滾子軸承一側(cè)為游動(dòng)端。存在問(wèn)題機(jī)座上。固定端兩軸承的間隙無(wú)法調(diào)整。游動(dòng)端支承承受的是一般型圓柱滾子軸承，即外圈兩側(cè)均不帶擋邊，因與軸頸的協(xié)作易松動(dòng)，外圈與滾動(dòng)體極易分別、脫落。軸系的軸向位置無(wú)法調(diào)整。改正方法1，以調(diào)整軸承間隙。左支承處套杯右側(cè)加內(nèi)擋肩，軸承外圈左側(cè)加孔用彈性擋圈，以實(shí)現(xiàn)對(duì)外圈的游動(dòng)將在滾動(dòng)體和外圈滾道之間實(shí)現(xiàn)。改正后的構(gòu)造及軸向力傳遞路線如圖解所示。試分析圖示軸系構(gòu)造的錯(cuò)誤，并中以改正。齒輪用油潤(rùn)滑、軸承用脂潤(rùn)滑。解題要點(diǎn)：支點(diǎn)軸向固定構(gòu)造錯(cuò)誤力無(wú)法傳到機(jī)座上；3〕無(wú)法調(diào)整軸承間隙，端蓋與機(jī)座間應(yīng)加調(diào)整墊片。1〕左軸端不應(yīng)頂住端蓋；聯(lián)軸器不應(yīng)與端蓋接觸；右端蓋不應(yīng)與軸接觸，孔徑應(yīng)大于軸徑。軸上零件固定錯(cuò)誤外圈；齒輪的軸向固定不行靠〔過(guò)定位2〕聯(lián)軸器軸向位置不確定。加工工藝不合理聯(lián)軸器鍵槽未開(kāi)通，深度不符標(biāo)準(zhǔn)；箱體外端面的加工面與非加工面未分開(kāi)。裝配工藝錯(cuò)誤2〕齒輪處鍵過(guò)長(zhǎng)，軸頸右側(cè)應(yīng)減小直徑。潤(rùn)滑與密封錯(cuò)誤改正后的構(gòu)造見(jiàn)圖解。六、習(xí)題參考答案1、選擇題1A； 2B； 3D； 4B； 5D； 6B； 7B；8C； 9D； 10B； 11D； 12A； 13B； 14A；B；2、填空題疲乏點(diǎn)蝕；塑性變形1710％疲乏壽命靜強(qiáng)度兩端單向固定；一端固定，一端游