机械设计第13、15章作业解答1

机械设计作业集解答 第十三章第十三章滚动轴承滚动轴承 三、分析与思考题三、分析与思考题 13—26 滚动轴承共分几大类型？写出它们的类型代号及名称，并说明各类轴承受何种载荷（径向 或轴向） 。 答： 13—27 为什么30000型和70000型轴承常成对使用？成对使用时， 什么叫正装及反装？什么叫 “面 对面”及“背靠背”安装？试比较正装及反装的特点。 答：30000 型和 70000 型轴承只能承受单方向的轴向力，成对安装时才能承受双向轴向力。同时 这两类轴承的公称接触角 α 大于零，承受径向载荷时会产生内部轴向力，为避免轴在内部轴向力 作用下产生轴向移动，30000 型和 70000 型轴承通常应成对使用。 正装和反装是对轴的两个支承而言，两个支承上的轴承外套圈薄边相对（大口径）安装叫正装， 外套圈厚边相对（小口径）安装叫反装。 “面对面”和“背靠背”安装是对轴的一个支承而言，一 个支承上的两个轴承大口径相对为“面对面” 安装，小口径相对为“背靠背”安装。 正装：轴热伸长可能会使轴承卡死； 反装：轴热伸长会使受载滚动体个数减少。 ε 13—28 滚动轴承的寿命与基本额定寿命有何区别？按公式L=(C/P) 计算出的 L 是什么含义？ 答：轴承的寿命是指出现点蚀前的寿命（转速） ，是一般概念的寿命。在一批轴承中，各个轴承的 寿命离散性很大。而基本额定寿命是指对于点蚀失效具有 90%可靠度的寿命。是一个特定意义的 ε 寿命。L=(C/P) 中的 L 为轴承的基本额定寿命，单位为106转。 13—29 滚动轴承基本额定动载荷 C 的含义是什么？当滚动轴承上作用的当量动载荷不超过 C 值 时，轴承是否就不会发生点蚀破坏？为什么？ 答：C 的含义见教材。 ε 当 P≤C 时，轴承是否发生点蚀要具体分析。当说要求的工作寿命等于(C/P) 时，出现点蚀的概率 εε 为 10%；大于(C/P)时，概率大于 10%；小于(C/P)时，概率小于 10%。总有点蚀出现的可能性， 仅概率大小不同。 13—30 对同一型号的滚动轴承，在某一工作状况下的基本额定寿命为L。若其它条件不变，仅将 轴承所受的当量动载荷增加一倍，轴承的基本额定寿命将为多少？ 答：对于球轴承，当P→2P，L  ( C 3 1 C 3 1 ) () L 2P8 P8 1010 C 3 1C 3 1 对于滚子轴承，当 P→2P，L  ( )()L 2P10.1 P10.1 ε 13—31 滚动轴承常见的失效形式有哪些？公式L=(C/P) 是针对哪种失效形式建立起来的？ 答：滚动轴承常见的失效形式有：疲劳点蚀、塑性变形、磨粒磨损、粘着磨损（胶合）等。 ε 公式 L=(C/P) 是针对疲劳点蚀失效形式建立起来的。 班 级成 绩 13—32 你所学的滚动轴承中， 哪几类滚动轴承 是内、外圈可分离的？ 姓 名任课教师 答：29000、30000、N0000、NU0000、NJ0000、 学 号批改日期 - 1 - 机械设计作业集解答 NA0000 型轴承的内外圈是可以分离的。 推力轴承 51000 和 52000 型轴承的轴圈和座圈是可以分离 的。 13—33 什么类型的滚动轴承在安装时要调整轴承游隙？常用哪些方法调整轴承游隙？ 答：29000、30000、70000、51000、52000 型轴承的游隙大小是可变的，安装时应根据使用要求 进行调整。其它轴承都有规定的游隙系列，使用时通常不调整游隙。游隙的大小可通过垫片、调 整螺母等方法进项调整。 13—34 滚动轴承支承的轴系，其轴向固定的典型结构形式有三类： （1）两支点各单向固定： （2）一支点双向固定，另一支点游动： （3）两支点游动。试问这三种类型各适用什么场合？ 答：两支点各单向固定的支承方式用于工作温度变化较小且支承跨度不大的短轴； 一支点双向固定，另一支点游动的支承方式用于工作温度变化较大且支承跨度较大的长轴； 两支点游动的支承方式用于人字齿轮的游动齿轮轴。 13—35 一高速旋转、传递较大功率且支承跨距较大的蜗杆轴， 采用一对正装的圆锥滚子轴承作为 支承。是否合适？为什么？ 答：因为蜗杆传动效率低。若传递功率大，转速高，则温升大。蜗杆采用正装结构时，蜗杆轴热 伸长会使轴承卡死。如果采用反装结构，轴伸长不会使轴承卡死，但会使受载滚动体个数减少。 因此，对这种蜗杆传动应采用一端双向固定，一端游动的支承方案。 13—36 滚动轴承的回转套圈和不回转套圈与轴颈或机座装配时所采用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？ 答：滚动轴承回转套圈与轴颈或机座的配合应紧一些，常选用过盈配合；不回转套圈与轴颈或机 座的配合应松一些，常选用间隙或过渡配合，目的在于允许其略有转动，工作中可适当改变套圈 的受力位置，对提高寿命有利。 滚动轴承是标准件，配合应以它为基准。滚动轴承内孔的尺寸公差带采用上偏差为零、下偏差为 负的分布，这与通常的基孔制配合中基准孔的尺寸公差带不同，因而滚动轴承内圈配合在采用同 样的配合符号时，比通常圆柱公差标准中的基孔制配合略紧。滚动轴承外圈与机座孔的配合与圆 柱公差标准中规定的基轴制同类配合相比较，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。 13—37 在圆锥齿轮传动中，小圆锥齿轮的轴常支承在套杯里，采用这种结构形式有何优点？ 答：采用这种结构形式有利于调整小圆锥齿轮轴的位置，目的在于保证锥顶重合，保证全齿宽啮 合。同时通过调整轴承外圈或内圈的轴向位置，可使轴承达到理想的游隙或所要求的预紧程度。 13—38 滚动轴承常用的润滑方式有哪些？具 班 级成 绩 体选用时应如何考虑？ 答：滚动轴承常用的润滑方式有油润滑、润滑 姓 名任课教师 脂及固体润滑剂润滑。 学 号批改日期 - 2 - 机械设计作业集解答 具体选用时主要根据滚动轴承的dn 值选取适当的润滑方式，参见教材p324 13—39 接触式密封有哪几种常用的结构形式？分别适用于什么速度范围？ 答：接触式密封有： 1． 毡圈密封：这种密封主要用于润滑脂的场合，用于滑动速度小于4~5m/s 的地方； 2． 唇形密封圈：用于滑动速度小于10~15m/s 的地方； 3． 密封环：用于滑动速度小于60~100m/s 的地方。 13—40 在唇形密封圈密封结构中，密封唇的方向与密封要求有何关系？ 答：在唇形密封圈密封结构中，密封唇的方向要朝向密封的部位，即如果主要是为了封油，密封 唇应对着轴承（朝内） ；如果主要是为了防止外物侵入，则密封唇应背着轴承（朝外） ；如果两个 作用都要有，最好使用密封唇反向放置的两个唇形密封圈。 四、设计计算题四、设计计算题 13—41 某转轴由一对代号为30312的圆锥滚子轴承支承， 轴上斜齿轮的轴向分力Fa=5000N，方向 如图。已知两轴承的径向支反力Fr1=13600N,F r2=22100N 。轴的转速n=720r/min，运转中有中等冲 击，轴承工作温度小于120°C。试计算轴承的寿命。 Fa 1 1 Fd1 ╳╳ Fr1 Fr2 Fd2 2 2 解：由《机设》表 13-7 知：Fd=Fr/(2