华中科技大学机械考研必备之机械设计07滚动轴承
华中科技大学考研《机械设计基础》试题库及答案
华中科技大学考研《机械设计基础》试题库及答案一、填空（每空1分）T-1-1-01-2-3、构件是机器的运动单元体；零件是机器的制造单元体；部件是机器的装配单元体。
T-2-2-02-2-4、平面运动副可分为低副和高副，低副又可分为转动副和移动副。
T-2-2-03-2-2、运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。
平面运动副可分为低副和高副。
T-2-2-04-2-1、平面运动副的最大约束数为2 。
T-2-2-05-2-1、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目等于主动件数目。
T-2-2-06-2-1、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的工作情况和受力情况。
T-2-2-07-2-1、平面机构中，两构件通过点、线接触而构成的运动副称为高副。
T-3-2-08-2-2、机构处于压力角α=90°时的位置，称机构的死点位置。
曲柄摇杆机构，当曲柄为原动件时，机构无死点位置，而当摇杆为原动件时，机构有死点位置。
T-3-2-09-2-2、铰链四杆机构的死点位置发生在从动件与连杆共线位置。
T-3-2-10-2-1、在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为：急回特性。
T-3-2-11-2-1、摆动导杆机构的极位夹角与导杆摆角的关系为相等。
T-4-2-12-2-3、凸轮机构是由机架、凸轮、从动件三个基本构件组成的。
T-5-1-13-2-1、螺旋机构的工作原理是将螺旋运动转化为直线运动。
T-6-2-14-2-1、为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥120°。
T-6-7-15-2-3、链传动是由主动链轮、从动链轮、绕链轮上链条所组成。
T-6-7-16-2-3、链传动和带传动都属于挠性件传动。
T-7-2-17-3-6、齿轮啮合时，当主动齿轮的齿根_推动从动齿轮的齿顶，一对轮齿开始进入啮合，所以开始啮合点应为从动轮齿顶圆与啮合线的交点；当主动齿轮的齿顶推动从动齿轮的齿根，两轮齿即将脱离啮合，所以终止啮合点为主动轮齿顶圆与啮合线的交点。
机械设计基础--滚动轴承
?
RV2 RH2 Fr
角 接 触 球 轴 承
RV1 RH1 1,角接触轴承的派生轴向力 Fs O -支反力作用点,即法线与轴线的交点. 向心角接触轴承(角接触球轴承,圆锥滚子 轴承)受纯径向载荷作用后,会产生派生轴 FS 向分力 FS . O F 派生轴向力: si ≈ 1.25 Fr tgα 注意 F 的
Fr1 ● 若 FS1 + FA > FS2
Fr2
轴向合力向右,轴有向右移动的趋势,
但外圈被固定, 右轴承被压紧,会产生反力FS2′, 即:Fa1=FS1 (放松端) 使轴向力平衡, 使得 FS 1 + FA = FS 2 + FS 2 ′ FS2 和 FS2′ 都是右轴承所受的力,故: Fa 2 = FS 2 + FS 2 ′ = FS 1 + FA 而左轴承被放松, 故:Fa1 = FS 1
(放松端)
1 FS2′
FS1
2
FA
FS2
● 若 FS2 + FA < FS1, 轴向合力向左,轴有向左移动的趋势, 右轴承被压紧,会产生反力FS 2′, 使轴向力平衡:
FS 1 = FS 2 + FA + FS 2 ′ Fa1 = FS 1
(放松端)
∴
Fa 2 = FS 1 FA(压紧端)
归纳如下: 根据排列方式判明派生轴向力 FS 1,FS2 的方向; 判明轴向合力指向及轴可能移动的方向, 分析哪端轴承被"压紧",哪端轴承被"放松"; "放松"端的轴向载荷等于自身的内部轴向力, "压紧"端的轴向载荷等于除去自身派生轴向力 后其它轴向力的代数和. 对于能够承受少量轴向力而α=0 的向心轴承: (如深沟球轴承) 因为:α=0 , FS1=0 ,FS2= 0 所以:Fa=FA 图中: Fa1=0 Fr1 Fa2=FA FA
大学机械设计习题-滚动轴承习题及答案
！第十六章滚动轴承重要基本概念1．滚动体和内、外圈所受的载荷和应力在滚动轴承正常工作时，滚动体和内外圈滚道均受变载荷和变应力。
其中，滚动体和转动套圈承受周期性非稳定脉动循环的变载荷（变接触应力），固定套圈则承受稳定的脉动循环的变载荷（接触应力）。
2．滚动轴承的失效形式滚动轴承的主要失效形式（又称正常失效形式）是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。
当轴承转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动，且静载荷很大时，其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。
3．滚动轴承的设计准则对于正常转动工作的轴承，进行针对疲劳点蚀的寿命计算。
对于转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动的轴承，进行静强度计算。
…4．滚动轴承的基本额定寿命基本额定寿命：一批相同的轴承在相同的条件下运转，当其中10%的轴承发生疲劳点蚀破坏（90%的轴承没有发生点蚀）时，轴承转过的总转数L10（单位为106转），或在一定转速下工作的小时数L10h （单位为小时）。
5．滚动轴承的基本额定动载荷C是指轴承寿命L10恰好为1（106转）时，轴承所能承受的载荷。
表示轴承的承载能力。
对于向心轴承：C 是纯径向载荷；对于推力轴承：C 是纯轴向载荷；在使用中要注意C 的3条含义：90%可靠度、基本额定寿命106 转、C 的方向。
精选例题与解析例16-1 一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为7210AC的滚动轴承支承。
已知两轮上的轴向力分别为F a1 = 3000 N，F a2 = 5000 N，方向如图。
轴承所受径向力R1= 8000 N，R2 = 12000 N。
冲击载荷系数f d = 1，其它参数见附表。
求两轴承的当量动载荷P1、P2。
&例11-1图1解：1．求内部派生轴向力S 1、S 2的大小方向S 1 = = ×8000 = 5440 NS 2 = = ×12000 = 8160 N ，方向如图所示。
< 2．求外部轴向合力F AF A = F a2－F a1 = 5000－3000 = 2000 N ，方向与F a2的方向相同，如图所示。
华中科技大学—机械设计—第07章滑动轴承设计
轴承的功用： 1）支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度； 2）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损
滚动轴承 滑动轴承
优点多，一般机械中应用广
用于重载、高速、高精度及结构上要 求剖分等场合
滑动轴承一般用在：
汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机、水泥 搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械中
◆ 非金属材料
塑料、橡胶、尼龙等 摩擦系数小、耐磨、耐腐蚀，但承载低、热变形大 广泛应用于离心水泵、水轮机等设备中
表7-2列出了常用轴承材料性能及用途（部分）
材 料
牌号
铸
灰铸铁
铁 (HT150~250)
锡青铜 ZCuSn10P1
Hale Waihona Puke 锡青铜ZCuSn6Zn6Pb3 铜
合
金
铝青铜
ZCuAl10Fe3
铅青铜 ZCuPb30
ZChSnSb11-6 （锡基）
轴
承 ZChPbSb16-16-
合 金
2 （铅基）
ZChPbSb15-5 （铅基）
《机械设计》
[p] / MPa
[v] /(m/s)
0.1~4 15
2~0.5 10
8
3
30
8
25(平稳) 12
15(冲击)
8
25(平稳) 80
20(冲击) 60
15
12
5
8
[pv] /(MPa·m/s)
◆ 单环式
轴环端面承载，结构简单，润滑方便，低速轻载
◆ 多环式
承载能力强，可承受双向轴向载荷 ，但各环受载不均
§7-3 轴瓦的材料和结构
轴瓦直接与轴颈接触，主要失效为：磨损和胶合 一、材料基本要求
机械设计简答题(综合)
轴承：1．对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”? 答:两端固定支承即为轴上的两个轴承中,一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动，另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动，两个轴承的固定共同限制轴的双向串动.2。
什么是轴承的基本额定动负荷？基本额定动负荷的方向是如何规定的？（6分）答:轴承的基本额定动负荷：滚动轴承标准中规定，轴承工作温度在100℃以下，基本额定寿命L＝1×106r时，轴承所能承受的最大载荷成为轴承的基本额定动负荷。
（3分) 轴承的基本额定动负荷的方向，对于向心轴承为径向载荷（1分)，对于推力轴承为中心轴向载荷（1分），对于角接触向心轴承为载荷的径向分量(1分）.3．简述形成稳定动压油膜的条件？答：1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油; 3)两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度.4．解释名词；滚动轴承的寿命; 滚动轴承的基本额定动载荷。
答：1）滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体,任一元件出现疲劳点蚀之前，两套圈之间的相对运转总转数.也可用恒定转速下的运转小时数表示；2）基本额定动载荷即基本额定寿命为106转时,轴承所能承受的最大载荷.5.滚动轴承的当量静载荷P0的定义。
当量静载荷是一个假想载荷,其作用方向与基本额定静负荷相同,而在当量静载荷作用下,轴承的受载最大滚动体与滚道接触处的塑性变形总量与实际载荷作用下的塑性变形总量相同。
6．同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？1) 在高速重载下能正常工作，寿命长；2) 精度高；滚动轴承工作一段时间后,旋转精度↓ 3) 滑动轴承可以做成剖分式的—能满足特殊结构需要.如曲轴上的轴承；4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收震动,缓和冲击。
5) 滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小。
6) 起动摩擦阻力较大。
7、按照摩擦界面的润滑状态，可将摩擦分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。
机械设计复习资料(华中科技大学出版社)
机械设计复习资料(机制6班内部资料)第一、二章设计机械零件的最基本准则：强度准则。
静应力只能在静载荷作用下产生，变应力可由静载荷或变载荷产生。
变应力下，零件疲劳断裂具有的特征。
答： 1）疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至屈服极限低，2）不管脆性材料或塑像材料，疲劳断裂口均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂，3）疲劳断裂是损伤的积累。
稳定性变应力的描述：（循环特性）（看书p20-21）极限应力图的部分。
（看书p23-28）受对称循环变应力作用的工件最易损坏。
机械零件摩擦的分类：干摩擦，边界摩擦，流体摩擦。
混合摩擦。
磨损按磨损表面外观描述：点蚀磨损，胶合磨损，擦伤磨损。
磨损按磨损机理分类：磨粒磨损，粘着磨损，疲劳磨损，腐蚀磨损。
磨损：运动副之间的摩擦导致零件表面材料丧失或者迁移，磨损的过程：跑合磨损阶段，稳定磨损阶段，剧烈磨损阶段。
设计和使用机器时：力求缩短磨合期，延长稳定磨损期，推迟剧烈磨损期的到来。
减少磨损的措施：正确选用材料，进行有效的润滑，采用适当的表面处理，改进结构设计以提高加工和装备精度，正确的使用、维修和保养。
润滑剂的作用：降低摩擦，减轻磨损，保护零件不遭锈蚀，散热降温，缓冲吸振，密封，清除污物。
润滑剂分为四个类型：气体，液体，半固体，固体。
1.润滑油：有机油，矿物油，化学合成油。
性能指标：1粘度（动力粘度：流体中任意点处的切应力均与该处流体的速度梯度成正比运动粘度：动力粘度与同温度下的液体的密度之比值）2润滑性3极压性4闪点：遇火焰能发出闪光的最低温度5凝点：不能再自由流动的最高温度6氧化稳定性。
2润滑脂润滑方法：1）润滑油：滴油、油环、飞溅、压力循环润滑。
2）润滑脂：旋盖式油脂杯。
第三章书本p47的螺栓、螺柱、螺钉的画法。
螺纹：外螺纹和内螺纹，共同组成螺旋副。
常用螺纹：连接螺纹及传动螺纹连接螺纹1）普通螺纹2）非螺纹密封的管螺纹3）用螺纹密封的管螺纹4）米制螺纹传动螺纹1）矩形螺纹2）梯形螺纹3）锯齿形螺纹螺纹的参数：大径：螺纹的最大直径（公称直径）2小径d1:螺纹的最小直径3中径d2：近似平均直径d2=1/2（d+d1）4线数n：螺纹的螺旋线数目沿一根螺旋线形成的螺纹为单线螺纹常用的连接螺纹要求自锁性故多用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故用双线或者三线螺纹，为了便于制造n小于等于4 5螺距p 6导程s=np 7螺纹升角=arctan(np/πd2) 8牙型角 9接触高度h螺纹升角增大：联接自锁性降低、传动效率提高。
机械设计基础滚动轴承知识
机械设计基础滚动轴承知识机械设计基础滚动轴承知识机械设计基础滚动轴承知识点已经为大家整理好了，请看：1机械零件常用材料：普通碳素结构钢(Q屈服强度)优质碳素结构钢(20平均碳的质量分数为万分之20)、合金结构钢(20Mn2锰的平均质量分数约为2%)、铸钢(ZG230-450屈服点不小于230，抗拉强度不小于450)、铸铁(HT200灰铸铁抗拉强度).2常用的热处理方法：退火(随炉缓冷)、正火(在空气中冷却)、淬火(在水或油中迅速冷却)、回火(吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度，保温一段时间后在空气中冷却)、调质(淬火+高温回火的过程)、化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗).3机械零件的结构工艺性：便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位 .4机械零件常见的失效形式：因强度不足而断裂;过大的弹性变形或塑性变形;摩擦表面的过度磨损、打滑或过热;连接松动;容器、管道等的泄露;运动精度达不到设计要求 .5应力的分类：分为静应力和变应力。
最基本的变应力为稳定循环变应力，稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种.6疲劳破坏及其特点：变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。
特点：在某类变应力多次作用后突然断裂;断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限;即使是塑性材料，断裂时也无明显的塑性变形。
确定疲劳极限时，应考虑应力的大小、循环次数和循环特征.7接触疲劳破坏的特点：零件在接触应力的反复作用下，首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹，然后再滚动接触过程中，由于润滑油被基金裂纹内而造成高压，使裂纹扩展，最后使表层金属呈小片状剥落下来，在零件表面形成一个个小坑，即疲劳点蚀。
疲劳点蚀危害：减小了接触面积，损坏了零件的光滑表面，使其承载能力降低，并引起振动和噪声。
疲劳点蚀使齿轮。
滚动轴承等零件的主要失效形式.8引入虚约束的原因：为了改善构件的受力情况(多个行星轮)、增强机构的刚度(轴与轴承)、保证机械运转性能.9螺纹的种类：普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹.10自锁条件：λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角.11螺旋机构传动与连接：普通螺纹由于牙斜角β大，自锁性好，故常用于连接;矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小，传动效率高，故常用于传动.12螺旋副的效率：η=有效功/输入功=tanλ/tan(λ+ψv)一般螺旋升角不宜大于40°。
华中科技大学考研《机械设计基础》试题库及答案
华中科技大学考研《机械设计基础》试题库及答案华中科技大学是中国著名的综合性大学之一，其机械工程专业在国内享有很高的声誉。
作为该专业的考研科目之一，《机械设计基础》是考生们备战考研的关键科目之一。
本文将介绍华中科技大学考研《机械设计基础》试题库及答案的相关情况。
一、试题库概述1. 试题种类《机械设计基础》试题库包括单选题、多选题、填空题和计算题等多个题型，主要测试考生对机械设计基础知识的掌握情况。
2. 试题分布《机械设计基础》试题涉及到机械元件设计原理、机械连接、机械零件加工工艺等知识点，试题分布比较均匀，全面考察考生对于机械设计基础知识的掌握程度。
3. 题量与难度试题的数量一般在100-150道左右，题目的难度逐渐递增，考察考生对于机械设计基础理论知识的深层次理解和应用能力。
二、试题答案的参考解析以下是华中科技大学考研《机械设计基础》试题的部分参考解析，供考生参考。
1. 单选题题目：某工件由两个零件连接而成，若两零件上分别刻有"左"和"右"字样，则此连接方法为（）。
A. 锁紧连接B. 平面连接C. 凸缘连接D. 榫卯连接答案：B解析：平面连接一般用于要求移动拆卸的零件连接，如机床上的工作台等。
2. 多选题题目：以下哪些是机械设计时需要考虑的主要因素？（）A. 强度B. 刚度C. 耐磨性D. 寿命答案：A、B、C、D解析：机械设计时需要综合考虑强度、刚度、耐磨性和寿命等多个因素，以确保设计的产品质量和使用寿命。
3. 填空题题目：在各种联接中，圆柱销联接中，销和孔的公差都选用——公差。
答案：H7解析：圆柱销联接中，常用的公差组合是H7-h6，其中H7是销的公差，h6是孔的公差。
4. 计算题题目：某机械零件的轴上载荷为1200N，该轴直径为40mm，材料为20CrNiMo，轴上允许应力为120MPa，求该轴的安全系数。
答案：2.36解析：根据强度学说，安全系数等于材料的允许应力除以轴上的等效应力。
机械设计滚动轴承的应用
同一支点成对安装同型号向心角接触轴承的计算特点
• 两个同型号的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，作为一 个支承整体对称安装在同一支点上时，可以承受较大 的径向、轴向联合载荷。
• 寿命计算可按双列轴承进行，即计算当量动载荷时按
双列轴承选取系数X、Y的值 • 其基本额定动载荷C和额定静载荷C0按下式计算：
C 1.62Cr (滚子轴承) C 1.71Cr (滚子轴承)
C0=2C0
Cr、C0分别为单个轴承的基本额定动载荷和额定静载荷。
不同可靠度的轴承寿命计算
• 在轴承材料、运转条件不变的情况下，不同可靠度的 寿命计算公式为： LRh＝a1 L10h
L10h---基本额定寿命
a1 ---寿命修正因数 LRh---修正的额定寿命
推力角接触轴承—— 45°<α< 90°的推力轴承 轴向接触轴承——α＝90°的推力轴承
2.常用滚动轴承类型 •向心轴承：主要承受径向载荷FR 深沟球轴承（6） 圆柱滚子轴承（N） 调心球轴承（1）
•推力轴承：只能承受轴向载荷FA
推力球轴承（5） •向心推力轴承： FR + FA
角接触球轴承（7） 圆锥滚子轴承（3）
某单级齿轮减速器输入轴由一对深沟球轴承支承。已知齿
轮上各力为：切向力Ft＝3000N，径向力Fr＝1200N，轴 向力Fx＝650N，方向如图21-19所示。齿轮分度圆直径d ＝40mm。设齿轮中点至两支点距离l＝50mm，轴与电机 直接相连，n＝960r/min，载荷平稳，常温工作，轴颈直
径为30mm。要求轴承寿命不低于9000h，试选择轴承型
力简图。已知内部轴向力Fs1＝400N，Fs2＝650N，外部 轴向力Fx1＝300N，Fx2＝800N，试分析两个圆锥滚子轴
华科机械设计滑动轴承设计录像用资料
验算 p、pv、v
选择轴承的配合
选择润滑剂与润滑装置
d
l
选择宽径比 l /d :
润滑装置一
l /d = 0.5~1.5
针阀式油杯
l /d↑
承载能力↑
散热性能↓ 且易偏载
润滑装置二 油芯式油杯
l /d ↓ 油易流失
承载能力↓
机械设计
第七章 滑动轴承设计－液体摩擦滑动轴承
§7-3 液体摩擦动压向心滑动轴承设计
d
Fa
n
k － 考虑油槽使支承面积减小，常取0.8~0.9
d0
2、限制轴承的 pv 值
目的 — 控制轴承的发热量，防止胶合破坏。
d
f pv － 单位面积上的摩擦功率损失
v － 轴颈线速度 f － 摩擦系数
所以， pv 值表征了轴承发热量的大小。
pv↑ → 发热量↑ → 温升↑ → 润滑效果↓ → 胶合失效
支承精度特别高 承受巨大冲击和振动载荷
某些特殊场合
非液体摩擦滑动轴承 滚动轴承寿命大为降低 滚动轴承造价高 滑动轴承零件少 油膜的缓冲和阻尼作用 径向尺寸受限制、曲轴轴承等
机械设计
四、滑动轴承的润滑
第七章 滑动轴承设计－概述
常用润滑剂（第十四章）：
润滑油 — 液体，用途最广泛；
液体层流
润滑脂 — 半固体，一般用于中、低速；
dp dx
6v
h h0 h3
据此，可求解出间隙 内各点的油膜压强 p
机械设计
第七章 滑动轴承设计－液体摩擦滑动轴承
讨论之一 —— 动压油膜承载机理
雷诺方程
dp dx
6v
h h0 h3
两板不平行
两板平行
机械设计基础课件-滚动轴承
为了满足不同承载能力的需要，把同一内
径的轴承，做成不同的外径和宽度。这种内径相同而外径
和宽度不同的变化系列称为尺寸系列。GB/T272-93规定轴
承的尺寸系列代号由基本代号左起第二、三位数字表示。
基本代号左起的第二位数字代表轴承的宽(高)度系列，它表 示的是内径和外径相同的(同类)轴承，在宽(高)度方面的变 化。 基本代号左起第三位数字代表轴承的直径系列，它表示的 是内径相同的同类轴承，在外径和宽度方面的变化。 图16-4所示为内径相同，而直径系列不同的四种轴承的对
表示酚醛胶布实体保持架。
§16-3 滚动轴承的选择计算
滚动轴承的选用，首先是轴承类型的选择。正确地选择出合适 的轴承类型，首先必须熟悉各类轴承的特点，然后考虑机械设 备对轴承的要求，包括工作载荷、转速、寿命、旋转性能等方 面的要求，选择轴承类型总的原则是：选择轴承性能特点与要 求相符合的类型。
一、失效形式
① 内部结构代号
Байду номын сангаас
表示同一类型轴承不同的内部结构，用字母表示，紧跟 在基本代号的后面。内部结构代号如表16-7所示。
② 公差等级代号
表示轴承的公差等级，用字母和数字表示。公差等
级代号列于表16-8。
③ 游隙代号
表示轴承径向游隙值的大小，用字母和数字表示。
常用的轴承游隙由小至大分为1组、2组、0组、3组、4组 和5组，其中0组游隙是常用的基本组游隙，在代号中可 省略不写，其它的游隙组为辅助游隙组，在代号中分别 用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。 公差等级代号与游隙 代号同时表示时，可进行简化，取公差等级代号加上游 隙组号组合表示，如/P63。
下降、振动和噪音增加。