《机械设计》讲义(第八版)濮良贵(第12章)
濮良贵《机械设计》(第9版)章节题库-第12章 滑动轴承【圣才出品】
第12章 滑动轴承一、选择题1．某部分式向心滑动轴承，在混合摩擦状态下工作，设轴颈d ＝100mm ，轴转速n ＝10r/min ，轴瓦材料的[p]＝150MPa ，[v]＝4m/s ，[pv]＝12MPa·m/s ，B/d ＝1.2，则此轴承能承受的最大径向载荷为（ ）。
A ．1800kNB ．2880kNC ．3000kND ．3880kN【答案】A【解析】根据滑动轴承的设计准则，v≤[v]，p ＝F/（dB ）≤[p]，pv≤[pv]，可知v ＝πdn/60＝π×100×10-3×10/60m/s ＝0.052m/s ＜[v]＝4m/s ，满足要求。
F≤dB[p]＝100×1.2×100×150N ＝1800N36[] 1.2100101210N 2750kN 10ππ60B pv F n -⨯⨯⨯⨯≤==⨯所以，F≤1800kN。
2．设计动压式液体摩擦滑动轴承时，如其他条件不变，当相对间隙φ＝Δ/d 减小时，承载能力将（ ）。
A ．变大B ．变小C．不变D．不确定【答案】A【解析】根据公式F＝ηωdBC p/φ2可知，轴承的承载能力与φ2成反比。
因此，φ减小时，F将增大。
3．在非液体摩擦滑动轴承设计中，限制pv值的主要目的是（ ）。
A．防止轴承过度磨损B．防止轴承因发热而产生塑性变形C．防止轴承因过度发热而产生胶合D．防止轴承因过度发热而产生裂纹【答案】C【解析】轴承的发热量与其单位面积上的摩擦功耗fpv成正比（f是摩擦系数），限制pv值就是限制轴承的温升。
防止轴承过热产生胶合失效。
4．在加工精度不变时，增大（ ）不是提高动压润滑滑动轴承承载能力的正确设计方法？A．轴径B．偏心率C．轴承宽度D．润滑油粘度【答案】A【解析】影响动压润滑滑动轴承承载能力的主要参数有宽径比B/d、相对间隙Ψ以及润滑油粘度的影响，同时在其他条件不变的情况下，h min愈小则偏心率ε愈大，轴承的承载能力就愈大。
《机械设计》讲义(第八版)濮良贵(第10章)
YSa ── 应力校正系数，考虑上述各应力的的影响。 P.200.表 10-5. 7．设计公式： 将 Ft = 2T1/d1 ，d1 = mz1 代入（10-4） 并令 φ 得：
d
= b/d1 ── 齿宽系数，推荐值见： P.205. 表 10-7.
§10—3 齿轮的材料及其选择原则： 轮齿材料的基本要求： 一．常用的齿轮材料： 1．钢： 韧性好，耐冲击，可通过热处理改善性能，最适用于制造齿轮。 除尺寸太大或结构太复杂者，一般齿轮都用锻钢制造，C% = 0.15～0.6% ① 热处理后切齿的齿轮所用的锻钢： a. 常用者： b. 热处理方法： c. 制造过程： e．适用： a. 常用者： b. 热处理： 中碳钢，如 45、35SiMn 调质，常化。 毛坯 → 热处理 → 切齿 → 成品。 强度、速度和精度都要求不高的齿轮 低、中碳钢，如 20Cr、40Cr、45 表面淬火，渗碳，氮化等。
§１０—５ 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 一．受力分析： 齿轮传动一般均予润滑，摩擦力很小，可不计， 这样，沿啮合线作用的法向载荷 Fn 在节点 P 处 可分解成径向力 Fr 和圆周力 Ft，其值按平衡方 程得： Ft = 2T1/d1 Fr = Ft· tgα Fn = Ft/cosα 与分圆 d1 相切，矩与 T1 反向 指向轮心。 垂直指向齿面。
p ca Kp KFn L N/mm
（10-1）
式中： Fn ── 作用于齿面接触上的法向载荷， N L ── 齿面间接触线的总长， mm K ── 载荷系数，包括以下四部分： K = KA KV Kα Kβ 1．使用系数 KA： 考虑齿轮传动的外部因素（如原动机及工作机的特性等）的影响。 参考值见： 2．动载系数 KV： 主要考虑齿轮的制造精度和圆周速度对 动载荷的影响 1）成因：各种误差、受载弹变、单双齿啮 合过渡中啮合齿对的刚度变化→ pb1≠pb2 → i 波动 → 角加速度 → 动载 2）措施： ① 制造精度↑，小轮 d1↓ ∵ d1↓ → 周速 v↓ → i 波动引起的角加速度↓ → 动载↓ ② 齿顶修缘。 3．齿间载荷分配系数 Kα ： 考虑齿距误差及弹变等引起的载荷在齿对接触线间非均匀分布的影响。 1）成因： 齿间误差、弹变 → 总载荷在不同齿对（二对及二对齿以上同时啮合 时）接触线上的分布不均匀 → 某对齿接触线上载荷＞平均值 p=Kn/L 2）Kα 值： 分 KHα 、KFα ， 4．齿向载荷分布系数 Kβ ： 考虑支承非对称布置，轴和支承的受载变形及其制造、装配误差引起的齿面上 载荷分布不均的影响。 （见下图）
濮良贵《机械设计》章节题库(滚动轴承)【圣才出品】
限转速较低。
13．滚动轴承的代号由前置代号、基本代号及后置代号组成，其中基本代号表示（ ）。 A．轴承的类型、结构和尺寸 B．轴承组件 C．轴承内部结构的发化和轴承公差等级 D．宽度系列代号和直径系列代号 【答案】A 【解析】轴承的基本代号用来表明轴承的内径、直径系列、宽度系列和类型。
14．滚动轴承的类型代号由（ ）表示。 A．数字 B．数字或字母 C．字母 D．数字加字母 【答案】B 【解析】滚动轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号组成，用字母和数字等表示。
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第 13 章 滚动轴承
一、选择题 1．若角接触球轴承的当量动负荷 P 为基本额定动负荷 C 的 1/2，则滚动轴承的基本额 定寿命为（ ）转。 A．5×106 B．2×106 C．8×106 D．12×106 【答案】C 【解析】题目中角接触球轴承的基本额定寿命 L10＝（C/P）3×106r＝8×106r。
12．在下面的滚动轴承型号中允许极限转速最高的轴承是（ ）。 A．N307/P4 B．6207/P2
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C．30207
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D．51307/P6
【答案】B
【解析】AC 两项为滚子轴承，极限转速通常比 B 项球轴承低；D 项为推力球轴承，极
A．深沟球轴承 B．调心滚子轴承
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C．调心球轴承
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D．圆柱滚子轴承
【答案】C
【解析】根据支撑条件可判断要求轴承具有一定的调心功能；转轴的转速一般较高，所
轴承内圈可以有效贴合轴肩端面。
(机械制造行业)机械设计讲义(第八版)濮良贵(第章)
第十二章滑动轴承§１２—１概述：一．摩擦的分类（详见： P.46. 第四章）㈠内摩擦：发生在物质内部、阻碍分子间相对运动的摩擦。
㈡外摩擦：发生在两接触物体间，阻碍两接触表面相对运动的摩擦。
1．按有无相对运动分：外摩擦可分为：静摩擦：两接触物体间仅有相对滑动趋势时的摩擦。
动摩擦：两接触物体间有相对运动时的摩擦。
2．按相对运动形式分：外摩擦可分为：1）滚动摩擦：两接触物体间的相对运动为滚动。
2）滑动摩擦：两接触物体间的相对运动为滑动。
又可分为四种：①干摩擦：两物体接触面内无任何润滑剂的纯金属接触时的摩擦。
②边界摩擦：两摩擦表面间存在边界膜时的摩擦。
边界膜：指润油中的极性分子吸附在金属表面(吸附膜)或与金属起化学反应(反应膜)而形成的一层极薄的分子膜。
③流体摩擦：两摩擦表面完全被润滑油分开时的摩擦。
④混合摩擦：处于边界摩擦与流体摩擦的混合状态时的摩擦。
注： a. 纯金属极易氧化或被油污，故工程中不存在真正的干摩擦，通常将未经人为润滑的摩擦叫“干摩擦”b. 边界膜分吸附膜和反应膜，极薄，厚度约0.002～0.02μm.c. 干摩擦时，摩擦和磨损最严重；边界摩擦的摩擦系数约为0.1左右；混合摩擦时的摩擦系数比边界摩擦的要小得多；流体摩擦是油分子间的内摩擦，f≈0.001～0.008，此时不存在磨损。
二．轴承的类型：1．按摩擦性质分：分二种1）滚动摩擦轴承下章介绍2）滑动摩擦轴承又可分三种①自润滑轴承：工作时不加润滑剂。
②不完全液体润滑轴承：滑动表面间处于边界润滑或混合润滑状态。
③液体润滑轴承：两滑动表面处于液体润滑状态。
a. 液体动压轴承：靠两表面间的相对运动来形成压力油膜。
b. 液体静压轴承：靠液压系统供给的压力油形成压力油膜。
2．按承载方向分：三种1）径向轴承：承受径向载荷2）推力轴承：承受轴向载荷3）向心推力轴承：可同时承受径、轴向载荷三．滑动轴承的主要应用埸合：1．转速特高此时，滚动轴承的寿命明显↓2．轴的支承位置要求特高此时，滚动轴承因零件多，精度难保证3．特重型此时，滚动轴承须单件生产，造价很高4．冲击和振动很大此时，滚动轴承点接触，耐冲击、振动性能差5．按装配要求必须剖分的轴承6．特殊工作条件处（如：水中或腐蚀介质中）7．径向尺寸受限处§１２—２滑动轴承的主要结构型式一．整体式径向滑动轴承 P.276.图12-11．结构：整体式轴承座，内衬减摩材料制成的整体轴套2．特点：1）优：结构简单，成本低廉。
濮良贵《机械设计》(第8版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(绪 论)【圣才出品】
第1章 绪 论
1.1 复习笔记
一、本课程讨论的具体内容
1．总论部分
机器及零件设计的基本原则，设计计算理论，材料选择，结构要求，以及摩擦、磨损、润滑等方面的基本知识；
2．连接部分
螺纹连接，键、花键及无键连接，销连接，铆接，焊接，胶接与过盈连接等；
3．传动部分
螺旋传动，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动以及摩擦传动等；
4．轴系部分
滚动轴承，滑动轴承，联轴器与离合器以及轴等。
5．其他部分
弹簧、机座和箱体，减速器和变速器等。
二、本课程的性质
本课程的性质是以一般通用零件的设计为核心的设计性课程，而且是论述它们的基本设计理论与方法的技术基础课程。
三、本课程的主要任务
培养学生以下素质和能力：
1．有正确的设计思想并勇于创新探索；
2．掌握通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，进而具有综合运用所学的知识，研究改进或开发新的基础件及设计简单的机械的能力；
3．具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；
4．掌握典型机械零件的试验方法，获得实验技能的基本训练；
5．了解国家当前的有关技术的经济政策，并对机械设计的新发展有所了解。
1.2 名校考研真题详解
本章内容只是对整个课程的一个总体介绍，基本上没有学校的考研试题涉及到本章内容，读者简单了解即可，不必作为复习重点，所以本部分也就没有选用考研真题。
濮良贵机械设计课件第八版完整版
（如螺钉、齿轮、链轮等）
本书讨论的具体内容是：（设计方法、步骤、原理）
1） 传动部分—带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动以及螺旋传 动等；
2） 联接部分—螺纹联接，键、花键及无键联接，销钉联接，铆接 、焊接、胶接与过盈配合联接等；
3） 轴系部分—滑动轴承、滚动轴承、联轴器与离合器以及轴等； 4） 其他部分—弹簧、机座与箱体、减速器等；
三、几种特殊的变应力
特殊点：
0
m t
静应力
max=min=m a=0 r=+1
0
max t
对称循环变应 力
min
max=min=a
m=0
r=-1
脉动循环变应
max
力
0
min
m t
min=0 a=m=max/2
不属于上述三类的应力称为非对称循环应力r，=0 其r在+1与-1之间，
方案设计
甩干（脱水） 单 缸 模糊控制
提出尽可能多的解决方法 双 缸 自适应控制 滚 筒 双模控制
筛选、决策、评价（可靠性、经济上），选出最佳方案。
技术设计
目的：确定机械中各个零部件的结构尺寸（量化） 绘图、对方案具体实施，出图。
技术文件编制： 编制设计计算说明书。
三、零件的设计步骤
• 失效的定义：在正常的工作条件下，机械零件丧失工作能力或达 不到工作性能要求时，就称为零件失效。
整体断裂 机械零件的失效形式 过大的残余变形
腐蚀、磨损和接触疲劳
强度
机械零件的工作能力 刚度 寿命（耐磨性、耐腐蚀性）
机械零件计算准则
强度准则：
lim
Smin
刚度准则： yy
濮良贵《机械设计》要点讲解及考研真题解析-第11~13章【圣才出品】
④锥面包络圆柱蜗杆（ZK 蜗杆） 这是一种非线性螺旋齿面蜗杆。它不能在车床上加工，只能在铣床上铣制并在磨床上磨 削。加工时，除工件作螺旋运动外，刀具同时绕其自身的轴线作回转运动。这时，铣刀（或 砂轮）回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面，在 I-I 及 N-N 截面上的齿廓均为曲线。这 种蜗杆便于磨削，蜗杆的精度较高，应用日渐广泛。 注：普通圆柱蜗杆的齿面一般是在车床上用直线刀刃的车刀切制而成，车刀安装位置不 同，加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。 （2）圆弧圆柱蜗杆（ZC 蜗杆）传动 圆弧圆柱蜗杆传动与普通圆柱蜗杆传动的区别仅是加工用的车刀为圆弧刀刃。 主要传动特点： ①效率高，一般可达 90%以上； ②承载能力高，一般可较普通圆柱蜗杆传动高出 50%～150%； ③体积和质量小，结构紧凑。
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二、蜗杆传动的类型 根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可以分为： 1．圆柱蜗杆传动 圆柱蜗杆传动包括普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动两类。 （1）普通圆柱蜗杆传动 根据不同的齿廓曲线，普通圆柱蜗杆可分为： ①阿基米德蜗杆（ZA 蜗杆） ZA 蜗杆在垂直于蜗杆轴线平面（即端面）上的齿廓为阿基米德螺旋线，在包含轴线的 平面上的齿廓（即轴向齿廓）为直线，其齿形角 α0＝20°。可在车床上用直线刀刃的单刀（当 导程角 γ≤3°时）或双刀（当 γ＞3°时）车削加工。 ②法向直廓蜗杆（ZN 蜗杆） ZN 蜗杆的端面齿廓为延伸渐开线，法面（N-N）齿廓为直线。ZN 蜗杆也是用直线刀
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机械设计(第八版)课后答案 濮良贵 纪名刚
得蜗轮的基本许用接触应力
.
蜗杆传动的工作寿命 Lh=12000h,蜗轮轮的应力循环次数为
寿命系数为 蜗轮齿面的许用接触应力为
3、计算中心距
,取中心距 a=125mm,因 i12=20,故从教材表 11-2 中取模数 m=5mm,蜗
杆分度圆直径 d1=50mm,这时 d1/a=0.4,由教材图 11-8 查得接触系数
蜗轮齿根圆 直径 蜗轮咽喉母圆半径 (3)校核齿根弯曲疲劳强度：
1、确定各计算系数。法量齿数
根据 x2=-0.375 和
，则教材图 11-19 查得齿形系数
。螺旋角影响系数
2、确定许用弯曲应力。由教材表 11-8 查得蜗轮的基本许用弯曲应力为
.
寿命系数
许用弯曲应力
3、校核计算 满足强度条件。 （4）热平衡计算。取润滑油的最高工作温度
提高轮齿抗弯疲劳强度的措施有：增大齿根过渡圆角半径，消除加工刀痕，可降 低齿根应力集中;增大轴和支承的则度，可减小齿面局部受载；采取合适的热处 理方法使轮世部具有足够的韧性；在齿根部进行喷丸、滚压等表面强度，降低齿 轮表面粗糙度，齿轮采用正变位等。 提高齿面抗 点蚀能力的措施有：提高齿面硬度；降低表面粗糙度；增大润滑油 粘度；提高加工、发装精度以减小动载荷 ；在许可范围内采用较大变位系数正 传动，可增大齿轮传动的综合曲率半径。 10-6 解（1）选用齿轮的材料和精度等级，由教材表 10-1 可知，大小齿轮材料均为 45 号钢调质，小齿轮齿面硬度为 250HBS,大齿轮齿面硬度为 220HBS. 选精度等级为 7 级。 （2）按齿面接触疲劳强度设计。 1、小齿轮传递的转矩
11-2
解：采用渐开线蜗杆（ZI），考虑到是低速中载的蜗杆，蜗杆用 45 呈钢，蜗杆螺旋齿面要不熟淬火，硬度为 45-55HRC， 蜗轮用铸锡磷青铜 ZCuSn10P1,金属模铸造。 （1）按齿面接触疲劳强度设计：
濮良贵《机械设计》(第10版)教材辅导书(滑动轴承)【圣才出品】
第12章滑动轴承12.1 复习笔记【知识框架】【通关提要】本章主要介绍了滑动轴承的失效形式及材料、不完全流体润滑滑动轴承的设计计算以及流体动力润滑的形成条件。
学习时需要重点掌握以上内容。
本章主要以选择题、填空题和简答题的形式考查，判断题和计算题较少。
复习本章时以理解记忆为主，计算为辅。
【重点难点归纳】一、概述（见表12-1-1）表12-1-1 滑动轴承的类型及主要内容二、滑动轴承的主要结构形式、失效形式及常用材料（见表12-1-2）表12-1-2 滑动轴承的主要结构形式、失效形式及常用材料三、轴瓦结构（见表12-1-3）表12-1-3 轴瓦结构四、滑动轴承润滑剂的选用1．润滑脂及其选择润滑脂常用在要求较低、难以经常供油，或者低速重载以及作摆动运动之处的轴承中。
选择润滑脂品种的一般原则为：①当压力高和滑动速度低时，选择针入度小的。
②所用润滑脂的滴点，一般应比轴承的工作温度高约20～30℃。
③不同工作环境选用合适的润滑脂，如在潮湿的环境下，应选择防水性强的钙基或铝基润滑脂。
2．润滑油及其选择当液体动压轴承转速高、压力小时，应选粘度较低的油，在高温条件下工作的轴承，润滑油的粘度应比常温轴承的高一些。
3．固体润滑剂固体润滑剂可以在接触面上形成固体膜以减小摩擦阻力，通常只用于一些有特殊要求的场合。
五、不完全流体润滑滑动轴承设计计算（见表12-1-4）表12-1-4 不完全流体润滑滑动轴承设计计算六、流体动力润滑径向滑动轴承设计计算1．流体动力润滑的基本方程流体动力润滑滑动轴承的基本方程（一维雷诺方程）∂p/∂x＝6ηυ（h－h0）/h3式中，p为两板间油膜压力；η为润滑油的动力粘度；v为表面滑动速度；h为油膜厚度；h0为∂p/∂x＝0时的油膜厚度。
从上式中可以得知，形成动压油膜的必要条件如下：（1）两工件之间的间隙必须有楔形间隙。
（2）两工件表面之间必须连续充满润滑油或其他液体。
（3）两工件表面必须有相对滑动速度。
濮良贵《机械设计》考研考点讲义
ｓ－Ｎ疲劳曲线
有限寿命区间内循环次数 Ｎ与疲劳极限 σｒＮ的关系为：
槡 ( ) σｒＮ
＝σｒ
ｍ
Ｎ０ Ｎ
＝ｋＮσｒ
Ｎ＝
σｒ σｒＮ
ｍ
Ｎ０ ｋＮ
＝ 槡ｍ Ｎ０／Ｎ
式中，σｒ、Ｎ０及 ｍ的值由材料试验确定，ｋＮ称为寿命系数。
当 Ｎ≥Ｎ０时，取 ｋＮ ＝１，则 σｒＮ ＝σｒ。
当 Ｎ＜Ｎ０时，取 ｋＮ ＞１，则 σｒＮ ＞σｒ。
（２）在考虑应力集中影响时，若零件危险剖面处有多个不同的应力集中源，则应取诸有效应力集
中系数 Ｋσ（或 Ｋτ）
中较大者代入式
Ｋσｅ
＝ Ｋσ （或 εσβ
Ｋτｅ
＝ Ｋτ ）中计算。 ετβ
难点二：单向不稳定变应力时的疲劳强度计算
{非规律性 用统计方法进行疲劳强度计算
不稳定变应力 规律性 按损伤累积假说进行疲劳强度计算
Ｓ
２）平均应力为常数：σｍ ＝Ｃ
过 Ｍ（Ｎ）点作纵轴的平行线，则此线上任何一个点所代表的应力循环都具有相同的平均应力值，
Ｍ′（Ｎ′）的坐标值之和就是对应于 Ｍ（Ｎ）的零件的极限应力 σ′ｍａｘ。
当工作点 Ｍ位于 ＯＨＧＡ区域时，零件的疲劳强度条件为：
Ｓｃａ
＝σ′ｍａｘ σｍａｘ
＝σ－１ ＋（Ｋσ －φσ）σｍ ｋσ（σａ ＋σｍ）
— ２—
解，有助于理解为何在考虑疲劳强度因素对极限应力的影响时，只需用综合影响系数（Ｋσ）（或（Ｋτ）） 修正变应力中的应力幅 σａ部分，而不必修正平均应力 σｍ。
４、关于疲劳曲线（σ—Ｎ曲线）及极限应力图（σｍ—σａ图）的含义与应用 （１）σ—Ｎ曲线 金属材料的疲劳曲线（σ—Ｎ曲线）是取同一 ｒ值、不同 Ｎ值时做试验得到的。它表示在给定循环 特征 ｒ的条件下，应力循环次数 Ｎ与疲劳极限的关系曲线。疲劳曲线方程为 σｍ ｒＮＮ ＝常数 ，如图所示。 由于 ＮＤ很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个循环次数 Ｎ０（称为环基数），用 Ｎ０及其相对应的 疲劳极限 σｒ来近似代表 ＮＤ和 σｒ∞ ，于是有：σｍ ｒＮＮ ＝σｍ ｒＮ０ ＝Ｃ
课程设计--设计一带式输送机传动装置(0002)
课程设计--设计一带式输送机传动装置机械设计课程设计计算说明书设计题目 1—B 设计一带式输送机传动装置材料成型及控制工程专业 04021002班设计者仇晨阳指导老师陈国强2013年 9月 3日西北工业大学目录一、设计任务书二、传动方案的拟定三、传动装置的数据计算四、传动零件的设计计算五、箱体结构尺寸六、设计总结七、参考文献计算项目及内容主要结果一、设计任务书传动简图如图所示，设计参数列于表中2-1中。
工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用期十年（每年300个工作日），小批量生产，两班制工作，输送机工作转速允许误差为±5%。
带式输送机的传动效率为0.96。
（一）、原始数据：输送带的牵引力F(KN)输送带的速度V(m/s)输送带滚筒的直径D（mm）使用年限（年）1.25 1.8 250 10（二）、设计内容和要求：1.编写设计计算说明书一份，其内容通常包括下列几个方面：（1）传动系统方案的分析和拟定以及减速器类型的选择；（2）电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；（3）传动零件的设计计算（如齿轮传动，带传动等）；（4）轴的设计计算；（5）轴承及其组合部件设计；（6）键联接和联轴器的选择及校核；（7）减速器箱体，润滑及附件的设计；（8）轴承寿命校核（9）轴的强度校核；（10）装配图和零件图的绘制；（11）设计小结；（12）参考文献。
2.要求每个学生完成以下工作：（1）减速器装配图1张（A1图纸）（2）零件工作图2张。
（3）设计计算说明书1份。
二、传动方案的拟定由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机为带式输送机。
减速器为一级直齿圆柱齿轮传动和一级带传动，轴承初步选用深沟球轴承。
联轴器选用弹性套柱销联轴器联轴器。
三、 传动装置的数据计算（一）、电动机的选择： 1、选择电动机系列按工作要求及工作条件，选用三相异步电动机，封闭式扇式结构，即：电压为380V Y 系列的三相交流电源电动机。
濮良贵-西北工业大学《机械设计》课后习题答案讲解
详细答案第三章 机械零件的强度p45习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN M P a 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσNM P a 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解])170,0('A),260(C012σσσΦσ-=-σΦσσ+=∴-1210M P a 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，),260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==dD ，067.0453==d r，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
《机械设计》讲义(第八版)濮良贵改编(第1、2章)
第一章绪论§１－１机器在经济建设中的作用机械是现代各行业的基础，是物质生产的基本工具，其应用水平是一个国家技术水平和现代化程度的重要标志，也是信息化产业的基础。
设计则是产品生产的第一道工序，其成败很大程度上是在本阶段决定的。
1．能做有用功：1）代替人力或完成人力所不能完成的工作。
2）改善劳动条件，提高生产率。
3）较人工生产提高产品质量。
2．有利于产品的标准化、系列化和通用化。
3．有利于产品生产的机械化、电气化和自动化。
所以大量设计制造和广泛使用各种先进的机器是促进经济发展，加速现代化建设的一个重要内容。
§１－２本课程的内容、性质与任务：一．内容介绍整台机器机械部分设计的基本知识，重点讨论：1．一般尺寸和常用工作参数下的通用零件的设计，包括其基本设计理论和方法。
注：一般尺寸和参数：不包括巨/微型，高温/压/速等。
2．介绍有关技术资料、标准的应用。
例如：有关国标，机械零件设计手册等。
学习的具体内容：（1）总论部分：机器及零件设计的基本原则，设计计算理论，材料选择，结构要求，以及摩擦、磨损、润滑等方面的基本知识；（2）连接部分：螺纹连接和螺旋传动，键、花键及无键连接和销连接等；（3）传动部分：带传动，齿轮传动，蜗杆传动等；（4）轴系部分：滚动轴承，轴的设计，联轴器、离合器和制动器等；（5）其它部分：弹簧、机座、箱体等。
二．性质是以一般通用零件的设计为核心的设计性课程，主要讨论它们的基本设计理论与方法的技术基础课程。
本课程不仅要求学生掌握机械零件的常用设计方法，主要是通过这些内容的学习，全面提高学生具备通用零件、部件，以及专用零件的设计能力。
三．任务本课程的主要任务是培养学生：（1）有正确的设计思想和创新探索能力；（2）掌握一般设计方法，能设计简单机械的能力；（3）具有运用标准、手册和查阅资料的能力；（4）掌握典型的实验方法，具备基本的实验能力；（5）了解国家政策，了解机械的发展动向。
濮良贵《机械设计》(第9版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-第12~14章【圣才出品】
第12章滑动轴承12.1 复习笔记一、概述1．滑动轴承根据轴承中摩擦性质的不同，可把轴承分为：（1）滑动摩擦轴承（简称滑动轴承）滑动轴承适用于工作转速特高、特大冲击与振动、径向空间尺寸受到限制或必须剖分安装，以及需在水或腐蚀性介质中工作等场合。
（2）滚动摩擦轴承（简称滚动轴承）滚动轴承摩擦系数小，启动阻力小，选用、润滑、维护都很方便。
2．滑动轴承的类型（1）按其承受载荷方向的不同，可分为径向轴承和止推轴承。
（2）根据其滑动表面间润滑状态的不同，可分为流体润滑轴承、不完全流体润滑轴承和自润滑轴承。
（3）根据流体润滑承载机理的不同，可分为流体动力润滑轴承（简称流体动压轴承）和流体静力润滑轴承（简称流体静压轴承）。
3．滑动轴承的设计内容（1）轴承的形式和结构设计；（2）轴瓦的结构和材料选择；（3）轴承结构参数的确定；（4）润滑剂的选择和供应；（5）轴承的工作能力及热平衡计算。
二、滑动轴承的主要结构形式1．整体式径向滑动轴承（1）结构它由轴承座和由减摩材料制成的整体轴套组成，轴承座上设有安装润滑油杯的螺纹孔，在轴套上开有油环，并在轴套的内表面上开有油槽。
（2）优点结构简单，成本低廉。
（3）缺点①轴套磨损后，轴承间隙过大时无法调整；②只能从轴颈端部装拆，对于重型机器的轴或具有中间轴颈的轴，装拆很不方便或无法安装。
（4）应用多用在低速、轻载或间歇性工作的机器中。
2．对开式径向滑动轴承对开式径向滑动轴承是由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦和双头螺柱等组成。
3．止推滑动轴承（1）结构止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。
（2）结构形式常用的结构形式有空心式、单环式和多环式。
①空心式a．实心式轴颈的端面上压力分布极不均匀，靠近中心处的压力很高，对润滑极为不利；b．空心式轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式有所改善。
②单环式单环式是利用轴颈的环形端面止推，而且可以利用纵向油槽输入润滑油，结构简单，润滑方便，广泛用于低速、轻载的场合。
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第十二章滑动轴承§１２—１概述：一．摩擦的分类（详见： P.46. 第四章）㈠内摩擦：发生在物质内部、阻碍分子间相对运动的摩擦。
㈡外摩擦：发生在两接触物体间，阻碍两接触表面相对运动的摩擦。
1．按有无相对运动分：外摩擦可分为：静摩擦：两接触物体间仅有相对滑动趋势时的摩擦。
动摩擦：两接触物体间有相对运动时的摩擦。
2．按相对运动形式分：外摩擦可分为：1）滚动摩擦：两接触物体间的相对运动为滚动。
2）滑动摩擦：两接触物体间的相对运动为滑动。
又可分为四种：①干摩擦：两物体接触面内无任何润滑剂的纯金属接触时的摩擦。
②边界摩擦：两摩擦表面间存在边界膜时的摩擦。
边界膜：指润油中的极性分子吸附在金属表面(吸附膜)或与金属起化学反应(反应膜)而形成的一层极薄的分子膜。
③流体摩擦：两摩擦表面完全被润滑油分开时的摩擦。
④混合摩擦：处于边界摩擦与流体摩擦的混合状态时的摩擦。
注： a. 纯金属极易氧化或被油污，故工程中不存在真正的干摩擦，通常将未经人为润滑的摩擦叫“干摩擦”b. 边界膜分吸附膜和反应膜，极薄，厚度约0.002～0.02μm.c. 干摩擦时，摩擦和磨损最严重；边界摩擦的摩擦系数约为0.1左右；混合摩擦时的摩擦系数比边界摩擦的要小得多；流体摩擦是油分子间的内摩擦，f≈0.001～0.008，此时不存在磨损。
二．轴承的类型：1．按摩擦性质分：分二种1）滚动摩擦轴承下章介绍2）滑动摩擦轴承又可分三种①自润滑轴承：工作时不加润滑剂。
②不完全液体润滑轴承：滑动表面间处于边界润滑或混合润滑状态。
③液体润滑轴承：两滑动表面处于液体润滑状态。
a. 液体动压轴承：靠两表面间的相对运动来形成压力油膜。
b. 液体静压轴承：靠液压系统供给的压力油形成压力油膜。
2．按承载方向分：三种1）径向轴承：承受径向载荷2）推力轴承：承受轴向载荷3）向心推力轴承：可同时承受径、轴向载荷三．滑动轴承的主要应用埸合：1．转速特高此时，滚动轴承的寿命明显↓2．轴的支承位置要求特高此时，滚动轴承因零件多，精度难保证3．特重型此时，滚动轴承须单件生产，造价很高4．冲击和振动很大此时，滚动轴承点接触，耐冲击、振动性能差5．按装配要求必须剖分的轴承6．特殊工作条件处（如：水中或腐蚀介质中）7．径向尺寸受限处§１２—２滑动轴承的主要结构型式一．整体式径向滑动轴承 P.276.图12-11．结构：整体式轴承座，内衬减摩材料制成的整体轴套2．特点：1）优：结构简单，成本低廉。
2）缺：①轴套磨损后，无法调整轴承间隙。
②只能从轴颈端部装拆，重量大或中间轴颈的轴装拆困难。
3．适用：轻载、低速或间歇工作处。
二．对开式径向滑动轴承P.276.图12-21．结构：由轴承盖、轴承座、剖分式轴瓦及双头螺柱等组成。
2．特点：轴承装拆方便，轴瓦磨损后可用减少剖分面处的垫片来调整轴承间隙。
3．应用：广泛。
三．止推滑动轴承1．组成：由轴承座和止推轴颈组成。
P.277.表12-12．类型：空心式、单环式、多环式§１２—３滑动轴承的失效形式及常用材料一．滑动轴承的失效形式1．磨粒磨损：进入轴承的硬颗粒（如灰尘，砂粒等），研磨轴颈、轴承表面，导致几何形状改变，精度下降。
2．刮伤：硬颗粒或轴颈表面粗糙的凸峰在轴承表面划出线状伤痕。
3．咬粘：过载高速或润滑差，致使轴颈、轴承的表层材料发生粘附和迁移。
4．疲劳剥落：载荷反复作用，致使轴承衬材料疲劳开裂和脱落。
5．腐蚀：轴承材料受润滑剂及环境介质的腐蚀而失效。
二．轴承材料轴承材料：即轴瓦和轴承衬的材料。
（一）轴承材料的主要性能要求：1．减摩性、耐磨性和抗咬粘性好。
减摩性：指材料副具有较低的摩擦系数。
抗咬粘性：指材料的耐热性和抗粘附性。
2．顺应性、嵌入性和磨合性好。
顺应性：受载后通过弹塑变形补偿初始几何形状误差的能力。
嵌入性：嵌藏硬颗粒，减轻刮伤及磨损的性能。
磨合性：短期轻载运转后，易形成相互吻合的表面粗糙度。
3．足够的强度和抗蚀能力。
4．导热性、工艺性、经济性好。
（二）常用轴承材料：1．轴承合金（或称巴氏合金）：组成：是锡、铅、锑、铜的合金，分锡基、铅基二种。
性能：嵌入性、顺应性、磨合性、抗咬粘性好，但强度很低。
应用：在中高速、重载或重要埸合，只能用作轴瓦的轴承衬。
2．铜合金：种类：很多，分黄铜、青铜二大类，其中青铜较常用。
性能：比轴承合金稍差，但强度较高。
应用：锡青铜：中速重载。
铅青铜：高速重载（∵抗粘附性好）铝青铜：低速重载（∵抗粘附性较差）3．铝基轴承合金：性能：耐蚀性、减摩性好，疲强较高。
应用：可单独制成轴套、轴承等，也可作轴承衬与钢衬背一起组成双金属轴瓦。
4．铸铁：其中的石墨是固体润滑剂，具有较好的减摩性和耐磨性。
铸铁性脆、不易磨合，只适用于轻载低速、无冲处。
5．多孔质金属材料：构成：金属粉末经特殊工艺压制、烧结，形成多孔结构。
种类：有多孔铁和多孔铜二种。
机理： 1）使用前先把轴瓦在热油中浸数小时，使孔隙中充满油——含油轴承2）工作时靠轴颈转动的抽吸作用及热胀挤压，油进入摩擦面间进行润滑适用：中低速无冲击处（因为：多孔质金属材料韧性较小）6．非金属材料：塑料，尼龙，橡胶，陶瓷等。
注：常用金属轴承材料的性能 P.280. 表12-2.§１２—４轴瓦结构2．油槽：用于将油分布到整个摩擦表面间。
有轴向/周向油槽二种。
1）轴向油槽：适用于载荷方向变化不大处。
①位置：整体轴承：油槽开在最大油膜厚度处。
P.283. 图12-8.剖分轴承：油槽开在剖分面上。
P.283. 图12-9.②长度：稍短于轴承宽度。
2）周向油槽：适用于载荷方向变动范围大于180°处。
位置：常置于轴承中部。
一．润滑脂及其选择：1．应用： 122．选择：选择润滑脂牌号时参见1）针入度：2）滴点：滴3）防水性和耐高温的要求。
二．润滑油及其选择：1．应用：最广2．选择： 1）轻载高速，宜选低粘度的油，反之亦反之。
2）不完全液体润滑轴承的润滑油， P.285. 表12-4.3）液体动压轴承的润滑油， P.53. 表4-1.三．固体润滑剂：1．应用：在摩擦表面上形成的固体润滑剂膜可减小摩擦，主要用于有特殊要求处。
2．种类：二硫化钼（MoS2）、石墨等。
§１２—６ 不完全液体润滑滑动轴承设计计算适 用： 工作可靠性要求不高的低速、轻载或间歇工作的轴承。
摩擦状态： 混合摩擦状态。
工作条件；一．径向滑动轴承的设计：设计时一般已知：径向载荷F ，N 轴颈转速 轴颈直径d, mm 1．验算平均压力p:p 过大： 2．验算pv:单位面积上： 正压力N=p ，摩擦力 pv ↑ → P f ↑ 3．验算滑动速度v ：v ≤ p 是均压，若v 过大，则在p 及pv 均合格时，会因各种误差导致局部pv 超限 B41 21)-(12 MPa ]p [dBF p ≤=B19100n F 100060nd B d Fpv ⋅=⨯⋅⋅π⋅⋅=3．验算pv ：1）支承面平均直径处的圆周速度v ：2）验算：式中： F a 、n 、z ── 轴向载荷（N ）、轴颈转速（r/min ）、轴环数 [p]、[pv] ── 许用值， P.287. 表12-51）动力粘度η：单位： P a ²S （帕²秒）， 1P a ²S = 1N ²s/m 2意义： 使相距1m ，面积各为1m 2的两层流体产生1m/s 的相对速度需 1N 的切向力。
2）运动粘度υ： η（P a ²S ）与同温度下该液体的密度ρ（kg/m 3）之比。
即： υ=η/ρ m 2/sm/sMPa [pv])d d (z 30000nF 2100060)d d (n )d d (z F 4pv 12a212122a⋅≤-=⨯⨯+π⋅-π=2100060)d d (n v 21⨯⨯+⋅⋅π=2）流体动压基本方程：对图12-12中微单元流体进行受力分析，并经适当推导（P.288～289）得：式中，η,v ── 流体粘度，A 板沿x 向的移动速度。
h ── 所取微单元处的流体膜厚。
h o ── p=p m ax 处的流体膜厚。
3）形成流体动力润滑的必要条件： 由式（12-8）可得① 两相对运动表面必须形成收敛间楔(若A ∥B ，则h=h o ， )② 被油膜分开的两表面必须有相对滑动速度v,且v 必须使油从大口进、小口出. ③ 油必须有粘度，且供油要充分。
三．径向滑动轴承形成流体润滑的过程径向轴承的轴颈与轴承孔间必须留有间隙。
1．ω= 0时，轴颈与轴承孔接触于最下方，两表面间自然形成油楔。
2．ω≈0时，带入油楔的油量较少，轴颈与轴瓦直接接触，并沿轴瓦孔壁爬升。
3．ω↑至一定值时，带入油楔的油量形成动压油膜，使轴心左偏并浮起。
4．ω达稳定转速时，轴颈在一定的左偏位置上稳定运转。
8)-(12 )h h (h6xp o 3-ην=∂∂0x /p =∂∂→四．径向滑动轴承的主要几何关系1．几个概念：用D，R表示轴承孔的直径和半径，d, r表示轴颈的直径和半径。
1）直径间隙Δ：Δ = D-d （12-9） 2）半径间隙δ：δ = R-r = Δ/2 （12-10） 3）相对间隙ψ：ψ = Δ/d = δ/r （12-11）设外载F 与oo 1方向成φa 角。
1）最小油膜厚度h m in ： h min = δ-e = δ(1-χ) = r ψ(1-χ) (12-12) 2）任意极角φ处的油膜厚度h ： 按ΔAOO 1： 将上式作为(r+h)的二次方程得：略去二阶小量，并在“±”处“+”号得：3）最大油压p max 处的油膜厚度h o ： 设p max 处的极角为φo ，则五．径向滑动轴承工作能力计算简介 1．轴承的承载量计算和承载量系数1）动压基本方程：将dx=rd φ，ν = r ω 及 h 、h o 代入（12-8）式动压基本方程，得： 2）任意极角p φ处的油压：3）油压p φ在外载F 方向上的分量p φy ：4）轴承单位轴向宽度上的油压垂直分量的意和p y :5）承载能力⑴轴向z 处油压垂直分量的总和p y ′轴承的轴向宽度有限，存在端流，所以（12-18）式的p y 应修正 ① 端流：使压力沿轴承宽度呈抛物线分布，∴应乘因子[1-(2z/B)2] ② 端流：使油压低于无限宽轴承中的油压p y ，∴应乘系数C ′ϕ+-++=cos )h r (e 2)h r (e R 222ϕ-±ϕ=+22sin )Re (1R cos e h r ϕ22sin )Re(13)-(12 )cos 1(r )cos 1(h ϕχ+ψ=ϕχ+δ=14)-(12 )cos 1(r h o o ϕχ+ψ=15)-(12 d )cos 1()cos (cos 6dx )h h (h6dp 3o 2o 3ϕϕχ+ϕ-ϕχ⋅ψωη=-ην=16)-(12 d )cos 1()cos (cos 6dp p 113o 2⎰⎰ϕϕϕϕϕϕϕχ+ϕ-ϕχψωη==17)-(12 )cos()](180cos[ϕϕϕϕϕϕϕ+⋅-=+-︒⋅=a a y p p p 18)-(12 rd )cos(p rd p p 2121a y y ⎰⎰ϕϕϕϕϕϕϕϕ+ϕ⋅-=ϕ⋅=⑵承载能力F ：6）承载量系数C p ：① C p 积分很困难，通常用数值积分进行计算 ② C p 是无量纲量，其值主要取决于：a. 轴承的包角α： 指入油口至出油口的轴承连续光滑表面包过轴颈的角度。