高职高专 机械设计基础 -习题答案9-13

项目九

课题一

1. 滑动轴承的优点是什么？

解：滑动轴承具有很多优点：（1）滑动轴承采用面接触，因而承载能力大；（2）轴承工作面上的油膜有减振、缓冲和降噪的作用，因而工作平稳、噪声小；（3）处于液体摩擦状态下轴承摩擦系数小、磨损轻微、寿命长；（4）影响精度的零件数较少，故可达到很高的回转精度；（5）结构简单，径向尺寸小；（6）能在特殊工作条件下工作，如在水下、腐蚀介质或无润滑介质等条件中工作；（7）可做成剖分式，便于安装。

2. 滑动轴承润滑油的一般选择原则是什么？

解：选择润滑油的一般原则是：

（1）在压力大或冲击、变载等工作条件下，应选用黏度较高的油；

（2）滑动速度高时，容易形成油膜，为了减小摩擦功耗，应采用黏度较低的油。

（3）加工粗糙或未经跑合的表面，应选用黏度较高的油。

（4）循环润滑、芯捻润滑或油垫润滑时，应选用黏度较低的油；飞溅润滑应选用高品质、能防止与空气接触而氧化变质或因激烈搅拌而乳化的油。

（5）低温工作的轴承应选用凝点低的油。

3. 润滑脂的特点是什么？

解：润滑脂是用矿物油与各种稠化剂（钙、钠、铝等金属皂）混合制成。其稠度大，不易流失，承载力也较大，但物理和化学性质不如润滑油稳定，摩擦功耗大，不宜在温度变化大或高速下使用，一般是当轴颈速度＜1～2m/s可采用润滑脂润滑。

课题二

1.滚动轴承的主要失效形式有哪些？它们的主要产生原因是什么？

解：滚动轴承的主要失效形式有点蚀、磨粒磨损、断裂、黏着磨损、塑性变形等。点蚀表现为内外套圈的滚道及滚动体的表面出现凹坑，其原因是轴承过载、装配时配合过紧、内外套圈位置不正和润滑不良等。磨粒磨损是滚道表面、滚动体与保持架接触部位发生磨损，其主要原因是滚动轴承内部有研磨物或润滑不良。断裂是指内外圈上发生轴向、径向裂纹或保持架开裂，其原因是配合太紧装配面不匀或轴承座变形等。黏着磨损表现为滚道及滚动体表面上有黏着痕迹，其原因是转运速度太高、润滑不良或不适当的装配等。塑性变形表现为滚动体或套圈滚道上有不均匀的塑性变形凹坑，其主要原因是静载荷或冲击载荷过大。

2.试分析图9-25中齿轮、轴、轴承部件组合设计的错误结构，并改正之。齿轮用油润滑，

轴承用脂润滑。

解：此轴承组合设计有以下四个方面的错误：

（1）转动件与静止件接触：

1）轴与端盖

2）套筒与轴承外圈

（2）轴上零件未定位、未固定：

3）套筒顶不住齿轮（过定位）

4）联轴器未定位

5）联轴器周向及轴向皆未固定

6）卡圈多余

（3）工艺不合理：

加工：7）精加工面过长且装拆轴承不便

8）联轴器孔未打通

9）箱体端面加工面与非加工面没有分开

安装：10）轴肩过高，无法拆卸轴承

11）键过长，套筒无法装入

调整：12）无垫片，无法调整轴承游隙

（4）润滑和密封问题：

13）齿轮用油润滑，轴承用脂润滑而无挡油盘

14）缺密封件

改正后的正确结构见下图。

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项目十

课题一

1．回转体的静平衡条件是什么？

解：回转体惯性力的矢量和应等于零，或质径积的矢量和应等于零

2．图示盘形回转件上存在三个偏置质量，已知m 110= kg ，m 215= kg ，m 3

10= kg ，r 150= mm ，r 2100= mm ，r 370

= mm ，设所有不平衡质量分布在同一回转平面内，问应在什么方位上加多大的平衡质径积才能达到平衡？

图10-4 练习题2

解：

111050500 kg mm m r =⨯=⋅ 22151001500 kg mm m r =⨯=⋅ 331070700 kg mm m r =⨯=⋅

1r 与3r 共线，可代数相加得 3311700500200 kg mm m r m r -=-=⋅ 方向同3r

平衡条件：b b 1122330m r m r m r m r +++=

所以依次作矢量()331122,m r m r m r +，封闭矢量b b m r 即所求，如图示。

22b b 20015001513.275 kg mm m r =+=⋅

0200

270arctg

277.5951500

θ=+=︒

b b

课题二

1. 回转体的动平衡条件是什么？

回转体动平衡的条件为：其惯性力的矢量和等于零，其惯性力矩的矢量和也应等于零。

2. 高速水泵的凸轮轴系由三个互相错开120︒的偏心轮组成，每一偏心轮的质量为m ，其偏

心距为r ，设在平衡平面A 和B 上各装一个平衡质量m A 和m B ，其回转半径为2r ，其他尺寸如图示。试求m A 和m B 的大小和方向(可用图解法)。

图10-9 练习题2

解：

偏心轮的不平衡质径积C C D D E E m r m r m r mr === 分别分解到平衡平面A 和B

()5/4250/200mr mr r m A C C ==()5

/250/50mr mr r m B C C ==

()2/250/125mr mr r m A D D ==()2/250/125mr mr r m B D D ==

()5/250/50mr mr r m A E E ==()5/4250/200mr mr r m B

E E ==

动平衡条件

()()()()0b b =+++A E E A D D A C C A r m r m r m r m ()()()()0b b =+++B

E E B D D B C C B r m r m r m r m

解得：