第16章滚动轴承—答题

课程名：机械设计基础（第十六章）题型问答题

考核点：滚动轴承的基本理论知识

难度系数低难度中难度

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分值5分8分

1.为什么现代机械设备中应用滚动轴承很广泛？在什么场合下使用滑动轴承比使用滚动轴承更合理些？（5分）

参考答案：

滚动轴承具有如下优点:摩擦系数小，起动容易，效率高；标准化，互换性好；使用、维护方便，结构简单，轴向尺寸小；适用范围广等。因此在机械设备中得到广泛应用。但是，滚动轴承受冲击载荷的能力较差，高速时噪音大，径向尺寸大，不能剖分。因此，在速度甚高，载荷冲击性甚强，以及要求轴承组合径向尺小的场合宜采用滑动轴承。

＊2.如图所示锥齿－圆柱齿轮减速器。锥齿轮Z1=16, Z2=64, m=4mm；斜齿轮Z3＝14，Z4＝70，m n=5mm，β＝17°20′，支承跨距分别为70mm、220mm，输入功率P＝5KW，输入轴转速为n1=960r/min。试选择该减速器的轴承类型，并确定轴承与机座的固定方式。（8分）

参考答案：

此减速器锥齿轮和斜齿轮都承受轴向力和径向力，转速不太高，考虑便于轴承安装与调整间隙，各轴都选用一对圆锥滚子轴承。减速器属于般工作温度，短跨距轴，工作时热膨胀量不大，则轴承采用全固式结构，每个轴承限制一个方向的轴向移动。

＊3.如图所示20T起重机卷筒轴，起重量Q＝2×105N，n=26.5r/min，动力由直齿圆柱齿轮输入。试选择该减速器的轴承类型，并确定轴承与机座的固定方式。（8分）

参考答案：

卷筒轴主要受径向力的影响，转速很低，轴承支点距离大，由两轴承分别支承，轴有一定变形，不易保证同轴度。为保证轴承有较好的调心性能，选用一对调心轴承。此轴跨距大，热膨胀量大，轴向安装位置误差也不易控制，则轴承对机座采取一端双向固定，一端游动的固定方式。

考核点：滚动轴承的当量动载荷、寿命计算

难度系数中难度高难度

题号加＊表示* **

分值8分12分

*1.一深沟球轴承的预期寿命为Lh ，当量动载荷为P ，基本额定动载荷为C 。若转速不变，而当量动载荷由P 增大到2P ，其寿命有何变化？（8分） 解：原寿命：ε

⎪⎭

⎫ ⎝⎛=P C n L h 60106 依题意：h h h L L P C n L 81212601036=⎪⎭

⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛='ε 即当量动载荷若增大一倍，寿命为原寿命的1/8倍。

*2.一深沟球轴承的预期寿命为Lh ，当量动载荷为P ，基本额定动载荷为C 。若当量动载荷不变，而转速由n 增大到2n （不超过极限转速），寿命有何变化？（8分） 解：原寿命：ε

⎪⎭

⎫ ⎝⎛=P C n L h 60106 依题意：h h L P C n L 2

1260106=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯='ε 即转速若增大1倍，寿命为原来的1/2倍。

**3.如图所示为某安装着两个斜齿轮的转轴，它由一对30312E 型号的圆锥滚子轴承支承。已知：大斜齿轮的轴向力F A1＝3000N ，小斜齿轮的轴向力F A2＝8000N ，轴承所受的径向力R1＝22100N ，轴向内部轴向力公式为S ＝R/（2Y ），Y ＝1.7。试求

解：（1）求轴承的内部轴向力S ：

N Y R S 40007

.1213600211=⨯== 方向由左→右，即S1→ N Y R S 65007.1222100222=⨯== 方向由右向左，即S2←

（2）求轴承所受的轴向力A

因S1－F A1＋F A2＝4000－3000＋8000＝9000N ＞S2＝6500N ，故轴承2是被压紧，由此得：A1＝S1＝4000N

A2＝S1－F A1＋F A2＝4000－3000＋8000＝9000N

*4.7208C 型角接触球轴承的基本额定载荷Cr ＝26800N 。求（1）当量动载荷P ＝6500N ，工作转速n ＝450r/min 时轴承的寿命Lh ？(2)P=6500N,若要求Lh ≧10000小时，允许的最高转速n 是多少？(8分)

解：（1）h P Cr n L h 2596650026800450601060103

66=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=ε （2）min /11765002680010000601060103

66r P Cr L n h =⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛'=ε

＊＊5.如图所示一对斜齿轮传动。已知：主动小斜齿轮1受的轴向力F A1＝1000N ，小齿轮的转向如图所示，从动轮2用两个圆锥滚子轴承支承，轴承上受的径向力R1＝7000N ，R2＝12000N 。试求两圆锥滚子轴承所受的轴向力A1和A2。（提示：S ＝R/（2Y ），Y ＝1.8）。（12分）

解：（1）判断齿轮2的轴向力方向。F A2的方向指向轴承2（向右），

（2）求S ：N Y R S 19448

.127000211=⨯== N Y R S 33338

.1212000222=⨯== （3）求A ：

S1＋F A2＝1944＋1000＝2944N ＜3333N

轴承1被压紧：A1＝S2－F A2＝3333－1000＝2333N

A2＝S2＝3333N

＊＊6图示为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。斜齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。试指出图中的错误。（指出10处为满分）（12分）

解：图中的错误结构说明如下:

(1)联轴器与轴承盖相碰;

(2)联轴器无轴向定位;

(3)无沉孔的联轴器不能用压板螺钉定位;

(4)联轴器处的键联接画法错误，轴无局部剖面线，孔无间隙

(5)轴承透盖没设计密封件，且与轴直接接触，无间隙;

(6)右轴承安装路线太长;

(7)套筒过高，无法拆卸右轴承;

(8)轴肩过高，无法拆卸左轴承;

(9)轴承处无挡油环，易使油与油脂相混;

(10)套筒顶不住齿轮;

(11)无垫片，无法调整轴承间隙。