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第十八章滚动轴承


第十八章
18.1
18.1.1

滚动轴承

选择题
只能承受径向载荷而不能承受轴向载荷的滚动轴承是 __________。

a)深沟球轴承

b)角接触球轴承

c)圆柱滚子轴承

d)推力球轴承

18.

1.2

只能承受轴向载荷而不能承受径向载荷的滚动轴承是__________。

a)深沟球轴承

b)推力球轴承

c)调心球轴承

18.1.3

在下列滚动轴承中,__________轴承的极限转速最高。

a)深沟球轴承

b)圆锥滚子轴承

c)推力球轴承

d)圆柱滚子轴承

18.1.4

在下列滚动轴承的精度等级中以 __________级精度最高。

a)P0

b)P6

c)P4

d)P2

18.1.5

角接触轴承所能承受轴向载荷的能力取决于__________ 。

a)轴承的宽度

b)接触角的大小

c)轴承精度

d)滚动体的数目

18.1.6

为适应不同承载能力的需要,规定了滚动轴承不同的直径系列,不同系列的轴承区别在

于__________。

a)在外径相同时,内径大小不同

b)在内径相同时,外径大小不同

c)在直径相同时,滚动体大小不同

d)在直径相同时,滚动体数目不同

18.1.7

__________可以采用滚动轴承。

a)大型低速柴油机曲轴

b)大型水轮发电机推力轴承

c)轧钢机轧辊轴承

d)蒸汽蜗轮发电机转子

18.1.8

调心球轴承不宜用来承受径向载荷,与轴向载荷的联合作用,这是因为__________。

a)这种轴承外圈没有滚道,不具备承受轴向力结构条件

b)在轴向力的作用下,这种轴承将不能很好地发挥自位调心作用

c)在轴向力的作用下,其中一列滚动体将处于部分卸载状态,并使另一列滚动体过载,从而导致轴承迅速 裂

d)在轴向力作用下,其中一列滚动体的径向间隙完全消失,从而使轴承迅速发热绞死

18.1.9

球轴承和滚子轴承的支承刚性相比较,__________

a)两类轴承基本相同

b)球轴承较高

c)滚子轴承较高

d)小尺寸的,滚子轴承较高;大尺寸的,球轴承较高 。

18.1.10

手册中列有各种类型的滚动轴承的极限转速__________ 。

a)设计时必须严格遵守,不得超过

b)载荷低于额定动载时,可以超过

c)不是一成不变的,当采取可靠的润滑,冷却措施时,可以在高于极限转速 1~2 倍的条件下运转

d)不是一成不变的,当采用回火温度高于普通回火温度的轴承时,极限转速可以随之大大提高

18.1.11

推力球轴承不适合高速转速的轴,这是因为高速时__________ ,从而轴承寿命严重降低。

a)冲击过大

b)滚动体离心力过大

c)圆周速度过大

d)滚动阻力过大

18.1.12

同一根轴的两端支承,虽然承受载荷不等,但常采用一对同型号的滚动轴承,这是因为除__________ 以外三条理由。

a)采购同类型号的一对轴承比较方便

b)安装轴承的两轴颈直径相同,加工方便

c)两轴承孔内径相同,加工方便

d)一次镗出的两轴承孔中心线能与轴颈中心线重合,有利于轴承正常工作

18.1.13

滚动轴承轴向预紧措施主要用于__________。

a)高速回转机械主轴中,如鼓风机等,由于由于内部游隙消失,轴承运转时的噪音大大

降低

b)大型重载机械中,由于内部游隙消失,各滚动体之间载荷分布均匀化,使轴承承载能

力大大提高

c)冲击振动严重的机械中,由于内部游隙消失,有效地防止了轴的窜动,使附加动载荷

降低,提高了轴承工作可靠性

d)精密机床主轴中,如螺纹磨床等,由于预紧,提高了支承刚度和旋转精度,使加工精

度大大提高

18.1.14

滚动轴承在径向载荷作用下,内外圈工作表面上均产生周期变化的接触应力,从两者应

力变化情况来分析比较,__________。

a)转动套圈受力情况较有利

b)静止套圈受力情况较有利

c)两者受力情况基本相同

18.1.15

滚动轴承若用在不重要的场合,可靠度可降低到 80%,则它的寿命__________。

a)增长

b)缩短

c)不变

18.1.16

滚动轴承内径尺寸偏差与绘图国标标准偏差__________。

a)相同

b)负值

c)正值

18.1.17

为了提高圆柱齿轮减速器的刚度,一对向心推力承受应该__________。

a)反装

b)正装

c)同向装

18.1.18

滚动轴承的转动圈与轴的配合应选

的配合,而固定圈与机座的配合应选 ________

配合,游动圈及经常拆卸的轴承应采用 __________ 的配合。

a)较松

b)松一些

c)紧一些

18.1.19

在选择轴承型号时,进行寿命计算、静载荷计算和校核极限转速分别是针对__________ 、__________ __________ 失效。

a)塑性变形

b)磨损

c)胶合

d)疲劳点蚀

18.1.20

就滚动体外形来说 __________ 形承载能力最高, __________ 形抗振最好, __________形径向尺寸 小, __________ 形极限转速最高, __________形极限转速最低, __________ 形抗轴向力最好, 而 __________ 形有自位能力。 a)球

b)柱 c)锥 d)球面(调心) e)螺旋 f)针 18.1.21 就 Lh=(16670/n) (C/P)10/3,则当载荷 P 增大 1 倍,寿命__________ ,当额定动载 C 增大 1 倍,寿命 __________ ,当转速 n 增大 1 倍,则寿命__________ 。 a)增大 10 倍 b)降低 10 倍 c)增大 1 倍 d)降低 1 倍 18.2 填空题

18.2.1 滚轴承的基本额定动负荷 C 是指_____________________________________可靠度为____________________

基本额定寿命的意义为 _____________________________________________ ,其单位为 或 __________ 。

__________

18.2.2 滚动轴承的寿命计算公式为 __________ __________ 式中 L 表示 __________ ,C 表示 __________ 表示 __________ 。

球轴承时ε等于

__________ ,滚子轴承时ε等于 __________ 。

18.2.3 当量负载 P:为了与 C 在相同的条件下作比较,对于向心和向心推力轴承,当量动负荷 为 _____________________________ ,对于推力轴承为 ____________________ ,当量动负荷的

定义是 ______________________



18.2.4 设自行车轴承寿命公式为 Lh10=(16670/n)(C/P) ,令带人(P=2P)并骑快车(n=2n)则表明轴承的

破损速度相当与 _________________________________ 。

18.2.5 常见滚动轴承失效形式为 __________ 和

__________

其对应的计算准则是__________________________________________________和 ______________________________________。

18.2.6

从某当量动负荷曲线发现,当轴向载荷稍增大一些反而对轴承寿命有利的异常现象可解释为 _______________________________________________________

18.2.7

P=fp(XFr+YFa)式中,X 是 __________ ,Y 是 __________ ,它们的值取决 于 _______________________________________________ 。而 f 是 __________ ,取决于 ______________________________________。

18.2.8

轴向力 F 是由 __________ 和 __________ 组成,但由于随着轴承配置的不同和总的轴向力的大小和方 的不同,轴承上受到的轴向力不同,其方法归纳为;根据结构先判明 __________________________ 析哪一轴承被 ____________________________________________________________ 。

18.2.9

滚动轴承的静负荷计算的原则是_______________________________ ;其条件式为 Por≤Co/So, So __________ ;轴承的额定静负荷 Co 是__________ ,P 是假想的径向载荷,其含义是 __________________________________ ,其计算公式是____________________________

18.2.10

一般在机器中,轴系的位置是靠轴承来固定的,在双支点轴承的轴系中,常见的轴向固定方式有 1、 __________ 用于 __________ ; 2、__________ 用于 __________ ;3、__________ 用 于 __________ 。

18.2.11

成对使用的角接触轴承,一般有三种安装方式:正装、反装、同向安装,一般机器都用于 为 __________________________________ 。

__________

18.2.12

轴承的调整包括 1、__________2、________________________________

18.2.13

轴承的预紧就是在安装时,使 ______________________ 以消除 __________ ,并使滚动体和内外套圈 间产生 __________ 以提高轴承的__________ 和 __________ ,减少 __________ 。

18.2.14

轴承润滑的作用主要是降低轴承的 __________ 和 __________ 振、 _______________________________________ 等作用。

,也有吸

18.2.15

轴承的密封作用主要是为了防止 _____________________ 侵入轴承和阻 止 __________________________ ,密封方法有两大类: 1、__________ ,一般用于 _____________________ ;2 、__________ 一般用于 ______________________ 。

18.3

简答题

18.3.1

为什么在现代机械设备中滚动轴承的应用越来越广泛?

18.3.2

滚动轴承有哪些元件组成?各元件起什么作用?它们常用什么材料?

18.3.3

滚动轴承分哪几类?试绘出六种类型(6 类、1 类、2 类、7 类、3 类、5 类)滚动轴承的结构示意图 论以下问题:

a)何为轴承的调心性能?哪些轴承具有调心性能?

b)哪几种轴承能调间隙?哪几种轴承不适合高速?为什么?

c)角接触轴承为什么常成对使用?

18.3.4

根据下列滚动轴承代号,比较其结构尺寸,指出类型、精度、内外径、宽度及结构的特殊变化:

6215、32208、7214C、51206、12208、

18.3.5

试比较 2315、6215、32215 这三种轴承,内径 d 是多少?哪种轴承极限转速最高?为什么?哪种轴承承受 向载荷能力最大?哪种轴承承受轴向载荷能力最大?

18.3.6

选择滚动轴承的类型时要考虑哪些因素?下列机械设备各应选择何种类型的轴承?

18.3.7

分别指出受径向载荷的滚动轴承,当外圈不转或内圈不转时,不转的套圈上哪点受力最大?

18.3.8

作用在轴承上的径向力在滚动体之间是怎样分布的?

18.3.9

滚动轴承的主要失效形式有哪些?引起失效的原因是什么?

18.3.10

何谓滚动轴承的基本额定寿命?何谓基本额定动负荷 C?何谓当量动负荷?

18.3.11

某轴承的基本额定寿命计算结果为 10000h,在正常工作条件下,实际只使用了 8000h 之后,轴承就出现了 蚀,试解释其原因?

18.3.12

滚动轴承的当量动负荷与基本额定动负荷有什么区别?在当量动负荷超过基本额定动负荷时,该轴承是否 用?

18.3.13

角接触型轴承的内部轴向力是怎样产生的?它的大小和方向和哪些因素有关?

18.3.14

所谓角接触轴承的“正装”和“反装”这两种安装方式各有何长处?

18. 15 3.

当转轴受径向和轴向载荷的联合作用时, 怎样计算角接触型轴承或深沟球轴承的轴向载荷?计算过程有何不同

18.3.16

某二级斜齿圆柱齿轮减速器,如图所示,已知斜齿轮 1 上的三个分力分别为 FFF,问斜齿轮 1 的旋向应怎 选择更有利于 1 轴轴承的寿命?

18.3.17

滚动轴承的组合设计要考虑哪些问题?

18.3.18

滚动轴承支承结构形式有哪几种?各适用于什么场所?

18.3.19

如图所示,试分析三组对比结构中轴承的支承刚度哪一种好?为什么?

18.3.20

滚动轴承的配合是怎样规定的?有何特点?

18.3.21

对滚动轴承进行预紧的目的是什么?常见的预紧方法有哪几种?是否任何情况下都要预紧?

18.3.22

如何考虑选择滚动轴承的润滑方式,润滑剂以及相应的密封装置?

18.4

计算题

18.4.1

圆锥滚子轴承,受力情况如下,求出其计算载荷各为多少? F a/Fr≤e e 0.4 X 1 Y 0 X 0.4 F a/F r>e Y 1.5

18.4.2

一只 6308 轴承受载荷 Fr1=4000N,以转速 n=500r/min 运行一半的时间。后又承受载荷 Fr2=2000N, n=1000r/min 运行其余一半时间,该轴承寿命(以小时计)。

18.4.3

图示斜齿圆柱齿轮减速器低速轴转速 n=196r/min,以 FT=1890N,FR=700N,FA=360N,轴颈处直径 d= 轴承预期寿命 Lh=20000h,fd=1.2,试选择轴承型号。

1 选用单列向心球轴承;

2 选用圆锥滚子轴承

18.4.4

某减速器一根轴用两个 30310 轴承支承,两轴承径向载荷分别为 Fr1=8000N,Fr2=2000N,作用在轴上的轴 载荷分别为 FA1=2000N,FA2=1000N,工作转速 n=350r/min,常温下工作,载荷有中等冲击,试计算轴承的 命。

18.4.5

某在常温下工作的减速器主动轴,其布置情况如图,轴上功率由外伸端的带轮输出,三角带作用在 轴上的力 Q=2020N,轴的转速 n=1400r/min,斜齿圆柱齿轮的圆周力 FT=1780N,径向力 FR=662N, 轴向力 FA=378N,赤裸那分度圆直径 d=42.94mm,载荷平衡,初步选用 6 类深沟球轴承,预期寿命为 10000h,试确定此轴承的型号(轴承支承形式为两端固定,安装轴承处的轴颈为 30mm)。

18.4.6

一起重吊钩轴径为 45mm,起重量为 3 吨,试选择单向推力轴承的型号。

18. 7 4.

某一轴系布置如图所示, 左端轴承型号为 N310, 右端两个轴承型号为 7310AC, 轴的转速 n=1450r/min, 荷载有轻微的冲击,常温下工作,求各支点轴承的寿命。

18.4.8

轴上各零件的结构及轴向尺寸、位置如图所示,试按轴承固定方式为两端固定设计轴的结构。

18.4.9

轴上零件的轴向尺寸、位置和结构如图所示,试按轴承固定方式为一固一游设计轴的结构。

18.4.10

分析图示齿轮轴轴系的错误结构,并改正,轴承采用脂润滑。

18.4.11

指出图示轴系中的错误结构,并改正。

18.4.12

指出图示轴系中的错误结构,并改正

18.4.13 如图所示二级圆柱斜齿轮减速器的高速轴,其转速你 n1=572r/min,轴颈 d=35mm,运转时有中等冲 击,工作温度小于 100℃。根据工作条件,采用两个型号为 7207C 的轴承,面对面安装。已知齿轮分度圆直径 d1 =45.918mm, 齿轮轴向力 FA=385N, 径向力 FR=704N, 圆周力 FT=1896N, 三角带作用在轴上的拉力分别为 QH=791N, QV=154N,预期轴承寿命 L′10h=16000h。验算所选轴承是否合适。

18.5

典型例题分析

18.4.13

题解

(一)

计算轴承支反力

1. 水平支反力

R1H=(385×22.96+704×144-791×104)/202=139N

R2H =(704×58+791×306-385×22.96)/202=1357N

2. 垂直支反力

R1V =(1896×144+154×104)/202=1430N

R2V =(1896×58—154×306)/202=311N

3. 合成支反力 Fr1=(R 21H+R 21V)=(1392+14302)=1438N F r2=(R 22H+R 22V)=(13572+3112)=1392N 计算轴承的轴向力

由手册查得 7207C 轴承 C=23500N,Co=17500N

S1=0.4×R1=0.4×1438=575N

S2=0.4×R2=0.4×1392=557N

FA+S2=385+557=942>S1

故轴承 1 被压紧,轴承 2 被放松。

Fa1=FA+S2=942N

F a2= S2=557N

(二)

计算当量动负荷

1. 计算 e 值

Fa1/ Co =942/17500=0.054

查表 18-7,用插值法得 e1=0.426

F a2/ Co =557/17500=0.032

查表 18-7, e2=0.40

Fa1/ Fr1=942/1438=0.655> e1

查表 18-7 得,X1=0.44;用插值法得,Y1=1.31

F a2/ F r2=557/1392=0.4= e2

查表 18-7 得,X2=1;用插值法得,Y2=0

由于此轴承承受中等冲击载荷,取 fd=1.5,则当量动负荷为

P1= fd (X1 Fr1+ Y1 Fa1)=1.5×(0.44×1438+1.31×942)=2800N

P2= fd (X2 Fr2+ Y2 F a2)=1.5×(1×1392)=2800N

(三)

计算轴承寿命

比较两轴承的当量动负荷知,P1>P2,故应按 P1 计算轴承寿命

L10h=16670/n(C/P)a=16670/570×(23500/2833)3

=17229h>16000h,通过

18.4.10 题解:

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