整理机械设计滚动轴承习题与参考答案.docx
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整理机械设计滚动轴承习题与参考答案
习题与参考答案
一、选择题
从下列各小题给出的A、B、C、D答案中任选一个:
1若转轴在载荷作用下弯曲较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度,宜选用类型代号为的轴承。
A.1或2B.3或7
C.N或NUD.6或NA
2一根轴只用来传递转矩,因轴较长采用三个支点固定在水泥基础上,各支点轴承应选用。
A.深沟球轴承B.调心球轴承
C.圆柱滚子轴承D.调心滚子轴承
3滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合。
A.均为基轴制B.前者基轴制,后者基孔制
C.均为基孔制D.前者基孔制,后者基轴制
4为保证轴承内圈与轴肩端面接触良好,轴承的圆角半径r与轴肩处圆角半径r1应满足的关系。
A.r=r1B.r>rl
C.r<r1D.r≤rl
5不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷。
A.圆锥滚子轴承B.角接触球轴承
C.深沟球轴承D.圆柱滚子轴承
6只能承受轴向载荷。
A.圆锥滚子轴承B.推力球轴承
C.滚针轴承D.调心球轴承
7通常应成对使用。
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
8跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用。
A.深沟球轴承B.圆锥滚子轴承
C.调心滚子轴承D.圆柱滚子轴承
9不是滚动轴承预紧的目的。
A.增大支承刚度B.提高旋转精度
C.减小振动噪声D.降低摩擦阻力
10滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中的轴承能达到的寿命。
A.99%B.90%
C.95%D.50%
11适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承。
A.深沟球轴承B.圆锥滚子轴承
C.角接触球轴承D.调心轴承
12角接触轴承承受轴向载荷的能力,随接触角的增大而。
A.增大B.减小
C.不变D.不定
13某轮系的中间齿轮(惰轮)通过一滚动轴承固定在不转的心轴上,轴承内、外圈的配合应满足。
A.内圈与心轴较紧、外圈与齿轮较松
B.内圈与心轴较松、外圈与齿轮较紧
C.内圈、外圈配合均较紧
D.内圈、外圈配合均较松
14滚动轴承的代号由前置代号、基本代号和后置代号组成,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.轴承内部结构变化和轴承公差等级D.轴承游隙和配置
15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
二、填空题
16滚动轴承的主要失效形式是和。
17按额定动载荷计算选用的滚动轴承,在预定使用期限内,其失效概率最大为。
18对于回转的滚动轴承,一般常发生疲劳点蚀破坏,故轴承的尺寸主要按计算确定。
19对于不转、转速极低或摆动的轴承,常发生塑性变形破坏,故轴承尺寸应主要按计算确定。
20滚动轴承轴系支点轴向固定的结构型式是:
(1);
(2);(3)。
21轴系支点轴向固定结构型式中,两端单向固定结构主要用于温度的轴。
22其他条件不变,只把球轴承上的当量动载荷增加一倍,则该轴承的基本额定寿命是原来的。
23其他条件不变,只把球轴承的基本额定动载荷增加一倍,则该轴承的基本额定寿命是原来的。
24圆锥滚子轴承承受轴向载荷的能力取决于轴承的。
25滚动轴承内、外圈轴线的夹角称为偏转角,各类轴承对允许的偏转角都有一定的限制,允许的偏转角越大,则轴承的性能越好。
三、问答题
26在机械设备中为何广泛采用滚动轴承?
27向心角接触轴承为什么要成对使用、反向安装?
28进行轴承组合设计时,两支点的受力不同,有时相差还较大,为何又常选用尺寸相同的轴承?
29为何调心轴承要成对使用,并安装在两个支点上?
30推力球轴承为何不宜用于高速?
31以径向接触轴承为例,说明轴承内、外圈为何采用松紧不同的配合。
32为什么轴承采用脂润滑时,润滑脂不能充满整个轴承空间?
采用浸油润滑时,油面不能超过最低滚动体的中心?
33轴承为什么要进行极限转速计算?
计算条件是什么?
34试说明轴承代号6210的主要含义。
35题35图示的简支梁与悬臂梁用圆锥滚子轴承支承,试分析正装和反装对轴系的刚度有何影响。
题35图
四、分析计算题
36某6310滚动轴承的工作条件为径向力Fr=10000N,转速n=300r/min,轻度冲击(fp=1.35),脂润滑,预期寿命为2000h。
验算轴承强度。
37选择一摇臂吊车立柱的推力球轴承。
已知作用在立柱上的最大垂直载荷Fa=50000N,立柱转速n=3r/min,立柱重量W=20000N,立柱端的轴颈直径d=60mm。
38某6308轴承工作情况如下表,设每天工作8h,试问轴承能工作几年(每年按300天计算)?
工作时间b/(%)
径向载荷Fr/N
转速n/(r/min)
30
2000
1000
15
4500
300
55
8900
100
注:
有轻度冲击(fp=1.2)。
39某球轴承的转速n=400r/min,当量动载荷P=5800N,求得其基本额定寿命为7000h。
若把可靠度提高到99%,轴承寿命是多少?
若轴承寿命分别取为3700h、14000h,轴承可靠度是多少?
40某蜗杆轴转速n=1440r/min,间歇工作,有轻微振动,fp=1.2,常温工作。
采用一端固定(一对7209C型轴承正安装),一端游动(一个6209型轴承)支承。
轴承的径向载荷Fr1=1000N(固定端)、Fr2=450N(游动端),轴上的轴向载荷Fx=3000N,要求蜗杆轴承寿命≥2500h。
试校核固定端轴承是否满足寿命要求。
五、结构题
41分析轴系结构的错误,说明错误原因,并画出正确结构。
题41图
42分析轴系结构的错误,说明错误原因,并画出正确结构。
题42图
43分析轴系结构的错误,说明错误原因,并画出正确结构。
题43图
44分析轴系结构的错误,说明错误原因,并画出正确结构。
题44图
例解
1.如图所示,安装有两个斜齿圆柱齿轮的转轴由一对代号为7210AC的轴承支承。
已知两齿轮上的轴向分力分别为Fx1=3000N,Fx2=5000N,方向如图。
轴承所受径向载荷Fr1=8600N,Fr2=12500N。
求两轴承的轴向力Fa1、Fa2。
解题要点:
(1)求轴承的内部轴向力Fs:
Fs1=0.68Fr1=0.68×8600=5848N
方向向右,即;
Fs2=0.68Fr2=0.68×12500=8500N
方向向左,即;
(2)外部轴向力合成:
Fx=Fx2–Fx1=5000-3000=2000N
方向向左,即;
(3)求轴承的轴向力Fa:
轴向力分布图为
1)“压紧、放松”判别法
Fs2+Fx=8500N+2000N+10500N>Fs1=5848N
故轴有向左移动的趋势,此时,Ⅰ轴承被压紧,Ⅱ轴承被放松。
则两轴承的轴向力为
Fa1=Fs2+Fx=10500N
Fa2=Fa2=8500N
2)公式归纳法
可见,方法1)、2)结果相同。
2.某转轴由一对代号为30312的圆锥滚子轴承支承,轴上斜齿轮的轴向分力Fx=5000N,方向如图。
已知两轴承处的径向支反力Fr1=13600N,Fr2=22100N。
求轴承所受的轴向力Fa。
解题要点:
(1)求内部轴向力Fs:
N
方向向右,即
N
方向向左,即。
(2)求轴承的轴向力Fa:
1)“压紧、放松”判别法
Fs1+Fx=4000N+5000N=9000N>Fs2=6500N
故轴有向右移动的趋势,此时Ⅱ轴承被压紧,I轴承被放松。
因此轴承的轴向力为
Fa1=Fs1=4000N
Fa2=Fs1+Fx=9000N
2)公式归纳法
可见,方法1)、2)结果相同。
3.圆锥齿轮减速器输入轴由一对代号为30206的圆锥滚子轴承支承,已知两轴承外圈间距为72mm,锥齿轮平均分度圆直径dm=56.25mm,齿面上的切向力Ft=1240N,径向力Fr=400N,轴向力Fx=240N,各力方向如图所示。
求轴承的当量动载荷P。
解题要点:
(1)计算轴的支点距l
由手册查得,30206轴承的支反力作用点到外圈宽端面的距离13.8mm,取=14mm。
故支点距l=72mm+2×14mm=100mm。
右支点到齿宽中点的距离l1=64mm–14mm=50mm。
(2)计算轴承的径向力
1)轴水平面支反力(图解a)
N
N
2)轴垂直面支反力(见图解b)
N
N
3)合成支反力
N
N
轴承所受的径向力与轴的合成支反力大小相等,即Fr1=FR1=634N,Fr2=FR2=1935N。
(3)计算轴承的轴向力。
查手册知,30206轴承,e=0.37,Y=1.6。
故
N
N
轴向力分布图为;轴承的轴向力为
(4)计算当量动载荷
查手册知,X=0.4,Y=1.6,取fP=1.5,则
N
故X=1,Y=0,则
N
4.已知某转轴由两个反装的角接触球轴承支承,支点处的径向反力Fr1=875N,Fr2=1520N,齿轮上的轴向力Fx=400N,方向如图,转的转速n=520r/min,运转中有中等冲击,轴承预期寿命。
若初选轴承型号为7207C,试验算其寿命。
解题要点:
由标准知7207C轴承,C=30500N,C0=20000N。
(1)计算轴承的轴向力
需先计算轴承的内部轴向力Fs。
对于所选轴承,Fs=eFr,而e值取决地Fa/C0,
但Fa待求,故用试算法。
先试取e=0.4,则
N
N
轴向力分布图为
轴承的轴向力为
相对轴向载荷
由X、Y系数表经插值计算得e1=0.422,e2=0.401。
再计算:
N
N
Fa1=1010NFa2=610N
两次计算的Fa/C0值相关不大,故可取e1=0.422,e2=0.401;Fa1=1010N,Fa2=610N。
(2)计算当量动载荷
故查表得X=0.44,Y=1.326。
则
N
查系数表,X=1,Y=0。
故
N
因,故按P1计算轴承寿命。
(3)验算轴承寿命。
(4)静载荷计算
由系数表查得,7207C轴承,X0=0.5,Y0=0.46。
故当量静载荷为
N
P01=Fr2=1520N
两者取大值,故P0=902N
N
P02=Fr2=1520N
两者取大值,故P02=Fr2=1520N。
又因P02 由安全系数表,按正常情况取S0=2,则轴承的实际安全系数为 故静载荷计算安全。 结论: 选用7206C轴承能满足预期寿命要求。 5.蜗杆轴由一组圆锥滚子轴承30206和圆柱滚子轴承N206E支承,如图所示。 已知两支点的径向反力Fr1=1500N,Fr2=2500N;蜗杆轴上的轴向力Fx=2300N,转速n=960r/min。 取fp=1.2,S0=1.5。 求轴承寿命。 解题要点: 该问题可将右侧的轴承组看成双列轴承,支反力作用点在两轴承中点处,两轴承的内部轴向力相互抵消;外部轴响力Fx应由固定端即右支点承担,左支点为游动端,只受径向力。 查手册知,30206轴承: C=43200N,C0=20500N,e=0.37,Y=1.6,Y0=0.9;N206E轴承: C=3600N,C0=3500N。
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