13 机械设计作业_滚动轴承
机械设计章节练习题(含答案)——滚动轴承
第17章滚动轴承【思考题】17-1 在机械设计中，选择滚动轴承类型的原则是什么？一般优先选用什么类型的轴承？17-2 滚动轴承的代号由几部分组成？基本代号又分几项内容？基本代号中各部分代号是如何规定的？17-3 滚动轴承的应力特性和主要失效形式是什么？17-4 什么是滚动轴承的基本额定寿命？什么是滚动轴承的基本额定动载荷？17-5 当量动载荷的意义和用途是什么？如何计算？17-6 滚动轴承寿命计算一般式是什么？考虑温度系数、载荷系数、可靠性系数后的计算公式是什么？17-7 何时要进行滚动轴承的静载荷计算？17-8滚动轴承装置结构设计时应考虑哪些问题？17-9自行车前后轮采用的是何种轴承？有什么结构特点？A级能力训练题1.滚动轴承套圈及滚动体常用钢的牌号为。
（1）20Cr （2）20CrV （3）GCr15 （4）18CrMnTi2.滚动轴承代号由三组成，其中前段代号表示。
后段为补充代号，用来表示。
（1）轴承的厂牌名称（2）对轴承制造提出的特殊要求（3）轴承游隙组别与精度等级（4）轴承精度等级与结构特点3.能很好地承受径向载荷与轴向载荷的联合作用的轴承类型是。
（1）圆锥滚子轴承（3）单列向心短圆柱滚子轴承（2）球面滚子轴承（4）向心推力球轴承滚动轴承4.一批在同样载荷和同样工作条件下运转的型号相同的滚动轴承，它们的寿命。
（1）相同（2）不相同（3）90℅轴承的相同（4）最低时应该相同5.一个滚动轴承的额定动载荷，是指该型号轴承，轴承所能承受的载荷。
（1）使用寿命为106转时（2）额定寿命为106转时（3）平均寿命为106转时（4）该轴承可靠度为95%时6.滚动轴承的额定静载是指滚动体直径万分之一时的载荷。
（1）使滚道表面塑性变形等于（2）使90%的轴承滚道与滚动体变形量小于（3）使滚道与受力最大滚动体塑性变形量之和等于7.下列滚动轴承中，具有良好调心作用的是。
（1）球面滚子轴承（2）圆锥滚子轴承（3）深沟球轴承8.球轴承和滚子轴承的支承刚性相比较，。
大学机械设计习题-滚动轴承习题及答案
第十六章滚动轴承重要基本概念1．滚动体和内、外圈所受的载荷和应力在滚动轴承正常工作时，滚动体和内外圈滚道均受变载荷和变应力。
其中，滚动体和转动套圈承受周期性非稳定脉动循环的变载荷（变接触应力），固定套圈则承受稳定的脉动循环的变载荷（接触应力）。
2．滚动轴承的失效形式；滚动轴承的主要失效形式（又称正常失效形式）是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。
当轴承转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动，且静载荷很大时，其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。
3．滚动轴承的设计准则对于正常转动工作的轴承，进行针对疲劳点蚀的寿命计算。
对于转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动的轴承，进行静强度计算。
4．滚动轴承的基本额定寿命基本额定寿命：一批相同的轴承在相同的条件下运转，当其中10%的轴承发生疲劳点蚀破坏（90%的轴承没有发生点蚀）时，轴承转过的总转数L10（单位为106转），或在一定转速下工作的小时数L10h （单位为小时）。
^5．滚动轴承的基本额定动载荷C是指轴承寿命L10恰好为1（106转）时，轴承所能承受的载荷。
表示轴承的承载能力。
对于向心轴承：C 是纯径向载荷；对于推力轴承：C 是纯轴向载荷；在使用中要注意 C 的3条含义：90%可靠度、基本额定寿命106 转、C 的方向。
精选例题与解析[例16-1 一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为7210AC的滚动轴承支承。
已知两轮上的轴向力分别为F a1 = 3000 N，F a2 = 5000 N，方向如图。
轴承所受径向力R1= 8000 N，R2 = 12000 N。
冲击载荷系数f d = 1，其它参数见附表。
求两轴承的当量动载荷P1、P2。
例11-1图1解：1．求内部派生轴向力S 1、S 2的大小方向 S 1 = = ×8000 = 5440 NS 2 = = ×12000 = 8160 N ，方向如图所示。
)2．求外部轴向合力F AF A = F a2－F a1 = 5000－3000 = 2000 N ， 方向与F a2的方向相同，如图所示。
机械设计-滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的组合设计 滚动轴承的配合
轴承内圈孔与轴配合
基孔制
轴的公差： k6、m6、n6、js6
轴承外圈与轴承座孔
基轴制
座孔的公差： H7、J7、JS7
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的润滑
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的组合设计
轴承的固定：两端固定和一端固定、一端游动。
一端固定、一端游动： 定义：一个支点双向固定，承受轴向力、 另一端游动。 适用于：工作温度变化较大的长轴。
滚动轴承的组合设计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ润滑和密封
滚动轴承的组合设计
轴承组合的调整：轴承间隙的调整、轴承的预紧、轴承组合位置的调整。
目的：减小摩擦、减轻磨损、吸振、降温、降噪。
分类： 润滑油润滑
特点：摩擦阻力小、能散
热；
适用：高速、高温环境；
黏度大些：高温、载荷大的
场合使用； 黏度小些：反之。 方式：浸油润滑、滴油润滑、
喷雾润滑。
润滑脂润滑
固体润滑
特点：强度高、可承受较大载
荷、不容易流失、便于 密封和维护；
适用：常用；
适用：重载或高温环境；
轴承间隙的调整：
一是加减垫片的厚度； 二是螺钉调整；
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的组合设计
轴承组合的调整：轴承间隙的调整、轴承的预紧、轴承组合位置的调整。
轴承的预紧： 目的：消除游隙。 方法：增加金属垫片、磨窄套圈。
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的组合设计
轴承组合的调整：轴承间隙的调整、轴承的预紧、轴承组合位置的调整。
机械设计习题集与作业题CH11_12_13
第十三章滚动轴承13-1（1）N316/P6 51316（2）51316 N316/P6（3）6306/P5 51316（4）6306/P5（5）3030613-2 （1）13-9 答：一个30000或70000型轴承只能承受单向轴向力，所以该类型轴承只能成对使用。
正装指轴承的外圈窄边相对，轴承的支撑反力作用点的跨距较小，派生轴向力相对；反装指轴承的外圈宽边相对，轴承支撑反力作用点的跨距较大，派生轴向力相背。
面对面安装即正装，背对背即反装。
13-13 答：常见的失效形式为点蚀、磨损、胶合、断裂等，寿命公式是针对点蚀失效形式建立起来的，L是基本额定动载荷为C的轴承所受当量动载荷为P时的寿命。
作业题13-1答：N307/P4、6207、30207的内径为35mm，51301的内径为12mm。
N307/P4公差等级最高，6207允许的极限转速最高，N307/P4承受径向能力最强，51301不能承受径向载荷。
13-6解：圆锥滚子轴承反装，查手册知30207的基本额定动载荷为54200N ，e=0.37，Y=1.6。
（1）两轴承的径向载荷Fr1和Fr2Fr1=875.65N ，Fr2=1512.62N（2）两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2N 2746.1265.8752r1d1=⨯==Y F F N 4736.1262.15122r2d2=⨯==Y F F 因为N F F F 274N 873004473=+d1ae d2=>=+所以1被压紧，2被放松。
73N 8=+ae d2a1F F F = ，N 473d2a2==F F（3）两轴承的当量动载荷因为e F F >==165.875873r1a1 ，e F F <==32.062.1512473r2a2所以X1=0.4，Y1=1.6； X2=1，Y2=0即有N2621)8736.165.8754.0(5.1)(a11r11p 1=⨯+⨯⨯=+=F Y F X f P N 226962.151215.1)(a22r22p 2=⨯⨯=+=F Y F X f P（4）验算轴承的寿命因为P1>P2,所以按轴承1的受力大小验算h h P C n L 150********)262154200(5206010)(60103/10616h >=⨯⨯==ε 故所选轴承满足寿命要求。
机械设计期末考试滚动轴承题库试题
机械设计期末考试滚动轴承题库试题齐齐哈尔大学考试中心制作机械设计试卷试卷号:30学校:齐齐哈尔大学院系:专业: 年级: 班级:学号:______ 姓名:_______考试时间:120分钟试卷总分:100(请考生注意，本试卷共61页)大题一二三四五六七成绩一. 是非题:正确的在()中写“，”，错误的在()中写“,”(本大题共 59 小题，每小题-5分，总计 -295 分 )1、滚动轴承座圈和滚动体的常用材料是45钢调质。
( )2、滚动轴承座圈和滚动体的常用材料是GCr15淬火，硬度为61~63HRC。
( )3、推力球轴承不能承受径向载荷。
( )4、滚动轴承一般由内座圈、外座圈、滚动体和保持架四部分组成，有些滚动轴承可以缺少其中某一部分或某几部分，但滚动体是不缺少的。
( )5、深沟球轴承6206(旧206)内圈与轴的配合可以标注为,30k6。
( )6、深沟球轴承6308(旧308)内圈与轴的配合可以标注为,40k6。
( )7、圆锥滚子轴承30210(旧7210)内圈与轴的配合可以标注为,50m6。
( )8、角接触球轴承7211(旧36211)内圈与轴的配合可以标注为,55m6。
( )9、推力球轴承51205(旧8205)紧圈与轴的配合可以标注为,25k6。
( )H710、深沟球轴承6206(旧206)内圈与轴的配合在装配图上可以标注为。
,30f7( )11、深沟球轴承6206(旧206)内圈与轴的配合在装配图上可以标注为,30f7。
( )H712、深沟球轴承6206(旧206)外圈与孔的配合在装配图上可以标注为。
,62h6( )H713、深沟球轴承6308(旧308)外圈与孔的配合在装配图上可以标注为。
,90h6( )H714、圆锥滚子轴承30210(旧7210)外圈与孔的配合在装配图上可以标注为。
,90h6( )- 1 -齐齐哈尔大学考试中心制作15、角接触球轴承7211(旧36211)外圈与孔的配合在装配图上可以标注为H7。
机械设计基础-13.6滚动轴承的组合设计
第六节滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计的内容包括：轴承的定位和紧固、轴承的配置设计、轴承位置的调节、轴承的润滑与密封、轴承的配合以及轴承的装拆等问题。
（一）支承部分的刚性和同心度：若座体刚度低，则滚动体受力增大，因此，应适当增加壁厚、采用加强筋，并使轴承座孔同心，减小轴的偏转。
（二）轴承的配置（轴系固定）：支承部件的主要功能是对轴系回转零件起支承作用，并承受径向和轴向作用力，保证轴系部件在工作中能正常地传递轴向力以防止轴系发生轴向窜动而改变工作位置。
为满足功能要求，必须对滚动轴承支承部件进行轴向固定。
固定的目的：当轴受到外载荷作用时，使轴有正确的位置、防止轴的轴向窜动以及轴受热膨胀后将轴承卡死。
固定方法：两端固定、一端固定一端游动、两端游动。
1、双支点单向固定（两端固定）：两个轴承各限制一个不同方向的轴的轴向移动（只固定内、外圈相对的一个侧面）。
适用于较短的轴系（跨距≤400）温升不高的场合。
为了补偿轴的受热膨胀，装配时应留有一定的轴向间隙。
(a) (b)图所示为两端固定方法，每个支点的外侧各有一个顶住轴承外圈的轴承盖，它通过螺钉与机座联接，每个轴承盖限制轴系一个方向的轴向位移，合起来就限制了轴的双向位移。
轴向力FA的力流路线是通过轴肩、内圈、外圈及轴承盖来实现的。
图(a)为采用深沟轴承的结构，只能承受少量的轴向力；图(b)为采用角接触轴承的结构，可承受较大轴向力。
这种支承形式属功能集中型，每个轴承均承受径向力、轴向力的复合作用，简化了支承结构。
轴系部件工作时，由于功率损失会使温度升高，轴受热后伸长，从而影响轴承的正常工作。
因此支承部件结构设计时必须考虑热膨胀问题。
a、预留轴向间隙对于上图所示的两端固定结构型式，其缺陷是显而易见的。
由于两支点均被轴承盖固定，当轴受热伸长时，势必会使轴承受到附加载荷作用，影响轴承的使用寿命。
因此，两端固定型式仅适合于工作温升不高且轴较短的场合(跨距L400mm)，还应在轴承外圈与轴承盖之间留出轴向间隙C，以补偿轴的受热伸长。
第13、15章作业解答[1]
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三、分析与思考题
13—26 滚动轴承共分几大类型？写出它们的类型代号及名称，并说明各类轴承受何种载荷（径向 或轴向） 。 答： 13—27 为什么 30000 型和 70000 型轴承常成对使用？成对使用时， 什么叫正装及反装？什么叫 “面 对面”及“背靠背”安装？试比较正装及反装的特点。 答：30000 型和 70000 型轴承只能承受单方向的轴向力，成对安装时才能承受双向轴向力。同时 这两类轴承的公称接触角 α 大于零，承受径向载荷时会产生内部轴向力，为避免轴在内部轴向力 作用下产生轴向移动，30000 型和 70000 型轴承通常应成对使用。 正装和反装是对轴的两个支承而言，两个支承上的轴承外套圈薄边相对（大口径）安装叫正装， 外套圈厚边相对（小口径）安装叫反装。 “面对面”和“背靠背”安装是对轴的一个支承而言，一 个支承上的两个轴承大口径相对为“面对面” 班 级 成 绩 安装，小口径相对为“背靠背”安装。 正装：轴热伸长可能会使轴承卡死； 姓 名 任课教师 反装：轴热伸长会使受载滚动体个数减少。
学
号
ห้องสมุดไป่ตู้
批改日期
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机械设计作业集解答 13—15 各类滚动轴承的润滑方式，通常可根据轴承的 D A 转速 B 当量动载荷 P C 轴径圆周速度 来选择。 D 内经与转速的乘积
二、填空题
13—16 说明下列型号滚动轴承的类型、内径、公差等级、直径系列和结构特点：6306、51316、 N316/P6、30306、6306/P5、30206,并指出其中具有下列特征的轴承： （1）径向承载能力最高和最低的轴承分别是 N316/P6 和 51316 ； （2）轴向承载能力最高和最低的轴承分别是 51316 和 N316/P6 ； （3）极限转速最高和最低的轴承分别是 6306/P5 和 51316 ； （4）公差等级最高的轴承是 6306/P5 ； （5）能承受轴向径向联合载荷的轴承是 30306 。 13—17 深沟球轴承和角接触球轴承在结构上的区别是深沟球轴承的外圈边沿两端厚度一样， 公称 接触角为 0；而角接触球轴承外圈边沿两端有厚薄之分，公称接触角不为 0 ， 在承受载荷上的区别是深沟球轴承可以承受不大的双向轴向力，而角接触球轴承只可承受单向轴 向力 。 13—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疲劳寿命计算确定。 13—19 对于不转、转速极低或摆动的滚动轴承，常发生塑性变形破坏，故轴承的尺寸主要按 静强度 计算确定。 13—20 滚动轴承工作时，滚动体和转动套圈的表面接触应力特性为 规律性非稳定的脉动循环 ； 而固定套圈接触点的接触应力特性为 稳定的脉动循环 。 13—22 滚动轴承轴系支点轴向固定常用的三种结构形式是 双支点各单向固定（两端固定） 、 一支点双向固定，另一端支点游动（一端固定、一端游动） 、 两端游动支承（两端游动） 。 13—23 滚动轴承预紧的目的是 提高轴承的旋转精度、支承刚度、减小机器工作时轴的振动 ， 所谓预紧，就是指 在安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，以消除轴承中的游隙。 13—24 滚动轴承的内径和外径的公差带均为精度不同数值较小的负偏差， 而且统一采用上偏差为 0 ，下偏差为 负值 的分布。 13—25 滚动轴承的密封的目的是为了防止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑油流 失 ，滚动轴承常用的三种密封方法为 接触式密封（中低速） 、非接触式密封（高速） 、 混合式密 封（密封效果较好） 。
大学机械设计习题-滚动轴承习题及答案
！第十六章滚动轴承重要基本概念1．滚动体和内、外圈所受的载荷和应力在滚动轴承正常工作时，滚动体和内外圈滚道均受变载荷和变应力。
其中，滚动体和转动套圈承受周期性非稳定脉动循环的变载荷（变接触应力），固定套圈则承受稳定的脉动循环的变载荷（接触应力）。
2．滚动轴承的失效形式滚动轴承的主要失效形式（又称正常失效形式）是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。
当轴承转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动，且静载荷很大时，其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。
3．滚动轴承的设计准则对于正常转动工作的轴承，进行针对疲劳点蚀的寿命计算。
对于转速很低(n≤10r/min)或只慢慢摆动的轴承，进行静强度计算。
…4．滚动轴承的基本额定寿命基本额定寿命：一批相同的轴承在相同的条件下运转，当其中10%的轴承发生疲劳点蚀破坏（90%的轴承没有发生点蚀）时，轴承转过的总转数L10（单位为106转），或在一定转速下工作的小时数L10h （单位为小时）。
5．滚动轴承的基本额定动载荷C是指轴承寿命L10恰好为1（106转）时，轴承所能承受的载荷。
表示轴承的承载能力。
对于向心轴承：C 是纯径向载荷；对于推力轴承：C 是纯轴向载荷；在使用中要注意C 的3条含义：90%可靠度、基本额定寿命106 转、C 的方向。
精选例题与解析例16-1 一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为7210AC的滚动轴承支承。
已知两轮上的轴向力分别为F a1 = 3000 N，F a2 = 5000 N，方向如图。
轴承所受径向力R1= 8000 N，R2 = 12000 N。
冲击载荷系数f d = 1，其它参数见附表。
求两轴承的当量动载荷P1、P2。
&例11-1图1解：1．求内部派生轴向力S 1、S 2的大小方向S 1 = = ×8000 = 5440 NS 2 = = ×12000 = 8160 N ，方向如图所示。
< 2．求外部轴向合力F AF A = F a2－F a1 = 5000－3000 = 2000 N ，方向与F a2的方向相同，如图所示。
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滚动轴承
1、滚动轴承的主要失效形式是什么？
【答】
滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内外圈滚道上的点蚀破坏。
对于慢慢摆动及转速极低的轴承，主要失效形式是滚动轴承接触面上由于接触应力过大而产生的永久性过大的凹坑。
除点蚀和永久性变形外，还可能发生其它多种形式的失效，如：润滑油不足使轴承烧伤，润滑油不清洁使轴承接触部位磨损，装配不当使轴承卡死、内圈涨破、挤碎内外圈和保持架等。
这些失效形式都是可以避免的。
2、什么是滚动轴承的基本额定寿命？什么是滚动轴承的基本额定动载荷？
【答】
一组轴承中，10%的轴承发生点蚀破坏，90%的轴承不发生点蚀破坏前的转数（以106为单位）或工作小时数称为滚动轴承的基本额定寿命，以L10表示。
滚动轴承的基本额定动载荷就是使轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所能承受的载荷值，用字母C表示。
3、何时需要进行滚动轴承的静载荷计算？
【答】
对于在工作载荷下基本上不旋转的轴承（例如起重机吊钩上用的推力轴承），或者慢慢地摆动以及转速极低的轴承，需要进行滚动轴承的静载荷计算。
4、试说明下面各轴承的类型和内径，并说明哪个轴承的公差等级最高？哪个允许的极限转速最
高？哪个承受径向载荷的能力最大？哪个不能承受径向载荷？
N307/P4 6207/P2 30207 51307/P6
【答】
各轴承的内径均为35 mm ；
6207/P2为深沟球轴承，公差等级最高；允许的极限转速最高；
N307/P4为圆柱滚子轴承，承受径向载荷能力最高；
30207为圆锥滚子轴承；
51307/P6为双列推力球轴承，不能承受径向载荷。
5、欲对一批同型号滚动轴承做寿命试验。
若同时投入50个轴承进行试验，按其基本额定动载荷
值加载，试验机主轴转速为2000=n r/min 。
若预计该批轴承为正品，则试验进行8小时20分时，应约有几个轴承已失效。
【解】
8小时20分时转动的转数为
r 1012000)20608(6⨯=⨯+⨯=L
此寿命刚好为r 6101⨯，且轴承在基本额定载荷下试验，所以其失效率应为10%，应约有5%1050=⨯个轴承已失效。
6、某深沟球轴承需在径向载荷7150=r F N 作用下，以1800=n r/min 的转速工作3800 h 。
试
求此轴承应有的基本额定动载荷C 。
【解】
根据式13-3有
134.531038001800601715010'6036
6=⨯⨯==εh t nL f P
C kN
7、如图所示，根据工作条件，决定在轴的两端选用两个70000AC 角接触球轴承。
工作中有中等
冲击，转速1800=n r/min ，轴颈35=d mm 已知两轴承的径向载荷分别为33901=r F N ，10402=r F N ，外加轴向载荷为870=ae F N ，作用方向指向轴承1，试确定其工作寿命。
【解】
1）确定轴承型号
根据题目要求，可以选用的轴承型号为7xx07AC ，
在此选用7207AC 轴承，其基本参数为：
基本额定动载荷0.29=r C kN
基本额定静载荷2.190=r C kN 题 7 图
F a / F r ≤e
F a / F r ＞e 派生轴向力F d 判断系数e X
Y X Y r F 68.0 0.68
1 0 0.41 0.87 2）计算派生轴向力
2.2305339068.068.011=⨯==r d F F N ；2.707104068.068.022=⨯==r d F F N
3）计算两个轴承的轴向力
如图，由于N 2.2305N 2.15778702.70712=<=+=+d ae d F F F
故轴承1被放松，轴承2被压紧，所受轴向力分别为
N 2.230511==d a F F ；N 2.14358702.230512=-=-=ae d a F F F
4）计算两个轴承的当量动载荷
由题意，在表13-6中取载荷系数5.1=p f ，对于轴承1，由于 e F F r a ===68.03390
2.230511 故轴承1的X=1，Y=0，其当量动载荷为 508533905.1)(1111=⨯==+=r p a r p F f YF XF f P N 对于轴承2，由于 e F F r a >==38.11040
2.143522，故轴承2的X= 0.41，Y= 0.87 其当量动载荷为 N 5.2512 )2.143587.0104041.0(5.1)(222=⨯+⨯⨯=+=a r p YF XF f P
5）计算两个轴承的寿命
由题意，温度系数0.1=t f 。
由公式13-5a ，轴承1、2的寿命分别为
h 5.1717508510291800601060103
363161=⎪⎪⎭
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