机械设计试题及答案第十一章 滚动轴承
机械设计基础--第十一章(轴 承)
（第十一章）
第十二章 轴 承
一、基本内容及学习要求 二、学习指导 三、典型实例分析 四、复习题 五、复习题参考答案
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一、基本内容及学习要求
1．基本内容 ⑴ 滑动轴承的结构类型及特点； ⑵ 轴瓦的材料与结构； ⑶ 滑动轴承的润滑； ⑷ 非液体摩擦滑动轴承的计算； ⑸ 滚动轴承的类型及特点，滚动轴承的代号； ⑹ 滚动轴承的类型选择； ⑺ 滚动轴承的失效形式； ⑻ 滚动轴承的疲劳寿命计算和静强度计算。
二、学习指导
4. 轴瓦。 轴瓦是滑动轴承中的关键零件，其工作表面既是承载表面， 又是摩擦表面。因此，轴瓦的材料选取是否适当以及结构是否 合理，对滑动轴承的性能将产生很大的影响。
⑴ 轴瓦和轴承衬的材料
① 对轴承材料的基本要求是：要有足够的强度；良好的减 摩性和耐磨性；良好的塑性、顺应性和嵌入性；良好的导热性 和抗胶合性。
b) 钠基润滑脂：有较好的耐热性（使用温度可达 140oC ），但耐水性较差；
c) 锂基润滑脂：其耐热性和耐水性都较好，使用温 度在－20oC~150oC 。
二、学习指导
润滑脂常用于低速、重载和为避免润滑油流失或不易 加润滑油的场合。
润滑脂的主要性能指标是针入度和滴点。针入度表示 润滑脂的粘稠程度，它是用150g的标准圆锥体放于25oC的 润滑脂中，经5s后沉入的深度（单位为 0.1mm）表示。针 入度愈小，则润滑脂越粘稠。滴点是指润滑脂在滴点计中 受热后滴下第一点油时的温度，滴点标志润滑脂的耐高温 能力。选用时应使润滑脂的滴点高于工作温度20oC以上。
二、学习指导
③ 固体润滑剂。固体润滑剂有石墨、二硫化钼（MoS2）、 聚四氟乙烯等。它通常与润滑油或润滑脂混合使用，也可以单 独涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜，或者混入金属或塑料粉 末中烧结成形，制成各种耐磨零件。石墨性能稳定，在 350oC 以上才开始氧化 ，并可在水中工作。聚四氟乙烯摩擦因数低， 只有石墨的一半。二硫化钼吸附性强，摩擦因数低，适用温度 范围广（－60oC~300oC ），但遇水后性能会下降。
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，。
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。
机械设计基础第11章滚动轴承轴向力的计算
见课件机械设计重点难点寿命计算
四、角接触向心轴承轴向载荷的计算 工作过程中要产生内部的轴向力，为了保证
径向载荷即为由外界作用到轴上的径向力 Fr 在各轴承上
这类轴承正常工作，通常是成对使用的。安 产生的径向载荷； 装方式：分为反装和正装，如图16—8 产生的，而是 轴向载荷Fa并不完全由外界轴向作用力 FA和图169应该根据整个轴上的轴向载荷（包括径向载荷 Fr 产生的 ，P261所示。
6
四、角接触向心轴承轴向载荷的计算
如果F/2+FA < F/1 （见图），此时轴有左移的趋势， 轴承2被“压紧”，轴承1被“放松”。 为了保持轴的平衡，在轴承2的外圈上必有一个平衡力Fb2
作用，作与上述相同的分析。
Fb2
FA
1 2 O2 F’2 F’1 O1 a2 a1 Fr2 Fr1
同样的分析，得作用在轴承1及轴承2上的轴向力分别 为 Fa1 = F/1 （16-8） 5 Fa2= F/1 -FA （16-8） 见课件机械设计重点难点寿命计算
三、滚动轴承的当量动载荷：
在进行轴承寿命计算时，轴承在许多应用场合， 常常同时承受径向载荷Fr和轴向载荷Fa； 当量动载荷P的一般计算公式： 这时，必须把实际载荷换算为与确定基本荷的载荷条件相一致的当量动载荷，用 式中：X，Y分别为径向，轴向载荷系数： 字母P表示。 其值见表16—12，P260. 对于只能承受纯径向载荷R的轴承：P=Fr. 对于以承受径向载荷为主的轴承，称为径向 当量动载荷，用Pr表示； A的轴承：P=Fa 对于只能承受纯轴向载荷 对于以承受轴向载荷为主的轴承，称为轴向 当量动载荷，用Pa表示.
因此根据力的平衡关系作用在轴承1的外圈上的力应是fb1且有作用在轴承1上的总的轴向力fa1167作用在轴承2上的轴向a2为即轴承2只受其自身的内部轴向r1fa四角接触向心轴承轴向载荷的计算四角接触向心轴承轴向载荷的计算同样的分析得作用在轴承1及轴承2上的轴向力分别见图此时轴有左移的趋势轴承2被压紧轴承1被放松
滚动轴承习题和的答案解析
滚动轴承一、选择题11-1．滚动轴承代号由前置代号、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11-2．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11-3．________只能承受径向载荷。
A．深沟球轴承 B. 调心球轴承C. 圆锥滚子轴承D. 圆柱滚子轴承11-4．________ 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. 调心滚子轴承11-5．________ 不能用来同时承受径向载荷和轴向载荷。
A. 深沟球轴承B. 角接触球轴承C. 圆柱滚子轴承11-6．角接触轴承承受轴向载荷的能力，随接触角α的增大而________。
A．增大 B.减小C．不变D．不定11-7．有a）7230C和b）7230AC两种滚动轴承，在相等的径向载荷作用下，它们的派生轴向力Sa和Sb相比较，应是________。
A．Sa ＞Sb B．Sa = SbC．Sa ＜Sb D．大小不能确定11-8．若转轴在载荷作用下弯曲变形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2 B．3或7C．N或NU D．6或NA11-9．一根用来传递转矩的长轴，采用三个固定在水泥基础上支点支承，各支点应选用的轴承类型为________。
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11-10．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C. 调心滚子轴承D. 圆柱滚子轴承11-11．________ 轴承通常应成对使用。
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11-12．在正常转动条件下工作，滚动轴承的主要失效形式为________。
《机械设计》复习题,机械设计试题
第五章螺纹连接和螺旋传动1、普通螺栓、螺柱、螺钉是形螺纹，车床中传动丝杠采用形或形螺纹，原因是。
2．螺旋副的自锁条件是。
3、重要的联接螺栓直径不宜小于M12-M16，这是由于（）。
A、要求精度高B、减小应力集中C、便于装配D、防止拧紧时折断4、采用凸台或沉头座作为螺栓或螺母的支承面，是为了（）A、减少预紧力B、减少弯曲应力C、减少挤压应力D、便于放置垫圈5．当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆装时，宜采用（）A．螺栓联接 B．螺钉联接C．双头螺柱联接 D．紧定螺钉联接6．若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的（）A．螺距和牙形角 B．升角和头数 C. 导程和牙形角 D．螺距和升角7. 当两个被联接件不太厚时，宜采用( )。
A.紧定螺钉联接B.螺钉联接C.双头螺柱联接D.螺栓联接8、.造成螺纹联接松脱的原因有哪些？写出两种螺纹联接防松方法。
9、图示刚性联轴器，螺栓孔分布圆直径为D，其传递的扭矩为T，若使用M16的普通螺栓（其螺纹小径为d1），联轴器接合面的摩擦系数为μ，可靠性系数为K，螺栓材料的许用应力为[σ]，试分析需要螺栓的个数z 的表达式。
10、(15分)图3-1示螺栓联接中,采用两个M20的普通螺栓，其许用拉应力[σ]＝l60N／mm2，联接件接合面间摩擦系数f＝0.20，防滑系数K s＝1.2，计算该联接件允许传递的静载荷F＝?(M20的螺栓d1＝17.294mm)(10分)第六章键连接1、常用的松键联接为，若该键的型号为A型，键宽为20㎜，键长为100㎜，国标代号为1096-79，则其键的标记为。
2、带传动一般将松边置于方，链传动一般将松边置于方。
带传动一般在传动系统中处于级，链传动一般置于级。
3、平键是靠键的上下两面与键槽间的摩擦力来传递载荷的。
（）4.键的剖面尺寸通常根据来选择。
A.传动转矩的大小B.传递功率的大小C.轮毂的长度D.轴的直径5.平键与楔键相比，它只能传递转矩，不能传递轴向力，其原因是。
机械设计基础
5、轴常用的材料为碳素钢 和合金钢 ，对于形状复杂的轴也可用 铸钢 或球墨铸铁 。
6、设计轴的基本要求是保证轴具有足够的强度 和合理的 结构 。
7、按扭转强度设计轴的公式为 ，当截面开有键槽时，应 增大轴径 ，以考虑键槽对轴强度的削弱，当轴径小于100mm时，有一个键槽轴径增大5%~7%，有两个键槽时，轴径增大10%~15%。
（ √ ）7、对于行星齿轮系，其传动比的计算显然不能直接利用定轴齿轮系传动比的计算公式。
五、简答题：
1、轮系主要有哪几个方面的应用？
答：1、传递相距较远的两轴间的运动和动力 2、可获得大的传动比
3、可实现变速、变向传动 4、用于运动的合成与分解
2、定轴齿轮系与行星齿轮系的主要区别是什么？
第十三章 滚 动 轴 承
一、填空
1、根据工作时的摩擦性质，轴承分为： 滑动 、 滚动 两大类。
2、滑动轴承根据它所承受载荷的方向，可分为径向滑动轴承、止推滑动轴承。
3、径向滑动轴承有整体式、对开式、自动调心式等几种结构形式。
4、止推轴承的结构可分为 实心断面 、 空心断面 、 环状 三种形式。
30312是内径为60mm直径为第0系列宽度为第3系列的圆锥滚子轴承。公差等级为0级，游隙为0组。 。
第十四章 第十五章 轴及其他常用零部件
一、填空
1、轴用来 支承回转零件 ，同时传递 运动和动力 。
2、按照轴的轴线形状不同，可将轴分为_直轴、 曲轴_和_挠性轴_两大类。
3、根据直轴所受载荷不同，可将其分为__转轴_、心轴、传动轴三种类型。
7、 7315
答：以内径为75mm直径为第3系列的角接触球轴承
机械设计-滚动轴承习题与参考答案
习题和参考答案一、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7C. N或NUD. 6或NA2 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 滚动轴承内圈和轴颈、外圈和座孔的配合。
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 为保证轴承内圈和轴肩端面接触良好，轴承的圆角半径r和轴肩处圆角半径r1应满足的关系。
A. r=r1B. r＞r lC. r＜r1D. r≤r l5 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. 内圈和心轴较紧、外圈和齿轮较松B. 内圈和心轴较松、外圈和齿轮较紧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。
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答案：向心推力；向心球；接触角；角接触球；圆锥滚子；向心；推力。
11－13选择轴承尺寸时，要针对主要失效形式进行必要的计算。对于正常回转的轴承，_________是主要 失效形式，主要应进行________计算；对于不转动、摆动或转动速度极低的轴承，其主要失效形式为 _______。应做________计算。 答案：点蚀破坏；寿命；塑性变形；静强度。 11－14 润滑对于滚动轴承具有重要意义，轴承中的润滑剂不仅可以降低________阻力，还可以起着_______减 小________应力、吸收______防止________等作用。轴承常用的润滑方式有__________润滑和________润滑 两类，选择哪一类润滑方式，主要取决 于轴承的_________ 答案：散热；接触、振动、锈蚀、油；脂；速度 11-15轴承的密封装置是为了阻止。_______、__________、________气和其它杂物进入轴承，并阻止 ________流失而设置的。密封装置可分为_______式及_____少的基本零件是________ （1）外圈；（2）内圈；（3）保持架；（4）滚动件 答案：滚动件 11-19与滑动轴承相比，滚动轴承的优点是：（1）可以节约制造滑动轴承所需要的大量贵重有色金属， 如铜、锡、铝等 （2）润滑油消耗少，维护简单；（3）内部间隙小，旋转精度高，高速运转时噪音小；（4）某些轴 承可以同时承受径向与轴向载荷，简化了轴承座的结构。 上述几条中哪条的观点有错误？
11－6相同内径的同类轴承，其外径和宽度最大的是________系列，外径和宽度最小的是_________系列。 答案：重系列；特轻系列。 11－7选择滚动轴承类型的主要依据是轴承所受________的 ____________和___________ 答案：载荷、大小、方向、性质 11－8根据载荷的大小选择轴承类型时。承受较大载荷时，应选用_________轴承，承受中等或较小载荷时， 应选用_______轴承，在有冲击载荷的地方，则可考虑选用__________轴承。 答案：滚子；球；螺旋滚子 11—9根据载荷方向选择轴承类型时，对于纯轴向载荷，一般选用______轴承。较小的纯轴向载荷可选用 ___________轴承或_______轴承；较大的纯轴向载荷可选用________轴承。 答案：推力；推力球；角接触球；推力滚子。 11—10根据载荷方向选择轴承类型时，对于纯径向载荷，一般选用________轴承、________轴承或 _________轴承。 答案：向心球；滚针；向心滚子。 11—11根据规定，一组在相同条件下运转的近于相同的轴承，其可靠度为_______时的寿命作为标准寿命， 即按一组轴承中________的轴承发生_________破坏，而______轴承不发生______破坏前的________ （以 106为单位）或_________作为轴承的寿命，并把这个寿命叫做________，以_________表示。
第十一章 滚动轴承
填空题 选择题 计算题 问答题
11－1 滚动轴承是依靠其主要元件间的________来支承转动零件的。 答案：滚动接触 11－2 滚动轴承的基本结构是由四部分组成的，__________用来与铀颈装配，_______用来和轴承座装配； _______在内、外圈的滚道间_________，以保证内外圈之间的相对________;_________的作用是避免相邻的 __________直接接触。 答案：内圈；滚动体；滚动；转动保持架；滚动体。 11—3 按照轴承所能承受的不同外载荷，滚动轴承可以概括地分为三类。主要承受径向载荷的轴承叫 做 。只能承受轴向载荷的轴承叫做________。能同时承受径向载荷和轴向载荷的轴承叫做________。 答案：向心轴承；推力轴承；向心推力轴承。 11－4向心推力轴承的滚动体与外圈滚道推触点（线）处的法线与半径方向的夹角叫做轴承的________。轴承 实际所承受的径向载荷与轴向载荷的合力与半径方向的夹角叫做_________ 答案：接触角；载荷角。 11—5滚动轴承代号的中段右起第一，二位数字表示的是轴承的__________,右起第三位数字表示的是轴承的 ________,右起第四位数字表示的是轴承的 答案：内径；直径系列；类型。
案：90％；10％；点蚀；90％；点蚀；转数；工作小时数；基本额定寿命； L10 。 11－12 根据载荷方向选择轴承类型时，对于同时具有径向载荷和轴向载荷的情况，一般应选用_______轴承。 以径向力为主的可选用________轴承或________较小的________轴承或_______轴承；轴向力比径向力大 很多或要求轴向变形较小的，还可选用轴承和_______轴承的组合结构，以分别承受轴向力和径向力。
答案：内部间隙小，旋转精度高，高速运转时噪音小。滚动轴承在高速运转时噪音较大 11－20与滑动轴承相比，滚动轴承的优点是：（1）滚动摩擦远小于滑动摩擦；（2）节约钢、锡等贵重有 色金属；（3）滚动轴承是标准件，所以安装方便；（4）滚动轴承本身内部间隙很小，故能提高机器的旋 转精度。 上述几条中哪条的观点有错误？ 答案：滚动轴承是标准件，所以安装方便。[滚动轴承不能剖分，位于长轴中间的轴承安装困难］ 11-21滚动轴承的内、外圈和滚动体，一般是用轴承钻钢制造的，其工作表面必须经过下述哪种热处理？ （1）淬火处理，使硬度达到HRC＝60左右；（2）淬火和低温回火处理，使硬度达到HRC=60左右； （3）淬火和高温回火处理，使硬度达到HB=400左右；（4）表面淬火或渗碳淬火等热处理，使硬 度达到HRC＝50左右。 答案：淬火和低温回火处理，使硬度达到HRC＝60左右。 11-22在某些情况下，当滚动轴承采用下述哪几种滚动体时，可以没有内圈、外圈或保持架？
答案：灰尘、水、酸；润滑剂；接触、非接触。
11-16滚动推力轴承一般由如下几个部分组成，它们分别称为 （1）内圈、外圈、滚动体和保持架；（2）上圈、下圈、滚 动体和保持架；（3）紧圈、活圈、滚动体和保持架；（4）动圈、 座圈、滚动体和保持架。 答案：紧圈、活圈、滚动体和保持架。 11－17向心推力轴承的接触角a一般为___________ （1） 5°～ 15 ° ；（ 2） 5 ° ～ 30 ° ；（ 3）5 ° ～45 ° ；（4） 10 ° ～30 ° 答案： 5 ° ～ 45 °