机械设计---轴承计算题
《机械设计》习题库(计算题点讲)
西南科技大学《机械设计》习题库四、计算题1、图示，螺栓刚度为c 1，被联接件刚度为c 2，已知c 2＝8c 1，预紧力F ＇＝1000N ，轴向工作载荷F ＝1100N 。
试求；⑴螺栓所受的总拉力F 0；⑵被联接件中的剩余预紧力F ” 。
F FF ＇F ＇2、图示，为一对正安装的圆锥滚子轴承。
已知：作用在轴上的外载荷为M =450kN ·mm ，F R =3000N ，F A =1000N ，方向如图所示。
试求：⑴在插图二上，标出两轴承所受的派生轴向力S 1 和S 2的方向；⑵求出派生轴向力S 1 和S 2的大小； ⑶计算轴承所受的实际轴向力A 1和A 2。
（提示：派生轴向力S 与轴承所受的径向支反力R 的关系为：S =0.25R ）【要点：受轴向工作载荷作用的紧螺栓联接F c c c F F 211'0++=F c c c F F 212'"+-= 或者F 0=F +F ”→F ”】【要点：⑴ S 的方向图示：由轴承外圈的厚边指向薄边。
⑵ 计算轴承支反力：R 1＝(300F R + M )/900 ；R 2＝F R －R 1 计算派生轴向力：S 1＝S 2＝0.25R 1＝375N ⑶ 判断压紧端和放松端，确定轴承所受的实际轴向力】12S 12S题4-2图答案3、夹紧联接如插图一所示，已知夹紧联接柄承受载荷Q ＝600N ，螺栓个数Z ＝2，联接柄长度L ＝300mm ，轴直径d ＝60mm ，夹紧结合面摩擦系数f ＝0.15，螺栓的许用拉应力[σ]＝58.97MPa 。
试求； ⑴计算所需要的预紧力F ’⑵确定螺栓的直径（提示：“粗牙普通螺纹基本尺寸”见表）表 粗牙普通螺纹基本尺寸（GB196-81） mm4、如图所示,某轴用一对反装的7211AC 轴承所支承,已知作用在轴上的径向外载荷F R =3000N, 作用在轴上的轴向外载荷F A =500N,方向如图所示。
轴及滚动轴承习题和例题
轴及滚动轴承习题和例题一、选择题1.工作时承受弯矩并传递转矩的轴，称为。
(1) 心轴 (2) 转轴 (3) 传动轴2.工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为。
(1) 心轴 (2) 转轴 (3)传动轴3.工作时以传递转矩为2，不承受弯矩或弯矩很小的轴，称为。
(1) 心轴 (2) 转轴 (3) 传动轴4.自行车的前轴是。
(1) 心轴 (2) 转轴 (3) 传动轴5.自行车的中轴是。
(1) 心轴 (2) 转轴 (3) 传动轴6.如图所示，超重绞车从动大齿轮1和卷筒2与轴3相联接的三种形式。
图a为齿轮与卷筒分别用键固定在轴上，轴的两端支架在机座轴承中；图b为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体，空套在轴上，轴的两端用键与机座联接；图c为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体，用键固定在轴上，轴的两端支架在机座轴承中，以上三种形式中的轴，依次为。
(1)固定心轴，旋转心轴，转轴(2) 固定心轴，转轴，旋转心轴(3) 旋转心轴，心轴，固定心轴(4) 旋转心轴，固定心轴，转轴(5) 转轴，固定心轴，旋转心轴(6) 转轴，旋转心轴，固定心轴7.如图所示，主动齿轮1通过中间齿轮2带动从动齿轮3传递功率，则中间齿轮2的轴是。
(1) 心轴 (2) 转轴 (3) 传动轴8.轴环的用途是。
(1) 作为轴加工时的定位面 (2)提高轴的强度(3) 提高轴的刚度（4）使轴上零件获得轴向定位9.当轴上安装的零件要承受轴向力上四，采用来进行轴向固定，所能承受的轴向力较大。
(1) 螺母 (2) 紧定螺钉 (3) 弹性挡圈10.增大轴在截面变化处的过渡圆角半径，可以。
(1) 使零件的轴向定位比较可原(2) 降低应力集中(3) 使轴的加工方便11.轴上安装有过盈配合零件时，应力集中将发生在轴上。
(1)轮毂中间部位 (2)沿轮毂两端部位 (3) 距离轮毂端部为1/3轮毂长度处12.采用表面强化如辗压、喷丸、碳氮共渗、氮化、渗氮、高频或火焰表面淬火等方法，可显著提高轴的。
机械设计习题与答案22滑动轴承
二十二章滑动轴承习题与参考答案一、选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案)1 验算滑动轴承最小油膜厚度h min 的目的是 。
A. 确定轴承是否能获得液体润滑B. 控制轴承的发热量C. 计算轴承内部的摩擦阻力D. 控制轴承的压强P2 在题2图所示的下列几种情况下，可能形成流体动力润滑的有 。
3 巴氏合金是用来制造 。
A. 单层金属轴瓦B. 双层或多层金属轴瓦C. 含油轴承轴瓦D. 非金属轴瓦 4 在滑动轴承材料中， 通常只用作双金属轴瓦的表层材料。
A. 铸铁 B. 巴氏合金 C. 铸造锡磷青铜 D. 铸造黄铜 5 液体润滑动压径向轴承的偏心距e 随 而减小。
A. 轴颈转速n 的增加或载荷F 的增大 B. 轴颈转速n 的增加或载荷F 的减少 C. 轴颈转速n 的减少或载荷F 的减少 D. 轴颈转速n 的减少或载荷F 的增大6 不完全液体润滑滑动轴承，验算][pv pv 是为了防止轴承 。
A. 过度磨损 B. 过热产生胶合 C. 产生塑性变形 D. 发生疲劳点蚀7 设计液体动力润滑径向滑动轴承时，若发现最小油膜厚度h min 不够大，在下列改进设计的措施中，最有效的是 。
A. 减少轴承的宽径比d l /B. 增加供油量C. 减少相对间隙ψD. 增大偏心率χ 8 在 情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得较高。
A. 重载 B. 高速C. 工作温度高D. 承受变载荷或振动冲击载荷 9 温度升高时，润滑油的粘度 。
A. 随之升高B. 保持不变C. 随之降低D. 可能升高也可能降低 10 动压润滑滑动轴承能建立油压的条件中，不必要的条件是 。
A. 轴颈和轴承间构成楔形间隙 B. 充分供应润滑油C. 轴颈和轴承表面之间有相对滑动D. 润滑油温度不超过50℃11 运动粘度是动力粘度与同温度下润滑油 的比值。
A. 质量B. 密度C. 比重D. 流速 12 润滑油的 ，又称绝对粘度。
A. 运动粘度B. 动力粘度C. 恩格尔粘度D. 基本粘度 13 下列各种机械设备中， 只宜采用滑动轴承。
机械设计典型计算题
蜗杆传动1. 图示传动中，蜗杆传动为标准传动:n=5mr ,d 1=50mm zi=3（右旋），Z2=40;标准斜齿轮传动：m n =5mr ,Z3=20, Z 4=50,要求使轴II 的轴向力相互抵消, 向如图示，为使轴U 、川上传动件的轴向力能相抵 消，试在图中画出：1） 各蜗杆和蜗轮齿的螺旋线方向。
2） 轴I 、II 的转向。
3） 分别画出蜗轮2、蜗杆3啮合点的受力方向。
不计摩擦，蜗杆主动，试求： 1） 斜齿轮3、4的螺旋线方向。
2） 螺旋角［的大小。
因为F a2二F a3，所以2T-! 2T 2 tan : cos ： T-i T 2 sin : d i m n Z 3 d i m n Z 3 3、图示传动系统中，1、2为锥齿轮，3、4为斜齿 轮，5为蜗杆，6为蜗轮，小锥齿轮为主动轮，转 向如图所示（向右），为使轴U 、川上传动件的轴 向力能相抵消，试在图上画出各轮的转动方向、螺 旋线方向及轴向力方向。
> =8.626』8 37 372. 试分析图示二级蜗杆传动，已知蜗轮 4螺旋线 方向为右旋，轴I为输入轴，轴川为输出轴，转解：1）斜齿轮3为右旋，斜齿轮4为左旋。
2） F a2 F ti 2T i d iF a3 二 F t3 tan ： = 2T 3tan ： = ^T ^tan : d 3 d 3=m n Z s cos :sin —卫醛 T 2d1m n Z 3 d 』5 20= 0.15F r1=F a1ta n - =3684.6ta n20' = 1406.7N蜗轮间当量摩擦系数f =0.16 （不计轴承摩擦损失），起重时作用于手柄之力F= 200N。
求：1）蜗杆分度圆导程角，此机构是否自锁？2）起重、落重时蜗杆转向（各用一图表示）。
3）起重、落重时蜗杆受力方向（用三个分力表示）4）起重时之最大起重量及蜗杆受力（用三个分力表示）,重物的重量为W 轴系1、指出图示轴系的结构错误，齿轮采用油润滑，轴承为脂润滑（用笔圈出错误之处，并注明错误名称，不要求改正）。
机械设计滚动轴承计算题
机械设计滚动轴承计算题(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--如图所示的轴系，已知轴承型号为30312，其基本额定动载荷C r=170000N，e=；F r1=11900N，F r2=1020N，F ae=1000N，方向如图所示；轴的转速n=980r/min；轴承径向载荷系数和轴向载荷系数为：当F a/ F r ?e时，X=1，Y=0；当F a/ F r ?e时，X=，Y=；派生轴向力F d=F r/(2Y)，Y为F a/F r?e时的Y 值。
载荷系数f p=，温度系数f t=1。
试求轴承的寿命。
F r1F r2F ae12解：（1）画派生轴向力方向F r1F r2 1 2F aeF d1F d2（2）计算派生轴向力F dF d1=F r1/（2Y ）=11900/（2×）=3500NF d2=F r2/（2Y ）=1020/（2×）=300N （3）计算轴向力F aF ae + F d1=1000+3500=4500N>300N=F d2 轴承2被“压紧”，轴承1被“放松” F a1=3500N ，F a2=F ae + F d1=4500N （4）计算载荷系数F a1/ F r1＝3500/11900＝<= e ，所以取X 1＝1，Y 1＝0F a2/ F r2＝4500/1020＝>=e ，所以取X 2＝，Y 2＝（5）计算当量动载荷PP 1＝f p (X 1F r1+Y 1F a1)=×(1×11900+0×=14280N P 2＝f p (X 2F r2+Y 2F a2)=××1020＋×4500)＝ P =max{P 1，P 2}=14280N（6）计算轴承寿命L h65518h 1428017000019806010601066h ≈⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=εεP C f n L t 2、某轴两端各用一个30208轴承支承，受力情况如图。
考研机械设计滚动轴承习题
第十八章滚动轴承18．1 选择题18．1．1 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）P218．1．5 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，从而导致轴承迅速破裂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）滚自轴承较高d）小尺寸的，滚子轴承较高；答尺寸的，球轴承较高。
机械设计计算题
1、如图所示，某轴由一对7209 AC 轴承支承，轴承采用面对面安装形式。
已知两轴承径向载荷分别为F r1=3000N ，F r2=4000N ，轴上作用有轴向外载荷A=1800N 。
载荷平稳，在室温下工作，转速n=1000r/min 。
该轴承额定动载荷C=29800N ，内部轴向力S=0.4Fr ，e=0.68，当量动载荷系数如下表所示。
试计算此对轴承的使用寿命。
（9分）答：内部轴向力方向如图所示 （2分），S 1=0.4F r1=1200N (0.5分) S 2=0.4F r2=1600N (0.5分) 因为A+S 1>S 2 故 F a1=S 1=1200N (1分)F a2=S 1+A=3000N (1分)比较两轴承受力，只需校核轴承2。
F a2/F r2=0.75>e (1分) P=XF r2+YF a2=0.41*4000+0.87*3000=4250N (1分)5.5240)(601036==P C nL h (2分)2．图c 所示为一托架，20kN 的载荷作用在托架宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3，螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设被连接件都不会被压溃，试计算: 1) 该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F´ 至少应大于多少？（接合面的抗弯剖面模量W=12.71×106mm 3）（7分）2）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力F´´ 要保证6956N ， 计算该螺栓所需预紧力F ´ 、所受的总拉力F0。
（3分）1）（1）、螺栓组联接受力分析：将托架受力 情况分解成下图所示的受轴向载荷Q 和受倾覆力矩M 的两种基本螺栓组连接情况分别考虑。
（2分）（2）计算受力最大螺栓的工作载荷F ：（1分） Q 使每个螺栓所受的轴向载荷均等，为)(50004200001N Z Q F ===倾覆力矩M 使左侧两个螺栓工作拉力减小；使右侧两个螺栓工作拉力增加，其值为：)(41.65935.22745.22710626412max2N l Ml F i i =⨯⨯⨯==∑=显然，轴线右侧两个螺栓所受轴向工作载荷最大，均为： )(41.1159321N F F F=+=（3）根据接合面间不出现间隙条件确定螺栓所需的预紧力F ’：（4分）预紧力F ’的大小应保证接合面在轴线右侧不能出现间隙，即： 2）若F ’’ =6956N ，则：（3分）3、简述蜗杆传动的正确啮合条件。
河科大机械设计作业第12.13章作业解答[1]
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第十二章滑动轴承一、分析与思考题12-20 在滑动轴承上开设油孔和油槽时应注意哪些问题？答： 1、应开设在非承载区；2、油槽沿轴向不能开通。
12-21 一般轴承的宽径比在什么范围内？为什么宽径比不宜过大或过小？答：一般B/d为0.3—1.5；B/d过小，承载面积小，油易流失，导至承载能力下降。
但温升低；B/d过大，承载面积大，油易不流失，承载能力高。
但温升高。
12-22 滑动轴承常见的失效形式有哪些？答：磨粒磨损，刮伤，咬粘（胶合），疲劳剥落和腐蚀。
12-23 对滑动轴承材料的性能有哪几方面的要求？答： 1、良好的减摩性，耐磨性和抗咬粘性。
2、良好的摩擦顺应性，嵌入性和磨合性。
3、足够的强度和抗腐蚀能力。
4、良好的导热性、工艺性、经济性。
12-24 在设计滑动轴承时，相对间隙ψ的选取与速度和载荷的大小有何关系？答：速度愈高，ψ值应愈大；载荷愈大，ψ值应愈小。
12-25 验算滑动轴承的压力p、速度v和压力与速度的乘积pv，是不完全液体润滑滑轴承设计的内容，对液体动力润滑滑动轴承是否需要进行此项验算？为什么？答：也应进行此项验算。
因在起动和停车阶段，滑动轴承仍处在不完全液体润滑状态。
另外，液体动力润滑滑动轴承材料的选取也是根据[p]、[pv]、[v]值选取。
12-26 试说明液体动压油膜形成的必要条件。
答： 相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；有相对速度，其运动方向必须使油由大端流进，小端流出； 润滑油必须有一定的粘度，且充分供油； 12-27 对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分析在仅改变下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载能力。
⑴ 转速n=500r/min 改为n=700r/min ； ⑵ 宽径比B/d 由1.0改为0.8;⑶ 润滑油由采用46号全损耗系统用油改为68号全损耗系统用油 ⑷ 轴承孔表面粗糙度由R z =6.3μm 改为R z =3.2μm 。
答：（1）承载能力↑ （2）承载能力↓ （3）η↑，承载能力↑（4）R Z ↓，允许h min ↓，偏心率↑，承载能力↑。
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则
（N） ――――――――――――――― ――3分
由于 ＞ ，故轴承1的寿命短。
5.图示为一蜗杆轴用两个角接触球轴承支承。已知蜗杆所受轴向力 ＝580N，两轴承的径向力为： ＝935N， ＝1910N，载荷性质系数 ＝1.1。试计算两个轴承的当量动载荷。
注：＊内部轴向力 ＝eFR，e＝0.36。
(1) 轴承1和轴承2的轴向载荷A1和A2；
(2) 轴承1和轴承2的当量动载荷P1和P2。
图2 第六大题第23小题答案图
解:(1)计算轴承的轴向载荷
S1=0.68R1=0.68×2000=1360 N
S2=0.68R2=0.68×4000=2720 N
S1、S2方向见图2
因为Fa+S2=800+2720=3520 N＞S1
1. 图4所示一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为Fr1=2000N，Fr2=4000N,轴上作用的轴向外载荷KA=1000N，轴承内部派生轴向力S的计算式为S=0.7Fr，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比Fa/Fr>e时，X=0.41，Y=0.87；Fa/Fr≤e时，X=1，Y=0，e=0.68；载荷系数fp=1.0.试计算：
＊当 ≤e时，X＝1，Y＝0；当 ＞e时，X＝0.41，Y＝0.87。
解：（1） ――2分
――2分
（2） ＞
故 ―――――――－3分
（3） ＞e，故 ，
（N）
，故 ，
（N）―――――4分
6.如图所示的轴系，轴系受力如图所示，请确定每个滚动轴承所受的轴向力大小。其中FR1=20KN，FR2=2KN，Fa=5KN，内部轴向力S=0.7FR。
所以 轴承1“压紧”，A1=Fa+S2=800+2720=3520 (2分)
轴承2“放松”，A2=S2=2720 N(2分)
（2）计算轴承的当量动载荷
轴承1A1/R1=3520/2000=1.76＞e=0.68,则取
X1=0.41,Y1=0.87
P1=fF(X1R1+Y1A1)
=1.2×(0.41×2000+0.87×3520)=3882.4 N (2分)
解： S1=14KN S2=1.4KN （2分）
S2+Fa=1.4+5=6.4KN<S1=14KN （2分）
轴承1被放松 轴承2被压紧 (2分)
Fa1=14KN Fa2=9KN （4分
7.一机械传动装置，采用一对角接触球轴承，暂定轴承型号为7307AC。已知轴承载荷R1=1200 N，R2=2050 N，FA=880 N，转速n=5000 r/min，运转中受中等冲击，预期寿命Lh=2000 h，试问所选轴承型号是否恰当？（注：70000AC型轴承的内部轴向力为0.7R；对70000AC型轴承，e=0.68；当A/R>e时，X=0.41、Y=0.87；当A/Re时，X=1、Y=0；fT=1；fF=1.5；7307AC轴承的径向额定动载荷 C=32800 N。）（14分）
因为 C2＜C，故所选7307AC轴承合适。
（1）两个轴承的轴向载荷Fa1、Fa2;
（2）两个轴承的当量动载荷P1、P2
1. 解 （1）S1=0.7Fr1=0.7×2000=1400N
S2=0.7Fr2=0.7×4000=2800N
S1、S2方向如第29题答案图。
S1+KA=1400+1000=2400N<S2
轴承1“压紧”，Fa1=S2-KA=1800N………………（3分）
解：（1） ＝ （N） ―――――――――1.5分
＝ （N） ―――――――――1.5分
（2） （N）＜ （N）
故 （N） ――――――――――――――――3分
（N）＞ （N）
故 （N） ―――――――――――――3分
，则X＝1，Y=0。
则 ＝4000 （N）
――――――――――――――――――3分
解：（1）先计算轴承1、2的轴向力A1、A2：
两个70000AC型轴承的内部轴向力为
因为
所以 ，
（2）计算轴承1、2的当量动载荷：
70000AC型轴承e=0.68，而
所以X1=0.41、Y1=0.87；X2=0.41、Y2=0.87。故径向当量动载荷为
（3）计算所需的径向额定动载荷C
因两端选择同样尺寸的轴承，而P2＞P1，故应以轴承2的径向当量动载荷P2为计算依据。
轴承2“放松”，Fa2=S2=2800N………………（3分）
（2）
…（3分）
2.下图所示为一对角接触球轴承支承的轴系，轴承正安装（面对面），已知两个轴承的径向载荷分别为 =2000N， = 4000N，轴上作用的轴向外加载荷 =1000N,轴承内部附加轴向力 的计算为 =0.7 ，当轴承的轴向载荷与径向载荷之比 ＞e时，X=0.41，Y=0.87，当 ≤e，X=1，Y=0，e = 0.68，载荷系数fp= 1.0，试计算：
轴承2A2/R1=2720/4000=0.68≤e=0.68,则取
X2=1,Y2=0
P2=fFX2R2
=1.2×1×4000=4800 N (2分)
4. 某轴用一对同型号角接触球轴承支承，受力情况如图所示。已知：内部轴向力 ＝0.68 ，e＝0.68。当 ≤e时，X＝1，Y＝0；当 ＞e时，X＝0.41，Y＝0.87。问哪个轴承的寿命低？
（1）两个轴承的轴向载荷FA1、FA2； （2）两个轴承的当量动载荷P1、P2。
解：（1）
轴承1为压紧端，轴承2为放松端…………………………………1分
…………………………………….2分
(2)
3．一对46210角接触球轴承反安装，如图1所示。已知轴承1和轴承2 的径向载荷分别为R1=2000N,R2=4000N,轴上作用的轴向载荷Fa=800N(指向轴承2)，轴承的派生轴向力S的计算式S=0.68R，e=0.68，X=0.41,Y=0.87。轴承载荷有轻微冲击，载荷系数fF=1.2，工作温度不大于120C。试求：