机设作业12章解答

d
由 pv
F 1 104 m m 22.36m m [ p] 20
d Fn 34.907m m 60000 [ pv]
F dn . [ pv ] 得 Bd 60 1000
∴ 应取 d=35 mm
验算 v=π dn/60000=1.8326m/s＜[v]=15m/s
12-28 在设计液体润滑轴承时,当出现下列情况之一后,可考虑采取什么措施(对每种情况提出两 种改进措施)？ ⑴ 当 hmin<[hmin]时; ⑵ 当条件 p<[p]、v<[v]、pv<[pv]不满足时； ⑶ 当计算入口温度 ti 偏低时。 答： （1）说明承载能力不够。可：d↑；B↑；η ↑；ψ ↓等。 （2）可改选材料； B↑。 （3）说明轴承的温升过高，承载量过大。可：d↑，B↑；ψ ↑η ↑等。
v
dn
60 1000
v1 0.628m
s s v3 5.236m s
v 2 1.047m
V3 >[v] 材料不合适。 F≤[PV]Bd/v F1 ≤955.414 KN ∴ 取 F=750 KN F2 ≤ 573.065 KN ∴ 取 F=573.065 KN n=500r/min 时, v>[v] 不满足。
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机械设计作业集 12-29 液体动力润滑轴承承载能力验算合格的基本依据是什么？ 答；p≤[p]；pv≤[pv]；v≤[v]；hmin＞
[hmin]；ti ＞35 —40 C 。
0
0
12-30 就液体动力润滑的一维雷诺方程 答：能承载，
h h0 p 6v x h3
χ a＞χ
F
b
2vB
2
Cp
a） b）
Cp ↑ 承载能力 F↑;χ ↑ Cp ↑ ，所以,Fa > Fb ；
题 12—31 图 （3）令耗油量（或流量）系数为 Cq C q 则：润滑油流量 q=Cq ∵χ 值不详 ∴
q vBd
ψ vBd
，由书中图 12—16 可知： Cq 随着χ 的增大先增后减
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机械设计作业集 12-35 某转子的径向滑动轴承，轴承的径向载荷 F=10000N，轴承宽径比 B/d=1.0，轴径的转速 n=1000r/min，载荷方向一定，工作情况稳定，轴承相对间隙 0.84 v 103 (v 为轴颈圆周速 度，m/s)，轴颈和轴瓦的表面粗糙度 Rz1=3.2μ m，Rz2=6.3μ m，轴瓦材料的[p]=20MPa，[v]=15m/s， [pv]=15MPa.m/s，油的粘度η =0.028Pa.s。 ⑴ 求按混合摩擦润滑（不完全液体润滑）状态设计时，轴颈的直径 d=？。 ⑵ 将由⑴求出的轴颈直径进行圆整， （尾数为 0 或 5） ，试问在题中给定条件下此轴承能否达 到液体润滑状态？ 解: (1) 按不完全液体润滑状态，设计轴颈直径： 由 F/(dB)≤[P]，B/d=1 得
12-33 有一不完全液体润滑径向滑动轴承，轴颈直径 d=200mm，轴承宽度 B=250mm，轴承材料选用 ZCuAl10Fe3，当轴转速为 60r/min、100r/min、500r/min 时,轴承允许的最大径向载荷各为多少? 解：由表 12—2 ZCuAl10Fe3 （10-3 铝青铜） [p]=15Mpa [pv]=12Mpa m/s [v]=4m/s F≤B.d[p]=250×200×15=750KN
，说明形成液体动压润滑的必要条件。
p 应大于 0，所以： x η ＞0，润滑油应有一定的粘度； V＞0，有相对速度； h≠h0 ，有楔形间隙，油由大端流进小端流出。
12-31 图所示为两个尺寸相同的液体摩擦滑动轴承，其工作条件和结构参数（相对间隙ψ 、动力 粘度η 、速度 v、轴径 d、轴承宽度 B）完全相同。试问哪个轴承的相对偏心率χ 较大些？哪个轴 承承受径向载荷 F 较大？哪个轴承的耗油量 Q 较大些？ 答：偏心率：χ =e/δ (1) (2) 半径间隙: δ =R-r
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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。
二、
填空题
12-15 在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制 p 值的主要目的是 避免过度磨损 ；限制 pv 值的主要目的是 限制温升，避免胶合 。 12-16 径向滑动轴承的偏心距 e 随着载荷增大而 增大 ；随着转速增高而 减小 。 12-17 在设计液体摩擦动压滑动轴承时，若减小相对间隙ψ ，则轴承的承载能力将 提高 ；旋转 精度将 提高 ；发热量将 增加 。 班 级 成 绩
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机械设计作业集 12-18 非液体摩擦径向滑动轴承，按其可能的失效形式应限制 p≤[p] 、 pv ≤[pv] 、 v ≤ [v] 进行条件性计算。 12-19 形成液体摩擦动压润滑的必要条件 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； 而充分条件是 hmin＞[hmin] 。
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机械设计作业集 12-34 一液体动力润滑径向滑动轴承,承受径向载荷 F=70kN， 转速 n=1500r/min 轴径直径 d=200mm， 0 宽径比 B/d=0.8，相对间隙ψ =0.0015，包角α =180 ，采用 32 号全损耗系统用油（无压供油） ，假 0 设轴承中平均油温 tm=50 C，油的粘度η =0.018Pa.s，求最小油膜厚度 hmin。 解: 由 F
dB Cp 2
Cp
ห้องสมุดไป่ตู้
F 2 Bd
n 30 157.08 1/s
d=0.2 m
B=0.8d=0.16 m Cp =1.74
η =0.018
表 12—7
ψ =0.0015
插值可得:
B/d=0.8
χ =0.7237
hmin =rψ (1-χ )= 0.041445mm = 41.4μ m
机械设计作业集
第十二章
一、 选择题
滑动轴承
12-1 宽径比 B/d 是设计滑动轴承时首先要确定的重要参数之一，通常取 B/d= C 。 A 1～10 B 0.1～1 C 0.3～1.5 D 3～5 12-2 轴承合金通常用于做滑动轴承的 B 。 A 轴套 B 轴承衬 C 含油轴瓦 D 轴承座 12-3 B 不是静压滑动轴承的特点。 A 起动力矩小 B 对轴承材料要求高 C 供油系统复杂 D 高、 低速运转性能均好 12-4 验算滑动轴承最小油膜厚度 hmin 的目的是 A 。 A 确定轴承是否能获得液体摩擦 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 12-5 巴氏合金是用来制造 B 。 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 12-6 在滑动轴承材料中， B 通常只用做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 12-7 液体摩擦动压径向轴承的偏心距 e 随 B 而减小。 A 轴颈转速 n 的增大或载荷 F 的增大 B 轴颈转速 n 的增大或载荷 F 的减小 C 轴颈转速 n 的减小或载荷 F 的减小 D 轴颈转速 n 的减小或载荷 F 的增大 12-8 非液体摩擦滑动轴承，验算 pv≤[pv]是为了防止轴承 B 。 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 12-9 在 B 情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得太高。 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 12-10 温度升高时，润滑油的粘度 C 。 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 12-11 动压滑动轴承能建立油压的条件中，不必要的条件是 D 。 A 轴颈和轴承间构成楔形间隙 B 充分供应润滑油 0 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 C 12-12 两相对滑动的接触表面，依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为 D 。 A 液体摩擦 B 半液体摩擦 C 混合摩擦 D 边界摩擦 12-13 在滑动轴承中，相对间隙ψ 是一个重要参数，它是 B 与公称直径之比。 A 半径间隙δ =R-r B 直径间隙Δ =D –d C 最小油膜厚度 hmin D 偏心距 e 12-14 与滚动轴承相比较，下述各点中， A 不能作为滑动轴承的优点。 A 轴向尺寸小 B 间隙小，旋转精度高 C 运转平稳，噪声低 D 可用于高速
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 Rz=6.3μ m 改为 Rz=3.2μ m。 答： （1）承载能力↑ （2）承载能力↓ （3）η ↑，承载能力↑ （4）RZ↓，允许 hmin ↓，偏心率↑，承载能力↑。