发布时间 : 星期一 文章机械设计基础（陈立德第三版）课后答案（1-18章全）更新完毕开始阅读f34d4558be23482fb4da4c92
第15章 轴承
15.1 滚动轴承的主要类型有哪些？各有什么特点？ 答：（1）深沟球轴承。主要承受径向载荷，也能承受一定的双向轴向载荷、可用于较高转速。
（2）圆锥子轴承。内、外圆可分离，除能承受径向载荷外，还能承受较大的单向轴向载荷。
（3）推力球轴承。套圈可分离，承受单向轴向载荷。极限转速低。
（4）角接触球轴承。可用于承受径向和较大轴向载荷，?大则可承受轴向力越大。 （5）圆柱滚子轴承。有一个套圈（内、外圈）可以分离，所以不能承受轴向载荷。由于是线接触，所以能承受较大径向载荷。
（6）调心球轴承。双排球，外圈内球面、球心在轴线上，偏位角大，可自动调位。主要承受径向载荷，能承受较小的轴向载荷。
15.2 绘制下列滚动轴承的结构简图，并在图上表示出轴承的受力主向：6306、N306、7306ACJ，30306、51306。
答：按表15.2中表示的简图及受力方向绘制。
15.3滚动轴承的基本额定动载荷C与基本额定静载荷Cο在概念上有何不同，分别针对何种失效形式？
答：（1）基本额定动载荷C与基本额定静载荷Cο在概念上区别在于“动”与“静”二字的区别。C是指轴承在L10（单位为106r）时轴承能承受的最大载荷值；Cο是指在静载荷下极低速运转的轴承。
（2）C下的失效形式为点蚀破坏；Cο下为永久塑性变形。
15.4 何谓滚动轴承的基本额定寿命？何谓当量动载荷？如何计算？
答：基本额定寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转时，90%的轴承未发生疲劳点蚀前运转的总转教，或在恒定转速下运转的总工作小时数，分别用L10、L10h表示。
当量动载荷是轴承在当量动载荷P作用下的寿命与在实际工作载荷（径向和轴向载荷）条件下的寿命相等。其计算方式为
P?fP?XFr?YFa?
15.5滚动轴承失效的主要形式有哪些？计算准则是什么？ 答：对于一般转速的轴承（10Y/min 对于高速轴承，除疲劳点蚀外其工作表面的过热也是重要的失效形式，因此除需进行寿命计算外还应校验其极限转速。 对于低速轴承（n<1r/min），可近似地认为轴承各元件是在静应力作用下工作的，其失效形式为塑性变形，应进行以不发生塑性变形为准则的静强度计算。 15.6 滚动轴承寿命计算中载荷系数FP及温度系数Ft有何意义？静载荷计算时要考虑这两个系数吗？ 答：因滚动轴承工作时，各个元件上的载荷及应力都是变化的，当量动载荷只是一个理论值。实际上，轴承上的载荷，由于机器的惯性、零件精度高低等其他影响因素，往往Fr和Fa和实际是有差别的，而这种差别很难从理论上精确求出，为了计及这些影响，故引进载荷系数fP。 一般轴承只能在低于120C的工作条件下使用，当轴承工作温度t?120C时，轴承元 ??件材料组织变化，硬度降低等因素对轴承承载能力有影响，故引入温度系数fT。 对静载荷计算时，一般不考虑这两个系数。 15.7 在进行滚动轴承组合设计时应考虑哪些问题？ 答：在进行轴承组合设计时应考虑如下几个问题：（1）轴承的轴向固定；（2）轴承组的轴向固定；（3）轴承组合的调整；（4）轴承组合支承部分的刚度和同轴度；（5）轴承的预紧；（6）轴承的配合与装拆；（7）轴承的润滑与密封等。 15.8 试说明角接触轴承内部轴向力FS产生的原因及其方向的判断方法。 答：由于接触角?的存在，使得轴承在承受径向载荷时会产生一个内部轴向力FS，其方向由外圈的宽边指向窄边。 15.9 为什么两端固定式轴向固定适用于工作温度不高的短轴，而一端固定、一端游动式则适用于工作温度高的长轴？ 答：主要原因为温度高时，轴的轴向变形量大，无法依靠轴承本身的游隙来补偿，只得依靠一端游动式来补偿。 15.10 为什么说轴承预紧能增加支承的刚度和提高旋转精度？ 答：预紧后能消除轴承的游隙并使滚动体和内、外圈接触处产生弹性变形，这样就可提高轴承的刚度和旋转精度。 15.11 为什么角接触轴承通常要成对使用？ 答：其目的是消除或减小内部轴向力的影响。 15.12 列举工厂中滚动轴承与滑动轴承的实际应用。（去工厂实习时注意观察） 答：学生去工厂进行实习，注意观察滚动轴承和滑动轴承的实际应用。 15.13 轴承常用的密封装置有哪些？各适用于什么场合？ 答：密封是为了阻止润滑剂从轴承中消失，也为了防止外界灰尘、水分等侵入轴承。 按照密封的原理不同，可分为接触式密封和非接触式密封两大类，前一类用于速度不高的场合，后一类可用于高速。接触式密封有毡圈密封、皮碗密封等；非接触式密封有间隙式、迷宫式等。 15.14 滑动轴承有哪几种类型？各有什么特点？ 答：滑动轴承的类型有如下几种： （1） 径向滑动轴承。承受径向载荷。 （2） 推力抽承。承受轴向载荷。 15.15 对轴瓦、轴承衬的材料有哪些基本要求？ 答：对轴瓦、轴承衬的材料有如下基本要求： （1） 具有足够的抗冲击、抗压、抗疲劳强度。 （2） 具有良好的减摩性、耐磨性和磨合性。 （3） 具有良好的顺应性和嵌藏性。； （4） 具有良好的工艺性、导热性和耐腐蚀性。 15.16 试通过查阅手册比较6008、6208、6308、6408轴承的内径d、外径D、宽度B和基本额定动载荷C，并说明尺寸系列代号的意义。 答：（1）6008。内径d为40mm，外径D为68mm，宽度B为15mm,基本额定动载荷Cr为17.0kN。 （2）6208。d=40mm，D=80mm，B=18mm, Cr=29.5kN。 （3）6308。d=40mm，D=90mm，B=23mm, Cr=40.8kN。 （4）6408。d=40mm，D=110mm，B=27mm, Cr=65.5kN。 在代号中，右起第一、二位数，表示内径代号，上述例子中为08，表示内径尺寸为08×5=40mm。 在代号中，右起第三、四位数，表示尺寸系列代号。第三位为直径系列代号，第四位为宽度系列代号。如为01则可省略不表示。在6008中，第三位为0，表示直径系列代号，宽度系列代号也为0，可省略。在6208中，2为直径系列代号，在6308、6408中，3、4均为直径系列代号。代号中右起第五、六、七位表示类型代号。在此例中，由于宽度系列代号为0，省去，第四位就缺了，第五、六位等无数字，故类型代号就占第四位了。6代表深沟球轴承类型。 15.17 一深沟球轴承受径向载荷Fr=7500N，转速n=2000r/min，预期寿命?Lh??4000h，中等冲击，温度小于100C。试计算轴承应有的径向基本额定动载荷Cr值。 解:(1)求当量动载荷。由表15.12取载荷系数fP=1.5,由式(15.2)得当量动载荷P为 ?P?fPFr?1.5?7500?11250N (2)计算轴承的径向基本额定动载荷。由表15.14取fT=1，深沟球轴承寿命指数??3，根据式(15.6)可得 Cr? P?60n?Lh??11250?60?2000?4000???????88085N 66fT?101?10???113所以该轴承应有的Cr=88085N。 15.18 30208轴承基本额定动载荷Cr=63000N。（1）若当量动载荷P=6200N，工作转速 n=750r/min,试计算轴承寿命L10h；（2）若工作转速n=960r/min，轴承的预期寿命 ?Lh??10000h，求允许的最大当量动载荷。 解：（1）根据式(15.5)得（取fT=1，???10） 3103L10h?10?fTC?10?1?63000?????50110h ??60n?P?60?750?6200?66（2）由式（15.5）L10h106?fTC??????Lh? 60n?P?1??10???10fC? 可得P??????1?63000?9359N ?60n?L??T60?960?10000??h??6?6103所以，允许的最大当量动载荷P?9359N。 15.19 直齿轮轴系用一对深沟球轴承支承，轴颈d=35mm,转速n=1450r/min，每个轴承受径向载荷Fr=2100N，载荷平稳，预期寿命?Lh??8000N，试选择轴承型号。 解：（1）计算当量动载荷P。查表15.12取fP=1.1，根据式(15.2)得 P?fPFr?1.1?2100?2310N （2）计算所需的径向额定动载荷。由式(15.6)得 C?113P?60n?Lh??2310?60?1450?8000???????20471N fT?106?1?106??（3） 轴承型号。查手册，根据d=35mm选得6270轴承，其Cr?25500N?20471N，故选用6207轴承合适。 15.20 一对7210C角接触球轴承分别受径向载荷Fr1=8000N，Fr2=5200N，轴向外载荷FA的方向如题15.20图所示。试求下列情况下各轴承的内部轴向力FS和轴向载荷Fa。（1）FA=2200N；(2)FA=900N；(3)FA=1120N。 题15.20图 解：（1）FA=2200N。计算轴承内部轴向压力FS。根据表15.16，内部轴向力FS?eFr，查轴承手册得7210C轴承Cor=32000N。 图a