机械设计试题及答案第十章滑动轴承课件

第十章滑动轴承填空题判断题问答题10－1在滑动轴承中，根据其滑动表面摩擦状态的不同，可分为

和

轴承。答案：液体摩擦滑动轴承；非液体摩擦滑动轴承10－2多油楔轴承在空载运行时，轴与各轴瓦处于某个_______位置上，形成几个有承载能力的_______,它的支承反力有助于轴的______答案：偏心；油楔；稳定运转10－3推力轴承用来承受_________载荷。当与向心轴承联合使用时，可以承受________载荷。推力轴承的工作面可以是轴端面或轴上的环形平面，一般机器上大多采用空心轴颈或多环轴颈。多环轴颈不仅能承受_______载荷，还可以承受________载荷。答案：轴向；复合；轴向；双面的轴向。

10－4轴瓦材料应具有足够的_______强度，_______强度和_______能力。为了提高轴瓦的强度，可以采用_______金属和________金属的轴瓦结构。答案：抗压；疲劳；承受冲击；双；三10－5为使润滑油进入整个摩擦面间，对于长径比L／d较小的轴承只须开一个_______，对于长径比大，可靠性要求高的轴承，须开设_________,使油能可靠地润滑整个摩擦表面之间。答案：油孔；油槽

10－9设计液体摩擦动压向心滑动轴承时，若轴承人口温度ti

＜35～40℃，则表示轴承不易达到________状态。此时需加大_______,并适当地降低轴瓦及轴颈的_________，再作计算答案：热平衡；间隙；表面粗糙度10—10液体摩擦动压滑动轴承通常的冷却办法，是在轴承座中加入________，以带走多余的热量，使轴承的温度降低。但此时油的________增大，因而________加大，产生的_______也有一定增加，为此采用加快润滑油的_________速度来冷却轴承，要求在一定的________下向轴承供油。为了加强冷却效果，须在轴承________区开上附加__________,以利润滑油的循环。为加强热量从轴瓦间轴承座上传导，不应在两者之间存在不流动的__________。答案：水套；粘度；阻力；热量；循环；压力；非承载；油沟；空气泡。10－11充足的供油量是产生液体摩擦的必要条件。一般说来，采用各种方法供油，一方面是为了补充_______油量；另一方面也是为了借助于这部分油量带走一部分________，从而使轴承不致发生________现象答案：轴承两端漏出；摩擦热量；过热

10－12为把润滑油导入整个润滑面间，须开设油槽或油孔。（1）对于纵向油槽，当径向载荷相对轴承不转动时，应开在哪个零件上？（2）当径向载荷相对轴承转动时，应开在哪个零件上？（3）纵向油槽的长度一般应稍短于哪个零件的长度？这样就可以防止油过多地从油槽两端流失，从而减少进入润滑部位的油量。（1）轴，（2）轴承；（3）轴瓦答案：轴承；轴；轴瓦10－13液体摩擦动压向心滑动轴承，相当偏心距反映了轴承的承载能力。（1）当载荷很小或轴颈转速很高时，X接近于哪个值？hmin等于多少？（2）当载荷很大或轴颈转速很低时，x近似等于多少？hmin等于多少？答案：X接近于0，hmin

等于；X近似等于1，hmin等于010－14设计动压式向心轴承时，若长径比L／d取得较大，会带来下列哪种后果？（1）轴承泄漏量大、承载能力低、温升高；（2）轴承端泄量大、承载能力低，温升低；（3）轴承端泄量小、承载能力高，温升高；（4）轴承端泄量小、承载能力高，温升低答案：轴承端泄量小、承载能力高、温升高10－17一滑动轴承，轴颈表面粗糙度为RZ＝0．0032mm，轴瓦表面粗糙度为RZ=0．0063mm，为保证其处于液体摩擦状态下工作，该轴承最小油膜厚度必须大于下列哪个值？(1)9.5µm(2)14.24µm(3)19µm(4)28.5µm答案：19µm

【例10－1】设计一电动机液体向心滑动轴承，已知轴承载荷P＝35kN，轴颈直径d＝100mm，电动机转速n＝1000r／min，轴承工作时的包角a＝180°。试确定：（1）轴瓦材料入（2）润滑油的牌号。（3）润滑油的流量。（4）最小油膜厚度。（5）轴与孔的公差配合及表面粗糙度。解1．选择轴承材料参照教材中表12－5推荐的轴承长径比L／d，电机主轴承的长径比L／d＝0．6～1．5，为计算方便可取L／d＝1，则L＝d＝100mm参照教材中表12－2常用金属轴瓦的使用性能，选ZCHSnsb11－6作为轴瓦材料，并查得[P]=25Mpa,[v]=80m/s,[pv]=20MPam/s［对照题目中给定条件及选定的有关许用值，可以看到能满足电机轴承的工作要求］2．初选润滑油选30号机械油润滑，并假定tm＝50℃

，其运动粘度v50＝28CSt，取y50＝0．98g／cm3［查图4－7]，则50=v50y50=0.9×28=0.0252Pas

3．计算油膜厚度4.计算临界最小油膜厚度设轴颈经过淬火后精磨，表面粗糙度，轴瓦孔径精镗，表面粗糙度为，由表7-6知，RZ1=3.2m,RZ2=6.3m满足轴承工作的可靠性要求。5．验算润滑油的入口温度首先按式且=1，故根据x=0.6136和L/d=1,查图12—27得并取C=1800J/(kg℃),y=900kg/m3,aS=80w/(m2℃),故润滑入口温度为：可见轴承不易达到热平衡状态。解决途径有；（1）选用粘度较低的润滑油润滑。选用20号机械油，y50=20cst,50=0.018pas,Cp=1.859,x=0.6913,hmin=15.435m<2hminc=19m。故不满足轴承工作可靠性要求。（2）取较大的直径间隙，降低轴承及轴颈表面粗糙度。取⊿＝0.15mm，轴颈表面粗糙度为，轴瓦表面粗糙度为，则⊿值位于⊿max与

⊿min之间验算⊿max值当⊿max=0.161mm时，根据Cpmax

和L/d的值查表12—7知，x1=0.8根据x1和L/d的值查表12—7得，演算⊿min查表12—7知,x2=0.04375查表12—7知,由以上验算可以看出，所选配合不实用（2）另选配合则空的公差为，轴的公差为最大间隙⊿max=0。035－(－0.155)=0.190mm最小间隙⊿min=0－(－0.120）=0.120mm⊿值位于⊿max与

⊿min之间验算⊿max值当⊿max=0.161mm时，max=0.0019,Cpmax=4.713,x1=0.85,hmin1=14.25m>2hminc=9.6m,f1=0.0023,,⊿t1=16.2℃,tf1=41.9℃(接近40℃，热平衡条件可满足)演算⊿min当⊿min=0.120mm时，min=0.0012,Cpmin=1.912,x2=0.7,hmin2=18m>2hminc=9.6m,f2=0.00263,⊿12=35.65℃>35℃，（热平衡条件可满足）由以上验算可以看出，所选配合是合适的10－17试述对开式滑动轴承和整体式滑动轴承的结构特点和应用。答：对开式滑动轴承使轴的安装和拆卸都较方便，在一定范围内可以调整轴承孔与轴颈间的间隙。允许通过轴瓦与轴肩端面的接触来承受不大的轴向力整体式滑动轴承结构简单，但拆装不方便。磨损后，轴承间隙无法调整。多用于间歇性工作和低速轻载的简单机器中。10－18为什么采用多油楔滑动轴承能改善高速滑动轴承工作时的稳定性？答：由于多抽楔滑动轴承的扇形块是支承在球面上的，它的倾斜度可随轴颈位置的不同自动地调整，以适应不同的载荷、转速和轴的弹性变形偏斜等情况，保持轴颈与轴瓦的适当间隙，从而能建立起可靠的液体摩擦润滑油膜，可以改善高速滑动轴承工作时的稳定性。10－19对轴瓦材料的主要要求是什么？答：轴瓦材料应选那些与轴颈相互摩擦时，摩擦系数小和磨损小的减摩、耐磨材料。除此之外还应满足下列要求。（1）抗粘着性。一般用与钢相匹配不易产生粘着的材料，就可具备抗粘着性。（2）适应性。轴承适应轴的弯曲和其它几何形状误差的能力叫轴承的适应性。（3）容纳异物的能力。当摩擦表面混入异物时，能嵌入轴瓦材料中而不外露，以使轴颈及轴瓦表面不受磨损。（4）抗疲劳性。抵抗多次重复作用的变应力在材料表层引起裂纹和脱落的能力。（5）强度轴瓦材料要具有足够的抗压强度、疲劳强度和承受冲击的能力。（6）抗腐蚀性。抵抗矿物油润滑剂长期使用后，氧化而生成酸性的胶状沉积物对轴瓦腐蚀的能力。（7）价格及来源。价廉和易于获得以及更换轴瓦停机所带来的损失。10—20用常用的轴瓦材料有哪几种？其主要特点是什么？答：常用轴瓦有金属和非金属两类。金属轴瓦包括如下几种。（l）铸铁。具有耐磨性和润滑作用。（2）轴承合金。锡基轴承合金的抗腐蚀能力高，抗粘着能力强，与钢背结合后较牢固；铝基轴承合金抗腐蚀能力较差。（3）铜合金。强度、硬度较高，但容纳异物及适应性均较差，如铸造铝青铜。（4）铝合金。强度高、耐腐蚀、导热性良好。但要求轴颈表面有高硬度和低的表面粗糙度。（5）陶质金属。不同金属粉末烧结，压制而成轴瓦材料。这种材料制成的含油轴承，具有自润滑性。但韧性小，宜用于平稳无冲击载荷及中低速度情况下。非金属轴瓦包括如下几种。（4）竖直放置的轴承，全环油槽应开设在轴承的上端。（5）当要求润滑油单向流动以改善水平轴的端部密封时，或竖直轴要由下向上地吸油时，可开设螺旋油槽。其螺旋线的方向应保证油流方向与所要求的相一致。（6）油槽的剖面形状，应避免边缘有锐角及棱角，以便油流入被润滑表面之间。10—21用试述非液体摩擦滑动轴承的失效形式及设计准则。答：滑动轴承的失效往往是几种失效形式并存，相互影响，很难把它们截然分开。其中磨料磨损和粘着磨损是主要的失效形式。设计非流体摩擦滑动轴承，主要是在轴承的直径d和长度L决定以后，进行比压p和pv的验算。对于比压小的轴承，还要进行速度v的验算。10－22试述非液体摩擦滑动轴承的设计方法。答；设计时，一般已知轴的直径d，转速n和轴承载荷P，从后进行下列计算。（1）根据工作条件和使用要求，确定轴承的结构型式。查表确定轴瓦材料。（2）参考表中推荐的L／d值，据已知直径d确定轴承的长度L。（3）验算轴承的承载能力：p<[p],pv<[pv],v<[v]并选择配合。

10－23试述轴承直径间隙的选择原则。答：直径间隙应根据轴承所铜材料的性质、载荷大小、转速高低等一系列因素综合考虑，适当选择。载荷越大，最小间隙越小时，其直径间隙应选得小一些。转速越高，最小间隙越大，摩擦系数也较大，温升也较高，要求良好冷却，直径间隙应选得大一些。对要求旋转精度高的轴承，也应选择较小的直径间隙。轴承材料的膨胀系数越大，应选择较大的直径间隙。其具体值可参照书上所列表格中计算平均直径间隙的经验公式。10—26说明滑动轴承润滑剂的选用原则。答：