机械设计基础（第2版）-习题及答案单元八轴承参考答案

单元八轴承8-1试说明下列滚动轴承代号的含义:30308、LN203、6210/C3、7210C、51208、N208E/P4、7208AC/P5。答：30308:这是一个圆锥滚子轴承的代号，其中"30"表示锥角为30度，"308"表示内径为40mm、外径为90mm、宽度为25.25mm。LN203:这是一个深沟球轴承的代号，其中"LN"表示内径加倍，"203"表示内径为17mm、外径为40mm、宽度为12mm。6210/C3:这是一个深沟球轴承的代号，其中"6210"表示内径为50mm、外径为90mm、宽度为20mm，"/C3"表示轴承内部游隙大于标准。7210C:这是一个角接触球轴承的代号，其中"7210"表示内径为50mm、外径为90mm、宽度为20mm，"C"表示轴承的接触角为15度。51208:这是一个推力球轴承的代号，其中"512"表示单向推力球轴承，"08"表示内径为40mm、外径为68mm、宽度为19mm。N208E/P4:这是一个圆柱滚子轴承的代号，其中"N208"表示内径为40mm、外径为80mm、宽度为18mm，"E"表示轴承带有增强型内圈，"/P4"表示轴承的精度等级为P4。7208AC/P5:这是一个角接触球轴承的代号，其中"7208"表示内径为40mm、外径为80mm、宽度为18mm，"AC"表示轴承的接触角为25度，"/P5"表示轴承的精度等级为P5。8-2试述滚动轴承的主要失效形式。答：疲劳失效：长时间运行和负荷作用下，轴承内部的滚动体和滚道会受到循环应力，导致材料疲劳破坏。疲劳失效表现为滚动体和滚道表面出现裂纹或断裂。磨损：由于轴承在工作中滚动和滑动，摩擦力会导致轴承部件表面的材料磨损。常见的磨损形式包括磨粒磨损、磨痕磨损和胶合磨损。密封失效：轴承通常需要进行密封以防止外界污染物进入轴承内部。密封失效可能导致润滑剂泄漏，进而造成轴承内部润滑不足或污染。腐蚀和锈蚀：在恶劣的工作环境下，轴承可能会遭受化学腐蚀或氧化锈蚀，导致表面的材料损坏或腐蚀。温度过高：轴承在工作中由于摩擦产生热量，如果散热不良或润滑不足，温度可能会升高，导致轴承失效。安装错误或装配不当：轴承的安装和装配过程中，如果存在错误或不当操作，例如过度或不足的预紧力、轴承偏斜等，可能导致轴承失效。8-3滚动轴承的额定寿命、额定动载荷和当量动载荷的含义是什么?答：额定寿命（RatedLife）：额定寿命是指在一定条件下，轴承可以运行的预期寿命。通常表示为一定数量的旋转循环或行程循环，例如滚动轴承的额定寿命可以表示为L10寿命。额定寿命是基于统计方法和试验数据得出的，表示在这个循环数内，约有90%的轴承能够正常运行而不出现失效。额定动载荷（RatedDynamicLoad）：额定动载荷是指轴承能够承受的标准动载荷，即在额定寿命下，轴承可以安全运行的最大载荷。额定动载荷考虑了轴承的寿命、可靠性和使用条件等因素，是选取轴承的重要参考指标。当量动载荷（EquivalentDynamicLoad）：当量动载荷是在实际工况下，将复杂载荷条件转化为等效载荷的概念。在实际应用中，轴承所受的载荷通常是多向、不规则的，难以直接确定额定动载荷。因此，通过计算和考虑不同载荷方向和大小的综合影响，将复杂载荷转化为当量动载荷，以便与额定动载荷进行比较和选择合适的轴承。8-4滚动轴承的内、外圈的固定形式各有几种?适用于什么场合?答：轴承与轴配合：内圈与轴通过配合方式实现固定，外圈通过外圈与座孔的配合方式实现固定。适用于轴与座孔都有足够的强度和刚度的场合。紧定套圈：使用紧定套圈将内圈或外圈紧固在轴上或座孔上。适用于轴或座孔的尺寸与轴承的内径或外径有较大差距的场合，或需要频繁拆卸的场合。锁紧螺母：通过螺母的锁紧来固定轴承的内圈或外圈。适用于需要轴承在轴上或座孔上做轴向位置调整的场合。接触式密封件：通过轴承上的接触式密封件与轴或座孔的配合来固定内圈或外圈。适用于需要防止外界灰尘、水等物质进入轴承内部的场合。加装固定环：在轴承上加装专门的固定环来固定内圈或外圈。适用于需要额外固定轴承的场合，如在高速旋转或振动环境下。8-5采用滚动轴承轴系结构形式有几种?适用于什么场合?答：单轴承结构：轴系中只有一个滚动轴承，通常用于轻载、低速、简单的轴系，例如家用电器、小型机械等。双轴承结构：轴系中有两个相对安装的滚动轴承，通常用于承受较大径向和轴向载荷的应用，例如机床主轴、车辆传动轴等。多轴承结构：轴系中有多个滚动轴承并按一定顺序组合，常见的有串联、并联、交叉等结构形式。多轴承结构能够承受更大的载荷和提供更高的刚度，适用于重载、高速、精密的机械设备，例如工业机械、航空航天设备等。调心轴承结构：通过调心滚子轴承或调心球轴承来实现轴系中的轴向和角向调整。调心轴承结构能够补偿轴系中的轴向偏差和安装误差，适用于需要调整和适应不同工况的应用。8-6在进行滚动轴承组合设计时应考虑哪些问题?答：载荷分析：准确分析和计算实际工作条件下的径向载荷、轴向载荷和扭矩等，以确定所需的轴承类型、数量和布局。轴承选型：根据工作条件、载荷类型和工作要求选择合适的滚动轴承，包括球轴承、滚子轴承、调心轴承等，考虑到其载荷能力、刚度、运行精度和寿命等参数。轴承布局：确定轴承的布局方式，包括单轴承、双轴承或多轴承结构，以满足轴向和径向载荷的要求，同时考虑轴系的刚性和运行平稳性。轴承寿命计算：根据滚动轴承的额定寿命和工作条件，计算轴承的寿命，以确保轴承在设计寿命内能够可靠运行。温度和润滑：考虑轴承的工作温度和润滑方式，选择合适的润滑剂和润滑方式，以确保轴承在正常工作温度和充分润滑条件下运行。安装和调整：考虑轴承的安装方式和调整要求，包括合适的安装间隙、预紧力和轴向偏差等，以确保轴承能够正确安装并正常运行。振动和噪声：在设计中考虑减小轴承振动和噪声的措施，选择合适的密封、降噪装置和减振措施，以提高轴系的运行平稳性和舒适性。8-7轴承为什么要进行润滑和密封?常用的润滑油和密封装置有哪些?答：轴承进行润滑和密封的目的是为了保护轴承，减少摩擦和磨损，延长轴承寿命，并防止灰尘、污染物和湿气等对轴承的侵入。润滑油：矿物油：常用的润滑油类型，适用于一般工况。合成油：具有更高的性能，耐高温、抗氧化和抗腐蚀等特点，适用于高速、高温和特殊环境下的工作。润滑脂：由稠化剂和润滑油组成，适用于密封和长期润滑要求的场合，能够提供更好的密封效果。密封装置：密封圈：常用的轴封装置，安装在轴承外部，防止润滑油泄漏和污染物进入。密封盖：覆盖在轴承上，形成密封，常用于防尘和防水的场合。防尘罩：安装在轴承周围，防止灰尘和杂物进入轴承内部。密封润滑脂：具有密封功能的润滑脂，能够阻止润滑油的泄漏和污染物的侵入。8-8一代号为6304的深沟球轴承，承受径向载荷Fr=2kN，载荷平稳,转速n=960r/min，一般工作温度，试计算该轴承的寿命；若载荷改为F答：略。8-9根据工作条件,某机器传动装置中的轴两端各采用一个深沟球轴承，轴颈d=35mm,转速n=200r/min，每个轴承承受径向载荷Fr=2000N，一般工作温度,载荷平稳，预期使用寿命Lℎ答：略。8-10一矿山机械的转轴，两端用6313深沟球轴承，每个轴承的径向载荷Fr=5400N，轴上的轴向外载荷Fr=2650N，轴的转速n=1250r/min，一般温度下工作