机械设计基础习题解答4

作业集轴系结构改错习题及解析例题

41分析轴系结构的错误，说明错误原因，并画出壬确结构。

题41图

42分析轴系结构的错误，说明错误原因，并画出正确结构。

题42图

43分析轴系结构的错误，说明错误原因，并画出王确结构。

题43图

44分析轴系结构的错误，说明错误原因，并画出正确结构。

题44图

8.图示采用一对反装圆锥滚子轴承的小锥齿轮轴承组合结构。指出结构中

的错误，加以改正并画出轴向力的传递路线。

图解

解题要点：

该例支点的轴向固定结构型式为两端固定结构，即两支点各承担一个方向

的轴向力。

（1）存在的问题

1）两轴承外圈均未固定，轴运转时，外圈极易松动脱落。

2）轴向力无法传到机座上。向左推动轴外伸端时，整个轴连同轴承均将从

套杯中滑出；齿轮工作时将受到向右的轴向力，此时轴将带着左轴承和右轴承的

（1）存在问题

1）固定端两轴承的内、外圈均未作双向固定。当轴肥向左的轴力时，该支

点上两轴承将随着轴从套杯中脱出，或轴颈与轴承内圈配合松动，故无法将向左

的轴向力传到机座上。

2）固定端两轴承的间隙无法调整。

3）游动端支承采用的是普通型圆柱滚子轴承，即外圈两侧均不带挡边，因

此是可分离型的轴承，为保证“游而不散”其内、外圈均应作双向固定，

否则内圈与轴颈的配合易松动，外圈与滚动体极易分离、脱落。

4）轴系的轴向位置无法调整。

（2）改正方法

1）固定端套杯的左端应加内挡肩；轴右端制出螺纹，配圆螺母、止动垫圈

固定轴承内圈.这样可将向左的轴向力通过轴承坦和套杯传到机座上「

2）在右端盖和套杯间加调整垫片1,以调整轴承间隙。

3）左支承处套杯右侧加内挡肩，轴承外圈左侧加孔用弹性挡圈，以实现对

外圈的双向固定，防止其轴向移动；轴承内圈左恻加轴用弹性挡圈，以实现内圈

的双向固定；游动将在滚动体和外圈滚道之间实现。

4）套杯与机座间应加调整热片2,实现轴系轴向位置的调整。

改正后的结构及轴向力传递路线如图解所示。

10.试分析图示轴系结构的错误，并中以改正。齿轮用油润滑、轴承用脂润

滑。

解题要点：

（1）支点轴向固定结构错误

1）该例为两端固定结构，但应将两轴承由图示的反安装型改为正安装，否

则轴向力无法传到机座上；

2）左轴端的轴用弹性挡圈多余，应去掉。

3）无法调整轴承间隙，端盖与机座间应加调整垫片0

（2）转动件与静止件接触错误

1）左轴端不应顶住端盖；

2）联轴器不应与端盖接触；

3）右端盖不应与轴接触，孔径应大于轴径。

（3）轴上零件固定错误

1）套筒作用不确定，且轴上有键，无法顶住齿轮；套筒不能同时顶住轴承

的内、外圈；齿轮的轴向固定不可靠（过定位）；

2）联轴器轴向位置不确定。

（4）加工工艺不合理

1）轴上两处键槽不在同一母线上；

2）联轴器键槽未开通，深度不符标准；

3）箱体外端面的加工面与非加工面未分开。

（5）装配工艺错误

1）轴肩、套筒直径过大，两轴承均无法拆下；

2）齿轮处键过长，轴颈右侧应减小直径。

（6）润滑与密封错误

1）轴承处未加挡油盘；

2）右端盖未考虑密封。

改正后的结构见图解。

下图为双级斜齿圆柱齿轮减逆器输出轴的轴系结构图，齿轮用油润滑，轴承采用脂润滑。试分析轴系结构

的错误，在有错误处标明序号，说明原因并提出改正方法。

习题与参考答案

一、选择题

1A；2B：3D；4B；5D；6B；7B：

8C；9D；1()B；11D：12A；13B；14A；

15B；

从下列各小题给出的A、B、C、D答案中任选一个:

1若转轴在载荷作用下弯曲较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度，宜选用类型代号

为A的轴承。

A.1或2B.3或7

C.N或NUD.6或NA

2一根轴只用来传递转矩，因轴较长采用三个支点固定在水泥基础上，各支点轴承应

选用B。

A.深沟球轴承B.调心球轴承

C.圆柱滚子轴承D.调心滚子轴承

3滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合工

A.均为基轴制B.前者基轴制，后者基孔制

C.均为基孔制D.前者基孔制，后者基轴制

4为保证轴承内圈与轴肩端面接触良好，轴承的圆角半径r与轴肩处圆角半径门应满

足B的关系。

A.r=r)B.r>n

C.r<iiD.rWn

5_Q_不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷。

A,圆锥滚子轴承B,角接触球轴承

C.深沟球轴承D.圆柱滚子轴承

6B只能承受轴向载荷。

A.圆锥滚子轴承B.推力球轴承

C.滚针轴承D.调心球轴承

7B通常应成对使用。

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

8跆距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用C°

A.深沟球轴承B.圆锥滚子轴承

C.调心滚子轴承D.圆柱滚子轴承

9D不是滚动轴承预紧的目的。

A.增大支承刚度B,提高旋转精度

C.减小振动噪声D.降低摩擦阻力

10滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中—叵的轴承能达到的寿命。

A.99%B.90%

C.95%D.50%

11Q适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承。

A.深沟球轴承B.圆锥滚子轴承

C.角接触球轴承D.调心轴承

12角接触轴承承受轴向载荷的能力，随接触角。的增大而一空。

A.增大B,减小

C.不变D.不定

13某轮系的中间齿轮（惰轮）通过一滚动轴承同是在不转的心轴上，轴承内、外圈的

配合应满足Bo

A.内圈与心轴较紧、外圈与齿轮较松

B.内圈与心轴较松、外圈与齿轮较紧

C.内圈、外圈配合均较紧

D.内圈、外圈配合均较松

14滚动轴承的代号由前置代号、基本代号和后置代号组成，其中基本代号表示A。

A,轴承的类型、结构和尺寸B.轴承组件

C.轴承内部结构变化和轴承公差等级D.轴承游隙和配置

15滚动轴承的类型代号由B表示。

A.数字B.数字或字母

C.字母D.数字加字母

二、填空题

16疲劳点蚀；塑性变形

1710%

18疲劳寿命

19静强度

20两端单向固定；一端固定，一端游动；两端游动

21不高；短轴

221/8

238倍

24接触角a

25调心

16滚动轴承的主要失效形式是疲劳点蚀和塑性变形°

17按额定动载荷计算选用的滚动轴承，在预定使用期限内，其失效概率最大为

10%

18对于回转的滚动轴承，一般常发生疲劳点蚀破坏，故轴承的尺寸主要按疲劳寿

命计算确定。

19对于不转、转速极低或摆动的轴承，常发生塑性变形破坏，故轴承尺寸应主要按

静强度计算确定。

20滚动轴承轴系支点轴向固定的结构型式是：（1；两端单向固定；一端固定，-

端游动；两端游动—O

21轴系支点轴向固定结构型式中，两端单向固定结构主要用于温度不高的

短轴轴。

22其他条件不变，只把球轴承上的当量动载荷增加一倍，则该轴承的基本额定寿命

是原来的1/8。

23其他条件不变，只把球轴承的基本额定动载荷增加一倍，则该轴承的基本额定寿

命是原来的8倍c

24圆锥滚子轴承承受轴向载荷的能力取决于轴承的接触角o_o

25滚动轴承内、外图轴线的夹角称为偏转角，各类轴承对允许的偏转角都有•定的限

制，允许的偏转角越大，则轴承的调心性能越好。

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）

IA2B3B4B5D6B7A8B

9C10DIIB12B13D14D15C

16B17C18C19A20C21B22C23B

I验算滑动轴承最小油膜厚度Anun的目的是A0

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P

2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_o

Vj=O

D)E)

3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.丰金属轴瓦

4在滑动轴承材料中，―2_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随一D而减小。

A.轴颈转速〃的增加或载荷F的增大

B.轴颈转速〃的漕加或载荷F的减少

C.轴颈转速〃的减少或载荷F的减少

D.轴颈转速〃的减少或载荷F的增大

6不完全液体润滑滑动轴承，验算/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加面不够大，在下列改进

设计的措施中，最有效的是A。

A.减少轴承的宽径比B.增加供油量

C.减少相对间隙少D.增大偏心率/

8在B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/_o

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D。

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B的比值。

A.质量B.密度C.比重D.流速

12润滑油的B,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，D只宜采用滑动轴承。

A.中、小型减速器齿轮轴B.电动机转子

C.铁道机车车辆轴D.大型水轮机主轴

14两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

A.液体摩擦B.半液体摩擦

C.混合摩擦D.边界摩擦

15液体动力润滑径向滑动轴承最小油膜厚度的计算公式是

A.4而二川（1一Z）Zin=WO+Z）

C=w（1一才）/2D.4小=川（1+/）/2

16在滑动轴承中，相对间隙”是一个重要的参数，它是与公称直径之比。

A.半径间隙3=R—〃B.直径间隙△二。一〃

C.最小油膜厚度垢mD.偏心率％

17在径向滑动轴承中，采用可倾瓦的目的在于」―。

A.便于装配B.使轴承具有自动调位能力

C.提高轴承的稳定性D,增加润滑油流量，降低温升

18采用三油楔或多油楔滑动轴承的目的在于

A.提高承载能力B.增加润滑油油量

C.提高轴承的稳定性D,减少摩擦发热

19在不完全液体润滑滑动轴承中，限制〃口值的主要目的是防止轴承

A.过度发热而胶合B.过度磨损

C.产生塑性变形D,产生咬死

2()下述材料中，C是轴承合金（巴氏合金）。

A.20CrMnTiB.38CrMnMo

C.ZSnSb11Cu6D.ZCuSn1OP1

21与滚动轴承相比较，下述各点中，B不能作为滑动轴承的优点。

A.径向尺寸小B,间隙小，旋转精度高

C.运转平稳，噪声低D,可用于高速情况下

22径向滑动轴承的直径增大I倍，长径比不变，载荷不变，则轴承的压强〃变为原来的

C倍。

A.2B.1/2C.1/4D.4

23径向滑动轴承的直径增大1倍，长径比不变，载荷及转速不变，则轴承的pv

值为原来的B倍。

A.2B,1/2C.4D.1/4

二、填空题

24过度磨损；过热产生胶合

25增大：提高：增大

26摩擦阻力

27吸附

28温度；压力

29干摩擦；不完全液体摩擦：液体摩擦

30〃(Pas),式中，v_运动粘度；〃——动力粘度；p——润滑油的密度

p(kg/m2)”

31耐磨

pP

32p=—W[p]；pv=--------W[p]；v^[v]

dL19100L

33①两工作表面间必须构成楔形间隙；②两工作表面间必须充满具有一定粘度的润滑油

或其他流体；③两工作表面间必须有一定的相对滑动速度，其运动方向必须保证能带动润滑油

从大截面流进，从小截面流出。

34磨损与胶合：〃W[p];pv<fpv];v<[vl

35摩擦：传动效率；不承受

36必要条件参见题5—33；充分条件为：保证最小油膜厚度/?[川，其中[川为许用

油膜厚度；[川=5(2]+&2)，其中，S为安全系数，也、22分别为轴颈和轴瓦的表面粗

糙度十点平均高度。

37pv^[pv]：v^[vj

38自动调心

39增大，减小

40动力

41粘度；油性(润滑性)

24不完全液体润滑滑动轴承验算比压〃是为了避免—过度磨损—：验算〃U值是

为了防止过热产生胶合—。

25在设计动力润滑滑动轴承时，若减小相对间隙h，则轴承的承载能力将_增

X;旋转精度将提高；发热量将增高。

26流体的粘度，即流体抵抗变形的能力，它表征流体内部摩擦阻力的大小。

27润滑油的油性是指润滑油在金属表面的吸附能力。

28影响润滑油粘度〃的主要因素有温度却压力。

29两摩擦表面间的典型摩擦状态是干摩擦、不完全液体摩擦和

液体摩擦。

30在液体动力润滑的滑动轴承中，润滑油的动力粘度与运动粘度的关系式为_

〃（Pa-s）

V=2-

黯明式中各符号的意义）

31螺旋传动中的螺母、滑动轴承的轴瓦、蜗杆传动中的蜗轮，多采用青铜材料，这主

要是为了提高耐磨能力。

32不完全液体润滑滑动轴承工作能力的校验公式是、