第十一章 支承
题11-1 圆柱面支承适用于什么场合？
解: （1）要求很高的旋转精度（通过精密加工达到） （2）在重载，振动，有冲击的条件下工作
（3）必须具有尽可能小的尺寸和要求有拆卸的可能性 （4）低速，轻载和不重要的支承
题11-2 滑动支承的轴瓦材料应具有什么性能？试举几种常用的轴瓦材料。
解：主要是具有低摩擦系数，良好的耐磨性，抗胶合性，顺应性；还要有足够的抗压强度和疲劳强度。
常用的轴瓦材料 ：铸铁 、铜合金、陶瓷合金 、非金属材料 、轴承合金 题11-3 滚动轴承基本元件有哪些？各起什么作用？ 解：滚动轴承通常由外圈，内圈，滚动体和保持架组成。
外圈：装在机架或机械的零部件上。一般起支承作用，有时也可旋转 内圈：装在轴颈上，随轴一起旋转，有时可起支承作用 滚动体：在内、外圈之间的轨道上滚动，形成滚动摩擦
保持架：把滚动体均匀地相互隔开，以避免滚动体的摩擦和磨损。
题11-4 根据轴承的代号，指出它的类型，精度等级，内径尺寸？6210/P63，NN3012K/P5，32209，7307AC/P2，23224。
解：6210/P63 ：深沟球轴承 公差等级6 d=10*5=50mm
NN3012K/P5 ： 双列或多列圆柱滚子轴承 公差等级5 d=12*5=60mm 32209 ： 圆锥滚子轴承 公差等级0 d=9*5=45mm 7307AC/P2： 角接触轴承 公差等级2 d=7*5=35mm
23224： 调心滚子轴承和推力滚子轴承 公差等级0 d=24*5=120mm 题11-5 球轴承和滚子轴承各有什么特点？适用于什么场合？ 解：球轴承：转速快，低噪音，承载能力小 适用于小载荷 滚子轴承：转速相对较低，承载能力大 适用于大载荷
题11-6 滚动轴承的寿命和额定寿命是什么含义？何谓基本额定动载荷？何谓当量动载荷？
解：轴承的寿命：轴承中任一元件首次出现疲劳点蚀之前所运转的总转数，或在一定转速的工作小时数
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额定寿命：指90%可靠度，常用材料和加工质量，常规运转条件下的寿命。用L10（γ）或L10h（h）表示。通常作为轴承的寿命指标
基本额定动载荷：指基本额定寿命恰好为一个单位（106γ）时，轴承所能承受的最大载荷
当量动载荷：指轴承同时承受径向和轴向复合载荷时，经过折算后的某一载荷 题11-7 角接触轴承的内部轴向力是怎样产生的？
解：是由径向载荷产生。当轴承受径向载荷Fγ时，载荷区内各流动体将产生附加轴向分力Fsi ，并可近似认为各分力Fsi的合力Fs通过轴承的中心线
题11-8 轴在工作中会产生热胀冷缩，为此两端轴承应采取何措施？ 解：1）采用一端固定，一端游动的方式（对于温度较高长轴） （2）两端固定，但在外圈留出少量膨胀量（对于温度不高的短轴） 题11-9 为什么要调整轴承游隙？如何调整？
解：轴承游隙δ过大，将使承受载荷的滚动提数量减少，轴承的寿命降低，同时还会降低轴承的旋转精度，引起振动和噪声；轴承游隙过小，轴承容易发热和磨损，也会降低轴承的寿命
调整：使轴承内外圈作适当的相对轴向位移。如调整端盖处垫片的厚度 题11-10 预紧滚动轴承起什么作用？预紧方法有哪些？
解：作用：可使轴承既无游隙又产生较小的接触弹性变形，从而提高轴承的旋转精度，也提高轴承的刚度
方法：a.在两个轴承的内圈之间和外圈之间分别安装四个不同长度的套筒 b.控制轴承端盖上垫片的厚度 c.安装时调整螺母或使间隙为零
题11-11 滚动轴承的润滑和密封方式有哪些？各有什么特点？
解：润滑脂：不易渗漏，不需要经常添加补充，密封简单，维护保养较方便，有防尘防潮能力，但其内摩擦大，稀稠程度受温度变化的影响大
润滑油：内摩擦小，高速高温下仍具有良好的润滑性能。缺点是易渗漏，需要良好的密封装置
固体润滑剂：可用作润滑脂的添加剂，可形成固体润滑膜。可制成有自润滑性能的轴承零件。
题11-12 一滚动轴承型号为6210，受径向力Fr=5000N，转速n=970 r/min，工作中有轻微冲击，常温下工作，试计算轴承的寿命。
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解：:型号为6210，查表可知它为深沟球轴承。 寿命指数ε=3 ，查表可知C=Cγ =35kN 对单列深沟球轴承Fγ = 5000N Fa=0 Fa/Fγ ≤ e 查表可知X=1，Y=0 有轻微冲击，查表可取fp=1 , 0 P=fp (XFγ+YFa)= 5000N
L10h = (106/60n)*(c/p)ε= (16670/n)*(c/p)ε ≈ 5894.65h
题11-13 角接触轴承的安装方式如图11-40所示，两轴承型号为7000C，已知作用于轴的径向载荷Fr=3000N，轴向载荷Fa=300N，试求轴承I和II的轴向载荷FaI和FaII。
解：首先求支反力，根据平衡条件可得：
2Fr?2000N3 FFr2?r?1000N3Fr1? 7000C型角接触球轴承??15?，附加轴向力Fs?eFr?0.4Fr
Fs1?0.4Fr1?800NFs2?0.4Fr2?400N
因为Fs1?Fa?Fs2，所以II被压紧，Fs1?Fa1?800N，
Fa2?Fs1?Fa?800?300?1100N
7000C轴承参数：Cr=4.92KN，Cor=2.25KN，Fa/Cor=300/2250=0.13由表11-8，Fa /Cor 在0.12和0.17之间，由线性内插值法：
0.1?30.12e?0.47 ?0.17?0.12?0.50.47 e=0.476
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Fs1?0.476Fr1?952NFs2?0.476Fr2?476N
因为Fs1?Fa?Fs2，所以II被压紧，Fs1?Fa1?952N，
Fa2?Fs1?Fa?952?300?1252N
题11-14 一轴上有一对6313深沟球轴承，载荷Fr1＝5500N，Fa1＝2700N，Fr2＝6400N，Fa2＝0；n＝1250 r/min，运转时有轻微冲击，预期寿命Lh≥5000h，静载荷安全系数S0≥1.2，试分析轴承是否合用。
题11-15 已知轴颈直径d=35mm，转速n=2000 r/min。径向载荷Fr=1700N，轴向载荷Fa=700N。要求寿命Lh=12000h，有轻微冲击，常温下工作，试选定深沟球轴承的型号。 解：（参照书本P257 例11-2）
预选6207与6307两种深沟球轴承方案计算，由手册查得轴承数据如下： 方案 轴承型号 1 2 6207 6307 Cr/N 25500 32200 C0r/N 15200 19200 D/mm 72 80 B/mm 17 21 nlim/（r?min-1） 8500 8000 计算步骤与结果如下： 计算项目 Fa/C0r e Fa/Fr X、Y 载荷系数 fP 当量动载荷 P 计算额定动载荷 Cj 基本额定动载荷 Cr 计算内容 Fa/C0r=700/C0r 查表11-7（用内插值法求出） Fa/Fr=700/1700 计算结果 6207轴承 0.046 0.256 0.41>e 6307轴承 0.036 0.24 0.41>e X=0.56,Y=1.91 1.1 2518N 28431N Cj<32200 查表11-7（Y值用内插值法求出） X=0.56,Y=1.81 查表11-8 P=fP(XFr+YFa) (式11-15) =1.1? (1700X+700Y) P3L'hnP12000*2000 Cj??3ft166701166701.1 2441N 27562N Cj ?25500 查手册 0.046?0.028e?0.22?
0.056?0.0280.26?0.22
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则e=0.24
0.036?0.028e?0.22 ?0.056?0.0280.26?0.22则e=0.23
0.046?0.028Y?1.99 ?0.056?0.0281.71?1.99则Y=1.81
0.036?0.028Y?1.99 ?0.056?0.0281.71?1.99则Y=1.91
因此，6307轴承符合题目条件。 题11-16 弹性支承有何特点？ 解：弹性支承有下列优点：
1）弹性支承中只产生极小的弹性摩擦，因此，运动件与承导件之间几乎可认为没有摩擦。 2）弹性支承中没有磨损，使用寿命长。 3）支承中无间隙，不会给传动带来空回。
4）支承中无相对滑动或滚动，因此不需施加润滑剂，维护简单。 5）可在各种使用条件下工作，如真空、高温、高压和具有射线等。 6）结构简单，成本低。 缺点是：
1）运动件转角有限制（一般不超过2π rad）。
2）转动中心是变化的（指悬簧式和十字形片簧式弹性支承）。 题11-17 何谓精密轴系？它有何特点？
解：在精密机械中，当要求零部件精确地绕某一轴线转动时，常常通过滑动摩擦支承、滚动摩擦支承、流体摩擦支承，以及它们之间的组合来实现，这种以支承为主体所形成的部件，称为精密轴系。它具有旋转精度高、工作载荷小和转速低等特点。
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《精密机械设计基础(第二版)》裘祖荣习题参考答案
