第十六章 滚动轴承+机械改错、填空题
1.(1)为什么现代机械设备中大多数采用滚动轴承而不是滑动轴承? 答:因为通常情况下,滚动轴承和滑动轴承相比具有更灵活、安装方便、效率高、摩擦力矩小、成本低、润滑简单等优点。
2.(1)与滑动轴承相比,滚动轴承具有哪些优点和缺点? 答:优点:效率高、润滑方便、摩擦阻力小、互换方便等; 缺点:抗冲击能力差,高速时存在噪声,工作寿命比不上液体润滑的滑动轴承等。 3.(1)滚动轴承由哪些元件组成?
答:一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
4.滚动轴承共分几大类型,写出它们的类型代号及名称,并说明各类轴承能承受何种载荷(径向或轴向)。
答:调心球轴承代号1,调心滚子轴承代号2,圆锥滚子轴承代号3,推力球轴承代号5,深沟球轴承代号6,角接触球轴承代号7,圆柱滚子轴承代号N,滚针轴承代号NA。
主要承受径向载荷:1号、2号、6号 联合载荷(以径向为主):3号、7号 仅限轴向载荷:5号
仅限径向载荷(特殊情况可承受部分轴向载荷):N 仅限轴向载荷:NA
5.在你说学过的滚动轴承中,哪几类滚动轴承是内、外圈可分离?(此题略过) 答:略。
6.什么是滚动轴承的接触角?(此题略去)
答:滚动体和外圈滚道接触点处的法线与垂直轴承轴线的平面所夹的锐角。 7.什么是滚动轴承的极限转速?(此题略去) 答:滚动轴承在一定载荷和润滑条件,所能承受的最大转速称为轴承的极限转速。 8.(1)如果滚动轴承的极限转速不能满足要求,可采用哪些措施?(要求答出3项)
答:提高轴承精度、适当增大间隙、改善润滑和冷却条件、改用青铜保持架等。 9.(1)当转速很高而轴向载荷不太大时,通常不用推力球轴承而用深沟球轴承来承受纯轴向载荷,为什么?
答:原因:对于推力球轴承,在转速很高的情况下滚动体离心力大,与保持架摩擦发热严重;而对于深沟球轴承,其滚道比较深,能够承受轴向力;所以该情况下一般使用深沟球轴承而不使用推力球轴承。 10.什么是滚动轴承的角偏差?
答:当滚动体内外圈之间存在偏移时,他们之间的倾斜角称为角偏差。 11.调心轴承具有什么特性,为什么?(此题略去)
答:调心性能;因为调心轴承的外圈滚道表面是一个以轴承中心为中心的球面,故能调心。
12.试比较深沟球轴承和圆柱滚子轴承(无挡边)的共同点和差异。(此题略过) 13.试比较角接触球轴承和圆锥滚子轴承的共同点和差异。(此题略过) 14.试比较深沟球轴承和角接触球轴承的差异。(此题略过) 15.试比较调心球轴承和调心滚子轴承的共性(此题略过)
16.(1)分别指出受径向载荷的滚动轴承,当外圈不转或者内圈不转时,不转的套圈上哪点受力最大?
答:下半圈承载区最下端。
17.(1)滚动轴承的主要失效形式有哪些? 答:疲劳点蚀、塑性变形和磨损。
18.试说明滚动轴承是如何生成疲劳破坏的?(此题略过) 19.滚动轴承如何形成永久变形的?(此题略过) 20.什么是滚动轴承的不正常失效?是如何产生的。(此题略过) 21.(1)什么是滚动轴承的寿命? 答:套圈或滚动体的材料在第一个出现疲劳扩展痕迹之前,一个套圈相对另一个套圈的总转速或是在某个转速下的工作小时数。 22.(1)什么是滚动轴承寿命的可靠度? 答:一组相同的滚动轴承能达到或者超过规定寿命的百分率称为滚动轴承寿命的可靠度。
23.(1)什么是滚动轴承的基本额定寿命?
答:一组相同型号的滚动轴承在同一工作条件下,当其可靠度达到90%时,达到或超过的寿命变称为滚动轴承的基本额定寿命。
24.试述滚动轴承的寿命与基本额定寿命的区别。某轴承实际使用寿命低于其计算的基本额定寿命,试解释其原因。 答:滚动轴承的实际使用寿命指的是在循环应力作用下,任何一个滚动体或内圈、外圈出现疲劳点蚀前运转的总圈数,或者是在某一转速下的总工作小时数。而滚动轴承的基本额定寿命指的是一组相同型号的滚动轴承在同一条件下,当可靠度达到90%时所达到或超过的寿命变称为滚动轴承的基本额定寿命。
原因:滚动轴承的基本额定寿命指的只是可靠度达到90%时的寿命,那么此时必有10%的轴承已经失效,这些轴承的实际使用寿命必然低于基本额定寿命。 25.(1)为什么要引入当量动载荷? 答:因为基本额定动载荷是在纯径向或纯轴向的试验条件下确定的,而实际的载荷往往是既有径向载荷又有轴向载荷,只有将实际载荷转换为相同试验条件的载荷后,才能与基本额定动载荷进行比较,为此引入当量动载荷。
26.试说明基本额定寿命L与基本额定动载荷C、当量动载荷P之间的关系。 答:L=(C/P)^ε*10^6;ε称为寿命系数,对于球轴承而言,ε=3,对于滚子轴承而言,ε=10/3。
27.试分析同样径向力下,三种轴承寿命的高低,并分析原因。 (1)调心球轴承1208(Cr1=15.0KN); (2)圆柱滚子轴承N208(Cr2=36.5KN); (3)调心滚子轴承22208C(Cr3=70.2KN)。(此题略去)
28.(1)滚动轴承的当量动载荷与基本额定动载荷有什么区别,当量动载荷超过基本额定动载荷时,该轴承是否可用? 答:基本额定动载荷是指滚动轴承的基本额定寿命为10^6转时所能承受的载荷,而当量动载荷指一个假想的恒定载荷,在该载荷作用下,轴承的寿命与实际载荷下寿命相当。对于径向接触轴承或向心角接触轴承,当量动载荷为径向载荷;对于轴向接触轴承而言,当量动载荷为轴向载荷。
当当量动载荷超过基本额定动载荷时,轴承是否能用取决于轴承的静强度条件,若静强度条件满足,则轴承可用,不过其使用寿命理论上低于10^6转;若不满足,这该轴承不可用。 29.如何计算当量动载荷?
答:P=XFr+YFa,Fr和Fa分别是径向载荷和轴向载荷,X和Y分别是径向载荷系数和轴向载荷系数。
30.何谓滚动轴承基本额定静载荷?滚动轴承的静强度条件是什么?(该题略去) 31.(1)基本额定动载荷与基本额定静载荷本质上有何不同? 答:基本额定动载荷反映轴承抵抗疲劳点蚀失效能力的高低,基本额定静载荷反映轴承抵抗塑性变形能力的高低。
32.什么是角接触向心轴承的内部轴向力?(此题略去)
33.(1)什么是正装及反装,什么是“面对面”及“背对背”安装?
答:正装和反装是相对于轴上的两个支承而言的,两支承上的轴承大口相对(外圈窄边相对)为“正装”,两支承上的轴承小口相对(外圈宽边相对)为“反装”; 面对面安装和背对背安装是相对轴上的一个支承而言的,一个支承上的两个轴承大口相对为“面对面安装”,小口相对为“背对背安装”。(图见教材)
34.为什么角接触球轴承与圆锥滚子轴承往往成对使用且“面对面”或“背对背”配置?(此题略去)
35.角接触球轴承与圆锥滚子轴承的“面对面”与“背对背”配置各有什么特点?分别适用于什么场合?(此题略去)
36.简述计算角接触向心接触轴承轴向载荷的原理。(此题略去) 37.滚动轴承常用哪几种润滑方式? 答:主要有脂润滑和油润滑两类。
38.(1)滚动轴承润滑和密封的目的是什么?
答:润滑的目的为了减小摩擦和降低磨损,同时油膜还能吸收振动、降低工作温度和减小噪音。
密封的目的是为了防止灰尘、水分进入轴承,同时防止润滑剂的流失。 39.请画出滚动轴承代号的构成表,并解释构成表的各个部分。(见教材) 40.请给轴进行分类。
答:按轴线形状分为:直轴和曲轴;
按承载情况分为:转轴(即能承受弯矩又能承受转矩)、心轴(只能承受弯矩)、传动轴(只能承受转矩) 41.改错题
(1)在轴的初步计算中,轴的最小直径是按弯曲强度来初步确定的。 修正:将弯曲强度改为扭转强度。
(2)联轴器和离合器都是连接两轴之一同回转并传递转矩的一种部件。前者只有在机器停车或低速时才能使两轴分离,后者则随时可使两轴分离或接合。 修正:前者只有在机器停车或低速时才能使两轴分离- - ->前者只有在机器停车后才能拆卸或安装联轴器进行连接或分离。
(3)加工标准齿轮时若发生根切,则分度圆齿厚将变小。 修正:则分度圆齿厚将变小--->则分度圆齿厚将不变。
(4)齿轮机构的基本参数有齿数、中心距、压力角、模数等。
修正:有齿数、中心距、压力角、模数等--->有齿数、压力角、模数等。
(5)一对齿轮啮合传动时,大小齿轮上齿面的接触应力不等;若一个齿轮的齿形系数YF发生变化,可能是hF,sF,α发生了变化,但由于YF的表达式中不含有m,所以不可能是m发生变化而引起YF的变化。
修正:①大小齿轮上齿面的接触应力不等--->大小齿轮上齿面的接触应力相等 ②但由于YF的表达式中不含有m,所以不可能是m发生变化而引起YF的变化