机械设计期末复习2010

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，并画出正确结构。

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

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43 分析轴系结构的错误，说明错误原因，并画出正确结构。

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。

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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内圈向右移动，致使右轴承分离脱落。

3）轴承间隙无法调整。 4）改正方法 （2）改正方法

1）将两轴承内圈间的套筒去掉，再将套杯中间部分内径减小，形成两价目内挡肩固定轴承外圈，从而使左轴承上向右的轴向力及右轴承上向左的轴向力通过外圈、套杯传到机座上。

2)在右轴承右侧轴上制出一段螺纹，并配以圆螺母和止动垫圈用来调整轴承间隙，同时借助圆螺母轴上向左的轴力传到套杯上。

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3）在套杯和机座间加调整垫片，以调整轴系的轴向位置；在套杯和端盖间也应加调整垫片，使端盖脱离轴承外圈，兼起密封作用。

改正后的结构及轴向力的传递路线见图解。

9. 图示的蜗杆轴轴承组合结构，一端采用一对正装的角接触球轴承，另一端为圆柱滚子轴承。指出图中错误加以改正，并画出轴向力的传递路线。

解题要点：

该例的支点轴向固定结构应为一端固定、一端游动的型式，即轴承组一侧为固定端、固柱滚子轴承一侧为游动端。

（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。

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（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组和套杯传到机座上。

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；轴承内圈左侧加轴用弹性挡圈，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。

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（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。

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习题与参考答案

一、选择题

1 A； 2 B； 3 D； 4 B； 5 D； 6 B； 7 B； 8 C； 9 D； 10 B； 11 D； 12 A； 13 B； 14 A； 15 B；

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2 B. 3或7 C. N或NU D. 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 D 。

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r1应满足 B 的关系。

A. r=r1 B. r＞rl C. r＜r1 D. r≤rl 5 D 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 6 B 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 7 B 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 跨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 9 D 不是滚动轴承预紧的目的。

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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 B 的轴承能达到的寿命。

A. 99％ B. 90％ C. 95％ D. 50％ 11 D 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 A 。

A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不定

13 某轮系的中间齿轮（惰轮）通过一滚动轴承固定在不转的心轴上，轴承内、外圈的配合应满足 B 。

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 17 10％ 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 22 1/8 23 8倍 24 接触角α 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% 。

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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，一端游动；两端游动 。

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 。

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α 。

25 滚动轴承内、外圈轴线的夹角称为偏转角，各类轴承对允许的偏转角都有一定的限制，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)

1 A 2 B 3 B 4 B 5 D 6 B 7 A 8 B 9 C 10 D 11 B 12 B 13 D 14 D 15 C

16 B 17 C 18 C 19 A 20 C 21 B 22 C 23 B

1 验算滑动轴承最小油膜厚度hmin的目的是 A 。

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 B 。

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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. 非金属轴瓦 4 在滑动轴承材料中， B 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 D 而减小。 A. 轴颈转速n的增加或载荷F的增大 B. 轴颈转速n的增加或载荷F的减少 C. 轴颈转速n的减少或载荷F的减少 D. 轴颈转速n的减少或载荷F的增大

6 不完全液体润滑滑动轴承，验算pv?[pv]是为了防止轴承 B 。 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hmin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l/d B. 增加供油量 C. 减少相对间隙? 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 C 。

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 。

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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 D 。 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 C 。 A. hmin??d(1??) B. hmin??d(1??) C. hmin??d(1??)/2 D. hmin??d(1??)/2

16 在滑动轴承中，相对间隙?是一个重要的参数，它是 B 与公称直径之比。 A. 半径间隙??R?r B. 直径间隙??D?d C. 最小油膜厚度hmin D. 偏心率? 17 在径向滑动轴承中，采用可倾瓦的目的在于 C 。

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 C 。

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pv值的主要目的是防止轴承 A 。 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 20 下述材料中， C 是轴承合金（巴氏合金）。

A. 20CrMnTi B. 38CrMnMo C. ZSnSb11Cu6 D. ZCuSn10P1

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1倍，长径比不变，载荷不变，则轴承的压强p变为原来的 C 倍。

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A. 2 B. 1/2 C. 1/4 D. 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. 2 B. 1/2 C. 4 D. 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 v??(Pa?s)，式中，v——运动粘度；?——动力粘度；?——润滑油的密度 2?(kg/m) 31 耐磨 32 p?FnF≤[p]；pv?≤[p]；v≤[v]

19 100LdL 33 ①两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：p≤[p]；pv≤[pv]；v≤[v] 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hmin≥[h]，其中[h]为许用油膜厚度；[h]=S(Rz1?Rz2)，其中，S为安全系数，Rz1、Rz2分别为轴颈和轴瓦的表面粗糙度十点平均高度。

37 p≤[p]；pv≤[pv]；v≤[v] 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p是为了避免 过度磨损 ；验算pv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?，则轴承的承载能力将 增大 ；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。

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28 影响润滑油粘度?的主要因素有 温度 和 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

v?

。（需注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 、 和 。 33 形成流体动压润滑的必要条件是 ①两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 不完全液体润滑滑动轴承的主要失效形式是 磨损与胶合 ，在设计时应验算项目的公式为 p≤[p]；pv≤[pv]；v≤[v] 。

35 滑动轴承的润滑作用是减少 摩擦 ，提高 传动效率 ，轴瓦的油槽应

该开在 不承受 载荷的部位。

36 形成液体动力润滑的必要条件1 、2 、3 ，而充分条件是 充分条件为：保证最小油膜厚度h均高度 。

37 不完全液体润滑径向滑动轴承，按其可能的失效应限制 p≤[p]；pv≤[pv]；

min≥

?(Pa?s)

?(kg/m2)[h]，其中[h]为许用油膜厚度；

[h]=S(Rz1?Rz2)，其中，S为安全系数，Rz1、Rz2分别为轴颈和轴瓦的表面粗糙度十点平

v≤[v]

进行条件性计算。

38 宽径比较大的滑动轴承（l/d＞1.5），为避免因轴的挠曲而引起轴承“边缘接触”，造成轴承早期磨损，可采用 自动调心 轴承。

39 滑动轴承的承载量系数Cp将随着偏心率?的增加而 增加 ，相应的最小油膜厚度hmin也随着?的增加而 减小 。 40 在一维雷诺润滑方程粘度。

41 选择滑动轴承所用的润滑油时，对液体润滑轴承主要考虑润滑油的 粘度 ，对不完全液体润滑轴承主要考虑润滑油的 油性（润滑性） 。

(h?h0)?p?6?v中，其粘度?是指润滑剂的 动力 ?xh3