《机械设计》滑动轴承.docx
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《机械设计》滑动轴承
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验算滑动轴承最小油膜厚度hmin的目的是。
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。
3
巴氏合金是用来制造
。
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，
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
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
。
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
1
施中，最有效的是
。
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
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
。
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
。
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
的比值。
A.质量
B.密度
C.比重
D.流速
12
润滑油的
，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，
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.
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
与公称直径之比。
A.半径间隙
Rr
B.直径间隙
D
d
C.最小油膜厚度
h
D.偏心率
min
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
pv值的主要目的是防止轴承
。
2
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，
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，
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
倍。
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
倍。
A.2
B.1/2
C.4
D.1/4
二、填空题
24
不完全液体润滑滑动轴承验算比压
p是为了避免
；验算
pv值是为了防
止
。
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
；旋转精
度将
；发热量将
。
26
流体的粘度，即流体抵抗变形的能力，它表征流体内部
的大小。
27
润滑油的油性是指润滑油在金属表面的
能力。
28
影响润滑油粘度
的主要因素有
和
。
29
两摩擦表面间的典型摩擦状态是
、
和
。
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
。
（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
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
、
、
。
34
不完全液体润滑滑动轴承的主要失效形式是
，在设计时应验算项目的公式
为
、
、
。
35
滑动轴承的润滑作用是减少
，提高
，轴瓦的油槽应该开在
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
。
37
不完全液体润滑径向滑动轴承，按其可能的失效应限制
、
、
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，可采用轴承。
3
39
滑动轴承的承载量系数
Cp将随着偏心率
的增加而
，相应的最小油膜厚度hmin
也随着
的增加而
。
40
在一维雷诺润滑方程
p
6v（hh0）
中，其粘度
是指润滑剂的
粘度。
x
h3
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
，对不完全液
体润滑轴承主要考虑润滑油的
。
三、问答题
42设计液体动力润滑滑动轴承时，为保证轴承正常工作，应满足哪些条件？
43试述径向动压滑动轴承油膜的形成过程。
44
就液体动力润滑的一维雷诺方程
p
6v（hh0）
，说明形成液体动力润滑的必要条件。
x
h3
45
液体动力润滑滑动轴承的相对间隙
的大小，对滑动轴承的承载能力、温升和运转精度有
何影响？
46有一液体动力润滑单油楔滑动轴承、在两种外载荷下工作时，其偏心率分别为
10.6、
20.8，试分析哪种情况下轴承承受的外载荷大。
为提高该轴承的承载能力，有哪些措施可供考虑？
（假定轴颈直径和转速不允许改变。
）
47不完全液体润滑滑动轴承需进行哪些计算？
各有何含义？
48为了保证滑动轴承获得较高的承载能力，油沟应做在什么位置？
49何谓轴承承载量系数Cp？
Cp值大是否说明轴承所能承受的载荷也越大？
50滑动轴承的摩擦状态有哪几种？
它们的主要区别如何？
51滑动轴承的主要失效形式有哪些？
52相对间隙对轴承承载能力有何影响？
在设计时，若算出的hmin过小或温升过高时，应如
何调整值？
53在设计液体动力润滑径向滑动轴承时，在其最小油膜厚度hmin不够可靠的情况下，如何调
整参数来进行设计？
四、分析计算题
54某一径向滑动轴承，轴承宽径比l/d1.0，轴颈和轴瓦的公称直径d80mm，轴承相对
间隙0.0015，轴颈和轴瓦表面微观不平度的十点平均高度分别为Rz11.6m，
Rz23.2m，在径向工作载荷F、轴颈速度v的工作条件下，偏心率0.8，能形成液体动力
润滑。
若其他条件不变，试求：
（1）当轴颈速度提高到v1.7v时，轴承的最小油膜厚度为多少？
（2）当轴颈速度降低为v0.7v时，该轴承能否达到液体动力润滑状态？
2
F
注：
①承载量系数Cp计算公式Cp
2vl
②承载量系数Cp值参见下表（l/d
1）
4
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
Cp
1.253
1.528
1.929
2.469
3.372
4.808
7.772
17.18
55
某转子的径向滑动轴承，轴承的径向载荷
F
5104N
，轴承宽径比l
/d1.0，轴颈转
速n1000r/min，载荷方向一定，工作情况稳定，轴承相对间隙
0.84v
103（v
为轴颈圆
周速度，m/s），轴颈和轴瓦的表面粗糙度
Rz13.2m，Rz2
6.3
m，轴瓦材料的[p]
20MPa，
[v]15m/s，[pv]
15MPa
m/s，油的粘度
0.028Pas。
（1）求按混合润滑（不完全液体润滑）状态设计时轴颈直径
d。
（2）将由
（1）求出的轴颈直径进行圆整（尾数为
0或5），试问在题中给定条件下此轴承能否
达到液体润滑状态？
56
有一滑动轴承，轴颈直径
d
100mm，宽径比l/d
1，测得直径间隙
0.12mm，
转速n
2000r/min，径向载荷
F8000N，润滑油的动力粘度
0.009Pas，轴颈及轴瓦表
面不平度的平均高度分别为Rz1
1.6
m，Rz23.2
m。
试问此轴承是否能达到液体动力润滑状
态？
若达不到，在保持轴承尺寸不变的条件下，要达到液体动力润滑状态可改变哪些参数？
并对其
中一种参数进行计算。
F
2
0.84v103
注：
CP
2
vl
57
有一滑动轴承，已知轴颈及轴瓦的公称直径为
d
80mm，直径间隙
0.1mm，轴承
宽度l
120mm，径向载荷F
50000N，轴的转速
n
1000r/min，轴颈及轴瓦孔表面微观不
平度的十点平均高度分别为及
Rz1
1.6m,Rz23.2
m。
试求：
（1）该轴承达到液体动力润滑状态时，润滑油的动力粘度应为多少？
（2）若将径向载荷及直径间隙都提高20%，其他条件不变，问此轴承能否达到液体动力润滑状态？
5
2
vl
注：
①参考公式F
2Cp
②承载量系数Cp见下表（l/d
1）
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
Cp
0.391
0.589
0.853
1.253
1.929
3.372
7.772
58如图58所示，已知两平板相对运动速度v1＞v2＞v3＞v4；载荷F4＞F3＞F2＞F1，平板间
油的粘度1234。
试分析：
题58图
（1）哪些情况可以形成压力油膜？
并说明建立液体动力润滑油膜的充分必要条件。
（2）哪种情况的油膜厚度最大？
哪种情况的油膜压力最大？
（3）在图（c）中若降低v3，其他条件不变，则油膜压力和油膜厚度将发生什么变化？
（4）在图（c）中若减小F3，其他条件不变，则油膜压力和油膜厚度将发生什么变化？
59试在下表中填出液体动力润滑滑动轴承设计时有关参量的变化趋向（可用代表符号：
上升↑；下降↓：
不定？
）。
参量
最小油膜厚度
偏心率
径向载荷
供油量
轴承温升
h/mm
F/N
3
t/C
Q/（m/s）
min
宽径比l/d↑时
油粘度
↑时
相对间隙
↑时
轴颈速度v↑时
60试分析题60图所示四种摩擦副，在摩擦面间哪些摩擦副不能形成油膜压力，为什么？
（v为相对运动速度，油有一定的粘度。
）
题60图
6
61当油的动力粘度及速度v足够大时，试判断题61图所示的滑块建立动压油膜的可能性。
A.可能B.不可能C.不一定
题61图
例解
1.今有一离心泵的径向滑动轴承。
已知：
轴颈直径d=60mm，轴的转速n=1500r/min，
轴承径向载荷F=2600N，轴承材料为ZCuSn5Pb5Zn5。
试根据不完全液体润滑轴承计算
方法校核该轴承是否可用？
如不可用，应如何改进？
（按轴的强度计算，轴颈直径不得
小于48mm）。
解题要点：
（1）根据给定的材料为ZCuSn5Pb5Zn5，可查得：
p=8MPa，=3m/s，
P=12MPa·m/s。
（2）按已知数据，选定宽径比l/d=1，得
dn
3.14
60
1500
m/s
60
1000
60
4.71
1000
F
2600
MPa
p
60
0.722
dl
60
p0.722
4.713.40
MPa
m/s
可见υ不满足要求，而p、pυ均满足。
故考虑用以下两个方案进行改进；
（1）不改变材料，仅减小轴颈直径以减小速度υ。
取d为允许的最小直径48mm，
则
dn
3.14
481500
60
1000
60
3.77m/s
1000
仍不能满足要求，此方案不可用，所以必须改变材料。
（2）改造材料，在铜合金轴瓦上浇注轴承合金
ZCbSb15Sn5Cu3Cd2，查得
p=5MPa，
=8m/s，P
=5MPa·m/s。
经试算d=50mm，l=42mm，则
7
dn
3.14501500
60
1000
60
1000
3.93m/s
F
2600
1.24MPa
p
p
50
dl
42
p1.24
3.93
4.87MPa
m/sp
结论：
可用铜合金轴瓦浇注
ZCbSb15Sn5Cu3Cd2轴承合金，轴颈直径
d=50mm，轴承
宽度l=42mm。
2.如图所示为两个尺寸相同的液体润滑滑动轴承，其工作条件和结构参数（相对间隙Ψ、动力粘度、速度、轴颈直径d、轴承宽度l）完全相同。
试问哪个轴承的相
对偏心率较大些？
哪个轴承承受径向载荷F较大？
哪个轴承的耗油量Q较大些？
哪
个轴承发热量较大？
提示：
F
2
承载量系数
CP
l
2
耗油量系数
CQQ/（
ld）
由图可知，图a、图b的最小油膜厚度不同，且hamin
hbmin，hmin与偏心率（相对偏
心）e/e/（R
r）及相对间隙
/r（e为偏心距，
为半径间隙，
=R-r）之间的
关系为
hminr
（1）
对于液体动压轴承能受的径向载荷为
F22lCP
8
式中，CP为承载量系数，
为润滑油的动力粘度。
对于
l/d
≤
1.0,
≤
0.75
的动压
轴承，可得出如下结论：
（1）hmin越小，则越大，有ab，即图a的相对偏心大；
（2）hmin越小，越大时，则CP越大、F越大，有Fa>Fb，即图a承受的径向载荷
大；
（3）由耗油量QCQld，越大，则耗油量系数CQ大，有QaQb，即图a的
耗油量大；
（4）因越大，Q大，则图a的发热量小于图b的。
3.一减速器中的不完全液体润滑径向滑动轴承，轴的材料为45钢，轴瓦材料为铸造青铜ZCuSn5Pb5Zn5承受径向载荷F=35kN；轴颈直径d=190mm；工作长度l=250mm；
转速n=150r/min。
试验算该轴承是否适合使用。
提示：
根据轴瓦材料，已查得p=8MPa，=3m/s，P=12MPa·m/s。
解题要点：
进行工作能力验算：
F
35000
0.737MPap
p
190
250
dl
dn
190
150
60
1000
60
1.49m/s
1000
p
Fn
35000
150
19100l
19100
1.1MPam/sp
250
故该轴承适合使用。
4.有一不完全液体润滑径向滑动轴承，直径d=100mm，宽径比l/d=1，转速
n=1200r/min,轴的材料为45钢，轴承材料为铸造青铜ZCuSn10P1。
试问该轴承最大可
以承受多大的径向载荷？
提示：
根据材料已查得：
p=15MPa，=10m/s，p=15MPa·m/s。
解题要点：
轴承所能承受的最大径向载荷必须同时满足：
9
（1）F
pdl
15100
100150000
N
（2）F
p
19100l15
19100100
=23875
N。
n
1200
故Fmax=23875N。
5.试设计一齿轮减速器的液体动力润滑向心滑动轴承。
已知：
径向载荷F=25000N，轴颈直径
d=115mm，轻颈转速n=1000r/min。
解题要点：
（1）确定轴承结构型式
采用整体式结构，轴承包角360
（2）确定轴承结构参数
取l/d=1，则轴承工作宽度l为
l/d=1×115mm=115mm
（3）选择轴瓦材料
计算轴承的p、和p值
p
F
25000
1.89
MPa
dl
115
115
dn
3.1416115
1000
m/s
60
1000
60000
6.02
p
1.896.021.11.38MPam/s
选择轴瓦材料
根据p、和p值，选用11-6锡锑轴承合金（ZSnSb11Cu6），其p=25MPa，
=80m/s，p=20MPa·m/s。
轴颈系钢制，淬火精磨。
（4）选定轴承相对间隙Ψ和轴承配合公差
0.81030.250.81036.020.251.25103，取1.3103
确定轴承直径间隙为
d0.00131150.1495mm
选定轴承配合公差时，应使选配合的最小和最大配合间隙接近轴承的理论间隙△。
现选定配合为
115H7，则轴瓦孔径
D=1150
0.035，轴颈直径d
11500..120155，最大间隙
d7
10
max
0.035mm
0.155mm0.190mm，最小间隙max0.120mm。
（5）选定润滑油
根据轴承的
p、
值，选用L-AN32机械油，取运动粘度v40
（
×
-62
），
=32cSt
32
10m/s
密度
900kg/m3，比热容c=
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