《机械设计》滑动轴承.docx

1、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 P2 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

2、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 / dB. 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

3、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 5011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

4、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.hmind (1)B.hmind (1)C.hmind (1) / 2D.hmind (1) / 216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R rB. 直径间隙DdC. 最小油膜厚度hD. 偏心率min17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

5、轴承中，限制pv 值的主要目的是防止轴承。2A. 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. 20CrMnTiB. 38CrMnMoC. ZSnSb11Cu6D. ZCuSn10P121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. 2B. 1/2C. 1/4D. 423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

6、倍。A. 2B. 1/2C. 4D. 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

7、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。339滑动轴承的承载量系数C p 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p6 v ( hh

8、0 )中，其粘度是指润滑剂的粘度。xh341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p6 v ( h h0 )，说明形成液体动力润滑的必要条件。xh345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1 0.6、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

9、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 h min 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 h min 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

10、径比 l / d 1.0 ，轴颈和轴瓦的公称直径 d 80 mm，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 Rz1 1.6 m ，Rz2 3.2 m ，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 v 1.7v时，轴承的最小油膜厚度为多少？（2）当轴颈速度降低为 v 0.7v 时，该轴承能否达到液体动力润滑状态？2F注：承载量系数 Cp 计算公式 C p2 vl承载量系数 Cp 值参见下表（ l / d1）40.60.650.7

11、0.750.80.850.90.95Cp1.2531.5281.9292.4693.3724.8087.77217.1855某转子的径向滑动轴承，轴承的径向载荷F5 104N，轴承宽径比 l/ d 1.0 ，轴颈转速 n 1 000 r/min ，载荷方向一定，工作情况稳定，轴承相对间隙0.84 v10 3 （ v为轴颈圆周速度，m/s），轴颈和轴瓦的表面粗糙度Rz1 3.2 m ，Rz26.3m ，轴瓦材料的 p20 MPa ， v 15 m/s ， pv15 MPam/s ，油的粘度0.028 Pa s。（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

12、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d100 mm ，宽径比 l / d1，测得直径间隙0.12 mm ，转速 n2 000 r/min ，径向载荷F 8 000 N ，润滑油的动力粘度0.009 Pa s ，轴颈及轴瓦表面不平度的平均高度分别为 Rz11.6m ， Rz 2 3.2m 。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。F20.84 v 10 3注： CP,2vl57有一滑动轴承，已知轴颈及轴瓦的公称直径为d8

13、0 mm ，直径间隙0.1 mm ，轴承宽度 l120 mm ，径向载荷 F50 000 N ，轴的转速n1 000 r/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Rz11.6 m, R z2 3.2m 。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？52vl注：参考公式 F2 C p承载量系数 C p 见下表（ l / d1）0.30.40.50.60.70.80.9Cp0.3910.5890.8531.2531.9293.3727.77258如图 58 所示，已

14、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 1 2 3 4。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 /mmF / N3t

15、/ CQ/（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661 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

16、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dn3.14601500m / s601000604.711000F2600MPap600.722dl60p0.7224.71 3.40MPam / s可见 不满足要求，而 p、 p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 。取 d 为允许的最小直径 48mm，则dn3.1448 1500601000603

17、.77m / s1000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7dn3.14 50 15006010006010003.93m / sF26001.24MPapp50dl42p1.243.934.87MPam / s p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 、

18、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：F2承载量系数CPl2耗油量系数CQ Q/(ld )由图可知，图 a、图 b 的最小油膜厚度不同，且 ha minhb min ， hm in 与偏心率（相对偏心）e /e /( Rr ) 及相对间隙/ r （e 为偏心距，为半径间隙，=R-r）之间的关系为hmin r (1 )对于液体动压轴承能受的径向载荷为F 2 2 l CP8式中， CP 为承载量系数，为润滑油的动力粘度。对于l/d1.0,0.75的动压轴承，

19、可得出如下结论：（1） hm in 越小，则 越大，有 a b ，即图 a 的相对偏心大；（2） hm in 越小， 越大时，则 CP 越大、 F 越大，有 FaFb，即图 a 承受的径向载荷大；（3）由耗油量 Q C Q ld ， 越大，则耗油量系数 CQ 大，有 Qa Qb ，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

20、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：F350000.737MPa pp190250dldn190150601000601.49m / s1000pFn3500015019100l191001.1MPa m / s p250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，

21、 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） Fp dl15 100100 150 000N（2） Fp19100l 1519100 100=23875N 。n1200故 F max=23 875N 。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=25 000N ，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=1115mm=115mm（3）选择轴瓦材料计算轴承的 p、 和 p 值pF

22、250001.89MPadl115115dn3.1416 1151000m/ s601000600006.02p1.89 6.02 1.11.38MPa m / 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 和轴承配合公差0.8 10 3 0.25 0.8 10 3 6.020.25 1.25 10 3 ，取 1.3 10 3确定轴承直径间隙为d 0.0013 115 0.1495 mm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115 H 7 ，则轴瓦孔径D= 11500.035 ，轴颈直径 d115 00.120155 ，最大间隙d 710max0.035mm0.155mm 0.190mm ，最小间隙 max 0.120mm 。（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（-6 2），=32cSt3210 m /s密度900kg / m3 ，比热容 c=