滑動軸承習題與參考答案_第1頁
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文檔簡介

1、一、選擇題(從給出的A B、C、D中選一個答案)驗算滑動軸承最小油膜厚度hmin的目的是 A 。A.確定軸承是否能獲得液體潤滑B.控制軸承的發熱量C.計算軸承內部的摩擦阻力D.控制軸承的壓強 P在題2圖所示的下列幾種情況下,可能形成流體動力潤滑的有 巴氏合金是用來制造A.單層金屬軸瓦C.含油軸承軸瓦在滑動軸承材料中,A.鑄鐵C.鑄造錫磷青銅B.雙層或多層金屬軸瓦D.非金屬軸瓦B通常只用作雙金屬軸瓦的表層材料。B.巴氏合金D.鑄造黃銅液體潤滑動壓徑向軸承的偏心距e隨 B 而減小。A.軸頸轉速n的增加或載荷F的增大B.軸頸轉速n的增加或載荷F的減少C.軸頸轉速n的減少或載荷F的減少n的減少或載荷D

2、.軸頸轉速不完全液體潤滑滑動軸承,驗算A. 過度磨損F的增大pv pv是為了防止軸承_B. 過熱產生膠合C.產生塑性變形D.發生疲勞點蝕7措施中,設計液體動力潤滑徑向滑動軸承時,若發現最小油膜厚度 最有效的是A 。hmin不夠大,在下列改進設計的A.減少軸承的寬徑比l/dB.增加供油量D.增大偏心率C.減少相對間隙在 B 情況下,滑動軸承潤滑油的粘度不應選得較高。A.重載B.高速C.工作溫度高D.承受變載荷或振動沖擊載荷溫度升高時,潤滑油的粘度A.隨之升高B.保持不變C.隨之降低D.可能升高也可能降低10動壓潤滑滑動軸承能建立油壓的條件中,不必要的條件是A. 軸頸和軸承間構成楔形間隙B. 充分

3、供應潤滑油C. 軸頸和軸承表面之間有相對滑動D.潤滑油溫度不超過 50 C11運動粘度是動力粘度與同溫度下潤滑油B的比值。12A.質量B.密度C.比重D.流速潤滑油的 B ,又稱絕對粘度。A.運動粘度B.動力粘度C. 恩格爾粘度D.基本粘度13下列各種機械設備中,_A.中、小型減速器齒輪軸D只宜采用滑動軸承。B.電動機轉子C.鐵道機車車輛軸D. 大型水輪機主軸14兩相對滑動的接觸表面,依靠吸附油膜進行潤滑的摩擦狀態稱為A.液體摩擦B.半液體摩擦D.邊界摩擦C.混合摩擦15液體動力潤滑徑向滑動軸承最小油膜厚度的計算公式是16A.hmind (1)B.hminC.hmind(1)/2D. hmin

4、在滑動軸承中,相對間隙是一個重要的參數,它是d(1)d(1)/2B與公稱直徑之比。A.半徑間隙 R rB.直徑間隙17181920C.最小油膜厚度hminD.偏心率在徑向滑動軸承中,采用可傾瓦的目的在于A.便于裝配C.提高軸承的穩定性采用三油楔或多油楔滑動軸承的目的在于A.提高承載能力C.提高軸承的穩定性B.使軸承具有自動調位能力D.增加潤滑油流量,降低溫升B.增加潤滑油油量D.減少摩擦發熱在不完全液體潤滑滑動軸承中,限制pv值的主要目的是防止軸承A.過度發熱而膠合B.過度磨損C.產生塑性變形D.產生咬死下述材料中,C是軸承合金(巴氏合金)。D. ZCuS n10P1A. 20CrM nTiB

5、. 38CrM nMoC. ZSn Sb11Cu621與滾動軸承相比較,下述各點中,A.徑向尺寸小B不能作為滑動軸承的優點。(滾動軸承精度更高)B.間隙小,旋轉精度高D.可用于高速情況下22C.運轉平穩,噪聲低徑向滑動軸承的直徑增大1倍,長徑比不變,載荷不變,則軸承的壓強P變為原來的C_倍。A. 2B. 1/2C. 1/4D. 423原來的徑向滑動軸承的直徑增大B倍。1倍,長徑比不變,載荷及轉速不變,則軸承的pv值為A. 2B. 1/2C. 4D. 1/4二、填空題24 不完全液體潤滑滑動軸承驗算比壓 止p是為了避免;驗算pv值是為了防;旋轉精2627流體的粘度,即流體抵抗變形的能力,它表征流

6、體內部 潤滑油的油性是指潤滑油在金屬表面的 能力。的大小。28影響潤滑油粘度的主要因素有29兩摩擦表面間的典型摩擦狀態是25在設計動力潤滑滑動軸承時,若減小相對間隙,則軸承的承載能力將度將;發熱量將30O (需在液體動力潤滑的滑動軸承中,潤滑油的動力粘度與運動粘度的關系式為 注明式中各符號的意義)31螺旋傳動中的螺母、滑動軸承的軸瓦、蝸桿傳動中的蝸輪,多采用青銅材料,這主要是為 了提高能力。32不完全液體潤滑滑動軸承工作能力的校驗公式是3334為形成流體動壓潤滑的必要條件是 不完全液體潤滑滑動軸承的主要失效形式是,在設計時應驗算項目的公式35滑動軸承的潤滑作用是減少 的部位。,提高,軸瓦的油槽

7、應該開在載荷,而充分條件36形成液體動力潤滑的必要條件 是37不完全液體潤滑徑向滑動軸承, 行條件性計算。按其可能的失效應限制38寬徑比較大的滑動軸承(I /d 軸承早期磨損,可采用> 1.5),為避免因軸的撓曲而引起軸承“邊緣接觸” ,造成39滑動軸承的承載量系數Cp 將也隨著的增加而。40在一維雷諾潤滑方程-P 6x41選擇滑動軸承所用的潤滑油時,軸承。體潤滑軸承主要考慮潤滑油的的增加而,相應的最小油膜厚度hminv (h 3h0)中,其粘度是指潤滑劑的h對液體潤滑軸承主要考慮潤滑油的粘度。,對不完全液三、問答題42設計液體動力潤滑滑動軸承時,為保證軸承正常工作,應滿足哪些條件?43

8、試述徑向動壓滑動軸承油膜的形成過程。44就液體動力潤滑的一維雷諾方程45何影響?液體動力潤滑滑動軸承的相對間隙的大小,對滑動軸承的承載能力、溫升和運轉精度有在兩種外載荷下工作時,其偏心率分別為20.8,試分析哪種情況下軸承承受的外載荷大。為提高該軸承的承載能力,有哪些措施可供考慮?(假定軸頸直徑和轉速不允許改變。)不完全液體潤滑滑動軸承需進行哪些計算?各有何含義?為了保證滑動軸承獲得較高的承載能力,油溝應做在什么位置?何謂軸承承載量系數 Cp? Cp值大是否說明軸承所能承受的載荷也越大? 滑動軸承的摩擦狀態有哪幾種?它們的主要區別如何? 滑動軸承的主要失效形式有哪些? 相對間隙 對軸承承載能力

9、有何影響?在設計時,若算出的值?46474849505152如何調整有一液體動力潤滑單油楔滑動軸承、1 0.6、hmin過小或溫升過高時,應53整參數來進行設計?在設計液體動力潤滑徑向滑動軸承時,在其最小油膜厚度 hmin不夠可靠的情況下,如何調四、分析計算題54某一徑向滑動軸承,軸承寬徑比l/d 1.0,軸頸和軸瓦的公稱直徑d對間隙 0.001 5,軸頸和軸瓦表面微觀不平度的十點平均高度分別為Rz2 3.2 m,在徑向工作載荷 潤滑。若其他條件不變,試求:F、軸頸速度v的工作條件下,偏心率0.8,80 mm,軸承相Rz1 1.6 m,能形成液體動力(1)當軸頸速度提高到 V(2)當軸頸速度降

10、低為 V1.7V時,軸承的最小油膜厚度為多少?0.7v時,該軸承能否達到液體動力潤滑狀態?注:承載量系數 Cp計算公式Cp -p 2 Vl0.60.650.70.750.80.850.90.95Cp1.2531.5281.9292.4693.3724.8087.77217.18承載量系數Cp值參見下表(l/d 1)55某轉子的徑向滑動軸承,軸承的徑向載荷F 5 104 N,軸承寬徑比l /d速n 1000r/min,載荷方向一定,工作情況穩定,軸承相對間隙0.8幼V 10周速度,m/s),軸頸和軸瓦的表面粗糙度Rz1 3.2 m, Rz2 6.3 m,p20 MPa,V15 m/s, pv 1

11、5M Pa m/s,油的粘度(1)求按混合潤滑(不完全液體潤滑)狀態設計時軸頸直徑 d。(2) 將由(1)求出的軸頸直徑進行圓整(尾數為0或5),試問在題中給定條件下此軸承能 否達到液體潤滑狀態?1.0,軸頸轉3(V為軸頸圓 軸瓦材料的0.028 Pa s。6 v(h 3h0),說明形成液體動力潤滑的必要條件。 h56有一滑動軸承,軸頸直徑 d 100mm,寬徑比l /d 1,測得直徑間隙0.12 mm ,轉速n 2 000r/min,徑向載荷F 8000 N,潤滑油的動力粘度0.009 Pa s,軸頸及軸瓦表面不平度的平均高度分別為Rz1 1.6 m , Rz2 3.2 m。試問此軸承是否能

12、達到液體動力潤滑狀態?若達不到,在保持軸承尺寸不變的條件下,要達到液體動力潤滑狀態可改變哪些參數?并對其中一種參數進行計算。注:Cp匚2 vl0.8Vv 10 3有一滑動軸承,已知軸頸及軸瓦的公稱直徑為d120 mm,徑向載荷F 50000N,軸的轉速nRz1 1.6 m, Rz2 3.257寬度I不平度的十點平均高度分別為及80 mm,直徑間隙0.1mm,軸承1000 r/mi n,軸頸及軸瓦孔表面微觀m。試求:(1)該軸承達到液體動力潤滑狀態時,潤滑油的動力粘度應為多少?(2)若將徑向載荷及直徑間隙都提高 20%,其他條件不變,問此軸承能否達到液體動力潤滑狀態?注:參考公式F 2單Cp承載

13、量系數Cp見下表(l /d 1)0.30.40.50.60.70.80.9Cp0.3910.5890.8531.2531.9293.3727.77258如圖58所示,已知兩平板相對運動速度 v1 > v2 > v3 > v4;載荷F4 > F3 > F2 > F1,平板 間油的粘度1234。試分析:(1)(2)(3)(4)題58圖哪些情況可以形成壓力油膜?并說明建立液體動力潤滑油膜的充分必要條件。哪種情況的油膜厚度最大?哪種情況的油膜壓力最大?在圖(C)中若降低V3,其他條件不變,則油膜壓力和油膜厚度將發生什么變化?在圖(C)中若減小F3,其他條件不變,則油

14、膜壓力和油膜厚度將發生什么變化?59試在下表中填出液體動力潤滑滑動軸承設計時有關參量的變化趨向(可用代表符號:上升f; 下降不定?)。參量最小油膜厚度h min/mm偏心率徑向載何供油量Q/ (m3/s)軸承溫升寬徑比l/d f時油粘度 f時相對間隙f時軸頸速度v f時v為60試分析題60圖所示四種摩擦副,在摩擦面間哪些摩擦副不能形成油膜壓力,為什么?( 相對運動速度,油有一定的粘度。)題60圖61當油的動力粘度及速度v足夠大時,試判斷題61圖所示的滑塊建立動壓油膜的可能性。A.可能B.不可能C.不一定題61圖例解1今有一離心泵的徑向滑動軸承。軸承徑向載荷F=2600N,軸承材料為已知:軸頸直

15、徑d=60mm,軸的轉速n=1500r/min.算方法校核該軸承是否可用?如不可用,應如何改進?(按軸的強度計算,軸頸直徑ZCuS n5P b5Z n5試根據不完全液體潤滑軸承計不得小于48mm)。解題要點:(1)根據給定的材料為 ZCuSn5Pb5Zn5,可查得:p =8MPa ,=3m/s ,=12MPa m/s。(2)按已知數據,選定寬徑比l/d=1,得可見U不滿足要求,而P、pu均滿足。故考慮用以下兩個方案進行改進;(1)不改變材料,僅減小軸頸直徑以減小速度u。取d為允許的最小直徑48mm,仍不能滿足要求,此方案不可用,所以必須改變材料。(2)改造材料,在銅合金軸瓦上澆注軸承合金ZCb

16、Sb15S n5Cu3Cd 2 查得=5MPa,=8m/s,P =5MPa m/s。經試算 d=50mm , l =42mm,則結論:可用銅合金軸瓦澆注 ZCbSb15Sn5Cu3Cd2軸承合金,軸頸直徑 d=50mm,軸承寬度 l=42mm。2.如圖所示為兩個尺寸相同的液體潤滑滑動軸承,其工作條件和結構參數(相對間隙屮、動力粘度速度、軸頸直徑d、軸承寬度I)完全相同。試問哪個軸承的相對偏心率較大些?哪個軸承承受徑向載荷 F較大?哪個軸承的耗油量 Q較大些?哪個軸承發熱量較大?提示:承載量系數耗油量系數CQ Q/( ld)由圖可知,圖a圖b的最小油膜厚度不同,且haminhbmin , hmi

17、n 與偏心率(相對偏心) e/ e/(Rr) 及相對間隙/r (e為偏心距,為半徑間隙,=R-r)之間的關系為對于液體動壓軸承能受的徑向載荷為式中,Cp為承載量系數,為潤滑油的動力粘度。對于l/dw 1.0,< 0.75的動壓軸承,可得出如下結論:hmin越小,則越大,有ab,即圖a的相對偏心大;荷大;3)hmin越小,越大時,則CP越大、F越大,有Fa>Fb,即圖a承受的徑向載由耗油量Q Cq ld, 越大,則耗油量系數 CQ大,有Qa Qb,即圖a的耗油量大;(4) 因 越大,Q大,則圖a的發熱量小于圖b的。3. 一減速器中的不完全液體潤滑徑向滑動軸承,軸的材料為 45 鋼,軸

18、瓦材料為鑄造青銅 ZCuSn5Pb5Zn5承受徑向載荷 F=35kN ;軸頸直徑 d=190mm;工作長度l=250mm;轉速n=150r/min。試驗算該軸承是否適合使用。提示:根據軸瓦材料,已查得P =8MPa,=3m/s, P =12MPa m/s。解題要點:進行工作能力驗算:故該軸承適合使用。4.有一不完全液體潤滑徑向滑動軸承,直徑d=100mm,寬徑比l/d=1,轉速n=1200r/min,軸的材料為45鋼,軸承材料為鑄造青銅ZCuSn10P1。試問該軸承最大可以承受多大的徑向載荷?提示:根據材料已查得:P =15 MP a,=10m/s, p =15 MPa m/s。解題要點:軸承

19、所能承受的最大徑向載荷必須同時滿足:(1) F p dl 15 100 100150 000 N(2) F p E 15 19100100 =23875n1200故 Fmax=23 875N。F=25 000N,軸頸直5.試設計一齒輪減速器的液體動力潤滑向心滑動軸承。已知:徑向載荷徑 d=115mm,輕頸轉速 n=1000r/min。解題要點:(1)確定軸承結構型式采用整體式結構,軸承包角360(2)確定軸承結構參數取l/d=1,則軸承工作寬度l/d=1 X 115mm=115mm(3)選擇軸瓦材料計算軸承的p、和p值選擇軸瓦材料根據P、和P值,選用11-6 錫銻軸承合金(ZSnSblICu&

20、#174;,其 p =25MPa,=80m/s, P =20MPa - m/s。軸頸系鋼制,淬火精磨。_ _. _ 30.25_ _0.8 10 0.8(4)選定軸承相對間隙 W和軸承配合公差10 3 6.020.251.25 10 3,取 1.3 10 3確定軸承直徑間隙為d 0.0013 1150.1495 mm應使選配合的最小和最大配合間隙接近軸承的理論間隙選定軸承配合公差時,現選定配合為115H,貝峙由瓦孔徑 D= 1 1 500.035,軸頸直徑d 115 0.115,最大間隙d7max0.035mm0.155mm0.190mm,最小間隙max 0.120mm。(5) 選定潤滑油根據

21、軸承的P、 值,選用L-AN32機械油,取運動粘度V40=32cSt(32X 10-6m2/s),密度900kg / m3,比熱容 c=1800J/( kg計算平均溫度tm下潤滑油的動力粘度:取 tm=50C,查得 50C, L-AN32 的運動粘度 v50=1922.6cSt,取 v50=19 cSt (19X10-6m2/s),得其動力粘度為:(6) 計算軸承工作能力 計算軸承承載量系數:確定偏心率:根據Cp和l/d值,=0.652計算最小油膜厚度hmin ;T 1=0.026mm1150.001310.6522選定軸瓦和軸頸表面粗糙度 Rz1 1.6 m,Rz2 3.2 m,則hmin=

22、0.026>2(Rz1+Rz2)=2 X( 0.0016+0.0032) =0.0096 mm(7)驗算軸承溫升和工作可靠性計算液體摩擦系數軸頸角速度=104.72 rad/s因l/d=1,故 1,則摩擦系數為供油量:根據軸承偏心率和寬徑比l/d,查表并插值計算,得Cq=0.142,故供油量為=14.7X 10-6m3/s=882cm3/min計算軸承溫升t:取導熱系數as 80J/(m2 s C)時,則-Pt c Cq18002.36 10 3"61.89 106 0.0013。3.1416 80 C =13.09C900 0.1420.0013 6.03進口油溫度titm出

23、口油溫度t2tm50 C- 1309 r =43.46C (在 3545C 之間)250 C +1309 C =56.55C <80C22進、出口油溫合適。計算結果說明,具有上述參數的滑動軸承可以獲得液體動力潤滑。液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計計算的首要問題在于驗算最小油膜厚度是否大 于兩倍軸頸與軸瓦表面不平度的高度之和,設計計算的關鍵在于合理選擇參數。至于 具體計算步驟,可以視具體情況,靈活應用。液體動力潤滑流動軸承應用了部分液體動力學理論和高等數學概念來說明動壓油 楔中各參數間的關系,只要抓住主要問題,設計計算是不難掌握的。但是,軸承的設計計算只是一個方面,軸承結構是否合理,制造、裝

24、配是否正確,潤滑是否得當等,都對軸承的正常工作有很大影響,必須予以注意。五、習題參考答案1、選擇題16 B10 D17 C11182、填空題過度磨損;過熱產生膠合 增大;提高;增大 摩擦阻力吸附 溫度;壓力 干摩擦;不完全液體摩擦;24252627282930v啓,式中,31耐磨1219液體摩擦32p dLWp;PV13 D20 CV 運動粘度;142115 C22 C 23 B動力粘度;潤滑油的密度Fn 航W p;v W v33兩工作表面間必須構成楔形間隙;兩工作表面間必須充滿具有一定粘度的潤滑油或其他 流體;兩工作表面間必須有一定的相對滑動速度,其運動方向必須保證能帶動潤滑油從大截面流進,

25、 從小截面流出。34 磨損與膠合:P < p ; pv W pv ; V W v35摩擦:傳動效率;不承受36必要條件參見題533;充分條件為:保證最小油膜厚度hmin> h,其中h為許用油膜厚度;h=S(Rz1Rz2),其中,S為安全系數,Rz1、Rz2分別為軸頸和軸瓦的表面粗糙度十點平均37P W P;pv< p38自動調心39增大,減小40動力41粘度;油性(潤滑性)3、問答題高度。(參考答案從略)4、分析計算題54解題要點:(1)計算在徑向工作載荷 F、軸頸速度V的工作條件下,偏心率由 I/d 1.0 , d 80mm,得 I 80mmo0.8時的最小油膜厚度:hmi

26、n=r (1)40 0.0015 (10.8) mm 0.012 mm由 0.8,查附表得Cp 3.372 o計算許用油膜厚度h,取S = 2,于是 由于h min> h,能形成液體動壓潤滑。(2)計算V1.7v時,軸承的最小油膜厚度:由公式Cp匚,根據其他參數不變時,Cp與V成反比的關系,當V 0.7V時,得2 vlp查附表得因為hmin < h,故該軸承不能達到液體動力潤滑狀態。 55解題要點:(1) 按不完全液體潤滑狀態,設計軸頸直徑:由 F/(dl) < p得(2) 計算軸承相對間隙:(3) 計算偏心率:由0.86,于是再由Cp和l /d 1.0,查表得(4) 計算最小油膜厚度hmin :(5) 計算許用油膜厚度h,取S 2,于是因為hmin小于h,故該軸承在題中給定的條件下不能達到液體動潤滑狀態。 56解題要點:(1)0.89。(3)計算許用油膜厚度h,取S 2,于是 計算軸承的相對間隙:計算軸頸的圓周速度V :(4)計算軸承的承載量系數Cp:(5)0.41 O查表得計算最小油膜厚度hmin:因hmin > h,故該軸承能達到液體動力潤滑狀態。若不能達到液體動力

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