二、选择与填空题
14-36 说明下列型号滚动轴承的类型、内径、公差等级、直径系列和结构特点：、N316/P6、3/P5、30206，并指出其中具有下列特征的轴承：
A、径向承载能力最高和最低的轴承分别是__________和__________；
B、轴向承载能力最高和最低的轴承分别是__________和__________；
C、极限转速最高和最低的轴承分别是__________和__________；
D、公差等级最高的轴承是________________；
E、承受轴向径向联合载荷的能力最高的轴承是__________。
14-37 若一滚动轴承的基本额定寿命为537000转，则该轴承所受的当量动载荷__________基本额定动载荷。
14-38 在保证轴承工作能力的条件下，调心轴承内、外圈轴线间可倾斜的最大角度为__________，而深沟球轴承内、外圈轴线间可倾斜的最大角度为__________。
A、3′～4′
B、8′～16′
C、1°～2°
D、2°～3°
14-39 滚动轴承的内径和外径的公差带均为_____________，而且统一采用上偏差为____________，下偏差为___________的分布。
14-40 采用滚动轴承轴向预紧措施的主要目的是__________。
A、提高轴承的旋转精度
B、提高轴承的承载能力
C、降低轴承的运转噪声
D、提高轴承的使用寿命
14-41 各类滚动轴承的润滑方式，通常可根据轴承的__________来选择。
B、当量动载荷P
C、轴颈圆周速度v
D、内径与转速的乘积dn 14-42 若滚动轴承采用脂润滑，则其装脂量一般为轴承内部空间容积的__________。 14-43 宽径比B/d是设计滑动轴承时首先要确定的重要参数之一，通常取B/d=___________。
C、0.3～1.5
14-44 轴承合金通常用于做滑动轴承的__________。
C、含油轴瓦
14-45 在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制p值的主要目的是___________________； 限制pv值的主要目的是___________________ 。
14-46 径向滑动轴承的偏心距e随着载荷增大而_________；随着转速增高而__________。 14-47 ______________不是静压滑动轴承的特点。
A、起动力矩小
B、对轴承材料要求高
C、供油系统复杂
(4)高、低速运转性能 均好
三、设计计算题
14-48 如图所示，轴上装有一斜齿圆柱齿轮，轴支承在一对正装
的7209AC轴承上。齿轮轮齿上受到圆周力Fte=8100N，径向力
Fre=3052N，轴向力Fae=2170N，转速n=300 r/min，载荷系数fP=1.2。
试计算两个轴承的基本额定寿命(以小时计)。(想一想：若两轴承反装，
轴承的基本额定寿命将有何变化?)
14-49 一根装有小圆锥齿轮的轴拟用图示的支承方案，
两支点均选用轻系列的圆锥滚子轴承。圆锥齿轮传递的
功率P=4.5kW(平稳)，转速n=500r/min，平均分度圆半径rm=100mm，分锥角δ
=16°，轴颈直径可在28～38mm内选择。其它尺寸如图所示。若希望轴承的基
本额定寿命能超过60000h，试选择合适的轴承型号。
14-50 6215轴承受径向载荷Fr=45.6kN，轴向载荷Fa=6.3kN，载荷平稳，试计
算其当量动载荷P。若在此当量动载荷作用下要求该轴承能正常旋转106转，其
可靠度约为多少?
14-51 起重机卷筒轴采用两个不完全液体润滑径向滑动轴承支承，已知每个轴承上的径向载荷F=100kN，轴颈直径d=90mm，转速v=90r/min。拟采用整体式轴瓦，试设计此轴承，并选择润滑剂牌号。
14-52 有一不完全液体润滑径向滑动轴承，轴颈直径d=200mm，轴承宽度B=250mm，轴承材料选用ZCuAll0Fe3，当轴转速为60r/min、100r/min、500r/min时，轴承允许的最大径向载荷各为多少?
14-53 一液体动力润滑径向滑动轴承，承受径向载荷F=70kN，转速n=1500r/min，轴颈直径d=200mm，宽径比B/d=0.8，相对间隙ψ=0.0015，包角α=180°，采用32号全损耗系统用油(无压供油)，假设轴承中平均油温tm=50℃，油的粘度η=0.018Pa2s，求最小油膜厚度hmin。
14-54 某汽轮机用动力润滑径向滑动轴承，轴承直径d=80mm，转速n=1000r/min，轴承上的径向载荷F=10kN，载荷平稳，试确定轴瓦材料、轴承宽度B、润滑油牌号、流量、最小油膜厚度、轴与孔的配合公差及表面粗糙度，并进行轴承热平衡计算。
联轴器和离合器
一、分析思考题
15-1 联轴器、离合器、安全联轴器和安全离合器有何区别?各用于什么场合?
试比较刚性联轴器、无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器各有何优缺点?各适用于什么场合?
15-3 在下列工况下，选择哪类联轴器较好?试举出一两种联轴器的名称。
(1)载荷平稳，冲击轻微，两轴易于准确对中，同时希望联轴器寿命较长。
(2)载荷比较平稳，冲击不大，但两轴轴线具有一定程度的相对偏移。
(3)载荷不平稳且具有较大的冲击和振动。
(4)机器在运转过程中载荷较平稳，但可能产生很大的瞬时过载，导致机器损坏。 15-4 十字轴万向联轴器适用于什么场合?为何常成对使用?在成对使用时如何布置才能使主、从动轴的角速度随时相等?
15-5 在联轴器和离合器设计计算中，引人工作情况系数KA是为了考虑哪些因素的影响？
15-6 选择联轴器类型时，应当考虑哪几方面的因素?
15-7 牙嵌离合器和摩擦式离合器各有何优缺点?各适用于什么场合?
15-8 多盘摩擦离合器的许用压力[p]与哪些因素有关?为什么?
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深沟球轴承6208需用承受的径向载荷Fr=5200N，轴向载荷Fa=2200你，轴承工作转速n=750r/min，载荷有中等冲击
计算该轴承的寿命Lh。
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6208的基本额定动负荷Cr=29100N，轴承所承受的负荷，仅为径向负荷。所以【当量动负荷P=径向负荷Fr=5200N】，【当旋转速度n=750rpm】时，球轴承的速度系数fn=[10^6/(500*60n)]^1/3=(0.03n)^-1/3=0.35422， fh=fn(Cr/P)=1.98.Lh=(10^6/60n)(C/P)^3=500fh^3=500*1.98^3=小时 大约是3800小时 这是理论的，实际的话可能没有这么多。 另外，这是按照NSK的计算公式计算的。
采纳率：76%
查标准，f0*i*Fa/C0r=2.7，由插值法得e=0.36，Fa/Fr=0.42&e,X=0.56,Y=1.24(插值法)P=XFr+YFa=5640L10h=(10^6/60n)*(C/P)^3=3052
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我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。14.11 设计一齿轮与轴和键连接。已知轴的直径d=90mm，轮毂宽B=110mm，轴传递的扭矩T?1800N?m，载荷平稳，轴、键的材料均为钢，齿轮材料为锻钢。 答：由题意可知齿轮与轴的键连接，要求有一定的定心，故选择普通平键 ，圆头（A型）。由表①4.5查得，当d=90mm时，键的剖面尺寸b=25mm, h=14mm。由轮毂宽B=110mm，选键长L=100mm。因载荷平稳且轴、键的材料为钢，齿轮材料为锻钢，所以由表14.6查得许用挤压应力???jy???125~150MPa,键的工作长度为l=L-b=100-25=75mm。 键连接工作面上的挤压应力?p，即 ?p?4T/?dhl???4?1.8?106?/?90?14?75??76.2????jy?? 由以上计算可知选择的键连接的挤压强度是足够的，故可用。
第15章 轴承 15.1 滚动轴承的主要类型有哪些？各有什么特点？ 答：（1）深沟球轴承。主要承受径向载荷，也能承受一定的双向轴向载荷、可用于较高转速。 （2）圆锥子轴承。内、外圆可分离，除能承受径向载荷外，还能承受较大的单向轴向载荷。 （3）推力球轴承。套圈可分离，承受单向轴向载荷。极限转速低。 （4）角接触球轴承。可用于承受径向和较大轴向载荷，?大则可承受轴向力越大。 （5）圆柱滚子轴承。有一个套圈（内、外圈）可以分离，所以不能承受轴向载荷。由于是线接触，所以能承受较大径向载荷。 （6）调心球轴承。双排球，外圈内球面、球心在轴线上，偏位角大，可自动调位。主要承受径向载荷，能承受较小的轴向载荷。
15.2 绘制下列滚动轴承的结构简图，并在图上表示出轴承的受力主向：6306、N306、7306ACJ，3。 答：按表15.2中表示的简图及受力方向绘制。
15.3滚动轴承的基本额定动载荷C与基本额定静载荷Cο在概念上有何不同，分别针对何种失效形式？ 答：（1）基本额定动载荷C与基本额定静载荷Cο在概念上区别在于“动”与“静”二字的区别。C是指轴承在L10（单位为106r）时轴承能承受的最大载荷值；Cο是指在静载荷下极低速运转的轴承。 （2）C下的失效形式为点蚀破坏；Cο下为永久塑性变形。
15.4 何谓滚动轴承的基本额定寿命？何谓当量动载荷？如何计算？ 答：基本额定寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转时，90%的轴承未发生疲劳点蚀前运转的总转教，或在恒定转速下运转的总工作小时数，分别用L10、L10h表示。 当量动载荷是轴承在当量动载荷P作用下的寿命与在实际工作载荷（径向和轴向载荷）条件下的寿命相等。其计算方式为 P?fP?XFr?YFa?
15.5滚动轴承失效的主要形式有哪些？计算准则是什么？ 答：对于一般转速的轴承（10Y/min<n<nLim），如果轴承的制造、保管、安装、使用等条件均良好时，轴承的主要失效形式为疲劳点蚀，因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算。 对于高速轴承，除疲劳点蚀外其工作表面的过热也是重要的失效形式，因此除需进行寿命计算外还应校验其极限转速。 对于低速轴承（n<1r/min），可近似地认为轴承各元件是在静应力作用下工作的，其失效形式为塑性变形，应进行以不发生塑性变形为准则的静强度计算。
15.6 滚动轴承寿命计算中载荷系数FP及温度系数Ft有何意义？静载荷计算时要考虑这两个系数吗？
答：因滚动轴承工作时，各个元件上的载荷及应力都是变化的，当量动载荷只是一个理论值。实际上，轴承上的载荷，由于机器的惯性、零件精度高低等其他影响因素，往往Fr和Fa和实际是有差别的，而这种差别很难从理论上精确求出，为了计及这些影响，故引进载荷系数fP。 一般轴承只能在低于120C的工作条件下使用，当轴承工作温度t?120C时，轴承元??件材料组织变化，硬度降低等因素对轴承承载能力有影响，故引入温度系数fT。 对静载荷计算时，一般不考虑这两个系数。
15.7 在进行滚动轴承组合设计时应考虑哪些问题？ 答：在进行轴承组合设计时应考虑如下几个问题：（1）轴承的轴向固定；（2）轴承组的轴向固定；（3）轴承组合的调整；（4）轴承组合支承部分的刚度和同轴度；（5）轴承的预紧；（6）轴承的配合与装拆；（7）轴承的润滑与密封等。
15.8 试说明角接触轴承内部轴向力FS产生的原因及其方向的判断方法。 答：由于接触角?的存在，使得轴承在承受径向载荷时会产生一个内部轴向力FS，其方向由外圈的宽边指向窄边。
15.9 为什么两端固定式轴向固定适用于工作温度不高的短轴，而一端固定、一端游动式则适用于工作温度高的长轴？ 答：主要原因为温度高时，轴的轴向变形量大，无法依靠轴承本身的游隙来补偿，只得依靠一端游动式来补偿。
15.10 为什么说轴承预紧能增加支承的刚度和提高旋转精度？ 答：预紧后能消除轴承的游隙并使滚动体和内、外圈接触处产生弹性变形，这样就可提高轴承的刚度和旋转精度。
15.11 为什么角接触轴承通常要成对使用？ 答：其目的是消除或减小内部轴向力的影响。
15.12 列举工厂中滚动轴承与滑动轴承的实际应用。（去工厂实习时注意观察） 答：学生去工厂进行实习，注意观察滚动轴承和滑动轴承的实际应用。
15.13 轴承常用的密封装置有哪些？各适用于什么场合？ 答：密封是为了阻止润滑剂从轴承中消失，也为了防止外界灰尘、水分等侵入轴承。 按照密封的原理不同，可分为接触式密封和非接触式密封两大类，前一类用于速度不高的场合，后一类可用于高速。接触式密封有毡圈密封、皮碗密封等；非接触式密封有间隙式、迷宫式等。
15.14 滑动轴承有哪几种类型？各有什么特点？ 答：滑动轴承的类型有如下几种： （1） 径向滑动轴承。承受径向载荷。 （2）
推力抽承。承受轴向载荷。 15.15 对轴瓦、轴承衬的材料有哪些基本要求？ 答：对轴瓦、轴承衬的材料有如下基本要求： （1） 具有足够的抗冲击、抗压、抗疲劳强度。 （2） 具有良好的减摩性、耐磨性和磨合性。 （3） 具有良好的顺应性和嵌藏性。； （4） 具有良好的工艺性、导热性和耐腐蚀性。
15.16 试通过查阅手册比较、轴承的内径d、外径D、宽度B和基本额定动载荷C，并说明尺寸系列代号的意义。 答：（1）6008。内径d为40mm，外径D为68mm，宽度B为15mm,基本额定动载荷Cr为17.0kN。 （2）6208。d=40mm，D=80mm，B=18mm, Cr=29.5kN。 （3）6308。d=40mm，D=90mm，B=23mm, Cr=40.8kN。 （4）6408。d=40mm，D=110mm，B=27mm, Cr=65.5kN。 在代号中，右起第一、二位数，表示内径代号，上述例子中为08，表示内径尺寸为08×5=40mm。 在代号中，右起第三、四位数，表示尺寸系列代号。第三位为直径系列代号，第四位为宽度系列代号。如为01则可省略不表示。在6008中，第三位为0，表示直径系列代号，宽度系列代号也为0，可省略。在6208中，2为直径系列代号，在中，3、4均为直径系列代号。代号中右起第五、六、七位表示类型代号。在此例中，由于宽度系列代号为0，省去，第四位就缺了，第五、六位等无数字，故类型代号就占第四位了。6代表深沟球轴承类型。
15.17 一深沟球轴承受径向载荷Fr=7500N，转速n=2000r/min，预期寿命?Lh??4000h，中等冲击，温度小于100C。试计算轴承应有的径向基本额定动载荷Cr值。 解:(1)求当量动载荷。由表15.12取载荷系数fP=1.5,由式(15.2)得当量动载荷P为?P?fPFr?1.5?N (2)计算轴承的径向基本额定动载荷。由表15.14取fT=1，深沟球轴承寿命指数??3，根据式(15.6)可得 Cr?P?60n?Lh??0?4000???????88085N 66fT?101?10???113所以该轴承应有的Cr=88085N。
15.18 30208轴承基本额定动载荷Cr=63000N。（1）若当量动载荷P=6200N，工作转速n=750r/min,试计算轴承寿命L10h；（2）若工作转速n=960r/min，轴承的预期寿命?Lh??10000h，求允许的最大当量动载荷。 解：（1）根据式(15.5)得（取fT=1，???10） ?fTC?10?1?63000?????50110h ??60n?P?60?750??fTC??????Lh? 60n?P?1666?（2）由式（15.5）L10h?10???10
可得P??fC????1?N ?60n?L???T60?960?10000??h???6103所以，允许的最大当量动载荷P?9359N。
15.19 直齿轮轴系用一对深沟球轴承支承，轴颈d=35mm,转速n=1450r/min，每个轴承受径向载荷Fr=2100N，载荷平稳，预期寿命?Lh??8000N，试选择轴承型号。 解：（1）计算当量动载荷P。查表15.12取fP=1.1，根据式(15.2)得 P?fPFr?1.1?N
（2）计算所需的径向额定动载荷。由式(15.6)得
C?113P?60n?Lh??0?8000???????20471N fT?106?1?106??（3） 轴承型号。查手册，根据d=35mm选得6270轴承，其Cr?2N，故选用6207轴承合适。
15.20 一对7210C角接触球轴承分别受径向载荷Fr1=8000N，Fr2=5200N，轴向外载荷FA的方向如题15.20图所示。试求下列情况下各轴承的内部轴向力FS和轴向载荷Fa。（1）FA=2200N；(2)FA=900N；(3)FA=1120N。 题15.20图 解：（1）FA=2200N。计算轴承内部轴向压力FS。根据表15.16，内部轴向力FS?eFr，查轴承手册得7210C轴承Cor=32000N。}