机设作业12章解答

机械设计作业集-1-班级成绩姓名任课教师学号批改日期第十二章滑动轴承一、选择题12-1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。A1～10B0.1～1C0.3～1.5D3～512-2轴承合金通常用于做滑动轴承的B。A轴套B轴承衬C含油轴瓦D轴承座12-3B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D高、低速运转性能均好12-4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摩擦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12-5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12-6在滑动轴承材料中，B通常只用做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12-7液体摩擦动压径向轴承的偏心距e随B而减小。A轴颈转速n的增大或载荷F的增大B轴颈转速n的增大或载荷F的减小C轴颈转速n的减小或载荷F的减小D轴颈转速n的减小或载荷F的增大12-8非液体摩擦滑动轴承，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12-9在B情况下，滑动轴承润滑油的粘度不应选得太高。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12-10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12-11动压滑动轴承能建立油压的条件中，不必要的条件是D。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500C12-12两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12-13在滑动轴承中，相对间隙ψ是一个重要参数，它是B与公称直径之比。A半径间隙δ=R-rB直径间隙Δ=D–dC最小油膜厚度hminD偏心距e12-14与滚动轴承相比较，下述各点中，A不能作为滑动轴承的优点。A轴向尺寸小B间隙小，旋转精度高C运转平稳，噪声低D可用于高速二、填空题12-15在不完全液体润滑滑动轴承设计中，限制p值的主要目的是避免过度磨损；限制pv值的主要目的是限制温升，避免胶合。12-16径向滑动轴承的偏心距e随着载荷增大而增大；随着转速增高而减小。12-17在设计液体摩擦动压滑动轴承时，若减小相对间隙ψ，则轴承的承载能力将提高；旋转精度将提高；发热量将增加。机械设计作业集-2-班级成绩姓名任课教师学号批改日期12-18非液体摩擦径向滑动轴承，按其可能的失效形式应限制p≤[p]、pv≤[pv]、v≤[v]进行条件性计算。12-19形成液体摩擦动压润滑的必要条件相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；、有相对速度，其运动方向必须使油由大端流进，小端流出；、润滑油必须有一定的粘度，且充分供油；而充分条件是hmin＞[hmin]。三、分析与思考题12-20在滑动轴承上开设油孔和油槽时应注意哪些问题？答：1、应开设在非承载区；2、油槽沿轴向不能开通。12-21一般轴承的宽径比在什么范围内？为什么宽径比不宜过大或过小？答：一般B/d为0.3—1.5；B/d过小，承载面积小，油易流失，导至承载能力下降。但温升低；B/d过大，承载面积大，油易不流失，承载能力高。但温升高。12-22滑动轴承常见的失效形式有哪些？答：磨粒磨损，刮伤，咬粘（胶合），疲劳剥落和腐蚀。12-23对滑动轴承材料的性能有哪几方面的要求？答：1、良好的减摩性，耐磨性和抗咬粘性。2、良好的摩擦顺应性，嵌入性和磨合性。3、足够的强度和抗腐蚀能力。4、良好的导热性、工艺性、经济性。12-24在设计滑动轴承时，相对间隙ψ的选取与速度和载荷的大小有何关系？答：速度愈高，ψ值应愈大；载荷愈大，ψ值应愈小。机械设计作业集-3-班级成绩姓名任课教师学号批改日期12-25验算滑动轴承的压力p、速度v和压力与速度的乘积pv，是不完全液体润滑滑轴承设计的内容，对液体动力润滑滑动轴承是否需要进行此项验算？为什么？答：也应进行此项验算。因在起动和停车阶段，滑动轴承仍处在不完全液体润滑状态。另外，液体动力润滑滑动轴承材料的选取也是根据[p]、[pv]、[v]值选取。12-26试说明液体动压油膜形成的必要条件。答：相对滑动的两表面间必须形成收敛的楔形间隙；有相对速度，其运动方向必须使油由大端流进，小端流出；润滑油必须有一定的粘度，且充分供油；12-27对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分析在仅改变下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载能力。⑴转速n=500r/min改为n=700r/min；⑵宽径比B/d由1.0改为0.8;⑶润滑油由采用46号全损耗系统用油改为68号全损耗系统用油⑷轴承孔表面粗糙度由Rz=6.3μm改为Rz=3.2μm。答：（1）承载能力↑（2）承载能力↓（3）η↑，承载能力↑（4）RZ↓，允许hmin↓，偏心率↑，承载能力↑。12-28在设计液体润滑轴承时,当出现下列情况之一后,可考虑采取什么措施(对每种情况提出两种改进措施)？⑴当hmin[hmin]时;⑵当条件p[p]、v[v]、pv[pv]不满足时；⑶当计算入口温度ti偏低时。答：（1）说明承载能力不够。可：d↑；B↑；η↑；ψ↓等。（2）可改选材料；B↑。（3）说明轴承的温升过高，承载量过大。可：d↑，B↑；ψ↑η↑等。机械设计作业集-4-班级成绩姓名任课教师学号批改日期12-29液体动力润滑轴承承载能力验算合格的基本依据是什么？答；p≤[p]；pv≤[pv]；v≤[v]；hmin＞[hmin]；ti＞350—400C。12-30就液体动力润滑的一维雷诺方程306hhhvxp，说明形成液体动压润滑的必要条件。答：能承载，xp应大于0，所以：η＞0，润滑油应有一定的粘度；V＞0，有相对速度；h≠h0，有楔形间隙，油由大端流进小端流出。12-31图所示为两个尺寸相同的液体摩擦滑动轴承，其工作条件和结构参数（相对间隙ψ、动力粘度η、速度v、轴径d、轴承宽度B）完全相同。试问哪个轴承的相对偏心率χ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？答：偏心率：χ=e/δ半径间隙:δ=R-r(1)χa＞χb(2)pCvBF22Cp↑承载能力F↑;χ↑Cp↑，所以,FaFb；题12—31图（3）令耗油量（或流量）系数为CqvBdqCq则：润滑油流量q=CqψvBd，由书中图12—16可知：Cq随着χ的增大先增后减∵χ值不详∴qa、qb谁大无法判断或当χ在顶点左侧时，qa＞qbχ在顶点有侧时，qa＜qba）b）机械设计作业集-5-班级成绩姓名任课教师学号批改日期四、设计计算题12-32起重机卷筒轴采用两个不完全液体摩擦径向滑动轴承支承，已知每个轴承上的径向载荷F=100KN，轴颈直径d=90mm，转速n=90r/min。拟采用整体式轴瓦，试设计此轴承，并选择润滑剂牌号。解：1、选宽径比B/d=1,B=90mm2、smMpapvsmdnvMpaBdFp.187.542.010006035.129090100000由表12—2ZCuZn16Si4（16-4硅黄铜）[p]=12Mpa[pv]=10Mpam/s[v]=2m/s或：ZCuAl10Fe3（10-3铝青铜）[p]=15Mpa[pv]=12Mpam/s[v]=4m/s表12—31号钙钠基脂。没有合适的润滑油。12-33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ZCuAl10Fe3，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?解：由表12—2ZCuAl10Fe3（10-3铝青铜）[p]=15Mpa[pv]=12Mpam/s[v]=4m/sF≤B.d[p]=250×200×15=750KNsmvsmvsmvdnv236.5047.1628.0100060321V3[v]材料不合适。F≤[PV]Bd/vF1≤955.414KN∴取F=750KNF2≤573.065KN∴取F=573.065KNn=500r/min时,v[v]不满足。机械设计作业集-6-班级成绩姓名任课教师学号批改日期12-34一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轴径直径d=200mm，宽径比B/d=0.8，相对间隙ψ=0.0015，包角α=1800，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=500C，油的粘度η=0.018Pa.s，求最小油膜厚度hmin。解:由BdFCCdBFpp2208.15730n1/sd=0.2mB=0.8d=0.16mη=0.018ψ=0.0015Cp=1.74表12—7B/d=0.8插值可得:χ=0.7237hmin=rψ(1-χ)=0.041445mm=41.4μm机械设计作业集-7-班级成绩姓名任课教师学号批改日期12-35某转子的径向滑动轴承，轴承的径向载荷F=10000N，轴承宽径比B/d=1.0，轴径的转速n=1000r/min，载荷方向一定，工作情况稳定，轴承相对间隙34108.0v(v为轴颈圆周速度，m/s)，轴颈和轴瓦的表面粗糙度Rz1=3.2μm，Rz2=6.3μm，轴瓦材料的[p]=20MPa，[v]=15m/s，[pv]=15MPa.m/s，油的粘度η=0.028Pa.s。⑴求按混合摩擦润滑（不完全液体润滑）状态设计时，轴颈的直径d=？。⑵将由⑴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？解:(1)按不完全液体润滑状态，设计轴颈直径：由F/(dB)≤[P]，B/d=1得mmmmpFd36.2220101][4由][100060.pvdnBdFpv得mmpvnFd907.34][60000∴应取d=35mm验算v=πdn/60000=1.8326m/s＜[v]=15m/s(2)按液体润滑状态计算hmin计算轴承相对间隙:0009308.0108.034v计算承载量系数:4155.2035.08326.1028.020009308.010000222vBFCp再由Cp和B/b=1，查表12—7得：偏心率χ≈0.75计算最小油膜厚度:hmin=rψ(1-χ)=17.5×0.0009308(1-0.75)=0.00407225mm计算许用最小油膜厚度,取S=2[hmin]=S(RZ1+RZ2)=2(3.2+6.3)=0.019mm因为hmin[hmin]，故该轴承在题中给定的条件下不能达到液体润滑状态。机械设计作业集-8-班级成绩姓名任课教师学号批改日期L