机械设计问答题

(1) 为什么现代机械设备中大多数采用滚动轴承而不是滑动轴承?答:这是因为在通常情况下,滚动轴承滑动轴承cad二次开发相比具有: 摩擦力矩小、效率高,启动灵活; 润滑简单,维护方便; 标准化、成批生产,成本低等特点。
(2) 滚动轴承由哪些元件组成?各有什么作用?各用什么材料制造?答:滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈装在轴颈上,外圈装在轴承座孔中,滚动体在内、外圈之间,当内、外圈相对运动时,滚动体在内、外圈的滚道间滚动,实现滚动摩擦佳木斯工学院保持架用以隔开滚动体,使其保持排列整齐且可减小彼此间的摩擦。内、外圈和滚动体皆用滚动轴承钢(铬合金钢)制造,常用材料有GCrl5、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等;保持架多用桂河大桥百度影音低碳钢板冲压成形,也可用有金属(如黄铜)、塑料等材料
(4) 滚动轴承的主要失效形式有哪些?其相应设计计算准则是什么?举出适用实例。答:滚动轴承的主要失效形式有:疲劳点蚀塑性变形和磨损。对可能发生疲劳点蚀失效的轴承应进行寿命计算;对可能发生塑性变形失效的轴承应进行静强度计算;对高速轴承,除进行寿命计算外,还要校核其极限转速以防轴承过热发生胶合;对磨粒磨损失效目前尚无统一、有效的计算方法。一般转速( )的轴承,疲劳点蚀是其主要失效形式,如减速器中的轴承;静止、
摆动或缓慢旋转(转速 )的轴承,塑性变形是其主要失效形式,如大型起重机吊钩的轴承;高速轴承可能发生过热胶合失效,密封不好的轴承会产生磨粒磨损失效。
(5) 试述滚动轴承的寿命与基本额定寿命的区别。某轴承实际使用寿命低于其计算的基本额定寿命,试解释其原因。
  答:滚动轴承的寿命是指在循环应力作用下,轴承中任何一个滚动体或内、外圈滚道出现疲劳点蚀前运转的总转数(两套圈之间的相对转数)或在一定转数下的工作小时数。
滚动轴承的基本额定寿命是指一批相同的轴承,在相同的条件下工作,其中90%轴承产生疲劳点蚀前所能运转的总转数或在一定转数下所能工作的小时数。轴承的基本额定寿命是指90%可靠度、常用材料和加工质量、常规运转条件下的寿命。
某轴承实际使用寿命低于其计算的基本额定寿命的原因是:按基本额定寿命选择的轴承只有90%的可靠性,自然会有10%的轴承提前失效,即其实际使用寿命小于基本额定寿命。
(6) 何谓滚动轴承基本额定动载荷?何谓当量动载荷?它们有何区别?当量动载荷超过基本额定动载荷时,该轴承是否可用?
  答:基本额定动载荷是指滚动轴承的基本额定寿命为10 转时所能承受的载荷。当量动载荷是一个假想的恒定载荷,在这一载荷作用下,轴承寿命与在实际载荷作用下的寿命相等。对于径向接触轴承和向心角接触轴承,当量动载荷是径向载荷;对于轴向接触轴承,当量动载荷是轴向载荷
当量动载荷超过基本额定动载荷时,轴承是否可用还取决于轴承的静强度是否满足要求。若静强度满足要求,则轴承可用,但其使用寿命在理论上小于10 ;否则,轴承不可用。
(7) 何谓滚动轴承额定静载荷?滚动轴承的静强度条件是什么?
  答:滚动轴承额定静载荷是指滚动轴承在静止、摆动或缓慢旋转状态下,其最大载荷滚动体与滚道接触中心处引起与规定的接触应力相当的静载荷
滚动轴承的静强度条件是: ≥ ,其中 是额定静载荷, 是当量静载荷, 是安全系数
(8) 基本额定动载荷与基本额定静载荷本质上有何不同?
  答:基本额定动载荷的大小反映轴承抵抗疲劳点蚀失效能力的高低;基本额定静载荷的
大小反映轴承抵抗塑性变形失效能力的高低。
(9) 深沟球轴承和向心角接触球轴承,在工作中受到较小的轴向外载荷作用时,反而对其寿命有利,为什么?
  答:该类轴承当只受纯径向载荷时,由于游隙弹性变形,内圈将随轴一起沿载荷方向下降,轴承上半周滚动体不承受载荷,轴承下半周滚动体承受大小不同的载荷,承载区最多只有半周。当轴承又承受不大的轴向载荷时,该轴向载荷可使轴承的游隙减小,径向承载区大于半周,此时径向载荷的分布较无轴向力时均匀,受力最大的滚动体所受力减小,因此对轴承寿命有利。
(10) 角接触球轴承圆锥滚子轴承派生轴向力产生的原因是什么?
  答:原因是由于向心角接触轴承接触角 >0,无论轴承是否承受轴向外载荷,只要承受径向载荷,在承载区内每个滚动体所受的反力都可分解为径向分力和轴向分力。所有径向分力与径向载荷 平衡,所有轴向分力的合力即为派生轴向力
(11) 在向心角接触轴承中,派生轴向力的产生与接触角有关,而深沟球轴承受到轴向载荷
作用时也会形成一定的接触角,为什么计算时不考虑派生轴向力呢?
  答:因为深沟球轴承公称接触角 =0,当只受纯径向载荷时,滚动体上的反力没有轴向分力,即不产生派生轴向力,故计算时不考虑派生轴向力。
(12) 滚动轴承的内、外圈的固定与锁紧方式有哪些?
答:内圈的固定与锁紧方式有轴肩、弹性挡圈圆螺母、开口圆锥紧定套等;外圈的固定与锁紧方式有基座肩环(如图13-5示)轴承盖、孔用弹性挡圈等。
图13-5 轴承安装形式
(13) 为什么角接触球轴承圆锥滚子轴承往往成对使用且“面对面”或“背对背”配置?
  答:单个此类轴承只能承受一个方向的轴向力即限制轴系一个方向的运动,而成对使用采用“面对面”或“背对背”配置则可承受两个方向的轴向力,限制轴系两个方向的运动,从而使轴系得到轴向固定。此外,此类轴承受径向载荷会产生派生轴向力,成对使用采用“面对面”或“背对背”配置有利于派生轴向力的平衡
(14) 角接触球轴承圆锥滚子轴承的“面对面”与“背对背”配置各有什么特点?分别适用于什么场合?
  答:“面对面”配置,两支点间距离较短,而“背对背”配置,两支点间距离较长。从有利于轴系刚度的角度考虑,“面对面”配置,适合于载荷零件布置在两轴承之间,而“背对背”配置,适合于载荷零件悬臂布置。从方便调整的角度考虑,一般“面对面”配置调整方便(移动外圈),而“背对背”配置调整不方便(移动内圈)。
(15) 滚动轴承预紧的目的是什么?常用预紧方法有哪些?什么情况下需要预紧?
  答:滚动轴承预紧的目的是:提高轴承的旋转精度,增加支承刚性,减小轴工作时的振动。常用的预紧方法有:
夹紧一对圆锥滚子轴承的外圈;
用弹簧预紧;
氢氧化钾 在一对轴承中间装入长度不等的套筒
  夹紧一对磨窄了的外圈或磨窄了的内圈的角接触球轴承
四川行政财贸管理干部学院预紧措施通常在对轴系旋转精度或刚度要求高的情况下使用,如机床主轴
(16) 滚动轴承内孔与轴及外径与座孔间的配合有何特点?选择配合应考虑哪些因素?
  答:滚动轴承是标准件,所以轴承内圈孔与轴的配合采用基孔制,(由于轴承内孔的偏差采用负偏差,故轴承内孔与轴的配合较一般圆柱公差中同类配合要紧得多),轴承外圈与座孔的配合采用基轴制
正确选择的轴承配合应保证轴承正常运转,防止内圈与轴、外圈与座孔在工作时发生相对转动。配合的选择应考虑的主要因素有:
载荷的类型 承受回转载荷的套圈(一般为内圈)应选用较紧的配合;承受固定载荷的套圈(一般为外圈)可选用较松的配合;承受摆动载荷的套圈可采用比回转载荷稍松的配合。
载荷的大小 载荷愈重,配合过盈最应愈大。
轴承的尺寸 随着轴承尺寸的增大,选择的过盈配合过盈越大,间隙配合间隙越大。
工作温度 轴承内圈可能因为热膨胀而与轴松动,外圈可能因热膨胀而影响轴承的轴向游动。所以应考虑温升及热传导方向对配合的影响。
轴承的旋转精度 当对轴承的旋转精度和运转的平稳性要求较高时,尽量避免采用间隙配合
安装与拆卸的方便 为了方便安装与拆卸,需采用间隙配合
游动端轴承的位移 外圈与座孔应采用间隙配合,但不能过松而旋转。
(17) 滚动轴承常用哪几种润滑方式?使用范围如何?
  答:滚动轴承的常用润滑方式有油润滑和脂润滑两类。一般当 值小于 时用脂润滑,当值 大于 时用油润滑。
(18) 滚动轴承密封的目的是什么?密封装置可分为哪几大类?
答:滚动轴承密封的目的:防止灰尘、水等杂物进入轴承,防止润滑剂流失。
分类:可分为接触式(如毡圈密封)和非接触式(如迷宫密封)两大类。
(19) 什么是滚动轴承的极限转速。
答:滚动轴承在一定载荷和润滑的条件下,允许的最高转速,称为极限转速。不要告诉妈妈
(21) 简述滚动轴承各组成元件的材料及其热处理方式。
答:滚动体与内外圈的材料一般用含铬合金钢,热处理硬度为61-65HRC。保持 架一般用低碳钢,而高速轴承的保持架多采用有金属或塑料。
(22) 什么是滚动轴承的角偏差。
答:当滚动轴承的内外圈中心线发生相对倾斜时,其倾斜角称为角偏差。
(23) 什么是滚动轴承的寿命?
答:滚动轴承的寿命是指某个套圈或滚动体的材料出现第一个疲劳扩展迹象前,一个套圈相对于另一套圈的总转数,或在某一转速下的工作小时数。
(24) 什么是滚动轴承寿命的可靠度?
答:一组相同的滚动轴承能够达到或超过规定寿命的百分率,称为轴承寿命的可靠度
(25) 什么是滚动轴承的接触角?
答:滚动体与外圈滚道接触点的法线与垂直于轴承轴心线的平面之间的夹角,称为接触角。
(26) 当转速很高而轴向载荷不太大时,通常不用推力球轴承而用深沟球承来承受纯轴向载荷。为什么?
答:对于推力球轴承,因高速时,滚动体离心力大,与保持架摩擦发热严重,寿命较低,而深沟球轴承有较深的滚道,可承受轴向力,故当转速很高、轴承载荷不太大时,不用推力球轴承,而用深沟球轴承。
(27) 调心轴承具有什么特性?为什么?
答:调心轴承具有调心性能。因调心轴承的外圈滚道表面是以轴承中点为中心的球面,故能调心。
(28) 试说明轴承是如何生成疲劳破坏的?
答:轴承转动时,滚动体与滚道接触表面受到按脉动循环变化的接触应力的反复作用,首先在滚动体或滚道的表面下一定深度处产生疲劳裂纹,继而进行扩展到表面,形成疲劳点蚀。
(29) 滚动轴承如何形成永久变形的?
答:当轴承转速很低或间歇摆动时,在很大的静载荷或冲击载荷作用下,使滚动体和滚道接触处产生永久变形,滚道表面形成凹坑,滚动体表面变平。
(30) 什么是滚动轴承的不正常失效?怎么产生的。

本文发布于:2024-09-21 22:43:15,感谢您对本站的认可!

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