5机械设计问答题.docVIP

(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，滚动轴承与滑动轴承相比具有： 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，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；保持架多用低碳钢板冲压成形，也可用有色金属(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，由于游隙和弹性变形，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) 角接触球轴承和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的接触角 ＞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：因为深沟球轴承的公称接触角 ＝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、