机械设计基础复习
1．两侧的轴承端盖处没有调整垫片，不能调整轴承游隙和轴系的轴向位置； 2．轴的两端轴颈过长，与端盖接触严重磨损，浪费材料和加工时间、轴承 装拆麻烦；
3．齿轮没有轴向定位，未将齿轮上的轴向力传到机座，应将轴承改为正装； 4．两轴承的内、外圈没有轴向固定，极易分离； 5．两轴承的内圈高度低于套筒，轴承拆卸困难；
6．两个齿轮不能共用一个键，而且键过长，三个套不能装配；
7．两个齿轮间用套筒定位，不能固定齿轮与轴的相对位置，应改为轴环； 8．两齿轮的轮毂长度与轴头箱等，也使齿轮轴向定位不可靠； 改正后的结构如图所示：
第十五章 轴承
一、填空题
1.滚动轴承是标准零部件，一般由内圈、外圈、滚动体、保持架四部分组成。 2.调心球轴承，类型代号1 ，主要承受径向载荷，能承受较小的轴向载荷（一般不宜承受纯轴向载荷），用于多支点或刚性较小的轴，以及轴承安装时难以精确对中的场合。
3.圆锥滚子轴承，类型代号3 ，除能承受径向载荷外，还能承受较大的单向轴向载荷。安装时可调整轴承的游隙，一般应成对使用。
4.推力球轴承，类型代号5 ，只能承受轴向载荷，用于轴向负荷较大，极速较低场合。
5.深沟球轴承，类型代号6 ，主要承受径向载荷，也能承受一定的双向轴向载荷，用于较高转速、小功率场合，应用最广泛。
6.角接触球轴承，类型代号7 ，可用于承受径向和较大轴向载荷。承受轴向载荷的能力与接触角ɑ有关，ɑ大则可承受轴向力越大。常用角接触球轴承的接触角有：ɑ=15°（70000C）、ɑ=25°（70000AC）和ɑ=40°（70000B）等。 7.圆柱滚子轴承，类型代号N、NU，只能承受径向载荷。
8.轴承的基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号及内径代号三部分构成。
36
机械设计基础复习
⑴尺寸系列代号由轴承的宽度系列（或高度系列）代号和直径系列代号组合而成。宽（高）度系列在前，直径系列在后，一般正常宽度为“0”，通常不标准，但对调心滚子轴承（2类）和圆锥滚子轴承（3类）不能省略“0”。 外径系列代号表示内径相同的同类轴承有几种不同的外径和宽度。外径系列代号有：特轻（0，1），轻（2），中（3），重（4）。
⑵内径代号：内径代号×5=内径，如：08表示轴承内径d=5×08=40㎜。 特殊情况： 代号 00 01 02 03
内径d 10 12 15 17 9.滚动轴承代号6208中，6指 深沟球轴承 ，2指 直径系列为2，08指 内径为40mm 。
10.载荷小而平稳、转速高的传动，采用球轴承较合适。
11.向心轴承主要承受 径向 载荷。推力轴承主要承受 轴向 载荷。 12.轴承代号7208AC中的AC表示 ??250 。
13.滚动轴承接触角越大，承受 轴向 载荷的能力也越大。
14.滚动轴承的失效形式主要有三种：疲劳点蚀、塑性变形和磨损
⑴疲劳点蚀：在滚动体与内、外圈的接触表面上将产生接触应力。当接触应力超过极限值时，滚动体与内、外圈的接触表面上将形成疲劳点蚀。轴承出现点蚀，将产生强烈的振动、嘈声和发热现象，从而使轴承失效。为防止点蚀需要进行疲劳寿命计算。 ⑵塑性变形：在重载或冲击负荷下，可能使滚动体和轴承滚道表面接触处的局部应力超过材料的屈服极限，以至发生永久性的凹坑，使轴承产生振动、嘈声，破坏了轴承的正常工作。为防止塑性变形，需对轴承进行静强度计算。
⑶磨损：由于配合不当、拆装不合理等非正常原因，轴承的内、外圈可能会发生破裂，应在使用和装拆轴承时充分注意这一点。 15.关于滚动轴承的寿命计算的公式有：
?6610fC??TC① P?f(XFr?YFa) ②L10h?10()? ③ L10h?????Lh?P60n?P?60nP1
P?60n?Lh??????C④ C/?fT?106?
16.轴组件的轴向固定的方式有：两端固定式（这种支承形式结构简单，适用于工作温度变化不大的短轴）；一端固定、一端游动式（这种固定方式适用于工作温度较高的长轴）；两端游动式。
17.轴承预紧的目的在于提高轴承的刚度和回转精度。常用的预紧方法有磨窄套圈并加预紧力、在套圈间加垫片并加预紧力、在两轴承间加入不等厚的套筒控制预紧力等。
18.滚动轴承是标准件，因此轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。
19.滚动轴承按滚动体不同可分为 球 轴承和滚子轴承；按主要承受载荷的方向的不同又可分为向心轴承和推力轴承。
37
机械设计基础复习
二、选择题 1.当转速较低、同时受径向载荷和轴向载荷，要求便于安装时，宜选用（ B ）。 A.深沟球轴承 B．圆锥滚子轴承 C．角接触球轴承
2.在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是 （ B ） A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 3.当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用( C )
A.深沟球轴承 B.推力球轴承 C.圆柱滚子轴承 D.圆锥滚子轴承 4.在下列四种型号的滚动轴承中，（ B ）必须成对使用。
A.深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 推力球轴承 D. 圆柱滚子轴承 5.对于温度变化不大的短轴，考虑结构简单，轴承部件的轴向固定方式宜采用（ A ）。
A.两端固定 B．两端游动 C．一端固定一端游动 D．A，B，C均可以 6.轴承预紧的目的是（ D ）
A.提高轴承寿命 B.增加轴承的刚度
C.提高轴承的强度 D.提高轴承的旋转精度和刚度 三、判断题
1.向心推力轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。 （ × ）
2.公称接触角为a= 0 的深沟球轴承，只能承受纯径向载荷。（ × ） 四、计算题
例题1.某轴用一对圆锥滚子轴承支承，外圈窄边相对安装，已知两轴承所承受的径向载荷分别为FrⅠ=9000N,FrⅡ=5000N，其内部轴向力分别为FSⅠ=2430N,FSⅡ=1350N,传动件作用于轴上的轴向力FA=1000N,判断系数e=0.32,当Fa/Fr≤e时，X=1,Y=0,当Fa/Fr>e时，X=0.4，Y=1.88。试分别计算出轴承的当量动载荷。
解：轴向力：FSⅠ+FA=2430+1000=3430N>SⅡ
轴承Ⅰ被放松 FaⅠ=FSⅠ=2430N 轴承Ⅱ被压紧 FaⅡ=FSⅡ=3430N 当量动载荷
FaⅠ/FrⅠ=2430/9000=0.27 38 机械设计基础复习 PⅠ=XⅠFrⅠ=9000N FaⅡ/FrⅡ=3430/5000=0.686>e XⅡ=0.4 YⅡ=1.88 PⅡ=XⅡFYⅡ+YⅡFaⅡ=0.4×5000+1.88×3430=12672.6N 例题2.如图所示为某机械中的主动轴，拟用一对角接触球轴承支承。初选轴承型号为7211AC。已知轴的转速n=1450r/min，两轴承所受的径向载荷分别为 Fr1=3300N，Fr2=1000N，轴向载荷FA=900N，轴承在常温下工作，运转时有中等冲击，Cr=50500N 圆锥滚子轴承 70000C（α=150） 角接触球轴承 70000AC（α=250） 70000B（α=400） FS=Fr/（2Y） 轴承类型 角接触球轴承 α=250 α=400 FS=e Fr FS=0.68 Fr FS=1.14 Fr Fa/Co — — e 0.68 Fa/Fr＞e X 0.41 Fa/Fr≤e X 1 1 Y 0.87 Y 0 0 载荷性质 fp 1.14 0.35 0.57 载荷系数fp 无冲击或轻微冲中等冲击 击 1.0～1.2 1.2～1.8 强烈冲击 1.8～3.0 1．解：计算轴承的轴向力Fa1、Fa2 由表查得7211AC轴承内部轴向力的计算公式为 Fs=0.68Fr ，故有： Fs1=0.68 Fr1=0.68×3300N=2244N 39 机械设计基础复习 Fs2=0.68 Fr2=0.68×1000N=680N 因为 Fs2+FA=(680＋900)N=1580N＜Fs1=2244N 故可判断轴承2被压紧, 轴承1被放松，两轴承的轴向力分别为： Fa1= Fs1=2244N Fa2= Fs1－FA=(2244－900)N=1344N 2．计算当量动载荷P1、P2 由表查得e=0.68，而 Fa1?2244?0.68?e Fr13300 Fa2?1344?1.344＜e Fr21000查表可得X1=1，Y1=0；X2=0.41，Y2=0.87。由表取fp=1.4，则轴承的当量动载荷为： P1=fp（X1 Fr1+ Y1 Fa1）=1.4×(1×3300+0×2244)N=4620N P2=fp（X2 Fr2+ Y2 Fa2）=1.4×(0.41×1000+0.87×1344)N=2211N 3．计算轴承寿命Lh 因P1＞ P2，且两个轴承的型号相同，所以只需计算轴承1的寿命，取P= P1。 7211AC轴承的Cr=50500N。又球轴承ε=3，取fT=1，则得 106?fTC?106?1?50500?=15010h＞12000 h Lh=??????60n?P?60?1450?4620??3由此可见轴承的寿命大于预期寿命，所以该对轴承合适。 【注：计算步骤总结】 1.判明轴上全部轴向力合力指向，确定“压紧”和被“放松”的轴承； 2.“放松”端轴承的轴向负荷=它本身内部轴向力S； 3.“压紧”端轴承的轴向负荷=除本身内部轴向力外，其余所有轴向力的代数和。 【关于齿轮系的计算题】 例题1：在图示传动装置中，已知各轮齿数为：z1=20, z2=40, z3=20, z4=30, z5=80，运动从Ⅰ轴输入，Ⅱ轴输出，nⅠ=1000r/min,转动方向如图所示。试求输出轴Ⅱ的转速nⅡ及转动方向。 40