机械设计习题集第十六章轴.doc

第十一章 轴 题111 简述轴的结构设计应满足的基本要求。指出图中结构设计的错误，在错误处标出序号，并按序号一一说明理由。 题111图解题分析：轴的结构设计应满足的基本要求是：1轴及轴上零件应有确定的位置和可靠固定；2轴上零件应便于安装，折卸和调整；3轴应具有良好的加工工艺性；4力求受力合理，有利提高疲劳强度和刚度。解答：图中的主要错误分析（题解 11-1 图） 题解141图1轴肩过高挡住了轴承内圈，轴承不便于折卸；2与齿轮相配合的轴的两边均有轴肩，齿轮无法安装；3键的顶面应与轮毂槽底面应有间隙，且轮毂槽应开通，轴上键槽处应有局部剖视； 4轴承不便于安装，此处应该有过渡轴肩；5此处的轮毂没有确定的位置，且无轴向固定；6键过长，且两键不在同一方位，不便于加工；7轴端过长，轮毂无法进行轴向固定。题112 根据图示卷筒轴的三种设计方案填写下表（表中轴的类型为按承载情况分）：方案轴的类型轴上应力应力循环特性abc题112图解答：方案轴的类型轴上应力应力循环特性a转动心轴弯曲应力r 1b转 轴弯曲应力，扭剪应力r = 1，r = 0 (+1)c固定心轴弯曲应力r = +1题113 设计图示单级斜齿圆柱齿轮减速器低速轴的结构。已知齿轮相对于支承为对称布置，齿轮宽度b2100 mm，轴承为7308AC，两支承间的跨度L200mm，外伸端装有一个半联轴器，孔的直径在2535mm之间，轴与孔的配合长度为L60mm。20015060题11-3 图 解答：1、确定各段轴的直径：（1）与联轴器配合处的直径d：选联轴器的型号为，半联轴器的孔径d =28 mm，长圆柱形轴孔，孔长L = 62 mm。（2）轴身处直径d1：考虑半联轴器的定位和固定，应有一个定位轴肩，此段轴为外伸轴，其上装有 密封圈，应取相应的标准直径。所以取d1 =35mm。（3）安装滚动轴承处轴颈直径d2、d6：为便于轴承安装，d1与d2之间应有一非定位轴肩，轴肩高度一般为13 mm，且轴颈直径必须满足滚动轴承孔径要求。因此选择7308AC轴承，内径为40 mm，所以d2 = d6 =40 mm。（4）安装齿轮处轴段直径d3：为装配方便，并考虑强度要求，取直径d3=45 mm。（5）轴环直径d4：为使齿轮定位可靠和承受轴向力，取d4=55 mm，（6）轴肩直径d5：考虑到轴承定位和拆卸方便，根据手册，查取d5=50 mm。2各段轴的长度：其中轴径d3和d 段的长度应分别比与其配合的轮毂长度短23mm，以便可靠定位，其它段长度应考虑零件与零件间的相互位置关系来确定。图中尺寸 A应考虑箱体与箱外零件不发生干涉和装配、拆卸方便。3两键槽位置应在轴的同一母线上，键宽度应根据轴段d3和 d 的直径来确定。4轴的参考结构，如题解14-3 图所示。题解11-3 图 题114 有一带式输送机的双级斜齿圆柱齿轮减速器（如图a所示），功率由带轮输入。已知带传动为水平布置，V带对轴的作用力为FQ2300 N（与 Fr1在同一平面，且方向与Fr1 相同）。主动轮1的分度圆直径d1120 mm，Ft15000 N，Fr11800 N,F1=760 N。计算输入轴的支反力，画出轴的受力图，弯矩图、转矩图、当量弯矩图。解答： 1作轴的空间受力简图，见题解14-4 图（b）-a)。2求水平面支反力，作水平面弯矩图，水平面受力见题解14-4 图（b）-b）。（1）求水平面支反力RH1，RH2 ：（2） 求水平面弯矩MHC，见题解14-4 图（b）-c)。3求垂直面支反力，并作垂直平面弯矩图。垂直面受力，见题解14-4 图（b）-d)。（1）求垂直面支反力RVA，RVB（2）计算垂直面弯矩，绘制垂直面弯矩图，见题解14-4 图（b）-e）。 4.计算合成弯矩，作合成弯矩图，见题解14-4 图（b）-f）。5.计算转矩，作转矩图，见题解14-4 图（b）-g)。6.计算当量弯矩，作当量弯矩图，见题解14-4 图（b）-h)。取=0.6