機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第四版）模塊12 軸習(xí)題答案

1、12-1-1自行車中的三根軸按受載情況分別屬于哪類軸？答：自行車的前輪軸只承受彎矩而且不轉(zhuǎn)動(dòng)，所以是固定心軸；中軸既承受扭矩 又承受彎矩所以是轉(zhuǎn)軸；后輪軸只承受彎矩而且不轉(zhuǎn)動(dòng)所以也是固定心軸。12-1-2機(jī)床主軸、飛機(jī)、汽車中的軸類零件為什么大多數(shù)都采用空心軸？答：機(jī)床主軸、飛機(jī)、汽車中的軸類零件一般直徑較大并有減重要求，在強(qiáng)度允 許的情況下，空心軸質(zhì)輕，節(jié)省材料。12-1-3光軸、階梯軸各有哪些優(yōu)、缺點(diǎn)？答：光軸易于加工，但軸上零件不易固定、定位；階梯軸加工復(fù)雜，但節(jié)省材料, 減輕質(zhì)量，易于軸上零件固定、定位。12-2-1軸的端部為什么要進(jìn)行倒角？軸肩處為什么要進(jìn)行圓角過(guò)渡？答：軸端倒角的目

2、的是防止裝配時(shí)刮傷輪轂孔壁和利于裝配時(shí)對(duì)中；軸肩處要圓 角過(guò)渡其目的是減少應(yīng)力集中，防止在軸肩處開(kāi)裂。12-2-2軸上倒角、圓角、退刀槽的尺寸為什么都要盡可能一致？答：以減少刀具數(shù)量和換刀時(shí)間。12-2-3軸上有多個(gè)單鍵時(shí)，鍵槽寬應(yīng)統(tǒng)一，并在同一條加工直線上，這是為什 么？答：為減少軸的裝夾次數(shù)。12-2-4為什么軸都是中間粗兩端細(xì)，而不是兩端粗中間細(xì)呢？答：為了便于安裝軸上零件和滿足強(qiáng)度要求。12-2-5軸上為什么有時(shí)要留有砂輪越程槽和螺紋退刀槽？答：軸上設(shè)有砂輪越程槽其目的是：以便砂輪磨削到軸根部而不碰傷軸肩。軸上留有螺紋退刀槽其目的是：以保證靠近尾部的螺紋牙也能到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的高 度。12

3、-2-6試分析圖12-15所示軸系結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤所在，畫出正確的圖形。答：錯(cuò)誤：1.左側(cè)軸肩應(yīng)低于左軸承內(nèi)圈高度，便于軸承的拆卸。.套筒的高度應(yīng)低于右軸承內(nèi)圈高度，便于軸承的拆卸。.右軸承端蓋出應(yīng)設(shè)置密封件，以防止灰塵等進(jìn)入軸承處。.聯(lián)軸器左側(cè)沒(méi)有定位或軸段過(guò)長(zhǎng)。12-2-7圖12T6所示為減速器低速軸軸系結(jié)構(gòu)，試分析其軸上零件的裝、拆順序和固定方法。答：從軸的右端向左依次安裝齒輪、套筒、擋油板、右端軸承、調(diào)整墊片、右端 軸承蓋，左端依次按裝擋油板、左軸承及其端蓋。拆卸順序與安裝順序相反。 左端軸承靠軸肩和軸承端蓋固定，齒輪靠左側(cè)的軸環(huán)和右側(cè)的套筒固定，右側(cè)軸 承靠套筒和軸承端蓋固定。12-3-1

4、提高軸的疲勞強(qiáng)度主要措施有哪些？答；1.改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)，降低應(yīng)力集中(1)盡量防止截面形狀的突然變化，在截面尺寸變化處盡量采用較大的過(guò)度圓 角，盡量防止在軸上開(kāi)橫孔、切口或凹槽。(2)用盤銃刀要比用端銃刀銃出的鍵槽槽低過(guò)渡平緩，因而應(yīng)力集中小。(3)過(guò)盈配合的軸，可通過(guò)增大配合處的直徑、在軸上或輪轂上開(kāi)減荷槽等來(lái) 減小應(yīng)力集中。2.提高軸的外表質(zhì)量軸的外表粗糙度對(duì)疲勞強(qiáng)度有很大的影響。疲勞裂紋常常發(fā)生在外表最粗糙 的地方。為提高軸的疲勞強(qiáng)度，可采用外表強(qiáng)化處理。如碾壓、噴丸、氮化、滲 碳、淬火等方法，可顯著提高軸的承載能力。12-3-2齒輪減速器中高速軸粗還是低速軸粗，為什么？答：根據(jù)公式 M=

5、95501,可知n功率一定時(shí)，外力偶矩與轉(zhuǎn)速成反比，轉(zhuǎn)速越低，力偶矩越大，軸越粗。故低速 軸粗。12-2-3軸設(shè)計(jì)中，為什么要估算軸的最小直徑？答：開(kāi)始設(shè)計(jì)軸時(shí)，由于軸上零件的位置和兩軸承間的距離都尚未確定，所以對(duì) 軸承受的彎矩就無(wú)法進(jìn)行計(jì)算，因此只能先按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的直徑。12-15有一傳動(dòng)軸，材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸傳遞的功率P =5kW,轉(zhuǎn)速2 =600r/min，試求該軸的直徑。解：通過(guò)查表12-1取45鋼(調(diào)質(zhì))材料A=115二115嘉二115嘉=223 mm,圓整取25嘰二115嘉=223二115嘉=223 mm,圓整取25嘰12-3-5試校核如圖12-21所示某直齒圓柱齒

6、輪減速器的從動(dòng)軸。傳遞功率P =7.5 kW,大齒輪的轉(zhuǎn)速=700r/min,齒數(shù)z2=54,模數(shù)m= 2mm,齒寬B =60mm,軸承采用輕系列深溝球軸承，單向轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪位于兩軸承中間，軸的材 料為45鋼調(diào)質(zhì)處理。圖12-21減速器的從動(dòng)軸解：（1）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度1）畫軸的受力圖并求出各力的大?。▓D4）。從動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩為齒輪上的圓周力為齒輪上的徑向力為2）作水平面上的彎矩圖（圖力）兩軸承上的水平面支座反力為C截面處的水平面彎矩為3）作垂直平面上的彎矩圖（圖c）兩軸承上的垂直面支座反力為C截面處的垂直面彎矩為4）作合成彎矩圖（圖d）C截面處的合成彎矩為：5）作扭矩圖（圖e）6）畫當(dāng)量彎矩圖（圖7）因是單向轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩可認(rèn)為按脈動(dòng)循環(huán)變化，故取應(yīng)力校正系數(shù)a=0.6, aT = 0.6x102321 =61393N - mm。7）驗(yàn)算軸的直徑查表12-1得45鋼調(diào)質(zhì)的=55Ma ,