機(jī)械設(shè)計(jì)與分析基礎(chǔ) 思考與習(xí)題答案 李會(huì)文 第八章 軸

第八章軸及軸轂聯(lián)接8-1答：Ⅰ軸為傳動(dòng)軸，Ⅱ軸、Ⅲ軸、Ⅳ軸為轉(zhuǎn)軸，Ⅴ軸為心軸。8-2答：見表8-2。8-3答：由左到右：1）鍵槽位置錯(cuò)誤，2）動(dòng)靜件之間應(yīng)有間隙，3）軸承蓋處應(yīng)設(shè)密封裝置，4）應(yīng)有調(diào)整墊片，5）軸承內(nèi)圈定位過高，6）與輪轂相配的軸段長(zhǎng)度應(yīng)短于輪轂長(zhǎng)度，7）軸段過長(zhǎng)，不利于軸承安裝，應(yīng)設(shè)計(jì)為階梯軸，8）軸承內(nèi)圈無(wú)定位。改進(jìn)后輸出軸的結(jié)構(gòu)如題8-3解圖：題8-3解圖8-4解：1．作計(jì)算簡(jiǎn)圖并求軸的支反力（圖b）水平面的支反力垂直面的支反力2．計(jì)算彎矩并作彎矩圖（圖c）水平面彎矩圖MH=RAH×178=2124×178N·mm=378N·m垂直面彎矩圖MV1=RAV×178=－190×178N·mm=－33800N·mmMV2=RBV×72=2910×72N·mm=210000N·mm合成彎矩圖（圖d）3．計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作轉(zhuǎn)矩圖(圖e)T=Ftd/2=7375×400/2=1475000N·mm計(jì)算截面C的當(dāng)量彎矩Md2=M2=432000N·mm按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表8-2查得[σ－1]=60MPa。由軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及當(dāng)量彎矩圖可知截面C處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面，考慮C處有一鍵槽，由式（11－3）可得前面已查得[σ－1]=60MPa。因此σe＜[σ－1]，故安全。8-5解：1．選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力選擇軸的材料為45鋼。調(diào)質(zhì)處理，由表8-2查得[σ－1]=60MPa2．求從動(dòng)軸上的功率P2和轉(zhuǎn)矩T2若取齒輪傳動(dòng)的效率（包括軸承效率在內(nèi)）=0.97，則3．求作用在大齒輪2上的力齒輪2的受力情況如圖b所示，則圓周力Ft、徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖所示。4．估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器型號(hào)根據(jù)表11－5，取A=110，并由式（8-2）得輸出軸的最小直徑dmin顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑(圖a)?？紤]軸上有一鍵槽，將軸徑增大3%，即dmin=34.1×1.03≈35mm為使dmin與聯(lián)軸器孔徑相適應(yīng)，應(yīng)同時(shí)選聯(lián)軸器型號(hào)，并確定半聯(lián)軸器的孔徑及與軸配合的轂孔長(zhǎng)度（此題略）。5．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案和軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖a所示。（2）因軸同時(shí)承受徑向力和軸徑向力，故初選一對(duì)7308C型軸承，軸承內(nèi)徑d=40mm，軸承寬度B=23mm。（3）根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度如圖a所示。（4）齒輪、聯(lián)軸器與軸采用鍵周向固定，滾動(dòng)軸承與軸的周向固定借過渡配合來(lái)保證（略）。（5）確定軸上圓角和倒角尺寸（略）6．求軸上載荷定跨距L=71.5+71.5=143mm根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（圖a），作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖b）。水平面的支反力RAH=RBH=Ft/2=1900/2=950N垂直面的支反力RBV=Fr－RAV=（707－777）N＝－70N（3）作彎矩圖及轉(zhuǎn)矩圖水平面彎矩圖如圖c所示MH=RAH×71.5=950×71.5N·mm=67925N·mm垂直面彎矩圖如圖d所示MV1=RAV×71.5=777×71.5N·mm=55556N·mmMV2=RBV×71.5=－70×71.5N·mm=－5005N·mm合成彎矩圖如圖e所示轉(zhuǎn)矩圖如圖f所示T=285000N·mm當(dāng)量彎矩圖如圖所示Me1=M1=87751N·mm7．按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由軸的結(jié)