机械设计习题集第十六章轴VIP专享VIP免费

第十一章轴题11－1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11－1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14－1图1．轴肩过高挡住了轴承内圈，轴承不便于折卸；12．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11－2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11－2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σr＝－1b转轴弯曲应力σ，扭剪应力τr=－1，r=0(+1)c固定心轴弯曲应力σr=+12题11－3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b2＝100mm，轴承为7308AC，两支承间的跨度L＝200mm，外伸端装有一个半联轴器，孔的直径在25～35mm之间，轴与孔的配合长度为L′＝60mm。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82YA3026YC28HL2，半联轴器的孔径d=28mm，长圆柱形轴孔，孔长L=62mm。（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1～3mm，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40mm，所以d2=d6=40mm。（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=45mm。（5）轴环直径d4：为使齿轮定位可靠和承受轴向力，取d4=55mm，（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=50mm。2．各段轴的长度：320015060题11-3图其中轴径d3和d段的长度应分别比与其配合的轮毂长度短2～3mm，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11－4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FQ＝2300N（与Fr1在同一平面，且方向与Fr1相同）。主动轮1的分度圆直径d1＝120mm，Ft1＝5000N，Fr1＝1800N,Fɑ1=760N。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。4题解11-3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，RVB5mmN26088032618080HBHCRM（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α=0.66mN57.26276.2988.260mN36.2618.1588.260mN230222'2'2222CVHCCVCHCCVAAMMMMMMMMmNdFTt3002120.05000211mN57.262mN1803006.0mN35.317)3006.0(36.261)(mN292)3006.0(230)(''22222222CcaCcaDCcaCAcaAMMTMTMMTMMN372N)37281800200(N3728N230607603302300180080230233080111VArVBarVARFQRdFQFRmmN230000mmN1002300100mmN15800mmN60760297602mmN372297608080''QMdFMMRMVAaVCVCVBCV