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(新)机械设计习题集第十六章轴

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机械设计基础复习精要：第16章 滚动轴承

机械设计基础复习精要：第16章 滚动轴承

202第16章 滚动轴承16.1考点提要１6.1.1．重要的术语及基本概念滚动轴承的基本结构及材料、滚动轴承的类型、轴承的代号、载荷角和接触角、基本额定动载荷和基本额定寿命、当量动载荷、当量静载荷、16.1.2．滚动轴承类型选择应主要考虑的因素滚动轴承类型选择应主要考虑的因素有：1）轴承的载荷：轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。

2）轴承的转速：在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。

3）轴承的调心性能；4）轴承的安装和拆卸。

5）经济性。

16.1.3．滚动轴承的载荷角和接触角接触角是滚动体与外圈的接触法线和半径方向之间所夹锐角。

如图１６.1（ａ）（ｂ）（ｃ）所示。

接触角反映了轴承承受载荷方向的特性。

接触角是滚动轴承的一个主要参数，轴承的受力分析和承载能力等都与接触角有关。

接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力也越大。

图１６.1 接触角和载荷角载荷角 是轴承实际承受的径向载荷R 与轴向载荷的合力与半径方向的夹角。

如图１６.１（ｄ）所示。

游隙是滚动体内圈、外圈滚道之间的最大间隙。

如图１６.2所示。

游隙是影响轴承运转精度、使用寿命、噪声级别以及温升的重要数据，控制游隙是项重要的工作。

图１６.２径向间隙偏斜角一般指调心轴承内、外圈轴线相对倾斜时所夹的锐角。

此类轴承通常具有偏位角203的自适应性能，当轴承座孔与轴发生轴线偏离时，它可以自动适应轴心的偏斜。

故这种轴承也称作调心轴承。

16.1.4滚动轴承的力分析、失效形式和计算准则（１）力分析向心推力滚动轴承工作时，并非所有滚动体都同时受载。

滚动体同时受载的程度与轴承所受的径向力和轴向力的大小有关，一般以控制约半圈滚动体同时受载为宜。

（2）滚动轴承的失效形式和计算准则滚动轴承在工作时，滚动体和、内外圈都分别受到不同的脉动接触应力，因此，其失效形式主要有：点蚀、塑性变形、磨粒磨损和黏着磨损以及腐蚀．以及由于操作或维护不当引起的元件破裂。

机械设计基础第16章 轴的结构改错解答

机械设计基础第16章 轴的结构改错解答

例：图所示轴的结构有哪些不合理的地方？用文字说明。

①——联轴器左端无轴端挡圈②——联轴器无周向固定（缺键）③——联轴器右端无轴向固定④——套筒过高⑤——轴头长度等于轮毂宽度⑥——齿轮无周向固定（缺键）⑦——定位轴肩过高⑧——缺调整垫片1、键无法装上3、运动件不能与静止件接触15、轴承盖不能与轴直接接触，缺少密封5、缺少密封和调节垫6、轴颈该段长度太长14、套筒外径太大7、齿轮轴向夹不紧13、键太长，且与另一键不在同一侧面12、轴肩太高8、缺少密封和调节垫11、轴承应安装成肩并肩9、多余10、轴不能与轴承盖接触2、无法定位4、箱体外面加工面与非加工面未分开例2: 分析齿轮轴系的错误，并改进之。

（轴承采用脂润滑）例2:分析齿轮轴系的错误，并改进之。

（轴承采用脂润滑）1、轴上零件的固定联轴器轴向和周向均未固定例2:分析齿轮轴系的错误，并改进之。

（轴承采用脂润滑）1、轴上零件的固定齿轮周向未固定例2:分析齿轮轴系的错误，并改进之。

（轴承采用脂润滑）齿轮轴向用套筒固定得不可靠1、轴上零件的固定2、转动件与静止件的关系联轴器与轴承盖接触1、轴上零件的固定例2:分析齿轮轴系的错误，并改进之。

（轴承采用脂润滑）2、转动件与静止件的关系轴与轴承盖接触1、轴上零件的固定例2:分析齿轮轴系的错误，并改进之。

（轴承采用脂润滑）例2:分析齿轮轴系的错误，并改进之。

（轴承采用脂润滑）箱体端面的加工面积过大1、轴上零件的固定2、转动件与静止件的关系例2:分析齿轮轴系的错误，并改进之。

（轴承采用脂润滑）1、轴上零件的固定2、转动件与静止件的关系3、零件的结构工艺性轴承盖无退刀槽轴承盖外端面的加工面积过大3、零件的结构工艺性2、转动件与静止件的关系1、轴上零件的固定例2:分析齿轮轴系的错误，并改进之。

（轴承采用脂润滑）例2:分析齿轮轴系的错误，并改进之。

（轴承采用脂润滑）1、轴上零件的固定2、转动件与静止件的关系3、零件的结构工艺性右轴头伸出过长4、装拆与调整轴缺少台阶，轴承装拆不便3、零件的结构工艺性2、转动件与静止件的关系1、轴上零件的固定例2:分析齿轮轴系的错误，并改进之。

机械设计第十六章

机械设计第十六章

第十六章轴16.1选择题16.1.1 自行车轮的轴是。

a）心轴 b）转轴 c）传动轴16.1.2 自行车大链轮的轴（脚蹬轴，又称中轴）是。

a）心轴 b）转轴 c）传动轴16.1.3 后轮驱动的汽车，起前轮的轴是。

a）心轴 b）转轴 c）传动轴16.1.4 某45钢轴的刚度，可采取措施来提高其刚度。

a）用40Cr钢代替 b）淬火 c）增大轴的尺寸d）改进轴的结构以减轻应力集中16.1.5 汽轮发电机转子轴在高温、高速和重载条件下工作，采用材料为宜。

a）45钢正火b）Q255 c）38CrMoAlA d）45钢调质16.1.6 对大直径轴的轴肩圆周角处进行喷丸处理，起目的是。

a）是尺寸精确些 b）达到规定的表面粗糙度c）降低材料对应力集中的敏感性 d）提高材料的抗腐蚀性能16.1.7 计算当量弯矩M'=[M2+（αT）2]0.5，α是根据转矩性质而定的校正系数，当承受的转矩是对称循环时，α= 。

a）0.3 b）0.6 c）1.0 d）1.516.1.8 转轴设计中，当弯矩是第Ш类（对称循环）而转矩是第П类（脉动循环）时，其修正系数α等于。

a）[σ-1]b/ [σ0]b b）[σ0]b / [σ-1]bc）[σ-1]b/ [σ+1]b d）[σ+1]b / [σ-1]b16.1.9 转轴在精确计算时，首先应确定断面的位置。

a）危险 b）承受最大合成弯矩处c）应力集中较大处16.1.10 材料为钢质的传动轴，轴上分置四个带轮（如图），主动轮C上输入功率P C=65KW，三个从动轮A、B、D其输出功率分别为P A=15KW、P B=20KW、P D=30KW，当轴n=470r/min时，受扭矩最大。

a）A-B极 b）B-C极 c）C-D 极16.1.11 空心轴与同尺寸的实心轴相比较，其抗扭强度，而其重量。

a）降低 b）增强 c）不变16.1.12 原则上轴上配合表面应取标准直径，对于d=100~200mm，其尾数为。

机械设计基础16章课外习题-杨可祯

机械设计基础16章课外习题-杨可祯

一、一水泵轴选用深沟球轴承（ Cr=25500N ； C0r =15200N）,工作 转速 n=2900r/min，轴承所承受径向载荷Fr=2300N ，轴向载荷 Fa=540N ，要使轴承在载荷平稳、 t<100°c的条件下达到5000h的 使用寿命，试问选择是否合适？
解：
Fa =0.0355 C0 r
①、相同
③、较小
②、较大
④无确定关系
4、滚动轴承内圈与轴一般采用 一般采用 ③ ①、过盈配合
①
，外圈与轴承座孔 ③、过渡配合
②、间隙配合
5、选择滚动轴承时，若主要承受径向载荷，常用 ③ ，为 方便装拆，常用 ④ ，需要有一定调心作用时，常用 ① 。 ①、10 000 ②、51 000
③、60 000
=6768.1N
三、62210轴承（Cr=42000N）,已知承受的径向载荷F=6000N， ft =0.8 ， fp =1.6，要求寿命为10000h，试问此轴最高转速可达多 少？ ft c 106 ( ) 10000 解： Lh =t c 106 n= ( ) 4 60 10 f p p
=71.5r/min
1、 ①
能承受较大径向载荷与轴向载荷的联合作用。 ②、圆柱滚子轴承 ④推力圆柱滚子轴承
①、圆锥滚子轴承 ③、滚针轴承
2、为保证滚动轴承内圈与轴肩端面的良好接触，轴承内圈的圆 角半径 r与轴肩处的圆角半径 r1应该有 ② 的关系
①、r = r1 ②、 r > r1 ③、 r < r1
3、中系列310滚动轴承与轻系列210滚动轴承相比，内径d ① ，外 径D ② ，宽度B ① ，
e=0.2307(插值法)

Fa 540 = =0.2348 Fr 2300

机械设计16章解析

机械设计16章解析

缺点：
① 强度低，尤其抗弯强度低 ② 铸造品质不稳定
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第16章 轴
16.1 概述
16.1.2 轴的材料 球墨铸铁
只适合形状复杂轴
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第16章 轴
16.1 概述
16.1.3 轴设计的主要问题
设计计算 结构设计
强度计算 刚度计算 振动、稳定性计算
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第16章 轴
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第16章 轴
16.1 概述
支承回转零件及传递运动和动力的零件
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第16章 轴
16.1 概述
16.1.1 轴的分类 按外形不同分类
按承载情况不同分类
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第16章 轴
16.1 概述
16.1.1 轴的分类 按外形不同分类
直轴 曲轴 钢丝软轴
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第16章 轴
目的： 防止因弯曲、扭转变形过大而影响机器正常运转
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第4篇 轴、轴承、联轴器
第16章 轴
第16章 轴
重点：
阶梯轴的结构设计 阶梯轴的强度、刚度计算方法 轴毂联接
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第16章 轴
难点：
阶梯轴的结构设计 轴的疲劳强度校核
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第16章 轴
16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6
概述 轴的结构设计 轴的强度计算 轴的刚度计算 轴的临界转速 提高轴的强度、刚度和减轻重量的措施
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第16章 轴
16.1 概述
M
16.1.1 轴的分类
按承载情况不同分类
转轴 心轴 传动轴
转动心轴 固定心轴
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最新机械设计专升本章节练习题(含答案)——轴

最新机械设计专升本章节练习题(含答案)——轴

第15章轴【思考题】15-1 轴的功用是什么？15-2 什么是传动轴、心轴、转轴，他们的区别是什么？15-3 分析一下自行车的前轴、中轴和后轴的受载情况，他们各属于什么轴？15-4 轴的一般设计步骤是什么？15-5 轴的常用材料有那些？15-6 为什么当轴的刚度不够时，选用合金钢来代替普碳钢效果不明显？15-7 弯扭合成强度计算时，折算系数的意义是什么？15-8 在什么情况下要作轴的刚度计算？A级能力训练题1.最常用的制造轴的材料是______。

设计承受很大载荷的轴，宜选用的材料是______。

（1）20号钢（2）45号钢（3）40Cr （4）QT400-172.为使零件在轴向定位比较可靠，零件的倒角或圆角半径r与轴肩处的圆角半径R必须满足______。

（1）R=r （2）R>r （3）R<r3.增大轴在剖面过渡处的圆角半径，其优点是______。

（1）使零件的轴向定位比较可靠（2）降低应力集中，提高轴的疲劳强度（3）使轴的加工方便4.轴上安装有紧配合的零件，应力集中将发生在轴上______。

（1）轮毂中段部位（2）沿轮毂两端部位（3）距离轮毂端部为1/2轮毂长度部位5.在轴的初步计算中，轴的直径是按______来初步确定的。

（1）弯曲强度（2）扭转强度（3）轴段的长度（4）轴段上零件的孔径6.主动齿轮1，通过中间齿轮2，带动从动齿轮3以传递功率。

则中间齿轮2的轴是______。

（1）转轴（2）心轴（3）传动轴7.对轴采用表面热处理或表面冷加工的方法，可以提高它的______。

（1）静力强度（2）疲劳强度（3）耐冲击性能（4）刚度8. 材料为45钢经调质处理的轴由计算发现处于危险共振区，解决的措施是______。

（1）采用其它钢材 （2）采用表面硬化处理 （3）改变轴的直径9. 自行车轮的轴是______；自行车当中链轮的轴是______。

（1）转轴 （2）心轴 （3）传动轴10. 汽车下部，由发动机、变速器，通过万向节联轴器带动后轮差速器的轴是______。

机设习题集16-20

机设习题集16-20

选择题16-1工作时承受弯矩并传递转矩的轴，称为 __________ 。

（A ）心轴（B ）转轴（C ）传动轴16-2工作时承受弯矩，不传递转矩的轴，称为 _______________ 。

（A ）心轴（B ）转轴（C ）传动轴16-3工作是以传递转矩为主，不承受弯矩或弯矩很小的轴，称为 _________________ 。

（A ）心轴（B ）转轴（C ）传动轴 16-4自行车的前轴是 _____________ 。

（A ）心轴（B ）转轴（C ）传动轴 16-5自行车的中轴是 _____________ 。

（A ）心轴（B ）转轴（C ）传动轴 16-6轴环的用途是 ____________ 。

（A ）作为轴加工时的定位面（B ）提高轴的强度（C ）提高轴的刚度（D ）是轴上零件获得轴向 定位 16-7当轴上安装的零件要承受轴向力时，采用 _____________ 来进行轴向固定，所能承受的轴向力较 大。

（A ）螺母（B ）紧定螺钉（C ）弹性挡圈16-8增大轴在载面变化处的过渡圆角半径，可以 _____________ 。

（A ）使零件的轴向定位比较可靠 （B ）降低应力集中，提高轴的疲劳强度（ C ）是轴的加工方便16-9轴上安装有过盈配合零件时，应力集中将发生在轴上（）。

（A ）轮毂中间部位（B ）沿轮毂两端部位（C ）距离轮毂端部为 1/3轮毂长度处16-10采用表面强化如辗压、喷丸、碳氮共渗、氮化、渗氮、高频或火焰表面淬火等方法，可显 著提高轴的（）。

（A ）静强度（B ）刚度（C ）疲劳强度（D ）耐冲性能 16-11在轴的初步计算中，轴的直径是按（）初步确定的。

（A ）弯曲强度（B ）扭转强度（C ）复合强度（D ）轴段上零件孔径 16-12减速器中，齿轮轴的承载能力主要受到（）的限制。

（A ）短期过载下的静力强度（B ）疲劳强度（C ）脆性破坏（D ）刚度 16-13转轴上载荷和支点位置都已确定后，轴的直径可以根据（ ）来进行计算或校核。

机械设计专升本章节练习题(含答案)——轴

机械设计专升本章节练习题(含答案)——轴

第15章轴【思考题】15-1 轴的功用是什么？15-2 什么是传动轴、心轴、转轴，他们的区别是什么？15-3 分析一下自行车的前轴、中轴和后轴的受载情况，他们各属于什么轴？15-4 轴的一般设计步骤是什么？15-5 轴的常用材料有那些？15-6 为什么当轴的刚度不够时，选用合金钢来代替普碳钢效果不明显？15-7 弯扭合成强度计算时，折算系数的意义是什么？15-8 在什么情况下要作轴的刚度计算？A级能力训练题1.最常用的制造轴的材料是______。

设计承受很大载荷的轴，宜选用的材料是______。

（1）20号钢（2）45号钢（3）40Cr （4）QT400-172.为使零件在轴向定位比较可靠，零件的倒角或圆角半径r与轴肩处的圆角半径R必须满足______。

（1）R=r （2）R>r （3）R<r3.增大轴在剖面过渡处的圆角半径，其优点是______。

（1）使零件的轴向定位比较可靠（2）降低应力集中，提高轴的疲劳强度（3）使轴的加工方便4.轴上安装有紧配合的零件，应力集中将发生在轴上______。

（1）轮毂中段部位（2）沿轮毂两端部位（3）距离轮毂端部为1/2轮毂长度部位5.在轴的初步计算中，轴的直径是按______来初步确定的。

（1）弯曲强度（2）扭转强度（3）轴段的长度（4）轴段上零件的孔径6.主动齿轮1，通过中间齿轮2，带动从动齿轮3以传递功率。

则中间齿轮2的轴是______。

（1）转轴（2）心轴（3）传动轴7.对轴采用表面热处理或表面冷加工的方法，可以提高它的______。

（1）静力强度（2）疲劳强度（3）耐冲击性能（4）刚度8. 材料为45钢经调质处理的轴由计算发现处于危险共振区，解决的措施是______。

（1）采用其它钢材 （2）采用表面硬化处理 （3）改变轴的直径9. 自行车轮的轴是______；自行车当中链轮的轴是______。

（1）转轴 （2）心轴 （3）传动轴10. 汽车下部，由发动机、变速器，通过万向节联轴器带动后轮差速器的轴是______。

《机械设计基础》第十六章 机械传动系统设计

《机械设计基础》第十六章 机械传动系统设计

P T 9550 n
机械设计基础
3．传动比
传动比反映了机械传动增速或减速的能力。一般情况下，传动装 置均为减速运动。在摩擦传动中，V带传动可达到的传动比最大，平 带传动次之，然后是摩擦轮传动。在啮合传动中，就一对啮合传动而 言，蜗杆传动可达到的传动比最大，其次是齿轮传动和链传动。
4．功率损耗和传动效率
《机械设计基础》
机械设计基础
第十六章 机械传动系统设计
16.1 传动系统的功能与分类 16.1.1 传动机构的功能 1．变速：通过实现变速传动，以满足工作机的变速要求； 2．传递动力：把原动机输入的转矩变换为工作机所需要的转 矩或力； 3．改变运动形式：把原动机输入的等速旋转运动，转变为工 作机所需要的各种运动规律变化，实现运动运动形式的转换； 4．实现运动的合成与分解：实现由一个或多个原动机驱动若 干个相同或不同速度的工作机； 5．作为工作机与原动机的桥梁：由于受机体外形、尺寸的限 制，或为了安全和操作方便，工作机不易与原动机直接连接时， 也需要用传动装置来连接。 6．实现某些操纵控制功能：如起停、离合、制动或换向等。 机械设计基础
nd i nr
2．选择机械传动类型和拟定总体布置方案
根据机器的功能要求、结构要求、空间位置、工艺性能、总传 动比及其他限制性条件，选择传动系统所需的传动类型，并拟定 从原动机到工作机的传动系统的总体布置方案。
3．分配总传动比
根据传动方案的设计要求，将总传动比分配分配到各级传动。
4．计算机械传动系统的性能参数
（3）传动比范围
不用类型的传动装置，最大单级传动比差别较大。当采用多级传动时，应合理安排传 动的次序。
（4）布局与结构尺寸
对于平行轴之间的传动，宜采用圆柱齿轮传动、带传动、链传动；对于相交轴之间 的传动，可采用锥齿轮或圆锥摩擦轮传动；对于交轴之间的传动，可采用蜗杆传动或 交错轴齿轮传动。两轴相距较远时可采用带传动、链传动；反之采用齿轮传动。

机械设计-联轴器

机械设计-联轴器
结构：由瓦块、制动轮等零件组成。
工作原理：通电松开，断电后靠弹簧拉力实现制动。 借助于瓦块与制动轮之间的摩擦力来实现制动。断 电制动 是为了保 证设备安 全。
第十六章 联轴器、离合器和制动器 32
瓦块材料：铸铁、或铸铁表面复以皮革或石棉带。 瓦块制动器已经规范化，可根据所需的制动力矩选型。
二、带式制动器
引起磨损和发热；
22
第十六章 联轴器、离合器和制动器 25
第十六章 联轴器、离合器和制动器 26
2）多片式圆盘摩 主动摩擦片 被动摩擦片 调整螺母
擦离合器
杠杆 滑环
结构特点： 多个摩擦片叠加在 一起；
工作原理：移动 滑环，通过杠杆 作用，压紧或放 松磨擦片，来实 现两轴的结合与 分离。
第十六章 联轴器、离合器和制动器 27 3. 滚柱超越离合器
第十六章 联轴器、离合器和制动器 24
1）单片式圆盘摩擦离合器 结构：由固定圆盘1、活动圆盘2、滑环组成。
工作原理：移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠摩擦 力带动从动轴转动。
优点：
1.在任何转速条件下两轴都可 Rf
以进行结合； 2.过载时打滑，起保护作用；
33
Fa
3.结合平稳、冲击和振动小。
缺点：结合过程中不可避免出现打滑， 1
第十六章 联轴器、离合器和制动器 9 3.套筒联轴器
这是一种结构最简单的固定式联轴器（图 19-4），这种联轴器是一个圆柱形套筒，用两个 圆锥销来传递转矩。当然也可以用两个平键代替 圆锥销。其优点是径向尺寸小，结构简单。结构 尺寸推荐：D=(1.5-2)d；L=(2.8-4)d。此种联 轴器尚无标准，需要自行设计，如机床上就经常 采用这种联轴器。
第十六章 联轴器、离合器和制动器 28

机械设计基础第十六章轴

机械设计基础第十六章轴

第十六章 车由16-13、已知图16-41中所示直齿轮减速器输出轴在安装齿轮处地直径 d =65m m ,齿轮轮毂 长85mm,齿轮和轴地材料均为45钢.齿轮分度圆直径为d °二300mm ,所受圆周力F t =8000N ，载荷有轻微冲击.试选择该处平键地尺寸.如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能 传递地转矩T 有多大？则要求 h 一671 =12.9mm 与实际情况不符。

52顾可选 L =80mm 贝V 丨=L -b =80 —18 =62mm 要求 如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能承受的最大挤压力为［二p ］ =50 L 60MPa 取［j ］ =60MPa则由［J ］二也 得，传递的最大转矩为：p dhldhL 「65灯0-3 如1沢62如0-6 “T max = 【V = 60 10 -664.95Nm4 416-14、已知一传动轴所传递地功率 N =16kW ,转速n =720r/min ，材料为Q255I 冈•求该 解：普通平键的挤压强度条件为_ F 4T 「、6= ［二 p ］p A dhl p45号钢在轻微冲击下的［；「。

］ =100L120MPq 取［二 p ］ =110MPaT =F t 氏=8000 兰=1200N_m2 2" F 4T 4 1200 一 门 “6S= 110 10A dhl 0.065hl 则有: hl 又： 又： .71mm0.065 110 106一般选键长 L ::: B - （1 〜2）-（5 〜10） =85-（1 〜2） -（5 〜10） = 79 ~73mm . L = 70mm d=65mm 查表6-8可选择的键截面尺寸为： b h =18 11 .丨二L —b =70 —18=52mm h _回=10.8mm 合适62传动轴所需地最小直径解：当传动轴传递的功率为N =16KWtf ，其扭转强度条件为 3 P 9550 103-，丄: n W9550 103 0.2d 3 M ]P n 即：d —3 0.2[] 其中 P =16KWh =720r/min ，16 33.18mm 720 A =118时 d _118 当 A =126.5寸,d _126.5=35.56mm 16当 A =135时，d _135 37.95mm 720 16-15、图16-42所示为一直齿圆柱齿轮减速器输出轴地示意图 .有关尺寸如图所示•轴承宽度 为20mm ;齿轮宽度为 50mm,分度圆直径为 200mm,传递地功率为 N = 5.5 kW,转速 n =300r/min •试按弯扭合成强度计算轴地直径并绘出轴地结构图解：（1）作计算简图并求支反力T=9550^ = 9550汉5.5 = 175.08Nm n 300 l 2000T 2000 175.08 ,门“F t 1750.8N圆周力 径向力 d 200 二 F t tan ： =1750.8 tan20 -637.2N F r F AX = F BX =[ 2 F Ay 二 F By = g2 1750.8 “ = 875.4N 26372 =318.6N2 T=175.08Mx175NhM CX^F AX 1=875.4 0.2 =175.080M cy=F A y 1=318.6 0.2 =63.72NmM c fj M cx2M cy2*：'；175.08263.722「=186.3NmMv = •, M cmax2(：T)» f：186.32(0.6 175.08)^213.88Nm i10M Va“0X213.88d - 3 v = 3 633.88mmV 55X0。

机械设计基础第十六章联轴器 离合器 制动器课件

机械设计基础第十六章联轴器 离合器 制动器课件
十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大 交角为15゜～20゜。十字轴式万向节由一个十字轴，两个万向节叉和四个滚 针轴承等组成。两万向节叉上的孔分别套在十字轴的两对轴颈上。这样当主动 轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。在十字 轴轴颈和万向节叉孔间装有滚针轴承5，滚针轴承外圈靠卡环轴向定位。
按离合控制方法不同，可分为操纵式和自动式两类； 按操纵方式分有机械操纵式、电磁操纵式、液压操纵式和气压操纵式等； 可自动离合的离合器有超越离合器、离心离合器和安全离合器等，它们能 在特定条件下，自动地接合或分离。
对离合器的基本要求 分离、接合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠； 结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高； 接合元件耐磨性好，使用寿命长，散热条件好； 操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。
按照弹簧的形状分：
螺旋弹簧 环形弹簧 碟形弹簧 板簧 盘簧 异型弹簧
按照承受载荷的循环次数N
Ⅰ类弹簧（N>106）:内燃机气门弹簧；电磁制动器弹簧
Ⅱ类弹簧（N=103---105）：调速器弹簧；安全阀弹簧，一般车辆弹 簧
Ⅲ类弹簧（N<103和受静载）：摩擦式安全离合器弹簧 螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成的，由于制造简便，所以应用
并紧不磨平端
YⅠ YⅡ

d/4
并紧磨平端
1
H0
d
(3/4)d
D1 D2 D
2）、拉伸弹簧 如图，圆柱螺旋拉伸弹簧不受外力的自由状态，此时
弹簧各圈应互相并拢。
H0 p
D D2 D1
拉伸弹簧 的端部结构 形式
d
LⅠ LⅡ LⅧ LⅦ
2、基本参数及尺寸 圆柱螺旋弹簧的主要参数有：

机械设计基础第十六章轴

机械设计基础第十六章轴

第十六章 车由16-13、已知图16-41中所示直齿轮减速器输出轴在安装齿轮处地直径 d =65m m ,齿轮轮毂 长85mm,齿轮和轴地材料均为45钢.齿轮分度圆直径为d °二300mm ,所受圆周力F t =8000N ，载荷有轻微冲击.试选择该处平键地尺寸.如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能 传递地转矩T 有多大？则要求 h 一671 =12.9mm 与实际情况不符。

52顾可选 L =80mm 贝V 丨=L -b =80 —18 =62mm 要求 如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能承受的最大挤压力为［二p ］ =50 L 60MPa 取［j ］ =60MPa则由［J ］二也 得，传递的最大转矩为：p dhldhL 「65灯0-3 如1沢62如0-6 “T max = 【V = 60 10 -664.95Nm4 416-14、已知一传动轴所传递地功率 N =16kW ,转速n =720r/min ，材料为Q255I 冈•求该 解：普通平键的挤压强度条件为_ F 4T 「、6= ［二 p ］p A dhl p45号钢在轻微冲击下的［；「。

］ =100L120MPq 取［二 p ］ =110MPaT =F t 氏=8000 兰=1200N_m2 2" F 4T 4 1200 一 门 “6S= 110 10A dhl 0.065hl 则有: hl 又： 又： .71mm0.065 110 106一般选键长 L ::: B - （1 〜2）-（5 〜10） =85-（1 〜2） -（5 〜10） = 79 ~73mm . L = 70mm d=65mm 查表6-8可选择的键截面尺寸为： b h =18 11 .丨二L —b =70 —18=52mm h _回=10.8mm 合适62传动轴所需地最小直径解：当传动轴传递的功率为N =16KWtf ，其扭转强度条件为 3 P 9550 103-，丄: n W9550 103 0.2d 3 M ]P n 即：d —3 0.2[] 其中 P =16KWh =720r/min ，16 33.18mm 720 A =118时 d _118 当 A =126.5寸,d _126.5=35.56mm 16当 A =135时，d _135 37.95mm 720 16-15、图16-42所示为一直齿圆柱齿轮减速器输出轴地示意图 .有关尺寸如图所示•轴承宽度 为20mm ;齿轮宽度为 50mm,分度圆直径为 200mm,传递地功率为 N = 5.5 kW,转速 n =300r/min •试按弯扭合成强度计算轴地直径并绘出轴地结构图解：（1）作计算简图并求支反力T=9550^ = 9550汉5.5 = 175.08Nm n 300 l 2000T 2000 175.08 ,门“F t 1750.8N圆周力 径向力 d 200 二 F t tan ： =1750.8 tan20 -637.2N F r F AX = F BX =[ 2 F Ay 二 F By = g2 1750.8 “ = 875.4N 26372 =318.6N2 T=175.08Mx175NhM CX^F AX 1=875.4 0.2 =175.080M cy=F A y 1=318.6 0.2 =63.72NmM c fj M cx2M cy2*：'；175.08263.722「=186.3NmMv = •, M cmax2(：T)» f：186.32(0.6 175.08)^213.88Nm i10M Va“0X213.88d - 3 v = 3 633.88mmV 55X0。

机械设计习题集16-20章

机械设计习题集16-20章

机械设计习题集16-20章第十六章轴选择题16-1工作时承受弯矩并传递转矩的轴，称为。

心轴转轴传动轴16-2工作时承受弯矩，不传递转矩的轴，称为。

(A) 心轴转轴传动轴16-3工作是以传递转矩为主，不承受弯矩或弯矩很小的轴，称为。

心轴转轴传动轴 16-4自行车的前轴是。

心轴转轴传动轴 16-5自行车的中轴是。

心轴转轴传动轴 16-6轴环的用途是。

作为轴加工时的定位面提高轴的强度提高轴的刚度是轴上零件获得轴向定位 16-7当轴上安装的零件要承受轴向力时，采用来进行轴向固定，所能承受的轴向力较大。

螺母紧定螺钉弹性挡圈16-8增大轴在载面变化处的过渡圆角半径，可以。

使零件的轴向定位比较可靠 (B)降低应力集中，提高轴的疲劳强度是轴的加工方便 16-9轴上安装有过盈配合零件时，应力集中将发生在轴上。

轮毂中间部位沿轮毂两端部位距离轮毂端部为1/3轮毂长度处16-10采用表面强化如辗压、喷丸、碳氮共渗、氮化、渗氮、高频或火焰表面淬火等方法，可显著提高轴的静强度刚度疲劳强度耐冲性能 16-11在轴的初步计算中，轴的直径是按初步确定的。

弯曲强度扭转强度复合强度轴段上零件孔径 16-12减速器中，齿轮轴的承载能力主要受到的限制。

短期过载下的静力强度疲劳强度脆性破坏刚度16-13转轴上载荷和支点位置都已确定后，轴的直径可以根据来进行计算或校核。

弯曲强度扭转强度扭转刚度复合强度16-14某轴的合成弯矩和转矩图所示，设扭剪应力按对称循环变化，则量大当量弯矩Me是 224 337 450 559 16-15 减速器的输入轴是( )。

A 转轴B 心轴C 传动轴D 转轴也可能是传动轴 16-16 自行车的前轮轴是( )。

大链轮轴是( )。

A 转轴B 心轴C 传动轴D 转轴也可能是心轴16-17 在汽车中，发动机经变速器、万向联轴节、差速器带动的后轮轴是( )。

A 转轴 B 心轴 C 传动轴 D 转轴也可能是心轴 16-18 ( )不宜用于制造轴。

机械设计第十六章课后习题答案.doc

机械设计第十六章课后习题答案.doc

16-1解由手册查得6005深沟球轴承，窄宽度，特轻系列，内径：！二■-，普通精度等级（0 级）。

主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷；可用于高速传动。

N209/P6 圆柱滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径£ =，6级精度。

只能承受径向载荷,适用于支承刚度大而轴承孔又能保证严格对中的场合，其径向尺寸轻紧凑。

7207CJ角接触球轴承，窄宽度，轻系列，内径£=二|"：、"，接触角-I. = - -l，J ,钢板冲压保持架，普通精度等级。

既可承受径向载荷，又可承受轴向载荷，适用于高速无冲击，一般成对使用，对称布30209/P5 圆锥滚子轴承，窄宽度，轻系列，内径戈二UhE，5级精度。

能同时承受径向载荷和轴向载荷。

适用于刚性大和轴承孔能严格对中之处，成对使用，对称布置16-2 解室温下工作-X 载荷平稳・’ ，球轴承打=-：查教材附表1，（1 ）当量动载荷" ■"'''''时在此载荷上，该轴承能达到或超过此寿命的概率是90%（2 ）当量动载荷■_时= 8^60 ft当量动载荷查教材附表1，可选用轴承6207 （基本额定动载荷■- - ■' ■）16-4解（1 ）计算当量动载荷查手册，6313 的卜■:' ■' '' ，当量动载荷」•_』+£（2 ）计算所需基本额定动载荷查教材表16-9，室温下工作人 ；查教材表16-10 有轻微冲击，」 ：，球轴承u --因所需的-，所以该轴承合适。

16-5 解选择轴承型号查教材表16-9，工作温度125 'C 时，…';载荷平稳，_ 1/SOx 2000 (―x800012.3J? 123x26^0= 0.5S，查教材表16-12，并插值可得es 0.2J，所以7^12尹000= 6741(1N=S7.™查教材附表1，根据「丁和轴颈亀一」」讥讥，可选用球轴承6408 （基本额定动载荷选用滚子轴承时，f = 1C /3查教材附表1，根据，和轴颈莖二二［小⑴，可选用圆柱滚子轴承 N208 （基本额定动载荷L . - 2)（2 ）滚子轴承的载承能力较大，并查手册可知其径向尺寸小。

机械设计基础第16章

机械设计基础第16章

35
第16章
轴 系 零 部 件
(4) 轴的结构设计及绘制结构草图。
① 轴系各零件的位置和固定方式。齿轮安装在轴的中部， 两侧分别用轴环和套筒作轴向固定，用平键(键14×45 GB
1096－90)联接作周向固定。轴承安装在齿轮两边，左边轴
承用轴肩作轴向固定，轴承孔与轴颈采用过渡配合；右边轴 承用套筒作轴向固定，轴承孔与轴之间也采用过渡配合；两 边轴承的外圈用轴承盖作轴向固定。弹性套柱销联轴器安装 在轴的外伸端，用平键(键10×70 GB 1096－90)联接作周向 固定，用轴肩作轴向固定。 以上各零件布置见图16-13。
图16-4 曲轴
8
第16章
轴 系 零 部 件
16.1.2 轴的常用材料及热处理
轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制 圆钢和锻件。锻件的内部组织均匀，强度较好，重要的轴、 大尺寸或阶梯尺寸变化较大的轴，应采用锻制毛坯。对直径 较小的轴，可直接用圆钢加工。
轴的常用材料及其主要力学性能见表16-1。
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第16章
轴 系 零 部 件
图16-13 减速器从动轴设计
37
第16章
轴 系 零 部 件
② 确定轴的各段直径和长度。如图16-13所示，将轴分
为6段，分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ表示。
38
第16章
轴 系 零 部 件
(5) 按弯、扭组合作用验算轴的强度。
① 绘出轴的空间受力图，求轴上的作用力。 轴的跨度：
由式(16-2)可得实心圆轴的设计公式为 (16-3)
常用材料的［τ］值与C值可查表16-3。若轴上有一个键 槽，可将算得的直径增大3%～5%; 如有两个键槽, 可增大 7%～10%。

哈尔滨工程大学机械设计基础 第十六章 滚动轴承简答题、机械基础易错判断填空整理

哈尔滨工程大学机械设计基础 第十六章 滚动轴承简答题、机械基础易错判断填空整理

第十六章滚动轴承+机械改错、填空题1.（1）为什么现代机械设备中大多数采用滚动轴承而不是滑动轴承？答：因为通常情况下，滚动轴承和滑动轴承相比具有更灵活、安装方便、效率高、摩擦力矩小、成本低、润滑简单等优点。

2.（1）与滑动轴承相比，滚动轴承具有哪些优点和缺点？答：优点：效率高、润滑方便、摩擦阻力小、互换方便等；缺点：抗冲击能力差，高速时存在噪声，工作寿命比不上液体润滑的滑动轴承等。

3.（1）滚动轴承由哪些元件组成？答：一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。

4.滚动轴承共分几大类型，写出它们的类型代号及名称，并说明各类轴承能承受何种载荷（径向或轴向）。

答：调心球轴承代号1，调心滚子轴承代号2，圆锥滚子轴承代号3，推力球轴承代号5，深沟球轴承代号6，角接触球轴承代号7，圆柱滚子轴承代号N，滚针轴承代号NA。

主要承受径向载荷：1号、2号、6号联合载荷（以径向为主）：3号、7号仅限轴向载荷：5号仅限径向载荷（特殊情况可承受部分轴向载荷）：N仅限轴向载荷：NA5.在你说学过的滚动轴承中，哪几类滚动轴承是内、外圈可分离？（此题略过）答：略。

6.什么是滚动轴承的接触角？（此题略去）答：滚动体和外圈滚道接触点处的法线与垂直轴承轴线的平面所夹的锐角。

7.什么是滚动轴承的极限转速？（此题略去）答：滚动轴承在一定载荷和润滑条件，所能承受的最大转速称为轴承的极限转速。

8.（1）如果滚动轴承的极限转速不能满足要求，可采用哪些措施？（要求答出3项）答：提高轴承精度、适当增大间隙、改善润滑和冷却条件、改用青铜保持架等。

9.（1）当转速很高而轴向载荷不太大时，通常不用推力球轴承而用深沟球轴承来承受纯轴向载荷，为什么？答：原因：对于推力球轴承，在转速很高的情况下滚动体离心力大，与保持架摩擦发热严重；而对于深沟球轴承，其滚道比较深，能够承受轴向力；所以该情况下一般使用深沟球轴承而不使用推力球轴承。

10.什么是滚动轴承的角偏差？答：当滚动体内外圈之间存在偏移时，他们之间的倾斜角称为角偏差。

机械设计第十六章-PPT文档资料

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106～ 103～ ～103
105
S：静 D：动 L：低 M：中 H：高
常用弹簧钢主要有下列几种：
碳素弹簧钢：价廉，多次重复变形后易失去弹性，工作温 度<130℃
低锰弹簧钢：淬透性较好和强度较高，淬火后容易产生裂 纹及热脆性，用于尺寸不大弹簧
硅锰弹簧钢：弹性极限显著提高，回火稳定性好，用于汽 车、拖拉机的螺旋弹簧
精品
机械设计第十六章
按形状分 螺旋弹簧
圆柱形 圆锥形 拉伸弹簧
按受载分 压缩弹簧
分类
环形弹簧
扭转弹簧
碟形弹簧
平面涡圈弹簧 板弹簧
16-2圆柱螺旋弹簧的结构、制造、材料及许用应力
1.圆柱螺旋压缩弹簧 弹簧的节距→p 自由状态→间距δ 最大载荷作用下→δ1 δ1=0.1d≥0.2mm d为弹簧丝的直径
Hn = H0 -λn
H0 =nd+Hh Hn = H0 + λn
mm 备注 取标准值
b在1~5.3的范围选取 Hh为钩环展开长度 λn 为工作变形量
有效圈数n
按16-11计算
n≥2
表16-3 续
参数名称及代号
总圈数n1 节距 p 轴向间距δ 展开长度L 螺旋角α弹簧
拉伸弹簧
冷卷： n1=n+(2~2.5)
YII型热卷： n1=n+(1.5~2)
p=(0.28~0.5)D δ=p-d
L=-πc-o-Ds-nα-1
n1=n p=d L≈πDn+Lh
α=tan-1(p/πD)
ms=π--4d-2-Lγ
mm
备注
拉伸弹簧n1尾数为1/4、 1/2、3/4、整圈，推 荐用1/2圈
两个端面圈均与 加热卷绕时弹簧丝两端
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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；
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
a
b
c
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 ＝－1
b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 = +1
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b 2＝100 mm ，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 =28 mm ，
长圆柱形轴孔，孔长L = 62 mm 。

（2）轴身处直径d 1：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d 1 =35mm 。

（3）安装滚动轴承处轴颈直径d 2、、d 6：为便于轴
承安装，d 1与d 2之间应有一非定位轴肩，轴肩高度一
般为1～3 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d 2 = d 6 =40 mm 。

（4）安装齿轮处轴段直径d 3：为装配方便，并考虑强度要求，取直径d 3=45 mm 。

（5）轴环直径d 4：为使齿轮定位可靠和承受轴向力，取d 4=55 mm ，
（6）轴肩直径d 5：考虑到轴承定位和拆卸方便，根据手册，查取d 5=50 mm 。

2．各段轴的长度：
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。

题解11-3 图
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F Q＝2300 N（与 F r1在同一平面，且方向与F r1相同）。

主动轮1的分度圆直径d1＝120mm，F t1＝5000N，F r1＝1800N,Fɑ1=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R H1，R H2 ：
（2） 求水平面弯矩M HC ，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R VA ，R VB
m m N 26088032618080⋅=⨯==HB HC R M
（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=0.6
m N 57.26276.2988.260m
N 36.2618.1588.260m
N 230222'2'2222⋅=+=+=⋅=+=+=⋅==C
V HC C VC HC C VA A M M M M M M M M m N d F T t ⋅=⨯=⋅=3002
120.05000211m N 57.262m
N 1803006.0 m
N 35.317)3006.0(36.261)(m N 292)3006.0(230)(''22222222⋅==⋅=⨯==⋅=⨯+=+=⋅=⨯+=+=C caC caD C caC A caA M M T M T M M T M M αααN 372N )37281800200(N 3728N 230607603302300180080230233080111=-+=-+==⨯-⨯+⨯=⋅
-+=VA r VB a r VA
R F Q R d F Q F R mm
N 230000mm N 1002300100mm N 15800mm N 60760297602mm
N 372297608080''⋅=•⨯-=⋅-=⋅-=•⨯-=⋅-=⋅⨯==Q M d F M M R M VA a VC VC VB CV。