第10章 轴 提示： 本章主要介绍直轴的结构设计和直轴的设计计算基本方法，掌握轴结构设计中轴上零件轴向及周向定位方法及其结构的工艺性，并掌握轴上零件定位可靠、安装方法及受力分析。基本要求： 应了解轴、转轴和传动轴的载荷和应力特点。 在机械零件设计中，轴的设计有一定的代表性，通过它可以学到典型的设计方法，掌握结构设计与强度计算的关系，将两者密切的结合起来。 在设计轴之前应先完成轴上零件的主要参数和结构设计，并进行受力分析。 由于轴上零件的轮毂尺寸和轴承尺寸需根据轴径来定，而计算轴径所需的受力点和支点位置又与轴上零件和轴承尺寸位置有关。因此，轴的设计过程常常是先估算轴径，再进行轴的结构草图设计，然后进行轴的强度计算。在此基础上，再对轴的结构进行修改，并“细化”个部分尺寸。所以轴的强度计算和结构设计要交替进行，边画图边计算，逐步完善。 10.1 概述 轴是组成机器的重要零件之一。用于支承作回转运动或摆动的零件来实现其回转或摆动，使其有确定的工作位置 10.1.1 分类 1.按照轴线形状分类：轴可分为直轴、曲轴和软轴 (1)直轴：直轴按外形不同可分为光轴、阶梯轴及一些特殊用途的轴，如凸轮轴、花键轴齿轮轴及蜗杆轴等。 (2)曲轴：曲轴是内燃机、曲柄压力机等机器上的专用零件，用以将往复运动转变为旋转运动，或作相反转变。见图19-1。 3)软轴：软轴主要用于两传动轴线不在同一直线或工作时彼此有相对运动的空间传动，也可用于受连续振动的场合，以缓和冲击。见图19-2。
2.按照所受载荷性质分类：轴可分为心轴、转轴和传动轴。 Page 1of 17第10章 轴
2011-03-18(1)心轴：通常指只承受弯矩而不承受转矩的轴。如自行车前、后轮轴，汽车轮轴。 (2)转轴：既受弯矩又受转矩的轴。转轴在各种机器中最为常见。 (3)传动轴：只受转矩不受弯矩或受很小弯矩的轴。车床上的光轴、连接汽车发动机输出轴和后桥的轴，均是传动轴。
本章的习题是按旧书的齿形系数Y
F求解的，新书需将齿形系数改为复
合齿形系数Y
FS。
旧书（新书）
10-3（10-3） 标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y
F（Y
FS）与什么因
素有关？两个直齿圆柱齿轮的模数和齿数分别为m
1=20
mm，z
1=20；m
2=2 mm，z
2=20，其（复合）齿形系数是否相等？
答：标准渐开线齿轮的（复合）齿形系数Y
F（Y
FS）与齿轮的齿数有
关，而与模数无关。
由于两个直齿圆柱齿轮的齿数相等，故其（复合）齿形系数是相等
的。
10-7（10-6）有一直齿圆柱齿轮传动，允许传递功率P，若通过热处理
方法提高材料的力学性能，使大小齿轮的许用接触应力[σ
H2]、[σ
H1]各
提高30％，试问此传动在不改变工作条件及其他设计参数的情况下，抗
疲劳点蚀允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高百分之几？
解：由齿轮接触疲劳强度条件
当大小齿轮的许用接触应力提高30％时，即，在不改变工作条件及其他
设计参数的情况下，有
得：
故允许传递的扭矩和允许传递的功率可提高69％。
10-8（10-7） 单级闭式直齿圆柱齿轮传动，小齿轮的材料为45钢调质，
大齿轮材料为ZG310-570正火，P
= 4 kW， n
1=720 r/min，m
=4 mm，z
1=25，z
2 =73，b
1=84 mm，b
2 =78 mm，单向传动，载荷有中等冲击，
用电动机驱动，试问这对齿轮传动能否满足强度要求而安全工作。
解 ：⑴ 齿轮材料的许用应力
由表 10-1查得小齿轮材料45钢调质，齿面硬度230HBS；大齿轮
ZG310-570正火，齿面硬度180HBS，齿轮的材料为软齿面齿轮。
分别查图10-6及图 10-7得
σ
Hlim1=570 MPa，σ
Hlim2 =370 MPa
σ
Flim1=190 MPa，σ
Flim2=130 MPa
由表10-5，取S
H =1，S
F =1.3，得
⑵ 核验齿面接触疲劳强度
取载荷系数K=1.4，齿数比 ，
作用在小齿轮上的转矩T
精密机械设计(庞振基黄其圣著)课后答案
精密机械设计(庞振基黄其圣著)内容简介
前言
基本物理量符号表
绪论
第一章 精密机械设计的基础知识
第一节 概述
第二节 零件的工作能力及其计算
第三节 零件与机构的误差估算和精度
第四节 工艺性
第五节 标准化、系列化、通用化
第六节 零件的设计方法及其发展
思考题及习题
第二章 工程材料和热处理
第一节 概述
第二节 金属材料的力学性能
第三节 常用的工程材料
第四节 钢的热处理 第五节 表面精饰
第六节 材料的选用原则
思考题及习题
第三章 零件的几何精度
第一节 概述
第二节 极限与配合的基本术语和定义
第三节 光滑圆柱件的极限与配合及其选择
第四节 形状与位置公差及其选择
第五节 表面粗糙度及其选择
思考题及习题
第四章 平面机构的结构分析
第一节 概述
第二节 运动副及其分类
第三节 平面机构的运动简图
第四节 平面机构的自由度
第五节 平面机构的组成原理和结构分析
思考题及习题
第五章 平面连杆机构
第一节 概述 第二节 铰链四杆机构的基本型式及其演化
第三节 平面四杆机构曲柄存在的条件和几个基本概念
第四节 平面四杆机构的设计
思考题及习题
第六章 凸轮机构
第一节 概述
第二节 从动件常用运动规律
第三节 图解法设计平面凸轮轮廓
第四节 解析法设计平面凸轮轮廓
第五节 凸轮机构基本尺寸的确定
思考题及习题
第七章 摩擦轮传动和带传动
第一节 概述
第二节 磨擦轮传动
第三节 磨擦无级变速器
第四节 带传动
第五节 同步带传动
第六节 其它带传动简介
机械基础 _学科单元教学计划电子教案10
班 级 单元主题 总学时 备
注 轴 2
教
学
内
容 本单元
教学的
主要内容
1.轴的用途与分类。
2.转轴的结构。
教
学
目
标 知识目标 1.了解轴的用途与分类方法。
2了解转轴的结构特点。
1.会分析轴的工艺结构。
2.会判断轴的类型。
1.具备良好的道德品质、职业素养、竞争和创新意识。
2.具有良好的人际交往、团队协作能力及健康的心理。
3.具有通过多种途径获取信息、学习新知识的能力。
4.具有运用信息技术进行交流和处理信息的能力。
能力目标
情感目标
教
学
重点难点 教学重点 1. 轴的用途与分类。
2. 转轴的结构特点。
教学难点
1.轴的工艺结构。
2.轴的功能。
教学辅助 教具
多媒体
学科资源
1.教学模型。
2.多媒体课件。
_ 机械基础__学科电子教案58
班 级 课 题 学时 备 注（修
改）
§10－1 轴的用途和分类 §10－2 轴的结构 2/2
教
学
内
容 本学时
教学
内容
掌握轴的用途、分类、结构、要求和轴上零件的固定。
教
学
目
标 知识目标 掌握链传动的工作原理
会传动比的计算
1.具备良好的道德品质、职业素养、竞争和创新意识。
2.具有良好的人际交往、团队协作能力及健康的心理。
3.具有通过多种途径获取信息、学习新知识的能力。
能力目标
情感目标
教
学
重
点
难
点 教学重点 轴的分类、结构、要求。
教学难点 轴上零件的固定。
教学
辅助 教具
多媒体
学科资源 课件、模型
教学过程（师生活动、教法、学法） 备 注
第一学时：
安全教育：
讲评作业：
复习上讲内容：
讲授新课： §10－1 轴的用途和分类
一、轴的分类和应用
作用：用于支承作回转运动的传动零件（如齿轮、带轮、链轮等）、传递运动和动力。
一般要求：足够的强度，合理的结构和良好的工艺性能。
