第十一章++轴

第十一章轴

一、单项选择题

1工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为。

A ．心轴

B ．转轴

C ．传动轴

D ．曲轴

2采用的措施不能有效地改善轴的刚度。

A ．改用高强度合金钢

B ．改变轴的直径

C ．改变轴的支承位置

D ．改变轴的结构

3按弯扭合成计算轴的应力时，要引入系数α，这α是考虑。

A ．轴上键槽削弱轴的强度

B ．合成正应力与切应力时的折算系数

C ．正应力与切应力的循环特性不同的系数

D ．正应力与切应力方向不同

4转动的轴，受不变的载荷，其所受的弯曲应力的性质为。

A ．脉动循环

B ．对称循环

C ．静应力

D ．非对称循环

5对于受对称循环转矩的转轴，计算弯矩（或称当量弯矩），应取

()22T M M ca

α+=α。

A ．≈0.3

B ．≈0.6

C ．≈1

D ．≈1.3αααα6根据轴的承载情况，的轴称为转轴。

A ．既承受弯矩又承受转矩

B ．只承受弯矩不承受转矩

C ．不承受弯矩只承受转矩

D ．承受较大轴向载荷

7．工作时承受弯矩并传递扭距的轴，称为__B___。

A ．心轴

B ．转轴

C ．传动轴8．工作时只受弯矩，不传递扭距的轴，称为__A___A ．心轴B ．转轴C ．传动轴

9．工作时以传递扭距为主，不承受弯距的轴，称为__C___。

A ．心轴

B ．转轴

C ．传动轴

10．自行车前轮轴是__A__。

A ．心轴

B ．转轴

C ．传动轴

11．轴环的作用是__B___轴向固定。

A ．心轴

B ．转轴

C ．传动轴

12．汽车下部，联接变速箱与后桥之间的轴，是__C___。

A ．心轴

B ．转轴

C ．传动轴

13．后轮驱动的汽车，其后轮轴是__B___。

A ．心轴

B ．转轴

C ．传动轴

14．后轮驱动的汽车，其前轮的轴是__A___A ．心轴B ．转轴C ．传动轴

15．轴最细处的直径是按__C___扭转强度来初步计算的。

A ．心轴

B ．转轴

C ．传动轴

16．铁路机车的轮轴是__A___A ．心轴B ．转轴C ．传动轴

17．最常用来制造轴的材料是__B 。

A ．20号钢

B ．45号钢

C ．40Cr 钢

D ．Q235钢

18．设计承受很大载荷的轴，宜选用的材料是__C 。

A ．Q235钢

B ．45号正火钢

C ．40Cr 调质钢

D ．QT600—2铸铁

19．在齿轮减速器中,低速轴轴径一般比高速轴轴径_A 。

A ．大

B ．小

C ．一样

20．当轴上零件要承受轴向力时，宜采用A 来定。

A ．圆螺母

B ．紧钉螺母

C ．弹性挡圈

21．增大轴在截面变化处的圆角半径，有利于__B 。

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 ．使轴的加工方便

22．在轴的初步计算中，轴的直径是按B 来初步确定的。

A ．弯曲强度

B ．扭转强度

C ．轴段的长度

D ．轴段上零件的孔径

23．减速器中，齿轮轴的承载能力主要受到__A 的限制。

A ．疲劳强度

B ．脆性破坏

C ．刚度

24．轴所传递功率P=8KW ，转速n=64r/min ，轴用材料的A 值为110，则按初步估算，轴的最小直径D 为B mm 。

A ．50

B ．55

C ．60

25．用轴端挡圈、轴套或圆螺母作轴向固定是，应将安装零件轴段长度，选取比零件的轮毂长度_ _A。

A．稍短一些B．稍长一些C．相等

26．在下述材料中，宜用于制造内燃机曲轴的是C。

A．45钢B．40C．r C．QT500-7

27．当采用轴肩做轴向定位时,为了使轴上零件能靠紧定位面,轴肩根部的圆角半径应

B零件的倒角。

A．大于B．小于C．等于

28．轴肩高度应B滚动轴承内圈厚度,以便拆卸轴承

A．大于B．小于C．等于

29．轴端的倒角是为了A

A．装配方便B．便于加工C．减小应力集中D．美观

30．要实现轴上零件的周向固定，可考虑B。

A．轴肩或轴环B．键联接C．轴套D．圆螺母

二、填空题

31自行车的中轴是轴，而前轮轴是轴。

32为了使轴上零件与轴肩紧密贴合，应保证轴的圆角半径轴上零件的圆角半径或倒角C。

33对大直径的轴的轴肩圆角处进行喷丸处理是为了降低材料对的敏感性。

34传动轴所受的载荷是。

35一般单向回转的转轴，考虑起动、停车及载荷不平稳的影响，其扭转剪应力的性质按处理。

36．轴是组成机器的重要零件之一，其主要功用是支撑机器中作回转运动零件并传递运动和动力。

37．轴按轴线形状分为直轴、曲轴和挠性轴。

38．轴按承受的载荷性质分为心轴、传动轴和转轴。

39．与转动零件配合的轴段位称为轴头，与轴承配合的轴段称为轴颈。

40．轴的结构设计主要是确定轴的外形和结构尺寸。

41．阶梯轴为最典型的轴结构，它由轴头、轴颈。和轴身三部分组成。

42．当某一段轴需要车制螺纹或磨削加工时，应留有退刀槽或．越程槽。

43．对于转轴，先按转矩估算轴的最小直径，然后进行轴的结构设计，并用弯扭组合强度进行强度校核计算。

三、判断题

44．轴的常用材料是中碳素刚，有特殊要求时可用合金钢。（√）

45．为了便于轴上零件的拆装，轴常做成阶梯形，中间粗两端细。（√）

46．轴肩的主要作用是实现轴上零件的轴向定位。（√）

47．圆螺母也可以对轴上零件作轴向固定。（√）

48．一根轴上不同轴段上键槽尺寸尽量统一，并排布在同一母线方向上。（√）

49．在轴肩处采用圆角或凹切圆角过渡是为了减小应力集中。（√）

50．轴端的倒角是为了减小应力集中。（×）

51．需车削螺纹的轴段应留有退刀槽（√）

52．工作时只承受弯曲作用的轴，称为转轴。（×）

53．工作时只承受扭转作用（不承受或只承受很小的弯曲作用）的轴称为传动轴。（√）

54．过盈配合可实轴上零件的周向固定。（√）

55．对于重要的轴、或大尺寸以及阶梯尺寸变化较大的轴，应采用锻造毛坯。（√）

56．轴和轴上的零件要有准确的工作位置。（√）

57．轴应便于加工，轴上零件要易于装拆。（√）

58．轴各部分的直径和长度尺寸要相同。（×）

59．为了易于轴的加工并使轴的应力集中减小，应尽量使轴直径的无变化。（√）

60．轴上所有的键槽应开在同一母线上。（√）

61．轴一般在交变应力状态下工作，疲劳损坏是其主要失效形式。（√）

62．周向固定是为了保证轴上零件在传递转矩时与轴不发生相对转动。（√）

63．传递功率一定的情况下,转速越高,轴的直径应越大。（×）

四、设计与计算

1．已知图中的外伸端直径D=30mm，试根据轴结构设计的要求，确定轴上其它各段的直径（d1、d2、d3、d4、d5）。

解：()1306838

d =+=～()2381340

d =+?=()3406848

d =+=～()4486856

d =+=～5240

d d ==2．图18-２中的结构1、2、3、4处是否合理？为什么？

图18-2

答：①轴间太高，②取消此轴环③螺纹时要有退刀槽④螺纹部分直径小

3．图1、图2所示为某减速器输出轴的结构图，试指出其设计错误。

图1图2

答图1中的错误有①轴肩太高②齿轮没固定③键槽分布不均匀应位于中央④重复固定轴端长度小于轮长度⑤键太短

图2中的错误有①端盖与轴之间有间隙②键槽分布没在一条母线上③轴环太大，不便于装拆轴承④轴端和轴承端盖之间设台阶或者保留间隙

复习与练习题参考答案

一、单项选择题

1A

2A 3C 4B 5C 6A 二、填空题

31转；心32小于33应力集中34转矩35脉动循环

轴的设计与校核

2.1.1 概述 轴是机械中非常重要的零件，用来支承回转运动零件，如带轮、齿轮、蜗轮等，同时实现同一轴上不同零件间的回转运动和动力的传递。1. 轴的分类 根据工作过程中轴的中心线形状的不同，轴可以分为：直轴和曲轴。根据工作过程中的承载不同，可以将轴分为： ?传动轴：指主要受扭矩作用的轴，如汽车的传动轴。 ?心轴：指主要受弯矩作用的轴。心轴可以是转动的，也可以是不转动的。 ?转轴：指既受扭矩，又受弯矩作用的轴。转轴是机器中最常见的轴。 根据轴的外形，可以将直轴分为光轴和阶梯轴；根据轴内部状况，又 可以将直轴分为实心轴和空。 2. 轴的设计 ⑴ 轴的工作能力设计。 主要进行轴的强度设计、刚度设计，对于转速较高的轴还要进行振动稳定性的计算。

⑵ 轴的结构设计。 根据轴的功能，轴必须保证轴上零件的安装固定和保证轴系在机器中的支撑要求，同时应具有良好的工艺性。 一般的设计步骤为：选择材料，初估轴径，结构设计，强度校核，必要时要进行刚度校核和稳定性计算。校核结果如不满足承载要求时，则必须修改原结构设计结果，再重新校核。 3. 轴的材料 轴是主要的支承件，常采用机械性能较好的材料。常用材料包括：?碳素钢：该类材料对应力集中的敏感性较小，价格较低，是轴类零件最常用的材料。常用牌号有：30、35、40、45、50。采用优质碳钢时，一般应进行热处理以改善其性能。受力较小或不重要的轴，也可以选用Q235、Q255等普通碳钢。 ?合金钢：对于要求重载、高温、结构尺寸小、重量轻等使用场合的轴，可以选用合金纲。合金钢具有更好的机械性能和热处理性能，但对应力集中较敏感，价格也较高。设计中尤其要注意从结构上减小应力集中，并提高其表面质量。 ?铸铁：对于形状比较复杂的轴，可以选用球墨铸铁和高强度的铸铁。它们具有较好的加工性和吸振性，经济性好且对应力集中不敏感，但铸造质量不易保证。 2.1.2 轴的结构设计

转轴的可靠性设计与分析

% 转轴的可靠性设计与分析 disp ' ****** 转轴的可靠性设计*******' M=input(' 输入转轴危险截面上的弯矩(Nmm) M = '); T=input(' 输入转轴危险截面上的扭矩(Nmm) T = '); Kmsa=32*M/pi; fprintf (1,' 对称循环弯曲应力幅系数Kmsa = %3.3f \n',Kmsa) Kcsa=0.08*Kmsa; fprintf (1,' 弯曲应力幅标准离差系数Kcsa = %3.3f \n',Kcsa) Kmsm=16*sqrt(3)*T/pi; fprintf(' 稳定扭转平均应力系数Kmsm = %3.3f \n',Kmsm) Kcsm=0.08*Kmsm; fprintf(' 扭转平均应力标准离差系数Kcsm = %3.3f \n',Kcsm) rb=Kmsa/Kmsm; fprintf(' 应力幅与平均应力的比值rb = %3.3f \n',rb) Kmrb=sqrt(1+1/rb^2); fprintf(' 应力比均值系数Kmrb = %3.3f \n',Kmrb) Kmsf=Kmsa*sqrt(1+1/rb^2); fprintf(' 复合疲劳平均应力系数Kmsf = %3.3f \n',Kmsf) Kcsf=Kcsa*sqrt(1+1/rb^2); fprintf(' 复合疲劳平均应力标准离差系数Kcsf = %3.3f \n',Kcsf) Cb=input(' 输入转轴材料的弯曲强度极限(MPa) Cb = '); Csjdc=0.43*Cb; % 袖珍机械设计师手册(第2版),P17,表1-18,结构钢 fprintf(' 试件的对称循环弯曲疲劳极限(MPa) Csjbc = %3.3f \n',Csjdc) B=input(' 输入转轴的表面质量系数 B = '); Ec=input(' 输入转轴的弯曲绝对尺寸系数Ec = '); Et=input(' 输入转轴的扭转绝对尺寸系数Et = '); E=(Ec+Et)/2; fprintf(' 转轴的弯曲绝对尺寸系数 E = %3.3f \n',E) Kc=input(' 输入转轴的弯曲疲劳应力集中系数Kc = '); Kt=input(' 输入转轴的扭转疲劳应力集中系数Kt = '); Q=input(' 输入转轴的敏感系数Q = '); Kf=1+Q*(Kc*Kt-1); fprintf(' 转轴的复合疲劳应力集中系数Kf = %3.3f \n',Kf) Cdc=Csjdc*B*E/Kf; fprintf(' 转轴的对称循环弯曲疲劳极限(MPa) Cdc = %3.3f \n',Cdc) % 复合疲劳应力下强度的均值Sj,按照应力线与最佳拟合均值线的交点求出 Sj=sqrt(Cdc^2*Cb^2*(1+rb^2)/(Cb^2*rb^2+Cdc^2)); fprintf(' 转轴强度的均值(MPa) Sj = %3.3f \n',Sj) Cs=0.08*Sj; fprintf(' 转轴强度的标准离差(MPa) Cs = %3.6f \n',Cs) R=input(' 输入可靠度R = '); % 根据失效概率F求联结系数z时,用累积分布反函数z=norminv(F,mu,sigma) % 根据联结系数z求失效概率F时,用累积分布函数F=normcdf(z,mu,sigma) % 根据联结系数z求失效频数f时,用概率密度函数f=normpdf(z,mu,sigma)

机械设计基础2练习题--轴

一、选择题 1 工作时承受弯矩并传递转矩的轴，称为。 （1）心轴（2）转轴（3）传动轴 2工作时只承受弯矩不传递转矩的轴，称为。 （1）心轴（2）转轴（3）传动轴 3工作时以传递转矩为主，不承受弯矩或弯矩很小的轴，称为。 （1）心轴（2）转轴（3）传动轴 4 自行车的前轴是。 （1）心轴（2）转轴（3）传动轴 5 轴环的作用是。 （1）作为轴加工时的定位面（2）提高轴的强度（3）使轴上零件获得轴向定位 6 下列几种轴向定位结构中，定位所能承受的轴向力较大。 （1）圆螺母（2）紧定螺钉（3）弹性挡圈 7 在轴的初步计算中，轴的直径是按进行初步确定的。 （1）抗弯强度（2）抗扭强度（3）轴段的长度（4）轴段上零件的孔径 8 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。 （1）抗弯强度（2）扭转强度（3）弯扭合成强度 9 图示为起重铰车从动大齿轮1和卷筒2与轴3相联接的三种形式。图a为齿轮与卷筒分别用键固定在轴上，轴的两端支架在机座轴承中；图b为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体，空套在轴上，轴固定不动；图c 为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体，用键固定在轴上，轴的两端支架在机座轴承中。以上三种形式中的轴，依次为。 （1）固定心轴、转动心轴、转轴（2）固定心轴、转轴、转动心轴 （3）转动心轴、转轴、固定心轴（4）转动心轴、固定心轴、转轴 （5）转轴、固定心轴、转动心轴（6）转轴、转动心轴、固定心轴

二、分析计算题 1 已知图示轴传递的功率kW P 5.5 ，轴的转速min /500r ，单向回转，试按扭转强度条件估算轴的最小直径，并估计轴承处及齿轮处的直径。 2 图示为需要安装在轴上的带轮、齿轮及滚动轴承，为保证这些零件在轴上能得到正确的周向固定及轴向固定，请在图上作出轴的结构设计。

机械专业 毕业设计说明书(轴校核部分).

Graduation Project (Thesis) Harbin University of Commerce X6132milling machine feed system, lifting platform and platform design Student SunMingxing Supervisor Yan Zugen Specialty X6132 milling machine feed system, lifting platform and platform design School Harbin University of Commerce 2012年6月9日

1 绪论 1.1机床的用途及性能 X6132、X6132A型万能升降台铣床属于通用机床。主要适用于机械工厂中加工车间、工具车间和维修车间的成批生产、单件、小批生产。 这种铣床可用圆柱铣刀、圆盘铣刀、角度铣刀、成型铣刀和端面铣刀加工各种平面、斜面、沟槽等。如果配以万能铣头、圆工作台、分度头等铣床附件，还可以扩大机床的加工范围。 X6132、X6132A型铣床的工作台可向左、右各回转45 o当工作台转动一定角度，采用分度头时，可以加工各种螺旋面。 X6132型机床三向进给丝杠为梯形丝杠，X6132A型机床三向进给丝杠为滚珠丝杠。 X6132/1、X6132A/1型数显万能升降台铣床是在X6132、X6132A型万能升降台铣床的基础上，在纵向、横向增加两个坐标的数字显示装置的一种变型铣床，该铣床具有普通万能升降台铣床的全部性能外，借助于数字显示装置还能作到加工和测量同时进行，实现动态位移数字显示，既保证了工件加工质量，又减轻了工人劳动强度和提高劳动生产率，配上万能铣头还可以进行镗孔加工。 图1-1 X6132卧式铣床整机外形图

十一章-轴

第十一章轴 （一）教学要求 掌握轴结构设计特点，及轴的强度计算方法，了解轴的疲劳强度计算和振动 （二）教学的重点与难点 轴的弯扭合成法强度计算方法 （三）教学内容 §11—1概述 一、轴的用途与分类 1、功用：1）支承回转零件；2）传递运动和动力 2、分类 按承基情况分 转轴——T和M的轴——齿轮轴 心轴——而不受扭矩：转动心轴（图11-2a）；固定心轴（图11-2b） 传动轴——主要受扭矩而不受弯矩或弯矩很小的轴 按轴线形状分 直轴——光轴（图11-5a）——作传动轴（应力集中小） 阶梯轴（图11-5b）：优点：1）便于轴上零件定位；2）便于实现等强度曲轴—— 另外还有空心轴（机床主轴）和钢丝软轴（挠性轴）——它可将运动灵活地传到狭窄的空间位置（图11-8），如牙铝的传动轴。 二、轴的材料及其选择 碳素钢——价廉时应力集中不敏感——常用45#，可通过热处理改善机械性能，一般为正火调质 和合金钢——机械性能（热处理性）更好，适合于大功率，结构要求紧凑的传动中，或有耐磨、高温（低温）等特殊工作条件，但合金钢对应力集中较敏感。 注意：①由于碳素钢与合金钢的弹性模量基本相同，所以采用合金钢并不能提高轴的刚度。②轴的各种热处理（如高频淬火、渗碳、氮化、氰化等）以及表面强化处理（喷丸、滚压）对提高轴的疲劳强度有显著效果。 表11-1，轴的常用材料及其主要机械性能 表三，轴设计的主要内容： 结构设计——按轴上零件安装定位要求定轴的形状和尺寸交替进行 工作能力计算——强度、刚度、振动稳定性计算 §11—2轴的结构设计 轴的结构外形主要取决于轴在箱体上的安装位置及形式，轴上零件的布置和固定方式，受力情况和加工工艺等。 轴的结构设计要求：①轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置；②轴上零件装拆、

机械设计基础第11章 轴与轴毂连接答案

第11章 轴与轴毂连接 四、简答题 5. 轴的当量弯矩计算公式中22)(T M M e α+=中，α应如何取值？ 答： α的取值由扭转剪应力的循环特性决定：对于不变的转矩，3.0=α；当转矩脉动循环变化时，6.0=α；对于频繁正反转的轴，转矩剪应力可视为对称循环，1=α。若转矩的变化规律不明确时，一般也按脉动循环处理。 6.普通平键的失效形式和强度条件是什么？ 答：普通平键的主要失效形式是工作侧面的压溃。 普通平键连接的挤压强度条件为： P P hld T hl d T A F ][42//2σσ≤=≈= 式中，P σ——键侧面上受到的挤压应力，（MPa ）； T ——传递的功率，N.mm ； d ——轴的直径，mm ； h ——键的高度，mm ； l ——键的工作长度，mm 。A 型键l=L-b ，B 型键l=L ，C 型键l=L-b/2 ； b ——键的宽度（mm ）。 P ][σ——联接中较弱材料的许用挤压应力，MPa 六、分析题 1．根据承受载荷的不同轴可分为转轴、心轴、传动轴，试分析图中 I 、II 、III 、IV 轴是各属于那种类型？ 答：I 为传动轴，II 、IV 为转轴，III 为心轴。 2．指出下面图中的结构错误，并提出改进意见。

序号错误原因改正 1 箱体两端面与轴承盖接触处无 凸台，使端面加工面积过大 加凸台 2 轴肩过高，轴承无法拆卸轴肩高度要低于轴承内圈高度 3 键过长键长应小于轴上齿轮的宽度 4 套筒对齿轮的轴向固定不可靠装齿轮的那段轴的长度比齿轮的宽度短1-2mm 5 轴上还缺台阶，轴承装配不方 便 在右边轴承处加非定位轴肩， 6 轴与轴承透盖接触轴与轴承透盖之间有间隙，并加上密封圈 7 联轴器轴向未定位联轴器左端轴段加轴肩，对联轴器做轴向定位 8 缺键，没有周向定位在联轴器和轴之间加键，作周向定位 12 3 4 5 6 7 8 9 10 7 序号错误原因改正 1 轴的两端均伸出过长，增加了 加工和装配长度轴的左端第一段轴比联轴器的宽度短1-2mm，轴的右端面和轴承的外端面基本保持一致 2 联轴器与轴承盖接触联轴器与轴承盖之间要留有扳手操作空间， 3 轴与轴承透盖间缺密封措施轴与轴承透盖间加上密封圈 4 轴与轴承透盖接触轴与轴承透盖之间有间隙 5 轴上还缺台阶，轴承装配不方 便 在左边轴承处加非定位轴肩，

轴强度校核例题与方法

1.2 轴类零件的分类 根据承受载荷的不同分为： 1）转轴：定义：既能承受弯矩又承受扭矩的轴 2）心轴：定义：只承受弯矩而不承受扭矩的轴 3）传送轴：定义：只承受扭矩而不承受弯矩的轴 4）根据轴的外形，可以将直轴分为光轴和阶梯轴； 5）根据轴内部状况，又可以将直轴分为实心轴和空。 1.3轴类零件的设计要求 1.3.1、轴的设计概要 ⑴轴的工作能力设计。 主要进行轴的强度设计、刚度设计，对于转速较高的轴还要进行振动稳定性的计算。 ⑵轴的结构设计。 根据轴的功能，轴必须保证轴上零件的安装固定和保证轴系在机器中的支撑要求，同时应具有良好的工艺性。 一般的设计步骤为：选择材料，初估轴径，结构设计，强度校核，必要时要进行刚度校核和稳定性计算。 1.3.2、轴的材料 轴是主要的支承件，常采用机械性能较好的材料。常用材料包括： 碳素钢：该类材料对应力集中的敏感性较小，价格较低，是轴类零件最常用的材料。 常用牌号有：30、35、40、45、50。采用优质碳素钢时应进行热处理以改善其性能。受力较小或不重要的轴，也可以选用Q235、Q255等普通碳钢。 45钢价格相对比较便宜，经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45-52HRC，是轴类零件的常用材料。 合金钢具有更好的机械性能和热处理性能，可以适用于要求重载、高温、结构尺寸小、重量轻等使用场合的轴，但对应力集中较

敏感，价格也较高。设计中尤其要注意从结构上减小应力集中，并提高其表面质量。40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50-58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。 精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，由于此钢氮化层硬度高，耐磨性好，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好，还具备一定的耐热性和耐蚀性。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性，是目前工业中应用最广泛的氮化钢。 铸铁：对于形状比较复杂的轴，可以选用球墨铸铁和高强度的铸铁。它们具有较好的加工性和吸振性，经济性好且对应力集中不敏感，但铸造质量不易保证。 1.3.3、轴的结构设计 根据轴在工作中的作用，轴的结构取决于：轴在机器中的安装位置和形式，轴上零件的类型和尺寸，载荷的性质、大小、方向和分布状况，轴的加工工艺等多个因素。合理的结构设计应满足：轴上零件布置合理，从而轴受力合理有利于提高强度和刚度；轴和轴上零件必须有准确的工作位置；轴上零件装拆调整方便；轴具有良好的加工工艺性；节省材料等。 1). 轴的组成 轴的毛坯一般采用圆钢、锻造或焊接获得，由于铸造品质不易保证，较少选用铸造毛坯。 轴主要由三部分组成。轴上被支承，安装轴承的部分称为轴颈；支承轴上零件，安装轮毂的部分称为轴头；联结轴头和轴颈的部分称为轴身。轴颈上安装滚动轴承时，直径尺寸必须按滚动轴承的国标尺寸选择，尺寸公差和表面粗糙度须按规定选择；轴头的尺寸要参考轮毂的尺寸进行选择，轴身尺寸确定时应尽量使轴颈与轴头的过渡合理，避免截面尺寸变化过大，同时具有较好的工艺性。 2). 结构设计步骤

轴的设计、计算、校核

轴的设计、计算、校核 以转轴为例，轴的强度计算的步骤为： 一、轴的强度计算 1、按扭转强度条件初步估算轴的直径 机器的运动简图确定后，各轴传递的P和n为已知，在轴的结构具体化之前，只能计算出轴所传递的扭矩，而所受的弯矩是未知的。这时只能按扭矩初步估算轴的直径，作为轴受转矩作用段最细处的直径dmin，一般是轴端直径。 根据扭转强度条件确定的最小直径为： （mm） 式中：P为轴所传递的功率（KW） n为轴的转速（r/min） Ao为计算系数，查表3 若计算的轴段有键槽，则会削弱轴的强度，此时应将计算所得的直径适当增大，若有一个键槽，将d min增大5％，若同一剖面有两个键槽，则增大10％。 以dmin为基础，考虑轴上零件的装拆、定位、轴的加工、整体布局、作出轴的结构设计。在轴的结构具体化之后进行以下计算。 2、按弯扭合成强度计算轴的直径 l）绘出轴的结构图 2）绘出轴的空间受力图 3）绘出轴的水平面的弯矩图 4）绘出轴的垂直面的弯矩图 5）绘出轴的合成弯矩图 6）绘出轴的扭矩图 7）绘出轴的计算弯矩图 8）按第三强度理论计算当量弯矩： 式中：α为将扭矩折合为当量弯矩的折合系数，按扭切应力的循环特性取值: a）扭切应力理论上为静应力时，取α=0.3。 b）考虑到运转不均匀、振动、启动、停车等影响因素，假定为脉动循环应力，取α=0.59。 c）对于经常正、反转的轴，把扭剪应力视为对称循环应力，取α=1（因为在弯矩作用下，转轴产生的弯曲应力属于对称循环应力）。

9）校核危险断面的当量弯曲应力（计算应力）： 式中：W为抗扭截面摸量（mm3），查表4。 为对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，查表1。 如计算应力超出许用值，应增大轴危险断面的直径。如计算应力比许用值小很多，一般不改小轴的直径。因为轴的直径还受结构因素的影响。 一般的转轴，强度计算到此为止。对于重要的转轴还应按疲劳强度进行精确校核。此外，对于瞬时过载很大或应力循环不对称性较为严重的轴，还应按峰尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。 二、按疲劳强度精确校核 按当量弯矩计算轴的强度中没有考虑轴的应力集中、轴径尺寸和表面品质等因素对轴的疲劳强度的影响，因此，对于重要的轴，还需要进行轴危险截面处的疲劳安全系数的精确计算，评定轴的安全裕度。即建立轴在危险截面的安全系数的校核条件。 安全系数条件为： 式中：为计算安全系数； 、分别为受弯矩和扭矩作用时的安全系数； 、为对称循环应力时材料试件的弯曲和扭转疲劳极限； 、为弯曲和扭转时的有效应力集中系数，

第八章 轴测图

第八章 轴 测 图 单一投影面上所得到的图形。依据投影方向和投影面的关系， 得到的轴测图称为正轴测图，得到的轴测图称为斜轴测图。 轴测图的性质： 1）轴间角的概念：轴与轴之间的夹角就是轴间角 2）轴向变形系数：空间间长 投影长影轴向变形系数 = 计算而 来。OX X O p 11= ，OZ Z O R OY Y O q 1111,= = ３）平行定理：空间相互平行的线段，其轴测投影仍平行。 一、 正等轴测图 在正等测图中，规定三个轴间角均为120。，轴向伸缩系数为 82.0===r q p ，为作图方便，常采用简化伸缩系数，即1===r q p 。 3、平面立体的正等测画法 ４、曲面立体的正等测画法 1）圆的正等测 只要知道相应的椭圆长短轴方向及圆本身的半径大小（即圆的外切正方形），即可画出在正等轴测投影中的椭圆。 如果是在XOZ 平面内画圆的正等测图，就作圆的外切正方形 的正等测图，也就是棱形的边平行于OX 轴和OZ 轴，并延长相交，就得出椭圆的长轴和短轴。进而用四心法画椭圆。 如果是在YOZ 平面内画圆的正等测图，则作圆的外切正方形的正等测图，也就是棱形的边平行于OY 轴和OZ 轴，并延长相交，就得出椭圆的长轴和短轴。进而用四心法画椭圆。

二、斜轴测图 则得水平面斜轴测投影。 正面斜轴测投影，最常见的就是正面斜二测（简称斜二测）。 1、斜二测的轴间角和轴向伸缩系数 斜二测的轴间角： ∠ＸＯＺ＝９０°，∠ＸＯＹ＝∠ＹＯＺ＝１３５° 斜二等轴测投影的伸缩系数为： ｐ＝ｒ＝１，ｑ＝０.５，即OX、OZ上是1，OY上为0.5 作图时，一般使O 1Z 1 轴处于垂直位置，O 1 X 1 轴为水平线，O 1 Y 1 与O 1 X 1 的反向成45。的夹角。 2、斜二测的画法 斜二测的特点是：物体与投影面平行的表面反映实形，因此，画斜二测图时，尽量使物体形状上较复杂 的一面平行于X 1O 1 Z 1 面。 例题： １、画出组合体的正等轴测图（讲课例题） ２、画出立体的正等轴测图（可采用简化系数）

机械设计基础122轴结构设计

第二节轴的结构设计 轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。轴的结构主要取决于以下因素：1、轴在机器中的安装位置及形式；2、轴上安装零件的类型、尺寸、数量以及和轴联接的方法；3、载荷的性质、大小、方向及分布情况；4、轴的加工工艺等。因为影响轴的 结构的因素较多，且其结构形式又要随着具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式。设 计时，必须针对不同情况进行具体的分析。 轴的结构应满足：1、轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置；2、轴上的零件应 便于装拆和调整；3、轴应具有良好的制造工艺性等。 一、拟定轴上零件的装配方案 所谓装配方案，就是预定出轴上主要零件的装 配方向、顺序和相互关系。 轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也 不相同。设计时可拟定几种装配方案，进行分析与 选择。 轴主要由轴颈、轴头和轴身三部分组成，轴 上被支承的部分叫轴颈，安装轮毂部分叫轴头，连 接轴颈和轴头的部分叫轴身。 二、轴上零件的定位轴向固定 为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的 相对运动，轴上零件除了有游动或空转的要求者外，都必须进行必要的轴向和周向定位，以保证 其正确的工作位置。 1、轴上零件的轴向固定零件安装在轴上，要有准确的定位。各轴段长度的确定，应尽可能使结 构紧凑。对于不允许轴向滑动的零件，零件受力后不要改变其准确的位置，即定位要准确，固定 要可靠。与轮毂相配装的轴段长度, 一般应略小于轮毂宽2～3mm。对轴向滑动的零件, 轴上应留 出相应的滑移距离。轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈和轴承端盖等来 保证的。 <1）轴肩与轴环轴肩分为定位轴肩和非定位轴肩两类，利用轴肩定位是最方便可靠的方法， 但采用轴肩就必然会使轴的直径加大，而且轴肩处将因截面突变而引起应力集中。另外，轴肩过 多时也不利于加工。因此，轴肩定位多用于轴向力较大的场合。定位轴肩的高度h一般取为 h=(0.07～0.1>d，d为与零件相配处的轴径尺寸。为了使零件能靠紧轴肩而得到准确可靠的定位，轴肩处的过渡圆角半径r必须小于与之相配的零件毂孔端部的圆角半径R或倒角尺寸C。非定位 轴肩是为了加工和装配方便而设置的，其高度没有严格的规定，一般取为1～2mm。注：滚动 轴承的定位轴肩高度必须低于轴承内圈端面的高度，以便拆卸轴承，其轴肩的高度可查手册中轴 承的安装尺寸。 轴肩与轴环圆螺母和套筒 <2）<套筒）套筒固定结构简单，定位可靠，轴上不需开槽﹑钻孔和切制螺纹，因而不影响轴的疲劳强度，一般用于轴上两个零件之间的固定。如两零件的间距较大时，不宜采用套筒固定，

传动轴的设计及校核

第一章轻型货车原始数据及设计要求 发动机的输出扭矩：最大扭矩285.0N·m/2000r/min；轴距：3300mm；变速器传动比: ?五挡1 ，一挡7.31，轮距：前轮1440毫米，后轮1395毫米，载重量2500千克 设计要求： 第二章万向传动轴的结构特点及基本要求 万向传动轴一般是由万向节、传动轴和中间支承组成。主要用于在工作过程中相对位置不节组成。伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化。万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。一般万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。 传动轴是一个高转速、少支承的旋转体，因断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。重型载货汽车根据驱动形式的不同选择不同型式的传动轴。一般来讲4×2驱动形式的汽车仅有一根主传动轴。6×4驱动形式的汽车有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴。6×6驱动形式的汽车不仅有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴，而且还有前桥驱动传动轴。在长轴距车辆的中间传动轴一般设有传动轴中间支承．它是由支承架、轴承和橡胶支承组成。 传动轴是由轴管、伸缩套和万向此它的动平衡是至关重要的。一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验，并在平衡机上进行了调整。因此，一组传动轴是配套出厂的，在使用中就应特别注意。 图 2-1 万向传动装置的工作原理及功用 图 2-2 变速器与驱动桥之间的万向传动装置 基本要求： 1.保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。 2.保证所连接两轴尽可能等速运转。 3.由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。 4.传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等 第三章轻型货车万向传动轴结构分析及选型 由于货车轴距不算太长，且载重量2.5吨属轻型货车，所以不选中间支承，只选用一根主传动轴，货车发动机一般为前置后驱,由于悬架不断变形，变速器或分动器输出轴轴线之间的相对位置经常变化,根据货车的总体布置要求，将离合器与变速器、变速器与

机械设计基础-孙立鹏-习题第十四章轴

第十四章轴 题14－1 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14－1图 解题分析：轴的结构设计应满足的基本要： 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 14-1 图）

题解14－1图 1．轴肩过高挡住了轴承圈，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14－2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14－2图

解答： 题14－3 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 82YA302 6YC28HL2 ??，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。 题14-3 图

轴设计校核

4.3 升降轴的设计 升降轴是升降电机动力通过链轮输入的一段，它的结构如下图： 图4-2 轴的结构图 1. 估算轴的基本直径 选用45钢，热处理方式为调质处理，由《机械设计》课本表15-3查得 取0A =120，得 mm 515 .272.2120n d 330=?=≥P A 所求为轴的最细处，即装联轴器处（图5-2）。但因此处有个键槽，故轴颈应增大5%，即mm 5.5305.151d min =?=。 为了使所选的直径与联轴器孔径相适应，故需同时选择与其相适应的联轴器。由《机械设计课程设计》课本查得采用凸缘联轴器，其型号选为YLD10,取与轴配合的的半联轴器孔径55mm ，故轴颈mm 55d 12=，与轴配合长度84mm 。 2. 轴的结构设计 （1）初定各段直径，见表4-1

（2）确定各段长度，见表4-2 3. 轴上零件的周向固定 半联轴器的周向定位均采用平键连接，按12d 由《机械设计》查得平键尺寸801016l h b ??=??，长为80mm ，半联轴器与轴的配合代号为H7/k6。同样，链轮毂与轴连接处，选用平键为251422l h b ??=??，为保证链轮与轴的周向固定，故选择链轮轮毂与轴的配合代号为H7/k6。 4. 考虑轴的结构工艺性 考虑轴的结构工艺性，轴肩处的圆角半径R 值为2.5，轴端倒角c=2mm ；为便于加工，链轮和半联轴器处的键槽布置在同一轴面上。 4.4 升降轴的强度校核 1. 轴的受力分析 轴的力学模型如下图： 根据升降传动轴的受力情况，此轴主要受扭矩作用。 （1）求出轴传递的扭矩： m N 7645.272.295509550?=?==n P T

心轴的设计与校核

心轴的设计与校核 （1）轴上所受力的计算 行走轮有效牵引力 t F和上抬力 r F如图4-24 图4-24 轮齿受力图 2 cos t r t t n T F d F Ftg F F α α ? =? ? =? ? =?? 式中：T——行走电机最终传到行走轮上的转矩，N·m； d——摆线行走轮的节圆直径，m； α——啮合角（压力角）。 () 111 9550/955036.15/1034523.25N m T P n ==?=? 1 1 1 234523.251000 2230155N 300 t T F d ?? === 11 83769.57N r t F F tgα == () 222 9550/955034/840587.5N m T P n ==?=? 2 2 2 240587.51000 2226676.16N 358.11 t T F d ?? === 22 83503.38N r t F F tgα == 2241223.73N cos t n F Fα ==

(2) 根据轴的机构图作出轴的计算简图，根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和当量弯矩图，如图4-25所示,由于轴上套有轴承轴上的扭矩忽略不计。 图 4-25 弯矩图 由计算得 1153036.4N R = 279557.94N R = （3）按弯扭合成强度校核轴的强度 空心轴[] 3 4 3 21.681M d σα =- 式中：d ——轴的直径，mm M ——轴在计算截面所受载荷，N m ? α——空心轴内径1d 与外径d 之比，1 d d α = []σ——许用应力，固定心轴：载荷平稳[]σ=[]1σ+；载荷变化[]σ=[]0σ， 转动心轴：[]σ=[]1σ- []1σ+、[]0σ、[]1σ-——轴的许用弯曲应力，2N/mm ，按机械设计手册查

轴的设计计算

轴的设计计算 轴的计算通常都是在初步完成结构设计后进行校核计算，计算准则是满足轴的强度和刚度要求。 一、轴的强度计算 进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。 对于仅仅承受扭矩的轴(传动轴),应按扭转强度条件计算； 对于只承受弯矩的轴（心轴），应按弯曲强度条件计算； 对于既承受弯矩又承受扭矩的轴（转轴），应按弯扭合成强度条件进行计算，需要时还应按疲劳强度条件进行精确校核。 此外，对于瞬时过载很大或应力循环不对称性较为严重的轴，还应按峰尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。 下面介绍几种常用的计算方法： 按扭转强度条件计算。 1、按扭转强度估算轴的直径 对只受转矩或以承受转矩为主的传动轴，应按扭转强度条件计算轴的直径。若有弯矩作用，可用降低许用应力的方法来考虑其影响。 扭转强度约束条件为： [] 式中：为轴危险截面的最大扭剪应力(MPa)； 为轴所传递的转矩(N.mm)； 为轴危险截面的抗扭截面模量()； P为轴所传递的功率(kW)； n为轴的转速(r/min)； []为轴的许用扭剪应力(MPa)；

对实心圆轴，,以此代入上式，可得扭转强度条件的设计式： 式中：C为由轴的材料和受载情况决定的系数。 当弯矩相对转矩很小时，C值取较小值，[]取较大值；反之，C取较大值，[]取较小值。 应用上式求出的值，一般作为轴受转矩作用段最细处的直径，一般是轴端直径。若计算的轴段有键槽，则会削弱轴的强度，作为补偿，此时应将计算所得的直径适当增大，若该轴段同一剖面上有一个键槽，则将d增大5%，若有两个键槽，则增大10%。 此外，也可采用经验公式来估算轴的直径。如在一般减速器中，高速输入轴 的直径可按与之相联的电机轴的直径估算：；各级低速轴的轴径可按同级齿轮中心距估算，。 几种轴的材料的[]和C值 轴的材料Q2351Cr18Ni9Ti354540Cr,35SiMn,2Cr13,20CrMnTi []12～2012～2520～3030～4040～52 160～135148～125135～118118～107107～98 2、按弯扭合成强度条件校核计算

车辆前轴的可靠性设计新方法

车辆前轴的可靠性设计新方法 将可靠性优化设计理论与鞍点逼近理论相结合，讨论了车辆前轴的可靠性设计的问题，提出了车辆前轴可靠性的计算方法。在基本随机参数概率分布已知的前提下，应用鞍点逼近技术，通过计算机程序可以实现机械零部件的可靠性设计，迅速准确地得到机械零部件可靠性设计信息。在基本随机参数概率分布已知的前提下，应用鞍点逼近技术，通过计算机程序可以实现了整体法兰的可靠性设计，迅速准确地得到法兰的可靠性设计信息。 标签：可靠性优化设计；鞍点逼近技术；车辆前轴 1 前言 众所周知，可靠性设计的核心是预测机械零部件在规定的工作条件下的可靠性或是失效概率。这就需要知道其概率密度函数或联合概率密度函数，但是在工程实际中是很难有足够的资料来确定它们的。即使是近似地指定概率分布，在大多数情况下也很难进行积分计算而获得可靠度或失效概率。为了解决这个问题，对机械结构的可靠性进行准确的评估，很多专家和学者致力于这方面的研究，至今已出现的计算显性功能函数可靠度的方法主要有：一阶可靠性方法（FORM）、二阶可靠性方法（SORM）、高次高阶矩法、Monte-Carlo法。这些方法在机械结构的可靠性设计方面起发挥了巨大的作用，机械结构可靠性工程也日趋完善，但是国内外专家仍在不断的寻求更高效、计算精度更高的可靠性分析方法。 国内主要将鞍点逼近应用在经济、统计学领域。本文将鞍点逼近应用到螺栓的可靠性稳健设计中。鞍点逼近法发展了机械产品的可靠性设计理论与方法，提高了机械产品的可靠性和安全性，从而提高产品的质量，提高产品的市场竞争能力。 2 结构可靠性设计的鞍点逼近法 Y=g（X）概率密度函数（PDF）可以由下式表示 （1） 式中y表示的是随机变量Y的取值，K”是Y=g（X）的累积母函数的二阶导数，ts是鞍点，可以通过下式求得 K’Y（t）=y （2） 式中K’表示的是Y=g（X）累积母函数的一阶导数。根据Lugannani和Rice[16]逼近样本均值尾概率的分布的鞍点逼近公式计算结构响应的的分布函数为 （3）

轴结构设计和强度校核

一、轴的分类按承受的载荷不同, 轴可分为： 转轴——工作时既承受弯矩又承受扭矩的轴。如减速器中的轴。虚拟现实。心轴——工作时仅承受弯矩的轴。按工作时轴是否转动，心轴又可分为：转动心轴——工作时轴承受弯矩，且轴转动。如火车轮轴。 固定心轴——工作时轴承受弯矩，且轴固定。如自行车轴。虚拟现实。 传动轴——工作时仅承受扭矩的轴。如汽车变速箱至后桥的传动轴。 固定心轴转动心轴 转轴 传动轴 二、轴的材料 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，有的则直接用圆钢。 由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造尤为广泛，其中最常用的是45号钢。 合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。因此，在传递大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴颈的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用合金钢。 必须指出：在一般工作温度下（低于200℃），各种碳钢和合金钢的弹性模量均相差不多，因此在选择钢的种类和决定钢的热处理方法时，所根据的是强度与耐磨性，而不是轴的弯曲或扭转刚度。但也应当注意，在既定条件下，有时也可

以选择强度较低的钢材，而用适当增大轴的截面面积的办法来提高轴的刚度。 各种热处理（如高频淬火、渗碳、氮化、氰化等）以及表面强化处理（如喷丸、滚压等），对提高轴的抗疲劳强度都有着显着的效果。 高强度铸铁和球墨铸铁容易作成复杂的形状，且具有价廉，良好的吸振性和耐磨性，以及对应力集中的敏感性较低等优点，可用于制造外形复杂的轴。 轴的常用材料及其主要力学性能见表。 三、轴的结构设计 轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。 轴的结构主要取决于以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴联接的方法；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。由于影响轴的结构的因素较多，且其结构形式又要随着具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式。设计时，必须针对不同情况进行具体的分析。但是，不论何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置；轴上的零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。下面讨论轴的结构设计中的几个主要问题。 拟定轴上零件的装配方案 各轴段直径和长度的确定 轴上零件的定位 提高轴的强度的常用措施 轴的结构工艺性 轴上零件的定位 为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，轴上零件除了有游动或

第11章练习题+答案 (1)

图2 ) 第十一章 机械波和电磁波 练 习 一 一. 选择题 1．当一列机械波在弹性介质中由近向远传播的时候，下列描述错误的是（ A ） (A) 机械波传播的是介质原子； (B) 机械波传播的是介质原子的振动状态； (C) 机械波传播的是介质原子的振动相位； (D) 机械波传播的是介质原子的振动能量。 2．已知一平面简谐波的表达式为 )cos(bx at A y -=（a 、b 为正值常量），则（ D ） (A) 波的频率为a ； (B) 波的传播速度为 b/a ； (C) 波长为 π / b ； (D) 波的周期为2π / a 。 3．一平面简谐波的波形曲线如图1所示，则（ D ） (A) 周期为8s ； (B) 波长为10m ； (C) x=6m 的质点向右运动；(D) x=6m 的质点向下运动。 4．如图2所示，一平面简谐波以波速u 沿x 轴正方向传播，O 为坐标原点．已知P 点的振动方程为cos y A t ω=，则（ C ） (A) O 点的振动方程为 []cos (/)y A t l u ω=-； (B) 波的表达式为 {}cos [(/)(/)]y A t l u x u ω=--； (C) 波的表达式为 {}cos [(/)(/)]y A t l u x u ω=+-； (D) C 点的振动方程为 []cos (3/)y A t l u ω=-。 二．填空题 1. 有一平面简谐波沿Ox 轴的正方向传播，已知其周期为s 5.0，振幅为m 1，波长为m 2，且在0=t 时坐标原点处的质点位于负的最大位移处，则该简谐波的波动方程为 ()πππ--=x t y 4cos 。 2. 已知一平面简谐波的表达式为 )37.0125cos(25.0x t y -= (SI)，则 1= 10m x 点处质点的振动方程为__0.25cos(125 3.7)y t =- (SI)；1= 10m x 和2= 25m x 两点间的振动相位差为 5.55 rad ??=- 。 3. 一简谐波的波形曲线如图3所示，若已知该 时刻质点A 向上运动，则该简谐波的传播方向为 向x 轴正方向传播，B 、C 、D 质点在该时刻的 运动方向分别为B 向上 ，C 向下，D 向上 。 )

第十一章++轴

第十一章轴 一、单项选择题 1工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为。 A ．心轴 B ．转轴 C ．传动轴 D ．曲轴 2采用的措施不能有效地改善轴的刚度。 A ．改用高强度合金钢 B ．改变轴的直径 C ．改变轴的支承位置 D ．改变轴的结构 3按弯扭合成计算轴的应力时，要引入系数α，这α是考虑。 A ．轴上键槽削弱轴的强度 B ．合成正应力与切应力时的折算系数 C ．正应力与切应力的循环特性不同的系数 D ．正应力与切应力方向不同 4转动的轴，受不变的载荷，其所受的弯曲应力的性质为。 A ．脉动循环 B ．对称循环 C ．静应力 D ．非对称循环 5对于受对称循环转矩的转轴，计算弯矩（或称当量弯矩），应取 ()22T M M ca α+=α。 A ．≈0.3 B ．≈0.6 C ．≈1 D ．≈1.3αααα6根据轴的承载情况，的轴称为转轴。 A ．既承受弯矩又承受转矩 B ．只承受弯矩不承受转矩 C ．不承受弯矩只承受转矩 D ．承受较大轴向载荷 7．工作时承受弯矩并传递扭距的轴，称为__B___。 A ．心轴 B ．转轴 C ．传动轴8．工作时只受弯矩，不传递扭距的轴，称为__A___A ．心轴B ．转轴C ．传动轴 9．工作时以传递扭距为主，不承受弯距的轴，称为__C___。 A ．心轴 B ．转轴 C ．传动轴 10．自行车前轮轴是__A__。 A ．心轴 B ．转轴 C ．传动轴 11．轴环的作用是__B___轴向固定。 A ．心轴 B ．转轴 C ．传动轴 12．汽车下部，联接变速箱与后桥之间的轴，是__C___。 A ．心轴 B ．转轴 C ．传动轴 13．后轮驱动的汽车，其后轮轴是__B___。 A ．心轴 B ．转轴 C ．传动轴 14．后轮驱动的汽车，其前轮的轴是__A___A ．心轴B ．转轴C ．传动轴 15．轴最细处的直径是按__C___扭转强度来初步计算的。 A ．心轴 B ．转轴 C ．传动轴 16．铁路机车的轮轴是__A___A ．心轴B ．转轴C ．传动轴 17．最常用来制造轴的材料是__B 。 A ．20号钢 B ．45号钢 C ．40Cr 钢 D ．Q235钢 18．设计承受很大载荷的轴，宜选用的材料是__C 。 A ．Q235钢 B ．45号正火钢 C ．40Cr 调质钢 D ．QT600—2铸铁 19．在齿轮减速器中,低速轴轴径一般比高速轴轴径_A 。 A ．大 B ．小 C ．一样 20．当轴上零件要承受轴向力时，宜采用A 来定。 A ．圆螺母 B ．紧钉螺母 C ．弹性挡圈 21．增大轴在截面变化处的圆角半径，有利于__B 。 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 ．使轴的加工方便 22．在轴的初步计算中，轴的直径是按B 来初步确定的。 A ．弯曲强度 B ．扭转强度 C ．轴段的长度 D ．轴段上零件的孔径 23．减速器中，齿轮轴的承载能力主要受到__A 的限制。 A ．疲劳强度 B ．脆性破坏 C ．刚度 24．轴所传递功率P=8KW ，转速n=64r/min ，轴用材料的A 值为110，则按初步估算，轴的最小直径D 为B mm 。 A ．50 B ．55 C ．60