机械设计课后习题答案 机械工业出版社(11章).ppt

习题复习 11 1 按载荷分类 轴有哪几种类型 它们各承受什么载荷 答 根据所承受载荷的不同 轴可分为转轴 传动轴和心轴三类 转轴既承受转矩又承受弯矩 传动轴主要承受转矩 不承受或承受很小的弯矩 心轴只承受弯矩而不承受转矩 习题复习 11 2 若轴的强度不足或刚度不足时 可分别采取哪些措施 答 轴的强度不足时通常采取以下两种方式提高强度 1 减小轴的应力集中多数转轴在变应力作用下工作 易发生疲劳破坏 所以 轴肩处应有较大的过渡圆角 轴的直径变化应尽可能小 当靠轴肩定位零件的圆角半径过小时 可采用内凹圆角或加装隔离环 键槽端部与轴肩的距离不宜过小 以免损伤轴肩处的过渡圆角和增加重叠应力集中源的数量 尽可能避免在轴上受载较大的轴段切制螺纹 习题复习 提高表面质量包括降低表面粗糙度 对重要的轴可采用滚压 喷丸等表面强化处理 表面高频淬火热处理 渗碳 氰化 氮化等化学处理 轴的刚度不足时 可适当增加轴的直径和减小支撑跨距或悬臂梁 习题复习 11 3 当量弯矩式 习题复习 习题复习 11 4 一传动轴的材料为45钢 调质处理 传递的最大功率P 50kw 转速n 400r min 该轴的直径为多少 解 45钢 调制处理 传动轴只承受转矩 可取 习题复习 课后习题 11 5 一转轴在危险截面d 60mm处受不变的转矩 习题复习 习题复习 11 6 试设计单级直齿圆柱齿轮减速器中的主动轴 见图11 18 减速器用电动机直接驱动 电动机功率P 7 5KW 转速n1 970r min 主动轴上直齿轮的模数m 2 5 齿数z1 22 轮毂宽度为65mm 联轴器轮毂宽度为70mm 假设采用直径系列为2的深沟球轴承 单向转动 习题复习 解 1 选择轴的材料 确定许用应力 选用45钢并经正火处理 由表11 1查得由表11 3查得需用弯曲应力2 按扭矩强度计算最小直径 由表11 2取得A 120 代入式11 2得 因有键槽 将轴径增大3 即23 73 103 24 44圆整为标准直径 取d 25mm 3 轴的结构设计1 确定各轴段的直径按结构和强度要求做成阶梯轴 外伸端直径为 25mm 为使联轴器能轴向定位 在轴的外伸端做一轴肩 所以通过轴承端盖 右轴承和套筒的轴段直径取 35mm 习题复习 据题意选用两个6207型滚动轴承 故左轴承的轴径也是 35mm 安装齿轮的轴头直径取为 40mm 轴环外径取为 50mm 考虑到轴环的左侧面与滚动轴承内圈的端面相接 轴肩高度应低于轴承内圈 故轴环左端呈锥形 按轴承安装尺寸的要求 左轴承处的轴肩直径为 42mm 轴肩圆角半径为1mm 齿轮与联轴器处的轴环 轴肩的圆角半径为2mm 习题复习 2 确定各轴段的长度齿轮轮毂宽度是65mm 故取安装齿轮的轴头长度为63mm 由轴承标准查得6207轴承宽度为17mm 因此取左端轴径长度为17mm 根据齿轮端面 轴承端面与箱体内壁应保持一定得距离 取轴环和套筒宽度均为20mm 有结构草图可知 跨距 习题复习 右边的 35mm轴段长度应根据减速箱体结构 轴承盖形式以及箱外旋转零件至端盖间的距离要求等综合确定 现取为2 20 17 50 87mm 其中50mm为右轴承右端面至联轴器端面的轴段长度 安装联轴器的轴头长度根据联轴器尺寸取为68mm 3 轴上零件的周向固定联轴器及齿轮处均采用A型普通平键联接 由机械设计手册查得键的尺寸为宽度X高度X长度 bXhXL 联轴器处为 8X7X40 mm 齿轮处为 12X8X50 mm 习题复习 轴的结构草图 习题复习 4 按弯扭合成强度计算 1 画出轴的结构简图和轴的受力图 并确定轴上的作用力 习题复习 从动轴上的转矩为作用在齿轮上的圆周力 径向力为 习题复习 2 水平弯矩 图d 支撑反力 图c 习题复习 3 垂直面内弯矩图 图f 习题复习 4 合成弯矩Mc图 图g 习题复习 5 作转矩图 图h 习题复习 6 作当量弯矩 图i 因单向传动 转矩可认为按脉动循环变化 取应力校正系数则 习题复习 b c d 习题复习 e f g 习题复习 h i 习题复习 7 校核危险截面轴径因C处有一键槽 故将轴径增大3 即26 1 103 mm 26 88mm在结构草图中 此处轴径为40mm 故强度足够 但考虑到外身段直径为25mm 以及轴结构上的需要 不宜将C处轴径减小所以仍保持结构草图中的尺寸 这样轴的刚度会更好 习题复习 11 7 指出图11 19中轴在结构上不合理和不完善的地方 并说明错误原因及改进意见 同时画出合理的结构图 习题复习 1 轴端倒角2 轴承端盖上有凹槽3 垫片4 轴肩高度低于轴承内圈5 齿轮上有倒角6 同一根轴上所有的键槽应布置在轴的同一母线上7 齿轮的轮毂宽度应稍大于配合轴段的长度8 轴