思考题与习题
9.1 轴有哪几种类型? 自行车的前轴、中轴、后轴各属什么类型?
9.2 轴上零件的轴向定位和固定方法有哪些? 轴上零件的周向固定有哪些方法?
9.3 轴的结构设计应满足哪些基本要求?
9.4 轴的强度计算、刚度计算、临界转速计算的目的分别是什么?
9.5 提高转轴疲方强度有哪些措施?
9.6 进行轴的弯扭合成强度计算时为什么要考虑校正系数α?
9.7 试判断图9.27 中1,2,3,4 处轴的结构是否合理? 为什么? 应如何改进?
图9.27 题9.7 图
9.8 如图9.28 所示,已知轴的外伸端直径d =20 mm,试根据标准决定轴的下列结构尺寸:轴颈直径d0,d3;与齿轮配合处直径d2;装轴承部分轴肩高度h;轴环直径d1;齿轮内孔倒角C1;与齿轮配合处轴上圆角半径r,并将尺寸标注在图上。
图9.28 题9.8 图
9.9 轴的尺寸如图9.29 所示。 转矩M=300 N·m,轴材料的许用切应力[τ1 =60 MPa,试校核该轴强度。
9.10 传动轴受力情况如图9.30 所示。 已知材料的许用切应力[τ] =40MPa,许用扭转角[θ] =0.5°/m,材料剪切弹性模量G=80 GPa,试计算轴的直径。
图9.29 题9.9 图(https://www.daowen.com)
图9.30 题9.10 图
9.11 如图9.31 所示的阶梯轴直径分别为d1 =40 mm,d2 =50 mm,材料许用切应力[τ] =60 MPa,G=80 GPa,许用扭转角[θ] =1.5°/m。 功率由C 轮输入,Pc =30 kW,轴均匀转动, 转速n=200 r/min,试校核该轴的扭转强度和刚度。
9.12 如图9.32 所示的磨床主轴可简化为等截面的外伸梁。 其直径d =90 mm,磨削阻力F1 =500 N,带拉力F2 =3 700 N,E =210 GPa,[yC] =0.000 21≈0.08 mm,[θA] =0.001 rad。 试校核截面C 的挠度和截面A 的转角。
图9.31 题9.11 图
图9.32 题9.12 图
9.13 一级直齿圆柱齿轮减速器如图9.33 所示。 已知输入功率P =13 kW,转速n =980 r/min,齿数z1 =18,z2 =72,模数m=5 mm,主动轴为齿轮轴,采用40Cr 从动轮采用45 钢,装齿轮处的轴头直径d=65 mm,开有键槽,跨距l=200 mm,齿轮双向转动。
(1)估算主动轴的最小直径;
(2)验算从动轴强度。
9.14 如图9.34 所示,试设计单级斜齿圆柱齿轮减速器中的从动轴。 已知传递功率P =13 kW,从动齿轮的转速n2 =216 r/min,分度圆直径d2 =269.1 mm,螺旋角β =9°59′12″,齿轮宽度b=90 mm,设采用轻系列深沟球轴承,单向传动。
图9.33 题9.13 图
图9.34 题9.14 图