轴的设计(习题)

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杨可桢《机械设计基础》(第5版)笔记和课后习题(轴)

砂轮越程槽
螺纹退刀槽
图 14-3 2．轴上零件的固定轴上零件除了有游动或空转的要求外，为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，必须进行轴向和周向的固定，以保证其准确的工作位置。（1）轴上零件的轴向固定零件轴向固定的方法主要有轴肩、套筒、圆螺母或轴端挡圈等。 ①轴肩与轴环为了保证轴上零件紧靠轴肩，轴肩处的过渡圆角半径 r 必须小于与之相配合的零件轮毂孔端部的圆角半径 R 或倒角尺寸 C，轴肩高度 h 必须大于半径 R 或倒角尺寸 C，如图 14-4
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第 14 章轴
14.1 复习笔记一、轴的功用和类型轴是机器中的重要零件之一，用来支持旋转的机械零件和传递转矩。（1）按承受载荷的不同分类转轴：既传递转矩又承受弯矩的轴，如图 14-1（a）所示的齿轮轴；传动轴：主要受扭矩而不受弯矩或弯矩很小的轴，如图 14-1(b)所示汽车的传动轴；心轴：只承受弯矩而不传递转矩的轴，又分为转动心轴和固定心轴两种，如图 14-1（c） (d)所示。
圆角或加装隔离环；对于轴与轮毂的过盈配合，可在轮毂上或轴上采用过渡肩环或开减载槽。分别如图 14-11 所示。
曲轴
（a）
图 14-2
1 / 15
挠性钢丝轴
(b)
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轴习题

一、填空题(17小题)

[1]一个阶梯轴由___________，______________及轴身三部分组成。

[2]对于一般的______________，可使用弯扭合成的方法进行强度计算。

[3]按承载情况的不同, 直轴可分为______________、_______________、和_________________三种。

[4]在轴上切制螺纹的末尾处必须有螺纹加工的______________。

[5]轴上零件的轴向固定的常用方法有________________、________________、_______________等。

[6]轴上零件的周向固定的常用方法有____________，_____________，____________等。

[7]轴上安装零件有确定的位置，所以要对轴上的零件进行___________固定和__________固定。

[8]轴上的齿轮主要靠___________进行周向定位和固定，而常用_____________________进行轴向定位和固定。

[9]为保证零件固定可靠，与轮毂相配合的轴段长度应比轮毂宽度_____________，为便于加工，同一个轴上的键槽应_____________________________________。

[10]工作时既承受弯矩又传递转矩的轴叫___________轴。

[11]在需要磨削加工的轴径上，应留有使砂轮能越过工作面的______________。

[12]在轴的结构设计中，增大轴的过渡圆角半径，是为了_________________________。

轴及滚动轴承习题和例题

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2，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.自行车的中轴是。

(1) 心轴 (2) 转轴 (3) 传动轴

6.如图所示，超重绞车从动大齿轮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，轴的两端用键与机

座联接；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，旋转心轴，转轴

(2) 固定心轴，转轴，旋转心轴

(3) 旋转心轴，心轴，固定心轴

(4) 旋转心轴，固定心轴，转轴

(5) 转轴，固定心轴，旋转心轴

(6) 转轴，旋转心轴，固定心轴

7.如图所示，主动齿轮1通过中间齿轮2带动从动齿轮3

传递功率，则中间齿轮2的轴是。

(1) 心轴 (2) 转轴 (3) 传动轴

8.轴环的用途是。

(1) 作为轴加工时的定位面 (2)提高轴的强度

(3) 提高轴的刚度（4）使轴上零件获得轴向定位

9.当轴上安装的零件要承受轴向力上四，采用来进行轴向固定，所能承受的轴向力较大。

(1) 螺母 (2) 紧定螺钉 (3) 弹性挡圈

10.增大轴在截面变化处的过渡圆角半径，可以。

轴的设计

习题与参考答案

一、复习思考题

1 按轴所受载荷的情况可分哪三类?试分析自行车的前轴、中轴、后轴的受载情况，说明它们各属于哪类轴?

2 为提高轴的刚度，把轴的材料由45号钢改为合金钢是否有效?为什么?

3 轴上零件的轴向及周向固定各有哪些方法?各有何特点?各应用于什么场合?

4 轴的计算当量弯矩公式()2

2T M M ca α+=中，应力校正系数α的含义是什么?如何取值?

5 影响轴的疲劳强度的因素有哪些?在设计轴的过程中，当疲劳强度不够时，应采取哪些措施使

其满足强度要求?

二、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 按弯扭合成强度计算轴的应力时，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）()2

2T M M ca α+=，α应取

。

A ．α≈0.3

B ．α≈0.6

C ．α≈1

D ．α≈1.3 6 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 ．承受较大轴向载荷三、填空题

第十五章轴的设计计算习题解答

第十五章轴的设计计算习题及参考解答

一、选择题

从下列各小题给出的A、B、C、D答案中任选一个：

1 若转轴在载荷作用下弯曲较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度，宜选用类型代号为的轴承。

A. 1或2

B. 3或7

C. N或NU

D. 6或NA

2 一根轴只用来传递转矩，因轴较长采用三个支点固定在水泥基础上，各支点轴承应选用。

A. 深沟球轴承

B. 调心球轴承

C. 圆柱滚子轴承

D. 调心滚子轴承

3 滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合。

A. 均为基轴制

B. 前者基轴制，后者基孔制

C. 均为基孔制

D. 前者基孔制，后者基轴制

4 为保证轴承内圈与轴肩端面接触良好，轴承的圆角半径r与轴肩处圆角半径r1应满足的关系。

A. r=r1

B. r＞r l

C. r＜r1

D. r≤r l

5 不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷。

A. 圆锥滚子轴承

B. 角接触球轴承

C. 深沟球轴承

D. 圆柱滚子轴承

6 只能承受轴向载荷。

A. 圆锥滚子轴承

B. 推力球轴承

C. 滚针轴承

D. 调心球轴承

7 通常应成对使用。

A. 深沟球轴承

B. 圆锥滚子轴承

C. 推力球轴承

D. 圆柱滚子轴承

8 跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用。

A. 深沟球轴承

B. 圆锥滚子轴承

C. 调心滚子轴承

D. 圆柱滚子轴承

9 不是滚动轴承预紧的目的。

A. 增大支承刚度

B. 提高旋转精度

C. 减小振动噪声

D. 降低摩擦阻力

10 滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中的轴承能达到的寿命。

A. 99％

B. 90％

C. 95％

D. 50％

11 适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承。

5 1 轴练习题(三)

5-1轴练习题(三)

5-1轴心运动（三）

班级姓名学号

一、填空

1，轴的结构除了考虑零件固定与支承以外，还需考虑到加工、装配等的工艺性要求。

2.在轴的加工工艺性中，需磨削的轴段，阶梯处应设有砂轮越程槽；需切制螺纹的轴段，

应设有螺尾退刀槽；轴的长径比l/d大于4时，轴的两端应开设中心孔，以便于加工时用

顶尖支承和保证轴段的同轴度。

3.在轴的结构中，加工工艺所需的常见结构元件是砂轮过行程槽、螺旋尾背槽和中心孔。

4.为了减少刀具种类和节省换刀时间，同一轴上的所有圆角半径、倒角尺寸和环形槽

宽度应尽可能统一。轴上不同轴段的健康槽应布置在轴的同一母线上，以便一次夹紧后用

铣刀切割。5.轴的轴端（指零件）通常采用圆螺母轴向固定的方法，可承受较大的轴向力。圆螺母的大直径应小于（大于、小于或等于）安装件的孔径。一般采用普通细螺纹，以减

少对轴强度的影响。

6、为保证圆螺母的固定，常采用双圆螺母或圆螺母加止动垫圈方法来防松。

7.用轴端扣环、轴套、圆螺母轴向固定时，安装件的轮毂长度应大于安装件的轴段长度，使安装件端面靠近固定件就位。

8、轴常设计成阶梯形的目的有便于零件定位和便于装拆。

9.为了保证零件的扭矩传递，防止零件与轴向之间的相对旋转，轴上的旋转零件应沿

圆周方向固定。常用的固定方法有键联接和过盈配合，其中键联接形式应用最为广泛。

10、为了便于零件装拆，阶梯轴各段直径应从轴端分别向中间增大，轴端应出倒角。11，为保证零件固定可靠，与轮毂相配合的轴段长度应比轮毂宽度略短，为便于加工，同

一个轴上的键槽应在同一加工直线上。

杨可桢《机械设计基础》课后习题及详解(轴)【圣才出品】

第14章轴

14-1 在图14-1中1、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轴，是心轴、转轴、还是传动轴？

图14-1

解：I为传动轴，II、IV为转轴，III为心轴。

14-2 已知一传动轴传递的功率为37 kW，转速n＝900 r／min，如果轴上的扭切应力不许超过40 MPa，试求该轴的直径。

解：按扭转强度估算轴颈，可得：

d 。

取37mm

14-3 已知一传动轴直径d＝32 mm，转速n＝1725 r／min，如果轴上的扭切应力不许超过50 MPa，问该轴能传递多少功率？

解：轴扭转强度条件：

该轴能传递的功率：。

14-4 图14-2所示的转轴，直径d＝60 mm，传递的转矩T＝2300 N·m，F＝9000 N，a＝300 mm。若轴的许用弯曲应力[σ-1b]＝160 MPa，求x。

图14-2

解：分析可知该轴的最危险截面位于F点作用截面处，且最大弯矩值为：

认为该轴的扭转切应力为脉动循环，则当量弯矩：

根据弯扭强度条件可得：

即有：

解得：。

14-5 图14-3所示为起重机动滑轮轴的两种结构方案，轴的材料为Q275，起重量w ＝10 kN，求轴的直径d。

图14-3

解：最大弯矩发生在跨中截面处，值为：。

a）该方案中轴为转动心轴，弯曲应力为对称循环应力，取许用应力[σ-1b]＝45 MPa。

根据弯曲强度校核条件可得：

由于该轴上有键槽，因此将轴颈增大，取。

b）该方案中为固定心轴，弯曲应力按脉动循环，取许用应力[σ+1b]＝75 MPa。

根据弯曲强度校核条件可得：

d 。

取26mm

14-6 已知一单级直齿圆柱齿轮减速器，用电动机直接拖动，电动机功率P＝22 kW，转速n1＝1470 r／min，齿轮的模数m＝4 mm，齿数z1＝18，z2＝82，若支承间跨距l ＝180 mm（齿轮位于跨距中央），轴的材料用45号钢调质，试计算输出轴危险截面处的直径d。

机械设计题库13_轴

1.00 。 (26) 轴的结构常设计为阶梯形，主要是为了定位与安装轴上零件。
(27) 如图15-4所示两轮轴的结构方案，当它们材质、直径、起重 Q 、跨距都相同的情况下，轴的最大
弯矩是 a = b ，σ max 是 a > b ，强度最高的是 a < b ，最大挠度 ymax 是 a > b 。
T = +1 。 S (24) 轴上零件的轴向固定的常用方法有:(a) 轴肩、轴环 (b) 套筒；(c) 端盖；d) 挡圈。 U (25) 计算弯矩 M ca = (M 2 + (αT )2 )1/ 2 中系数α 随扭矩T 变化的性质而定。当扭转切应力为静应 K 力时，α = 0.30 。当其为脉动循环变应力时， α = 0.59 ;当扭转切应力为对称循环变应力时，α =
的 1.134 倍，当轴的直径由 40mm 减少至 35mm (为原来的 0.87 倍)时，轴的扭转角增加到原来的
S 0.874 倍。 U (7) 受弯矩作用的轴，力作用于轴的中点，当其跨度减少到原来跨度的 1/2 时，如果其他条件不变， K 其挠度为原来挠度的 1/8 。
(8) 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应力集中的敏感性。
P
(9)
按许用扭转剪应力进行强度计算，其强度条件式为
τT
=T WT
≈
9550000 n

轴设计习题课新

结构设计时注意几点：
1) 轴没有统一的、标准的结构形式
2) 不同的装配方案，轴系结构不同
3) 轴段上各段直径的确定：先定出最细处直径，再考虑轴上零件是需要轴向定位还是非轴向定位，一步步由最细处直径累加轴肩高度得出来。尽量取标准直径和优先数系但滚动轴承定位轴肩的高度需要查轴承手册确定 4)轴的各段长度由各零件与轴配合部分的轴向尺寸或者考虑装拆零件时需预留出的距离而定
7.92 0.1 7.92
0.76 0.94
Sca
Ss S 6.26 S 1.4 Ss2 S2
因此所设计的轴是安全的
《机械设计》
7、校核滚动轴承的寿命。（略） 8、校核两个键的强度。（略）
《机械设计》
要求：
本章作业题：6.4
1、最细轴径处为安装大带轮直径处，带轮需轴向固定；
2、大带轮在装配图上可不用画出，其孔径确定：先按弯扭合成法算出最细处直径，然后查《机械设计课程设计》P73页表9-7中的优先数来定具体值；
4710
tan 20 cos 922
1740 N
齿轮的轴向力:
Fa Ft tan b 4710 tan 922 777 N
《机械设计》
2）画受力简图并计算支反力及画出弯矩、扭矩及当量
弯矩图
水平面内支反力
RHA RHB Ft / 2 2355 N

轴习题

• 16.1.5 汽轮发电机转子轴在高温、高速和重载条汽轮发电机转子轴在高温、件下工作，材料为宜。件下工作，采用材料为宜。 • a）45钢正火 b）Q255 c））钢正火）） 38CrMoAlA d）45钢调质）钢调质 • 16.1.6 对大直径轴的轴肩圆周角处进行喷丸处理，对大直径轴的轴肩圆周角处进行喷丸处理，其目的是。 • a）使尺寸精确些 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 计算当量弯矩计算当量弯矩M'=[M2+（αT）2]0.5，α是（），是根据转矩性质而定的校正系数，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，称循环时，α= 。 • a）0.3 b）0.6 ）） c）1.0 d）1.5 ））
• 16.2.9为了尽可能减少轴上的应力集中，以为了尽可能减少轴上的应力集中，为了尽可能减少轴上的应力集中提高疲劳强度，要求① 提高疲劳强度，要求① ， ② ③ ，。 ④ • 。 • 16.2.10 轴按扭矩初步估计，其公式轴按扭矩初步估计，实质上是有弯矩的，为，实质上是有弯矩的，可见这是常用的一种近似方法作强度计算，这是常用的一种近似方法作强度计算，即 • 它一般应于① 它一般应于① ， ② ，③ ， ④ 。
a危险b承受最大合成弯矩处16110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pc65kw三个从动轮abd其输出功率分别为pa15kwpb20kwpd30kw当轴n470rmin时aab极bbc极ccd极16111空心轴与同尺寸的实心轴相比较其抗扭强度而其重量16112原则上轴上配合表面应取标准直径对于d100200mm其尾数为a25b58c0516113当轴做单向回转时平键的工作面

轴习题

某机械传动轴，输入轮MB=3kN·m ，输出两轮MA=1.8kN·m 、Mc=1.2kN·m ，求出截面1-1、2-2的扭矩，并画扭矩图。

取截面2-2右侧为研究对象，可得

解:

解：

（2）作扭矩图

传动轴B 点处的截面上，扭矩发生突变，突变量等于该截面上外力偶矩的数值。

如图所示为传动系统主轴，已知轴转速n=300rpm ，主动轮A 输入的功率 PA ＝40kW ，从动轮B 、C 、D 输出的功率分别为PB=16kW ，PC=PD ＝12kW ，求出各截面的扭矩，并绘扭矩图。解:

（1）计算外力偶矩

（2）画扭矩图

实心轴与空心轴通过牙嵌式离合器联接传递转矩，已知轴的转速n=120r/min ，传递的功率P=10kW ，材料的许用切应力[τ]=40MPa ，空心轴内径为d1，外径为Dl 。空心轴内外径之比α＝d1/D1=0.6，试设计实心轴的直径d 和空心轴的外径D1。

（2

得：

空心轴直径 022=+-C M T 0

22=++-B A M M T 或，()()m KN KN M M KN M T B A C ⋅=---=--=--=-=-2.10.38.12.122()()m

KN KN M M KN M T B A C ⋅=---=--=--=-=-2.10.38.12.1)1(22解：m N n P M A A ⋅=⨯==3.1273300

4095509550m

N n P M B B ⋅=⨯==3.50930016

95509550m N M M D C ⋅=⨯==0.382300169550m N M T B ⋅-=-=3.5091

轴习题

一、填空题(17小题)

[1]一个阶梯轴由___________，______________及轴身三部分组成。

[2]对于一般的______________，可使用弯扭合成的方法进行强度计算。

[3]按承载情况的不同, 直轴可分为______________、_______________、和_________________三种。

[4]在轴上切制螺纹的末尾处必须有螺纹加工的______________。

[5]轴上零件的轴向固定的常用方法有________________、________________、_______________等。

[6]轴上零件的周向固定的常用方法有____________，_____________，____________等。

[7]轴上安装零件有确定的位置，所以要对轴上的零件进行___________固定和__________固定。

[8]轴上的齿轮主要靠___________进行周向定位和固定，而常用_____________________进行轴向定位和固定。

[9]为保证零件固定可靠，与轮毂相配合的轴段长度应比轮毂宽度_____________，为便于加工，同一个轴上的键槽应_____________________________________。

[10]工作时既承受弯矩又传递转矩的轴叫___________轴。

[11]在需要磨削加工的轴径上，应留有使砂轮能越过工作面的______________。

[12]在轴的结构设计中，增大轴的过渡圆角半径，是为了_________________________。

第12章轴的设计

一、选择题

12-1 零件的功用有:1)联接;2)传递运动;3)控制运动4）传递动力;5)支承:6)缓冲;7)密封等。轴

的功用占其中的儿条? ( ) (A)2条;(B)3条,(C)4条,(D)5条。

12-2下列哪一种轴是转轴? ( ) (A)承受弯曲的轴; (B)承受扭转的轴;

(C)同时承受弯曲和扭转的轴; (D)同时承受弯曲和剪切的轴。

12-3 下列各轴中,哪一种轴是心轴? ( ) (A)自行车轮的车轴; (B)自行车的中轴(链轮轴); (C)减速器中的齿轮轴; (D)车床的主轴。

12-4 下列各轴中,哪一种轴是传动轴? ( ) (A)带轮轴; (B )链轮轴;

(C)蜗杆轴; (D)汽车下部变速器与后桥间的轴。

12-5 按:1)转轴、2)心轴和3)传动轴,判断图示I-II-III-IV 四根轴各属于什么轴? ( )

题12-5图

(A) 3)-1)-2)-1)； (B) 1)-1)-2)-1)； (C) 3)-1)-1)-1)； (D) 3)-3)-2)-1)。

12-6 最常用来制造轴的材料是什么? ( ) (A)20钢;(B)45钢;(C)400r 钢:(D)38CrMoAlA 钢。

12-7一根较重要的轴在常温下工作，应选下列哪一种材料? (

)

(A)A3钢; (B)45钢; (C)A5钢; (D)有色金属。

12-8 汽轮发电机转子轴在高温、高速和重载条件下工，采用什么材料为宜? ( ) (A) A5钢;(B)45钢;(C)38CrMoAlA 钢;(D)QT600-2。

第13章轴习题解答

习题

13-1根据载荷性质不同，轴可分为哪几类？试举例说明。

13-2轴的结构设计的目的和主要要求是什么？

13-3 轴上零件的周向固定和轴向固定方式有哪几种？各适用于什么场合？

13-4 有一齿轮轴,单向转动,它的弯曲应力和扭转剪应力循环特性有何异同?

13-5轴的强度计算有几种方法?各适用于什么场合?

13-6 已知一传动轴直径d=32mm，转速n=900r/min，如果轴上的剪切应力不超过70N/mm2，问能传递多大的功率？

13-7设计图示二级斜齿轮圆柱减速器中的低速轴。已知低速轴传递的功率为P=5Kw,转速

n=42r/min,低速轴上的齿轮参数为：m n=3mm，z=110，齿宽b＝80mm，β=12°2′右旋，两轴承间距为206mm，轴承型号为30212，不计摩擦。要求：

①设计轴系结构。

②按弯扭合成法验算轴的强度。

题13-7图

13-8 指出图中结构的不合理之处,并画出改进后的轴结构图。

题13-8图

习题解答：

13-1

（1）心轴

只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。如自行车的前后轴。（2）传动轴

主要传递动力，即主要承受转矩作用，不承受或承受很小弯矩。汽车的传动轴，该轴主要将发动机的转矩传至汽车后桥。

（3）转轴

既支承传动件又传递动力，即同时承受弯矩和转矩, 减速器的轴，齿轮不仅传递转矩，而且轮齿的作用力会对轴产生弯矩。

13-7（参考例题）

[解] （1）拟定轴上零件的装配方案

（2）确定轴上零件的定位和固定方式（见下图）

（3）按扭转强度估算轴的直径选45号钢，输出轴的转速n =42r/min 。可得 m m n P C d

轴的习题

轴补充习题

一、选择与填空题

1．轴上安装有过盈联接零件时，应力集中将发生在轴上。

（1）轮毂中间部位（2）沿轮毂两端部位（3）距离轮毂端部为1/3轮毂长度处

2．在进行轴的疲劳强度计算时，若同一截面上有几个应力集中源，则应力集中系数应取为。

（1）各应力集中系数（2）其中较大值（3）平均值（4）其中较小值

3．按当量弯矩计算轴的强度时，公式22) T (α+=M M ca 中，系数α是考虑。

（1）材料抗弯与抗扭的性能不同（2）弯曲应力和扭转切应力的循环性质不同（3）强度理论的要求

4．对轴进行表面强化处理，可以提高轴的。

（1）静强度（2）刚度（3）疲劳强度（4）耐冲击性能

二、分析与思考

1．何为转轴、心轴和传动轴？自行车的前轴、中轴和后轴及脚踏板轴分别是什么轴？

2．试说明下面几种轴材料的使用场合，Q235-A ，45，1Cr18Ni9Ti ，QT600-2，40CrNi 。

3．为什么一般不能用合金钢碳钢来提高轴的刚度？

4．图示为起重机卷筒的四种结构方案，试比较：

(1) 哪个方案的卷筒轴是心轴？哪个是转轴？

(2) 从轴的受载分析，哪个方案的轴较粗？哪个方案的轴较细？

(3) 从制造工艺看，哪个方案较好？

a) b) c) d)

（4）对于转轴在设计时应如何初步估算它的最小轴径？结构设计完后应按什么强度对它进行校核？

三、设计计算题

1．已知一传动轴的材料为40Cr 调质，传递功率kW P 12=，转速min /r n 80=。试：

（1）按扭转刚度计算轴的直径；

（2）按扭转强度计算轴的直径（设轴的允许转角[]m /.

王黎钦《机械设计》第5版课后习题(轴)【圣才出品】

王黎钦《机械设计》第5版课后习题

第10章轴

10.1心轴、传动轴和转轴是如何分类的？试各举一实例。

答：根据轴的承载情况不同可分为转轴、心轴和传动轴三类。

（1）转轴既传递转矩又承受弯矩，如自行车的中轴；

（2）传动轴只传递转矩而不承受弯矩或承受弯矩很小，如汽车变速箱与后桥间的轴；

（3）心轴则承受弯矩而不传递转矩，如火车车厢的轴、自行车的前轴。

10.2一般情况下，轴的设计为什么分三步进行？每一步解决什么问题？轴的设计特点是什么？

答：转轴在工作中既受弯矩又受转矩，心轴和传动轴可看作转轴的特例。如果知道了转轴所受的转矩和弯矩就可算出轴的各段尺寸。但一般在开始计算时并不知道轴的形状和尺寸，无法确定轴的跨距和力的作用点，也就无法求出弯矩。为了解决这个问题，轴的设计分三步进行：

（1）初定轴径；

（2）结构设计，画草图，确定轴的尺寸，得到轴的跨距和力的作用点；

（3）计算弯矩，进行校核计算。如不满足要求，则应修改轴径，重复第二、三步，直到满足设计要求。

转轴的设计特点就是在设计过程中，结构设计和设计计算交叉进行。

10.3在轴的设计中为什么要初算轴径？有哪些方法？

答：（1）初算轴径是轴设计的第一步，也是轴结构设计的依据。

（2）初算轴径的方法有：类比法、经验公式法和按扭转强度计算法。

10.4观察多级齿轮减速器，低速轴的直径比高速轴的直径大，为什么？

答：因为低速轴的扭矩比高速轴的扭矩大，故低速轴的直径比高速轴的直径大。

10.5轴的结构设计应考虑哪几方面问题？

答：（1）应考虑制造安装的要求，轴应便于加工，轴上零件应便于装配与拆卸；

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5 1 轴练习题(三)

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