轴考试复习与练习题

题 19 图 题 20 图
2
题 21 图
题 22 图 23 题 23 图所示为下置式蜗杆减速器中蜗轮与轴及轴承的组合结构。蜗轮用油润滑，轴承用脂 润滑。试改正该图中的错误，并画出正确的结构图。
题 23 图 24 题 24 图所示为斜齿轮、轴、轴承组合结构图。斜齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。试改正该 图中的错误，并画出正确的结构图。
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
二、填空题
7 自行车的中轴是
轴，而前轮轴是
轴。
8 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。
9 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
号钢和灰铸铁，试校核键联接的强度。若强度不够，请提出两
种改进措施。
平键联接的许用应力（MPa）
联接方式
联接中较弱 零件的材料
静载荷
[σ ]p
静联接 （普通平键）
钢 铸铁
120~150 70~80
题 17 图
载荷性质 轻微冲击 100~120
50~60
冲击 60~90 30~45
19 如题 19 图所示的锥齿轮减速器主动轴。已知
N
= 1695N
由ΣY=0，得
b. 求水平面支反力：
RAY = RBY − Ft = (1695 − 1130)N = 565N
由ΣMA=0，即 RBZ × 100 + Fa d m / 2 − Fr × 150 = 0 ，得
RBZ
=
Fr
× 150 − Fa d m 100
/2
=
380 ×150 − 146 × 56.25 / 2 N 100
18 解题要点
依题意知该联接为静联接，将联接中机械性能较弱的材料灰铸铁的许用挤压应力作为 [σ ]p 。因
载荷性质为轻微冲击，查表知[σ]p=50～60MPa。联接工作面上的挤压应力为
σ
p
=
4T dhl
=
4T dh(L − b)
=
4 × 522000 40 × 8 × (100 − 12)
MPa
= 74.148MPa > [σ ]p = 50 ~ 60MPa
14 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?
15 轴的计算当量弯矩公式 M ca = M 2 + (αT )2 中，应力校正系数а的含义是什么?如何取值?
16 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?
1
四、分析计算题
题 24 图
3
复习与练习题参考答案
一、单项选择题
1A
2A
二、填空题
7 转；心
8 小于
9 应力集中
10 转矩
11 脉动循环
三、问答题
3C
4B
5C
6A
12 参考答案从略 13 参考答案从略 14 参考答案从略 15 参考答案从略 16 参考答案从略 四、分析计算题
17 解题要点： 轴Ⅰ只受转矩，为传动轴；轴Ⅱ既受转矩，又受弯矩，故为转轴；轴Ⅲ只受弯矩，且为转动的， 故为转动心轴；轴Ⅳ只受弯矩，且为转动的，故为转动心轴。
的敏感性。
10 传动轴所受的载荷是
。
11 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。
三、问答题
12 轴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?
13 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?
M
2 A
+ (αTA ) 2
= αT
= 0.6 × 31781.25N
·mm = 19068N
·mm
五、结构题（图解题） 20 结构如题 20 图解所示。
题 20 图解
6
21 结构如题 21 图解所示。
22 解题要点
题 21 图解 题 22 图中存在错误如下（见题 22 图解）：
题 22 图解 （1）弹簧垫圈开口方向错误； （2）螺栓布置不合理，且螺纹孔结构表示错误； （3）轴套过高，超过轴承内圈定位高度； （4）齿轮所在轴段过长，出现过定位现象，轴套定位齿轮不可靠； （5）键过长，轴套无法装入； （6）键顶面与轮毂接触；且键与固定齿轮的键不位于同一轴向剖面的同一母线上； （7）轴与端盖直接接触，且无密封圈； （8）重复定位轴承； （9）箱体的加工面未与非加工面分开，且无调整垫片； （10）齿轮油润滑，轴承脂润滑而无挡油盘； （11）悬伸轴精加工面过长，装配轴承不便； （12）应减小轴承盖加工面。 23 解题要点： 正确结构如题 23 图解所示。
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） M ca =
。
M 2 + (αT )2 ，α 应取
A．α ≈0.3
B．α ≈0.6
C 点的弯矩 M CZ = Fa d m / 2 = 146 × 56.25 / 2N ·mm = 4106.2N ·mm c. 合成弯矩 M 图如题 19 图解（e）所示。
B 点的弯矩 M B =
M
2 BY
+
M
2 BZ
=
565002 + 14893.82 N ·mm = 58430N ·mm
C 点的弯矩 M C =
17 试分析题 17 图所示卷扬机中各轴所受的载荷，并由此
判定各轴的类型。（轴的自重、轴承中的摩擦均不计）
18 某蜗轮与轴用 A 型普通平键联接。已知轴径 d＝40mm，
转矩 T＝522000N·mm，轻微冲击。初定键的尺寸为 b=12mm，
h＝8mm，L＝100mm。轴、键和蜗轮的材料分别为 45 号钢，35
7
24 解题要点 正确结构如题 24 图解所示。
题 23 图解
题 24 图解
8
考试复习与练习题
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
通平键固定；在轴向，齿轮的左端用套筒定位，右端用轴肩定位。试画 出这个部分的结构图。
21 如题 21 图所示，试画出轴与轴承盖之间分别采用毛毡圈和有骨 架唇形密封圈时的结构图。
22 试指出题 22 图所示的轴系零部件结构中的错误，并说明错误原 因。
说明： （1）轴承部件采用两端固定式支承，轴承采用油脂润滑； （2）同类错误按 1 处计； （3）指出 6 处错误即可，将错误处圈出并引出编号，并在图下做 简单说明； （4）若多于 6 处，且其中有错误答案时，按错误计算。
锥齿轮的平均分度圆直径 d m =56.25mm，所受圆周力 Ft ＝1130N，径向力 Fr ＝380N，轴向力 Fa ＝146N。
试求： （1）画出轴的受力简图； （2）计算支承反力； （3）画出轴的弯矩图、合成弯矩图及转矩图。
五、结构题（图解题） 20 如题 20 图所示的某圆柱齿轮装于轴上，在圆周方向采用 A 型普
= 528.938N
5
由ΣZ=0，得 RAZ = RBZ − Fr = (528 − 380)N = 148.938N
（3）画出轴的弯矩图、合成弯矩图及转矩图： a. 垂直面弯矩 MY 图如题 19 图解（c）所示。 B 点的弯矩 M BY = RAY ×100 = 565 ×100N ·mm = 56500N ·mm b. 水平面弯矩 MZ 图如题 19（d）所示。 B 点的弯矩 M BZ = RAZ ×100 = 148.893 ×100N ·mm = 14893.8N ·mm
M caB =
M
2 B
+ (αTB ) 2
=
584302 + (0.6 × 31781.25)2 N ·mm = 61434N ·mm
C 点的弯矩
M caC =
M
2 C
+ (αTC ) 2
=
4106.22 + (0.6 × 31781.25)2 N ·mm = 19505N ·mm
A 点的弯矩
M caA =
故该键联接强度不足。 改进措施，可用下列两种之一：（1）采用双键；（2）增加轮毂宽度，加长键的长度。 19 解题要点 （1）轴的受力简图如题 19 图解（b）所示。
4
Baidu Nhomakorabea 19 图解
（2）垂直面支承反力：
由ΣMA=0，即－RBY×100+Ft150=0，得
RBY
=
Ft × 150 100
= 1130 ×150 100
M
2 CY
+
M
2 CZ
=
02 + 4106.22 N ·mm = 4106.2N ·mm
d. 作转矩图如题 19 图解（f）所示。
T = Ft d m / 2 = 1130 × 56.25 / 2N ·mm = 31781.25N ·mm
e. 作计算弯矩图如题图 19 图解（g）所示。 该轴单向工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑，取α=0.6。 B 点的弯矩