机械设计第十六章
机械设计基础第六版第16章 滚动轴承
适用于低速重载场合
轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内外圈中心线发生相对倾斜。其倾斜角称为角偏差。各类轴承的允许角偏差见表1。
4.角偏差
调心轴承
θ
宽(高)度 系列代号
直径系列 代号
前置代号 基本代号共5位 后置代号
机械设计基础 第十六章 滚动轴承
§16-1 滚动轴承的基本类型
外圈：支撑零件或轴系；
保持架: 将滚动体分开。
内圈：支撑轴；
滚动体：滑动滚动；
硬度和接触疲劳强度↑ 、耐磨性和冲击韧性↑ 用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：61~65HRC。工作表面需经磨削或抛光。
保持架：低碳钢， 高速轴承：有色金属或塑料。
17 37 18 19 (0)0 (1)0 (0)2 (0)3 (0)4
深沟球轴承 6或(16)
特性与应用
允许角偏转差
极限转速
组合代号
尺寸系列代号
结构简图及承载方向
轴承名称类型代号
滚动体数量较多，一般没有保持架。径向尺寸紧凑且承载能力很大，价格低廉 不能承受轴向负荷，摩擦系数较大，不允许有偏斜。常用于径向尺寸受限制而径向负荷又较大的装置中
/内径
230/500 62/22
500 22
轴承内径尺寸代号
3. 后置代号 ---- 用字母（或加数字）表示。
内部 结构
表16-5 轴承后置代号排列顺序
后置代号组
含 义
1
密封与防尘 结构
2
3
8
保持架 及材料
游隙
轴承 材料
公差 等级
配置
其它
7
4
5
6
宽(高)度 系列代号
直径系列 代号
机械设计16章解析
缺点：
① 强度低，尤其抗弯强度低 ② 铸造品质不稳定
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第16章 轴
16.1 概述
16.1.2 轴的材料 球墨铸铁
只适合形状复杂轴
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第16章 轴
16.1 概述
16.1.3 轴设计的主要问题
设计计算 结构设计
强度计算 刚度计算 振动、稳定性计算
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第16章 轴
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第16章 轴
16.1 概述
支承回转零件及传递运动和动力的零件
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第16章 轴
16.1 概述
16.1.1 轴的分类 按外形不同分类
按承载情况不同分类
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第16章 轴
16.1 概述
16.1.1 轴的分类 按外形不同分类
直轴 曲轴 钢丝软轴
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第16章 轴
目的： 防止因弯曲、扭转变形过大而影响机器正常运转
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第4篇 轴、轴承、联轴器
第16章 轴
第16章 轴
重点：
阶梯轴的结构设计 阶梯轴的强度、刚度计算方法 轴毂联接
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第16章 轴
难点：
阶梯轴的结构设计 轴的疲劳强度校核
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第16章 轴
16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6
概述 轴的结构设计 轴的强度计算 轴的刚度计算 轴的临界转速 提高轴的强度、刚度和减轻重量的措施
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第16章 轴
16.1 概述
M
16.1.1 轴的分类
按承载情况不同分类
转轴 心轴 传动轴
转动心轴 固定心轴
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机械设计基础第16章
第十六章联轴器、离合器和制动器§16-1 联轴器一、联轴器的功用与分类联轴器主要是用在轴与轴之间的联接中，使两轴可以同时转动，以传递运动和转矩。
用联轴器联接的两根轴，只有在机器停车后，经过拆卸才能把它们分离。
由于制造、安装误差或工作时零件的变形等原因，一般无法保证被联接的两轴精确同心，通常会出现两轴间的轴向位移x（图19-1a）、径向位移y（图19-1b）、角位移 （图19-1c）或这些位移组合的综合位移（图19-1d）。
如果联轴器不具有补偿这些相对位移的能力，就会产生附加动载荷，甚至引起强烈振动。
图19-1两轴间的各种相对位移根据联轴器补偿位移的能力，联轴器可分为刚性和弹性两大类。
刚性联轴器由刚性传力件组成，它又可分为固定式和可移式两种类型。
固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移，可移式刚性联轴器能补偿两轴间的相对位移。
弹性联轴器包含有弹性元件，除了能补偿两轴间的相对位移外，还具有吸收振动和缓和冲击的能力。
联轴器已标准化。
一般可先依据机器的工作条件选定合适的类型，然后按照计算转矩、轴的转速和轴端直径从标准中选择所需的型号和尺寸。
必要时还应对其中的某些零件进行验算。
计算转矩T c应考虑机器起动时的惯性力、机器在工作中承受过载和受到可能的冲击等因素，按下式确定T c＝K A T（19-1）式中，T为名义转矩；K A为工作情况系数。
二、常用的联轴器及其特点联轴器的种类很多，这里仅介绍有代表性的几种结构。
1．固定式刚性联轴器（1）凸缘联轴器凸缘联轴器是应用最广的固定式刚性联轴器。
如图19-2所示，它用螺栓将两个半联轴器的凸缘联接起来，以实现两轴联接。
联轴器中的螺栓可以用普通螺栓，也可以用铰制孔螺栓。
这种联轴器有两种主要的结构型式：图19-2a是有对中榫的I型凸缘联轴器，靠凸肩和凹槽（即对中榫）来实现两轴同心。
图19-2b是II型凸缘联轴器，靠铰制孔用螺栓来实现两轴同心。
为安全起见，凸缘联轴器的外圈还应加上防护罩或将凸缘制成轮缘型式。
《机械设计基础》第十六章 机械传动系统设计
P T 9550 n
机械设计基础
3．传动比
传动比反映了机械传动增速或减速的能力。一般情况下，传动装 置均为减速运动。在摩擦传动中，V带传动可达到的传动比最大，平 带传动次之，然后是摩擦轮传动。在啮合传动中，就一对啮合传动而 言，蜗杆传动可达到的传动比最大，其次是齿轮传动和链传动。
4．功率损耗和传动效率
《机械设计基础》
机械设计基础
第十六章 机械传动系统设计
16.1 传动系统的功能与分类 16.1.1 传动机构的功能 1．变速：通过实现变速传动，以满足工作机的变速要求； 2．传递动力：把原动机输入的转矩变换为工作机所需要的转 矩或力； 3．改变运动形式：把原动机输入的等速旋转运动，转变为工 作机所需要的各种运动规律变化，实现运动运动形式的转换； 4．实现运动的合成与分解：实现由一个或多个原动机驱动若 干个相同或不同速度的工作机； 5．作为工作机与原动机的桥梁：由于受机体外形、尺寸的限 制，或为了安全和操作方便，工作机不易与原动机直接连接时， 也需要用传动装置来连接。 6．实现某些操纵控制功能：如起停、离合、制动或换向等。 机械设计基础
nd i nr
2．选择机械传动类型和拟定总体布置方案
根据机器的功能要求、结构要求、空间位置、工艺性能、总传 动比及其他限制性条件，选择传动系统所需的传动类型，并拟定 从原动机到工作机的传动系统的总体布置方案。
3．分配总传动比
根据传动方案的设计要求，将总传动比分配分配到各级传动。
4．计算机械传动系统的性能参数
（3）传动比范围
不用类型的传动装置，最大单级传动比差别较大。当采用多级传动时，应合理安排传 动的次序。
（4）布局与结构尺寸
对于平行轴之间的传动，宜采用圆柱齿轮传动、带传动、链传动；对于相交轴之间 的传动，可采用锥齿轮或圆锥摩擦轮传动；对于交轴之间的传动，可采用蜗杆传动或 交错轴齿轮传动。两轴相距较远时可采用带传动、链传动；反之采用齿轮传动。
精品课件-机械设计基础-第16章
第16章 现代设计方法简介
16.4
1. (1)将求解域离散化。所使用的单元类型与问题的类型和 计算精度有关。单元按维次划分有点单元、线单元、平面单 元和空间单元，按位移函数的阶次可分为一次单元、二次单
(2)选择位移模式。位移函数一般用单元内点的坐标的多 项式来表示，它只是近似地表示了单元内真实位移分布。位 移函数的阶次超高，计算精度越高。
第16章 现代设计方法简介
图16-2 二维问题的可行域
第16章 现代设计方法简介
可行域内的设计点称为可行点，如X (1) 点，它是设计 所允许采用的方案；反之，就是非可行点(或外点)，如X (2) 点。处于不等式约束边界上的点称为边界点，如X (3) 点，它
若一个优化问题同时含有式(16-3)中的不等式设计约束
第16章 现代设计方法简介
2. 目标函数是设计变量的函数，也称评价函数，用来作为 评价设计方案好坏的标准。一项设计的优劣，一般总可以用 一些设计指标来衡量，例如:零(部)件的承载能力最大、效率 最高、成本最低、质量最轻、误差最小等结构、性能和经济 指标。这些设计指标可以表示为设计变量的函数，即
F ( X ) F (x1, x2, • • •, xn )
第16章 现代设计方法简介
二维CAD系统使图纸的修改和重复利用十分方便，提高了 设计效率，缩短了设计周期。由于电子文档的管理成为了现 实，可以支持零件库的建立，有利于产品设计的标准化、系 列化和通用化。二维CAD系统中占市场主流的有Autodesk公司 的AutoCAD软件及国产的CAXA电子图板系统等。
X [x1x2 • • • xn ]T [x(i 1, 2, • • •, n)]T
(16-1)
第16章 现代设计方法简介
机械设计第十六章
16.1 概 述
链传动是间接啮合传动,由主、从动链轮和传动链组成(图16-2),通过主、从动链轮轮 齿与链节的啮合来传递运动和动力。
链传动与齿轮传动相比,制造、安装精度要求较低,成本也低;远距离传动时,结构更 轻便。 与摩擦型带传动比较,由于无弹性滑动、平均传动比恒定,效率更高;压轴力较小,结 构更紧凑;链传动也能在恶劣环境条件下工作。但链传动只能用于平行轴间的同向 传动,并且工作时瞬时传动比不恒定;当高速工作时,振动噪声大;磨损后易发生脱链。
有效圆周力为 Fe=1000P/V (16-13) 式中 P——传递的功率(kW); v——链速(m/s)。
离心力引起的拉力为Fc=qv2(16-14) 式中 q——链条单位长度的质量(kg/m)。
悬垂拉力Ff为 Ff=max(F'f,F″f) (16-15)
其中：F’f =Kfqa x 102
式中
图16-2 链传动的组成
链传动按用途可分为传动链、输送链和起重链。输送链和起重链主要用在运输和 起重机械中。传动链又可以分为齿形链、短节距精密滚子链(简称滚子链)两类。
本章主要介绍传动链中的滚子链的设计。 滚子链常用于传动系统的低速级,传递功率在100kW以下,链速不超过15m/s,推荐使 用的最大传动比imax=8。 链传动性能设计的主要内容包括:①选择链参数:型号、节数和排数;②确定链传动 结构参数:链轮直径、中心距及结构尺寸;③确定工作条件参数:压轴力等。 链传动设计可按图16-4所示的流程图进行。
ac——链条变速运动的加速度(m/s2)。
若主动链轮匀速转动,则
当β=±φ1/2=±180°/z1时，有
同理,链条沿垂直方向的速度变化,也会引起动载荷。 从动链轮因角加速度引起的惯性力为
机械设计基础第十六章轴
第十六章 车由16-13、已知图16-41中所示直齿轮减速器输出轴在安装齿轮处地直径 d =65m m ,齿轮轮毂 长85mm,齿轮和轴地材料均为45钢.齿轮分度圆直径为d °二300mm ,所受圆周力F t =8000N ，载荷有轻微冲击.试选择该处平键地尺寸.如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能 传递地转矩T 有多大？则要求 h 一671 =12.9mm 与实际情况不符。
52顾可选 L =80mm 贝V 丨=L -b =80 —18 =62mm 要求 如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能承受的最大挤压力为［二p ］ =50 L 60MPa 取［j ］ =60MPa则由［J ］二也 得，传递的最大转矩为：p dhldhL 「65灯0-3 如1沢62如0-6 “T max = 【V = 60 10 -664.95Nm4 416-14、已知一传动轴所传递地功率 N =16kW ,转速n =720r/min ，材料为Q255I 冈•求该 解：普通平键的挤压强度条件为_ F 4T 「、6= ［二 p ］p A dhl p45号钢在轻微冲击下的［；「。
］ =100L120MPq 取［二 p ］ =110MPaT =F t 氏=8000 兰=1200N_m2 2" F 4T 4 1200 一 门 “6S= 110 10A dhl 0.065hl 则有: hl 又： 又： .71mm0.065 110 106一般选键长 L ::: B - （1 〜2）-（5 〜10） =85-（1 〜2） -（5 〜10） = 79 ~73mm . L = 70mm d=65mm 查表6-8可选择的键截面尺寸为： b h =18 11 .丨二L —b =70 —18=52mm h _回=10.8mm 合适62传动轴所需地最小直径解：当传动轴传递的功率为N =16KWtf ，其扭转强度条件为 3 P 9550 103-，丄: n W9550 103 0.2d 3 M ]P n 即：d —3 0.2[] 其中 P =16KWh =720r/min ，16 33.18mm 720 A =118时 d _118 当 A =126.5寸,d _126.5=35.56mm 16当 A =135时，d _135 37.95mm 720 16-15、图16-42所示为一直齿圆柱齿轮减速器输出轴地示意图 .有关尺寸如图所示•轴承宽度 为20mm ;齿轮宽度为 50mm,分度圆直径为 200mm,传递地功率为 N = 5.5 kW,转速 n =300r/min •试按弯扭合成强度计算轴地直径并绘出轴地结构图解：（1）作计算简图并求支反力T=9550^ = 9550汉5.5 = 175.08Nm n 300 l 2000T 2000 175.08 ,门“F t 1750.8N圆周力 径向力 d 200 二 F t tan ： =1750.8 tan20 -637.2N F r F AX = F BX =[ 2 F Ay 二 F By = g2 1750.8 “ = 875.4N 26372 =318.6N2 T=175.08Mx175NhM CX^F AX 1=875.4 0.2 =175.080M cy=F A y 1=318.6 0.2 =63.72NmM c fj M cx2M cy2*：'；175.08263.722「=186.3NmMv = •, M cmax2(：T)» f：186.32(0.6 175.08)^213.88Nm i10M Va“0X213.88d - 3 v = 3 633.88mmV 55X0。
机械设计课件第16章弹簧
计算公式
使用弹簧设计公式计算与各种 参数有关的数值。
软件辅助
借助设计软件进行弹簧设计和 优化。
弹簧的计算方法
弹簧的计算方法包括静态计算、疲劳寿命估算、应力分析等。采用适当的计 算方法可确保设计的弹簧满足可靠性和功能要求。
弹簧的应用
1
汽车工业
悬挂系统、座椅支撑结构等。
机械设计课件第16章弹簧
欢迎来到机械设计课件第16章，我们将一起学习关于弹簧的重要知识。在这 个章节中，我们将深入了解弹簧的概述、分类、材料、设计、计算方法、应 用以及总结和复习。
弹簧的概述
弹簧是一种能储存弹性势能的零件，在机械设计中扮演着重要的角色。它们可以用于各种应用，提供力 学支持和调节功能。
2
机械制造
压力控制装置、顶针机构、机器自动升降装置等。
3
家电行业
弹簧开关、弹簧片等。保证家电产品的功能和耐用性。
总结和复习
本章我们深入学习了弹簧的概述、分类、材料、设计、计算方法和应用。通 过这些知识，您将能够从容地应对各种机械设计项目中与弹簧有关的挑战。
弹簧的分类
压缩弹簧
被用于产生压缩力的弹簧类型。常见的例子是坐垫弹簧和门闩弹簧。
拉伸弹簧
被用于产生拉伸力的弹簧类型。例如，悬挂在车辆上的弹簧。
扭转弹簧
被用于扭转力矩传递的弹簧类型。一些例子是发条弹簧和扭力杆。
弹簧的材料
• 碳钢 • 合金钢 • 不锈钢 • 钛合金 • 铜合金 •等
弹簧的设计
需求分析
机械设计基础第16章
16.1.2 系统分析法
1.设问探求法
这是用系统提问的方式打破传统思维的束缚，以拓展 设计思路、提高创新能力的一种方法。设问探求法主要有 “5W2H法”和“奥斯本设问法”两种。
2.列举分析法
列举分析法是通过详细列举待设计、改进产品的各种 特性，在全面分析的基础上找出更多设计方案的创新方法， 常见的有特性列举法、缺点列举法和希望点列举法。
3.支承的变异
轴系的支承结构是一类典型结构，轴系的工作性能与 它的支承设计状况和质量密切相关。旋转轴至少需要两个 相距一定距离的支点支承，支承的变异设计包括支点位置 的变异和支点轴承的种类及其组合的变异。
4.材料的变异
机械设计中可以选择的材料种类很多，不同的材料具 有不同的性能，不同的材料对应于不同的加工工艺，结构 设计中既要根据功能的要求合理地选择材料，又要根据材 料的种类确定相应的加工工艺，并根据加工工艺的要求来 确定恰当的结构，只有通过适当的结构设计，才能充分地 发挥所选择材料的优势。
2.机构的倒置
机构的运动构件与机架的转换，称为机构的倒 置。按照运动相对性原理，机构倒置后各构件间 的相对运动关系不变，但可以得到不同特性的机 构。图16.2为机构倒置的例子。
16.3 结构方案的创新设计
机械结构设计的任务是在总体设计的基 础上，根据所确定的原理方案，决定满足 功能要求的机械结构，所确定的结构除应 能够实现原理方案所规定的动作要求外， 还应能满足设计对结构的强度、刚度、精 度、稳定性、工艺性、寿命、可靠性等方 面的要求。
16.3.1 结构方案的变异设计
1.连接的变异
连接作用是通过零件的工作表面与其他零件的相应表 面接触来实现的，不同形式的连接由于相接触的工作表面 的形状不同，表面间所施加的紧固力也不同，从而对零件 的自由度形成不同的约束。
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第十六章轴16.1选择题16.1.1 自行车轮的轴是。
a）心轴 b）转轴 c）传动轴16.1.2 自行车大链轮的轴（脚蹬轴，又称中轴）是。
a）心轴 b）转轴 c）传动轴16.1.3 后轮驱动的汽车，起前轮的轴是。
a）心轴 b）转轴 c）传动轴16.1.4 某45钢轴的刚度，可采取措施来提高其刚度。
a）用40Cr钢代替 b）淬火 c）增大轴的尺寸d）改进轴的结构以减轻应力集中16.1.5 汽轮发电机转子轴在高温、高速和重载条件下工作，采用材料为宜。
a）45钢正火b）Q255 c）38CrMoAlA d）45钢调质16.1.6 对大直径轴的轴肩圆周角处进行喷丸处理，起目的是。
a）是尺寸精确些 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M'=[M2+（αT）2]0.5，α是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，α= 。
a）0.3 b）0.6 c）1.0 d）1.516.1.8 转轴设计中，当弯矩是第Ш类（对称循环）而转矩是第П类（脉动循环）时，其修正系数α等于。
a）[σ-1]b/ [σ0]b b）[σ0]b / [σ-1]bc）[σ-1]b/ [σ+1]b d）[σ+1]b / [σ-1]b16.1.9 转轴在精确计算时，首先应确定断面的位置。
a）危险 b）承受最大合成弯矩处c）应力集中较大处16.1.10 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P C=65KW，三个从动轮A、B、D其输出功率分别为P A=15KW、P B=20KW、P D=30KW，当轴n=470r/min时，受扭矩最大。
a）A-B极 b）B-C极 c）C-D 极16.1.11 空心轴与同尺寸的实心轴相比较，其抗扭强度，而其重量。
a）降低 b）增强 c）不变16.1.12 原则上轴上配合表面应取标准直径，对于d=100~200mm，其尾数为。
a）2，5 b）5，8 c）0，516.1.13 当轴做单向回转时，平键的工作面在；花键的工作面在；半圆键的工作面在；楔键的工作面在；切向键的工作面在。
a）上、下两面 b）上表面或下表面c）侧面 d）两侧面16.1.14 下列各种键的失效形式：普通平键为。
导向键为，滑键为，钩头楔键为，切向键为。
a）剪断b）压溃c）磨损 d）胶合16.1.15 下列各种键的轴槽加工方法：A型键为，B型键为，C型键为；轮壳槽的加工方法：A型键为，B型键为：，C型键为。
a）端铣削 b）盘铣削 c）插削 d）刨削 e）花键连接16.1.16 楔键的上表面斜度为，下表面斜度为，轴槽的斜度为，论壳槽的斜度为。
a）1：20 b）1：50 c）1：100 d）1：116.1.17 定心精度最高的是，承载能力最高的是，定心精度最低的是，承载能力最低的是。
a）平键联接b）半圆键联接 c）楔键联接d）切向键联接 e）花键联接16.2 填充题16.2.1 轴的强度计算常分两步：一是，二是。
16.2.2 转轴在疲劳强度验算时，首先应确定一个或几个危险断面，这些断面常常是。
16.2.3 σb=M'/W=[M2+（αT）2]0.5/（0.1Xd3）≤[σ-1]b是按计算的强度公式，这种计算是在做完设计后，即均为已知时进行的。
16.2.4 阶梯轴具有及优点，且装卸中不会互相擦伤，但，因为。
16.2.5 轴的设计包括：轴的结构、材料选择、强度、刚度和振动稳定性计算，但并非面面俱到，要按，如车床主轴以、高速轴、一般用轴。
16.2.6 轴的结构设计，目的是突出轴的合理外形；此处还需。
16.2.7影响轴的结构的因素很多，但应满足三要求：①②③。
16.2.8改进轴上零件的布置，可减少弯矩和挠度，如图所示，宜①②，但此种布置。
16.2.9为了尽可能减少轴上的应力集中，以提高疲劳强度，要求①②③④。
16.2.10 轴按扭矩初步估计，其公式为，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，即它一般应于①②③④。
16.2.11 按弯矩合成的方法初步估计轴，必须预先知道①②。
它一般应用于①②。
16.2.12轴在精确计算（即安全系数校核）时，其危险断面处的安全系数校核式为S=SσSτ/（Sσ2+Sτ2）0.5≤[S]式中：对称循环时，Sσ= Sτ= ，不对称循环时，Sσ= Sτ= ，而（Kσ）D= 。
对于一般转轴，弯曲应力按计算。
σα= ，σm= 。
扭转剪应力按计算。
τα= ，τm= 。
对于不转心轴，弯曲应力按计算。
σα= ，σm= 。
当轴需常正、反转时，扭转剪应力按计算。
τα= ，τm= 。
16.3简答题16.3.1何谓心轴、传动轴和转轴？试分析自行车的前轴、后轴和中轴各属于何种轴？16.3.2轴的常用材料有哪些？如何选择？工程上最常用的材料是哪一种？16.3.3为提高轴的刚度欲把轴的材料由45钢转为40Cr等合金钢是否合适？为什么？16.3.4用合金钢代替优质碳素钢就一定能提高轴的疲劳强度吗？为什么？设计轴时，若采用合金钢应注意什么问题？16.3.5轴上零件的轴向固定有哪些方法？各有何特点？轴上零件的轴向固定有哪些方法？各有何特点？16.3.6在什么情况下，轴段应设有退刀槽和砂轮越程槽？其尺寸如何确定？16.3.7齿轮轴的齿根圆直径d f小于相邻轴径d时，设计时应考虑什么问题？16.3.8轴头与轴径处的直径为什么通常要圆整为标准值？16.3.9轴的强度计算方法有几种？他们的使用条件是什么？16.3.10指出轴的最小直径值计算公式d≥C（P/n）1/3中系数C应如何取值？若轴材料取为45钢。
C应取何值？16.3.11轴的强度计算公式M'=[M2+（αT）2]0.5中，α的含义是什么？其大小如何确定？16.3.12图示为起重机动滑轮轴的两种结构方案，已知轴的材料均为Q255钢且直径相同，若起重量相同（P=20KN），支承计算跨距相同，轴所受的最大弯矩是否相等？σmax是否相同？强度是否相同？16.3.13如果一根轴按其疲劳强度计算安全系数，其强度通过的话，是否还需要按弯扭合成强度条件进行校核？16.3.14一齿轮减速器箱体已铸造，镗孔加工完毕，轴采用45钢，也已车削完毕，经校核，轴的安全系数小于许用安全系数，问应该如何解决着一问题？16.3.15影响轴的疲劳强度的因素有哪些？在设计轴的过程中，如果疲劳强度不够时，应采取哪些措施使其满足强度要求？16.3.16如图所示，轴上的传动齿轮上作用的三个分力，即圆周力F t、径向力F r和轴向力F a，试画出轴的弯矩图和转矩图。
并说明画弯矩图时，轴向力F a和径向力F r是否一定要化为同一平面内的力，为什么？16.3.17对一般转轴，由弯矩所引起的弯曲应力和由转矩所引起的扭剪应力属于什么循环应力？16.3.18若轴的某一危险截面上同时存在三种应力集中源，即圆角、键槽和过盈配合，其综合影响系数为（Kσ）D=Kσ/（βσεσ）和（Kτ）D=Kτ/（βτετ），在进行轴的疲劳强度计算时，应取哪种应力集中源的综合影响数？为什么？16.3.19若轴与轴毂为过盈配合时，应力最大出发生在配合的什么地方？欲减少此处的应力集中，一般可采取什么措施？16.3.20什么样的转轴按下式计算扭剪应力副扭转安全系数？τT=T/W T；Sτ=τ-1/{[Kτ/（βτετ）]}16.3.21试分析图示轴的三钟受载情况，哪个卷筒轴是心轴？哪个是转轴？三种轴各产生什么应力？轴结构上各有何特点？16.3.22图示带式运输机两种方案，若工作情况相同，传递功率一样，试比较：①按方案a设计的单级减速器，如果改用方案b，减速器的哪根轴的强度要重新校验？为什么？②两方案中，电动机轴受力是否相同？（方案a中三角胶带传动比i=方案b中开式齿轮传动比i开）16.4计算题16.4.1已知一传动轴传递的功率为30KW，轴转速n=960r/min，若轴材料采用45钢，试按下列两种情况计算轴的直径：①实心轴；②空心轴，内、外径之比β=0.6。
并比较两种情况下轴的重量比（设实心轴的重量比为1）16.4.2已知图示轴传递的功率P=5.5KW，轴的转速500r/min，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轴径。
16.4.3如题16.2.2图，图中的L=120mm，B=40mm，齿轮分度圆直径d=100mm，试按弯矩合成强度条件估算齿轮处的轴径。
16.4.4已知某二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器的结构尺寸如图示，若它传递的功率为P=5.5KW，转速n=180r/min，单向运转；齿轮参数为：大齿轮齿数Z2=112，模数m n=3mm，螺旋角β=10º44'，右旋；小齿轮齿数Z1=23，模数m n=4mm，螺旋角β=9º22'，右旋。
若此轴直径是按弯矩合成强度条件设计的，试问此轴材料应选哪一种钢？16.4.5某轴材料为45钢，表面车光，表面粗糙度R2=1.6μm，如图所示，1-1剖面上的应力为：σa=40N/mm2，σm=0，τa=20N/mm2，τm=20N/mm2，试求该剖面在下述三种情况下的安全系数S，并比较其计算结果，从中可得到什么结论？①过渡圆角。
圆角半径R=2mm，肩高h=5mm，见图a；②平键槽。
用端铣刀加工，见图b；③过盈配合。
见图c。
16.4.6某二级展开式齿轮减速器的中间轴，其结构尺寸、弯矩图和转矩图如图所示，周材料为45钢调质，轴表面车光，表面粗糙度R m=1.6μm，单向传动，载荷稍有波动。
要求：①按弯扭合成的强度条件校轴的强度；②按安全系数法校核该轴的安全系数。
16．4．7轴的结构及受载情况如图所示，若轴的材料为45钢正火，与轴承配合的表面为磨削加工，其表面粗糙度R a=0.63μm,其他表面为车削加工，齿轮与轴承配合处，轴表面粗糙度＝1.6μm，试按全系数法校核该轴的强度。
16．4．8设计图示二级斜齿轮减速器中的低速轴，已知低速轴传递功率P＝5KW，转速n＝42r/min，低速轴齿轮参数α n＝20模数m n＝3mm，Z＝110，齿宽80mm，β＝9°20″，右旋。
两轴承间距206mm，轴承型号初定为6412，不计摩擦损失，要求：1设计轴承结构；2根据许用弯曲应力验算轴的强度。
16．4．9试绘制双级减速器中间轴的计算简图以及该轴的弯矩图和扭矩图，并计算；两齿轮中间截面的当量弯矩。
已知：中间轴上齿轮的啮合作用力为：F t2=1350N ；F a2=450 ；F r2=510N ；F t3=2460N ；F a3=710N ；F r3=930N ；齿轮的节圆直径d 2＝120mm，d 3＝65mm，跨距尺寸见图。