轴复习习题

第九章 轴

重点难点内容

1.轴的结构设计

轴的结构设计就是要合理地确定轴各部分的几何形状和尺寸。包括各轴段的直径、长度、各个 轴肩、圆角和倒角的大小、键槽的位置等等。

轴的结构没有标准形式，应根据具体的情况而定。一般要考虑以下几个方面的问题：

1）轴上零

件的布置；2）轴上零件的定位和固定； 3）轴上零件的装拆工艺性； 4）轴的疲劳强度和刚度要求；

1

）轴上零件的布置除了达到工作要求外，要使轴受力最小；

2）

3）轴上的零件能方便地装配和拆卸； 4）轴的加工工艺性要好； 5）要应力集中小、疲劳强度要高。 2.轴的强度计算 弯扭合成强度条件:

则取其中最大的一个应力集中系数用于计算该截面的疲劳强度。

重要基本概念

1•直轴按承受载荷的性质分为三类

传动轴：在工作中主要承受转矩，不承受弯矩或承受弯矩很小。

心轴：在工作中只承受弯矩，不承受转矩。心轴又分为固定心轴和转动心轴。 转轴：在工作中既承受弯矩，又承受转矩。

2•轴的失效形式和设计准则

因轴在弯矩和转矩作用下承受变应力， 轴肩处有应力集中，因此轴的主要失效形式是疲劳断裂。

设计准则：一般进行疲劳强度校核计算。对瞬时过载很大的轴，还应进行静强度校核。对于有 刚度要求的轴，要进行刚度计算。对转速高或载荷周期性变化的轴，要进行振动稳定性计算。

3•轴设计的主要内容和轴的设计步骤

轴的设计包括两个主要内容：轴的结构设计和轴的强度计算。

轴的设计步骤：1）选择轴的材料；2）估算轴的最小直径；3 ）轴的结构设计；4）轴的强度校

5）轴的加工工艺性等。

轴的结构设计应满足以下要求:

轴上的零件要定位准确、固定可靠; ca

M ca

M 2

( T)2

W

b ] 1

MPa

是根据扭剪应力的变化性质而定的应力校正系数。用来考虑扭矩 产生的弯曲应力 b 的性质不同。

对轴受转矩的变化规律未知时，一般将

按脉动循环变应力处理。

疲劳强度安全系数的强度条件：

T 产生的扭剪应力 与弯距M

S

ca

S S .S 2

S 2

如同一截面有几个应力集中源,

核；

5）必要时进行轴的刚度计算和振动稳定性计算。

4 •提高轴的疲劳强度的措施

减小应力集中；降低表面粗糙度；强化轴的表面，如碾压、喷丸、表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗等。

5.轴的刚度条件指标和提高刚度的措施

轴的刚度条件为：

挠度：y w [ y]

偏转角：e < [e] 扭转角： < []

提高轴刚度的措施：增大轴的直径。注意，用合金钢代替碳素钢不能提高轴的刚度。

精选例题与解析

例9-3 例9-3图1为轴上零件的两种布置方案，功率由齿轮A输入，齿轮1输出扭矩T i,齿轮

2输出扭矩T2,且T i> T2。试比较两种布置方案各段轴所受的扭矩是否相同

b

例9-3 图1

答：各轴段所受转矩不同，如例9-3图2所示。方案a : T max = T1,方案b : T max = T i+ T2。

例9-3 图2

自测题与答案

一、选择题

9-1 .下列各轴中，属于转轴的是___________ 。

a

C.铁路机车的轮轴

D. 滑轮轴

9-2.对于既承受转矩又承受弯矩作用的直轴，一般称为

。

A.传动轴

B. 固定心轴

C. 转动心轴

D. 转轴

9-3.对于只承受转矩作用的直轴，一般称为

A.传动轴________ 。

B. 固定心轴

C. 转动心轴

D. 转轴

9-4.按照轴的分类方法，自行车的中轴属于__________ 。

A.传动轴

B.固定心轴

C.转动心轴

D.转轴

9-5．一般二级齿轮减速器的中间轴是

B.固定心轴

C.转动心轴

D.转轴

9-6.减速器中，齿轮轴的承载能力主要受到 ____________ 的限制。

A.短期过载下的静强度

B.疲劳强度

C.脆性破坏

D.刚度

9-7 在下述材料中，不宜用于制造轴的是 __________ 。

A.45 钢

B. 40Cr

C. QT500

D. ZcuSn10-1

9-8.轴环的用途是__________ 。

A.作为加工时的轴向定位

B.使轴上零件获得轴向定位

C.提高轴的强度

D.提高轴的刚度

9-9.当采用轴肩定位轴上零件时，零件轴孔的倒角应 ______________ 轴肩的过渡圆角半径。

A.大于

B.小于

C.大于或等于

D.小于或等于

9-10. 定位滚动轴承的轴肩高度应 ___________ 滚动轴承内圈厚度，以便于拆卸轴承。

A.大于

B.小于

C.大于或等于

D.等于

9-11.为了保证轴上零件的定位可靠，应使其轮毂长度 ______________ 安装轮毂的轴头长度。

A.大于

B.小于

C.等于

D.大于或等于

9-12.轴所受的载荷类型与载荷所产生的应力类型 _____________ 。

A. —定相同

B. —定不相同

C.可能相同也可能不同

9-13.在进行轴的强度计算时，对单向转动的转轴，一般将弯曲应力考虑为对称循环变应力，将扭剪应力考虑为 __________________ 。

A.传动轴