机械设计试题及答案第十三章 轴

13－22在设计工作转速n不高的轴时，应使它的临界转速n。为工作转速n的多少？
（1）0.85 倍以下；（2）0．85～1倍；（3）1～1.5 倍；（4）1．5倍以上。 答案：1．5倍以上 13－23轴的临界角速度为 c，工作角速度为，则对柔性轴而言，有哪种关系？
13－24图示13－3为斜齿轮动力分配箱，动力由I轴输入（功率p1，转速n1）， 轴负载相同），齿轮2、3尺寸相同。试比较： （1）两方案Ⅰ轴受力，画出空间受力图（仅画出各力的方向）。 （2）两方案Ⅰ轴是心轴、传动轴还是转轴? 解：（1）两方案Ⅰ轴受力比较如因13－4所示。 图 13－4为两方案 Ⅰ轴空间受力图。从图 13－4（a）可看出，
例13－25设计某搅拌机 轴（包括选择两端的轴承及外伸端的联轮器），见图 。已知：电动机额定功率 P＝4kw． 转速
n1 ＝750 r／min；低速轴转速n2= 13o r/min；大齿轮节圆直径d 2=300 mm，
宽度B2=90 mm，齿 轮螺旋角＝ 12 ，法面压力角an＝ 20 。要求： （1）完成轴的全部结构设计。 （2）根据弯扭合成理论验算轴的强度。 （3）精确校核轴的危险剖面是否安全。 解：1．求输出轴上的功率P2及扭矩T2 ; P2 =1 2 P 式中 1 ——弹性联轴器传动效率，查机械设计手册， 1 ＝ 0.99； 2——齿轮啮合效率（含轴承效率），查机械设计手册，2 ＝ 0·97； P——电动机功率，由题意 P＝4 kw。 代入上述数据得 低速轴示意图
Ⅱ、Ⅲ轴输出（ Ⅱ、Ⅲ
（a）方案Ⅰ 轴上外载荷除轴向力Fa21和Fa31外，全部自相平衡，整个轴系不受弯矩的作用；（b）方案I 上的外载荷也具有同样的特点，但由于两齿轮对不在同一平面上，则两齿轮之间轴段受有弯矩作用。
图13——3斜齿轮动力分配箱
图13——4 Ⅰ轴受力图
（2）（a）方案Ⅰ 轴是传动轴。因为此时 Ⅰ轴只受到输入扭矩的影响。（b）方案Ⅰ轴是转轴，因为它除了 受扭矩的影响之外，还受有弯矩的作用。
2．作用在大齿轮上的载荷
其中，F t为圆周力；F r为径向力；F a为轴向力。作用方向见图13－2（b）所示。 3．初步估算轴的最小直径d min 根据表15—2，当选用轴的材料为45钢，取系数A0=110，则
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴端直径。考虑到在输出轮轴端安装有半联轴器，放在轴端开设 有平键键槽。所以，轴径应增大 3％，即d min＝ 1． 03 X 34．003。 35.02 mm。为使所选轴径dⅠ-Ⅱ与 联轴器的孔径相适应，需同时选用联轴器型号。 根据输出扭矩T2=282092 N· mm，由GB 4323－84选用TL型弹性套柱销式联轴器，其半联器 Ⅰ的孔 径d=40 mm，故取dⅠ-Ⅱ＝40 mm＞35．02 mm；半联轴器长L 112 mm，经校核，该联轴器适用。 联钻器型号为
答案：降低应力集中，提高轴的疲劳强度
13－10在轴的初步计算中，轴径是按_______来初步估定的 答案：扭转强度
13－11工作时传递扭矩并承受弯矩的轮是下列中哪个？ （1）心轴；（2）转轴；（3）传动轴 答案；转轴 13－12工作时只承受弯矩，不传递扭矩的轴，称为什么轴？ （1）心轴；（2）转轴；（3）传动轴 答案：心轴 13－13工作时以传递扭矩为主，不承受弯矩或弯矩很小的轴，称为什么轴？ （1）心轴；（2）转轴；（3）传动轴 答案：传动轴 13－14铁路车辆的车轮轴是下列中哪个轴？ （1）心轴；（2）转轴；（3）传动轴 答案：心轴
13－15一般工作温度下（＜200 ℃），各种碳钢和合金钢的弹性模量均相差不多，因此在选择轴所使用的钢 的种类和决定钢的热处理方法时，所依据的是下列中的哪个？
（1）轴的强度与刚度；（2）轴的强度与耐磨性；（3）轴的刚度与耐磨性。 答案：轴的强度与刚度
13－16应用最为广泛的轴材料是下列中的哪种？ （1） 45钢；（2） 40Cr钢；（ 3） 20钢；（4） 20Cr钢。 答案：好钢。 13－17设计用于载荷较大而无很大冲击的重要轴时，宜采用的材料是下列中的哪种？ （1）45钢正火；（2）40Cr调质；（3）20Cr渗碳；（4）QT 400－17。 答案：40 Cr调质。 13－18作用在转轴上的各种载荷中，能产生对称循环弯曲应力的下列中的哪个力？ （1）轴向力；（2）径向力；（3）不平衡质量引起的离心力；（4）扭矩。 答案：径向力 13－19在按弯扭合成强度条件进行轴的强度核核时，引入扭矩折算系数a的原因是考虑到下列中哪个？ （1）弯曲应力可能不是对称循环应力；（2）扭剪应力可能不是对称循环应力；（3）轴上有应力集 中；（4）所采用的强度理论与试验结果有偏差 答案：扭剪应力可能不是对称循环应力。
13—20轴的精确校核就是校核其危险剖面的综合安全系数。危险剖面的位置取决于下列中的哪个？
（1）轴的弯矩图和扭转图；（2）轴的弯矩图和轴的结构；（3）轴的扭矩图和轴的结构；（4）轴的当 量弯矩图和轴的结构 答案：轴的当量弯矩图和轴的结构
13—21安装齿轮的轴：若轴的弯曲变形超过限度，会造成下列中哪个现象出现？ （1）轮齿传动干涉；（2）齿报应力集中现象严重（3）沿齿宽方向发生偏载；（4）传动的动载荷加 大。 答案：沿齿宽方向发生偏载。
答案；弯矩；扭矩 13－4传动轴主要承受_______ 答案：扭矩。 13－5自行车前轮轴是________ 答案：心轴。ຫໍສະໝຸດ 3－6自行车中链轮轴是_______
答案：转轴
13－7 自行车后轮轴是________ 答案：心轴 13－8轴的结构设计包括定出轴的_______和全部_______。 答案：合理外形、结构尺寸 13－9增大轴在剖面过渡处的圆角半径，其优点是_______
第十三章
填空题
选择题 计算题 问答题
轴
13－1按轴的轴线形状不同，轴可分为________和_______两大类。 答案：直轴、曲轴 13－2按轴（直轴）所受载荷性质不同，可分为________、 ________和________三种。 答案：心轴、转轴、传动轴
13－3心轴只承受________而不承受_______