第十五章 轴

A. 强度
B. 刚度 A 。
(29) 轴系结构中定位套筒与轴的配合，应选 A. 紧一些 (30) 可拆连接有 A. 键连接 A ， B. 铆接 B. 松一些 D 。 C. 焊接
D. 过盈配合连接 考虑，而扭转
(31) 在做轴的疲劳强度校核计算时，对于一般转轴，轴的弯曲应按 D 剪应力通常按 A 考虑。 B. 静应力 D. 对称循环变应力
A. 在轴向式密封结构中，由于温度的变化，有可能使旋转密封件与固定密封件相接 触 B. 径向式密封的结构简单 C. 轴向式密封的制造成本高 D. 径向式密封的效果好
二 填空题
(1) 如将轴类零件按受力方式分类，可将受 弯矩而不受转矩 作用的轴称为心轴，受 转矩而不受弯矩 作用的轴称为传动轴，受 弯矩和转矩 作用的轴称为转轴。 (2) 一般单向回转的转轴，考虑启动、停车及载荷不平衡的影响，其扭转切应力的性质 按 脉动循环处理 . (3) 轴上零件的轴向定位和固定，常用的方法有 母 和 轴端挡圈 。 (4) 一般的轴都需有足够的 强度 ，合理的 结构形式和尺寸 和良好的 工艺性能 轴肩或轴环 ， 套筒 ， 圆螺
C. r = +1
D. -1 < r < +1
(4) 计算表明某钢制调质处理的轴刚度不够。建议：1) 增加轴的径向尺寸; 2) 用合金钢 代替碳钢；3) 采用淬火处理；4) 加大支承间的距离。所列举的措施中有 提高轴的刚度的目的。 A. 四种 B. 三种 C. 两种 C D. 一种 的方法。 D 能达到
N m。
B. 337 C. 450 D. 559
(11) 一般，在齿轮减速器轴的设计中包括：① 强度校核 ② 轴系结构设计 ③ 初估轴 径 d min ④ 受力分析并确定危险剖面 ⑤ 刚度计算。正确的设计程序是 A. ①②③④⑤ C. ③②④①⑤ B. ⑤④③②① D. ③④①⑤②
2 M 2 T 中系数 是考虑
5
，这就是轴设计的要求。 (5) 轴上零件的周向固定常用的方法有 键 ， 紧定螺钉 ， 销 和 过盈配合 。
(6) 轴的直径由 40mm 加大至 45mm (为原来的 1.13 倍)，如果其他条件不变，轴的扭 转角减少到原来的
1.13 4
倍，当轴的直径由 40mm 减少至 35mm ( 为原来的 0.87 倍)
A. 脉动循环变应力 C. 非对循环变应力
4
(32) 在轴的初步计算中，轴的直径是按 A. 弯曲强度 C. 轴段的长度
B
进行初步确定的。 B. 扭转强度 D. 轴段上零件的孔径
(33) 设计减速器中的轴，其一般设计步骤为 D 。 A. 先进行结构设计，再作转矩、弯曲应力和安全系数校核 B. 按弯曲应力初估轴径，再进行结构设计，最后校核转矩和安全系数 C. 根据安全系数定出轴颈和长度，再校核转矩和弯曲应力 D. 按转矩初估轴颈，再进行结构设计，最后校核弯曲应力和安全系数 (34) 下列密封形式中， A. 迷宫式密封 D 属于接触式密封。 C. 油沟式密封 B 。 D. 毡圈密封
轴；中轴是 转 轴，而后轮轴是
轴和 钢丝软 轴。
M ca W
M 2 T 1 。 W
2
(14) 轴按当量弯矩进行强度计算时，公式 M ca 和扭剪应力的 循环特性 不同而引入的 定转矩，可取 ＝ 取 ＝ 1 。 0.3
2 M 2 T 中 为考虑弯曲应力
，连接汽车变速箱与后桥以传递动力的轴是 传动轴
(21) 轴按受载荷的性质不同，分为 转轴 、 心轴 、 传动轴 。 (22) 提高轴的疲劳强度的措施有 合理布置轴上传动零件的位置 件的结构 、 减小应力集中 、 提高轴的表面质量 。 (23) 轴受到交变应力的作用， 其循环特征为： 对称循环时 r = -1 ， 脉动循环时 r = 0 ， 静应力时 r = +1 。 (24) 轴上零件的轴向固定的常用方法有:(a) 轴肩、轴环 d) 挡圈 。 (25) 计算弯矩 M ca ( M (T ) ) 切应力为静应力时， 0.30
应力较正 系数；对于大小、方向均不变的稳 ；对于对称循环变化的转矩，
；转矩脉动变化时可取 ＝ 0.6
(15) 一般单向回转的转轴，考虑启动、停车及载荷不平稳的影响，其扭转剪应力的性 质按 脉动循环 处理。 (16) 轴上需车制螺纹的轴段应设 槽。 (17) 为了便于安装轴上零件，轴 端 及各个轴段的 端
B. 甩油环密封
(35) 对于油沟密封，轴和轴承盖通孔之间的间隙
A. 应较大，以补偿轴的偏心量，半径间隙一般取1 ~ 3mm B. 应较小，半径间隙一般取 0.1 ~ 0.3mm C. 由制造条件决定 D. 应较大，以防止压力液体通过间隙时产生过大的能量损失 (36) 迷宫式密封有径向和轴向两种方式，但通常采用径向式迷宫密封是因为 A 。
C
。
(12) 用当量弯矩法计算轴的强度时，公式 M ca D 。 A. 计算公式不准确 C. 载荷计算不精确
B. 材料抗弯与抗扭的性能不同 D. 转矩和弯矩的循环性质不同 A 。
(13) 已知轴的受载如图 15-3 所示，则其弯矩图应是
2
图 15-3 (14) 轴的常用材料主要是 A. 铸铁 C 。 C. 碳钢 A 。 D. 耐冲击性能 B 考 D. 合金钢
(5) 为提高轴的疲劳强度，应优先采用 A. 选择好的材料 B. 增大直径
C. 减小应力集中 A 来进行轴向定位，所能承受的轴向力
(6) 当轴上零件要求承受轴向力时，采用 较大。 A. 圆螺母 B. 紧定螺钉
C. 弹性挡圈 A 。 D. 曲轴
(7) 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
B. 球墨铸铁
(15) 对轴进行表面强化处理，可以提高轴的 A. 疲劳强度 B. 静强度
C. 刚度
(16) 在进行轴的疲劳强度计算时，对于一般单向转动的转轴其弯曲应力应按 虑。 A. 静应力 C. 脉动循环变应力 (17) 在轴的设计中，采用轴环是 A. 作为轴加工时的定位面 C. 使轴上零件获得轴向定位 (18) 转轴的强度计算方法有三种，其中 A. 按转矩计算 C C 。 B. 为了提高轴的刚度 D. 为了提高轴的强度 为精确计算。 C. 安全系数计算 D 。 B. 对称循环变应力 D. 非对称循环变应力
3 4
接触式密封 和 非接触式密封
(35) 接触式密封是利用 密封效果的。
密封件的弹性变形力使密封件与接合表面紧密接触
9550000 0.2d 3
P n T
(10) 一般的轴都需具有足够的 能 ，这就是轴设计的基本要求。
强度
，合理的结构形式和尺寸以及良好的
工艺性
(11) 根据承载情况分析，自行车的前轮轴是 心 心 轴。 (12) 按轴线形状，轴可分为 直 轴、 曲 (13) 按许用弯曲应力计算的强度条件为 ca＝
时，轴的扭转角增加到原来的
0.87 4
倍。
(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，其挠度为原来挠度的 1/8 。 应力集中 的敏
(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 感性。
T (9) 按许用扭转剪应力进行强度计算， 其强度条件式为 T WT
C. 可能相同也可能不同 B 。
(26) 在下述材料中不宜用作制造轴的材料的是 A. 45 钢 B. HT150
C. 40Cr C 轴向定位。
(27) 当轴系不受轴向力作用，该轴系相对机架 A. 无需 B. 只需一端
C. 两端均需
(28) 同一工作条件，若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳钢改为合金钢，可 以提高轴的 A 而不能提高轴的 B 。
安装维护最方便。
图15-5
8
(29) 如图15-6所示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 T1 ， 齿轮2输出扭矩 T2 ，并且 T1 T2 ，试比较两种布置方案各段轴所受的扭矩是否相同。 同 不
(a) 图15-6
(b)
(30) 一根光轴跨距不变，其他条件不变，仅将轴径由 d 增至 2d ，则轴的强度为原来强 度的 2 倍，轴的刚度为原来刚度的 2 倍。 (31) 提高轴抗疲劳强度的使用较多的表面处理方法有 氮化、碾压、喷丸等强化处理。 (32) 工作转速超过一阶临界转速的轴称为 挠性轴 。 (33) 毡圈密封和密封圈密封均属于 (34) 动密封可分为 接触式密封 。 两大类。 来达到 高频淬火；表面渗碳、氨化、
2 2 1/ 2
、 合理设计轴上零
(b) 套筒 ；(c) 端盖
；
中系数 随 扭矩 T 变化的性质而定。 当扭转 0.59 ;当扭转切应
。当其为脉动循环变应力时， 1.00 。
力为对称循环变应力时，
(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 ， max 是 a b ，强度最高的是 a b ，最大挠度 y max 是
6
螺纹退刀 槽，需要磨削的轴段应设
砂轮越程
部应有倒角。
(18) 当轴上的键槽多于一个时，应使各键槽位于 同一直线上 轴颈直径应符合 滚动轴承内孔 直径标准。
；与滚动轴承相配的
(19) 用弹性挡圈或紧定螺钉作轴向固定时，只能承受较 小 的轴向力。 (20) 按所受载荷的性质分类，车床的主轴是 轴 转轴 ，自行车的前轴是 。 固定心
(8) 采用表面强化如滚压、喷丸、碳氮共渗、渗氮、高频感应加热淬火等方法，可显著 提高轴的 C 。 B. 刚度 C. 疲劳强度 D. 耐冲击性能 C 。
A. 静强度
(9) 已知轴的受载简图如图 15-1 所示，则其弯矩图应是
1
图 15-1
图 15-2
(10) 某轴的合成弯矩图和转矩图如图 15-2 所示。设扭转切应力按对称循环变化，则最 大当量弯矩是 A. 224 D
a b。
7
(a)
(b) 图15-4
(28) 如图 15-5所示起重机卷筒的(a)、(b)、(c)、(d)四种万案，试分析比较: ① (a) 方案是心轴， (d) (c) 方案为转轴;② 从轴的应力看， (a) 方案受应力较小 ， (a) 方案
方案受应力较大;③ 从制造装配工艺来看， (a)
方案较好;④
一
选择题
(1) 增大轴肩过渡处的圆角半径，其优点是 A. 使零件的周向定位比较可靠 C. 使零件的轴向固定比较可靠 D 。
B. 使轴的加工方便 D. 降低应力集中，提高轴的疲劳强度 C 。
(2) 只承受弯矩的转动心轴，轴表面一固定点的弯曲应力是 A. 静应力 C. 对称循环变应力 (3) 转轴弯曲应力 b 的应力循环特性为 A. r = -1 B. r = 0 B. 脉动循环变应力 D. 非对称循环变应力 A 。
B. 按当量弯矩计算
(19) 增大轴在剖面过渡处的圆角半径，其优点是 A. 使零件的轴向定位比较可靠 C. 使零件的轴向固定比较可靠
B. 使轴的加工方便 D. 降低应力集中，提高轴的疲劳强度 C 。
(20) 按弯曲扭转合成计算轴的应力时，要引入系数 ，这是考虑 A. 轴上有键槽削弱轴的强度而引入的系数 B. 按第三理论合成正应力与切应力时的折合系数 C. 正应力与切应力的循环特性不同的系数
3
(21) 已知某轴上的最大弯矩为 200 N m ，转矩为 150 N m ，该轴为单向运转，频繁启 动，则计算弯矩(当量弯矩) M ca ，约为 A. 350 B. 219 B
N m。
C. 250 A D. 205 是不合理的。
(22) 为了提高轴的强度，在以下措施中， A. 钢轴改为铸铁轴 C. 轴表面硬化(渗碳) (23) 为了提高轴的刚度，在以下措施中， A. 加大阶梯轴各部分直径 C. 改变轴承之间的距离
B. 碳钢改为合金钢 D. 加大过渡圆角半径 B 是无效的。
B. 碳钢改为合金钢 D. 改变轴上零件位置 D 。
(24) 为了改变轴的自振频率，在下列措施中宜采用 A. 整体淬火 C. 加大阶梯轴过渡圆角
B. 改变碳钢轴为合金钢轴 D. 加大轴直径 C 。
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(25) 轴所受的载荷类型与载荷所产生的应力类型， A. 相同 B. 不相同