东北石油大学机械设计复习材料第十五章 轴

第十五章 轴

1.一般的轴都需要具有足够的 强度 ，合理的 结构形式和尺寸 和良好的 工艺性能 ，这就是轴设计的基本要求。

2.一般轴多呈阶梯形，主要是为了 易于轴上零件的装配和定位 。

3.根据承受载荷性质的不同，轴分为 传动轴 、 心轴 、 转轴 。

4.轴结构设计的目的是 使轴的各部分具有合理的形状和尺寸 。

5、为了保证轴承内圈与轴肩端面的良好接触，轴上零件的圆角半径R 与轴肩处的圆角半径r 应有 C 。

A 、R r <

B 、R r =

C 、R r >

6.在轴的分类中，只能传递扭矩的轴叫 D ，即能承受扭矩又能承受弯矩的轴叫 A 。

A 、转轴

B 、支承轴

C 、心轴

D 、传动轴

7.转轴设计成阶梯形的主要目的是 C 。

A 、提高刚度

B 、便于加工

C 、便于零件的装拆与定位

D 、提高疲劳强度

轴系结构设计

8.试对图中轴的结构不合理的地方作简要说明，并画出改进后的结构图。

1-缺少垫片 2-轴肩过高 3-键太长 4-轴的长度大于轮毂的长度 5-套筒定位置经过达6-轴承拆装工艺不好 7-缺少垫片 8-缺少密封圈

11.按图示要求，绘制出合理的轴系结构，不要求严格按比例作图

12. 如题13-1图所示为一台起重机的起重机构。试分析轴Ⅰ~轴Ⅴ的工作情况并将其按载荷性质进行分类（轴的自重可忽略不计）。

II III

IV

题13-1图

解：

Ⅰ轴为联轴器中的浮动轴，工作时主要受转矩作用，由于安装误差产生的弯扭很小，故Ⅰ轴为传动轴。

Ⅱ轴、Ⅲ轴、Ⅳ轴皆为齿轮箱中的齿轮轴，工作时既要传递扭矩，还要承受弯矩作用，故为转轴。

Ⅴ轴为支承卷筒的卷筒轴，它用键与卷筒周向联结与卷筒一齐转动，承受弯矩作用，为转动心轴。

13．利用公式d ≥3

n P C ，估算轴的直径时，d 是转轴上的哪一个直径？系数C 与什么有关？如何选择？

解：利用公式d ≥C 3n

p ，估算轴的直径d 是转轴上受扭段的最小直径，系数C 由于轴的材料和承载情况的确定，根据轴的材料查表13-2可确定C 值的范围，因为用降低许用应力的方法来考虑弯矩的影响，所以当弯矩相对于扭矩较小时或只受扭矩时，C 取值较小值如减速箱中的低速轴可取较小值，反之取较大值，如高速轴取较大值。

14. 进行轴的结构设计时，应考虑哪些问题？

解：进行轴的结构设计时，应考虑：1）轴和轴上零件要有确定的轴向工作位置及恰当的轴向固定，2）轴应便于加工，轴上零件要易于装拆，3）轴的受力要合理并尽量减小应力集中等。

15.当量弯矩()22T M M e α+=公式中，系数α的意义是什么？大小如何确定？

解：当量弯矩M e =22）

（T M α+公式中，系数α为根据扭矩性质而定的折算系数。由于一般转轴弯曲应力为对称循环变应力，而扭矩产生的切应力的循环特性往往与弯曲应力不同，为考虑两者循环特性不同的影响，在计算轴的当量应力时，按扭矩性质不同对扭矩乘以折算系数α。对于不变的扭矩α=[σ-1b ]/[σ+1b ]≈0.3。对于一般单向转动的轴或设计要求不指明性质的轴可认为受脉动扭矩，则α=[σ-1b ]/[σ0b ]≈0.6。对于正反转，启制动频繁的轴认为受对称扭矩则α=1。