1、第十四章 轴题 141 简述轴的结构设计应满足的基本要求。指出图中结构设计的错误，在错误处标出序号，并按序号一一说明理由。题 141 图解题分析：轴的结构设计应满足的基本要求是：1轴及轴上零件应有确定的位置和可靠固定；2轴上零件应便于安装，折卸和调整；3轴应具有良好的加工工艺性；4力求受力合理，有利提高疲劳强度和刚度。解答：图中的主要错误分析（题解 14-1 图）题解 141 图1轴肩过高挡住了轴承内圈，轴承不便于折卸；2与齿轮相配合的轴的两边均有轴肩，齿轮无法安装；3键的顶面应与轮毂槽底面应有间隙，且轮毂槽应开通，轴上键槽处应有局部剖视； 4轴承不便于安装，此处应该有过渡轴肩；5此处的轮毂没
2、有确定的位置，且无轴向固定；6键过长，且两键不在同一方位，不便于加工；7轴端过长，轮毂无法进行轴向固定。题 142 根据图示卷筒轴的三种设计方案填写下表（表中轴的类型为按承载情况分）：方案 轴的类型 轴上应力 应力循环特性a b c 题 142 图解答：方案 轴的类型 轴上应力 应力循环特性a 转动心轴 弯曲应力 r 1b 转 轴 弯曲应力 ，扭剪应力r = 1，r = 0 (+1)c 固定心轴 弯曲应力 r = +1题 143 设计图示单级斜齿圆柱齿轮减速器低速轴的结构。已知齿轮相对于支承为对称布置，齿轮宽度 b2100 mm，轴承为 7308AC，两支承间的跨度L200mm，外伸端装有一个
3、半联轴器，孔的直径在 2535mm 之间，轴与孔的配合长度为 L60mm。解答：1、确定各段轴的直径：（1）与联轴器配合处的直径 d：选联轴器的型号为 82YA306CHL，半联轴器的孔径 d =28 mm，长圆柱形轴孔，孔长 L = 62 mm。（2）轴身处直径 d1：考虑半联轴器的定位和固定，应有一个定位轴肩，此段轴为外伸轴，其上装有 密封圈，应取相应的标准直径。所以取 d1 =35mm。（3）安装滚动轴承处轴颈直径 d2、 、 d6：为便于轴承安装， d1与 d2之间应有一非定位轴肩，轴肩高度一般为 13 mm，且轴颈直径必须满足滚动轴承孔径要求。因此选择 7308AC 轴承，内径为 4
4、0 mm，所以 d2 = d6 =40 mm。200 15060题14-3 图（4）安装齿轮处轴段直径 d3：为装配方便，并考虑强度要求，取直径d3=45 mm。（5）轴环直径 d4：为使齿轮定位可靠和承受轴向力，取 d4=55 mm，（6）轴肩直径 d5：考虑到轴承定位和拆卸方便，根据手册，查取 d5=50 mm。2各段轴的长度：其中轴径 d3和 d 段的长度应分别比与其配合的轮毂长度短 23mm，以便可靠定位，其它段长度应考虑零件与零件间的相互位置关系来确定。图中尺寸 A 应考虑箱体与箱外零件不发生干涉和装配、拆卸方便。3两键槽位置应在轴的同一母线上，键宽度应根据轴段 d3和 d 的直径来
5、确定。4轴的参考结构，如题解 14-3 图所示。题 144 有一带式输送机的双级斜齿圆柱齿轮减速器（如图 a 所示），功率由带轮输入。已知带传动为水平布置，V 带对轴的作用力为 FQ2300 N（与 F r1在同一平面，且方向与 Fr1 相同）。主动轮 1 的分度圆直径 d1120 题解14-3 图mm， Ft15000 N， Fr11800 N,F1=760 N。计算输入轴的支反力，画出轴的受力图，弯矩图、转矩图、当量弯矩图。解答： 1作轴的空间受力简图，见题解 14-4 图（b）-a)。2求水平面支反力，作水平面弯矩图，水平面受力见题解 14-4 图（b）-b）。（1）求水平面支反力 RH
6、1， RH2 ：（2） 求水平面弯矩 MHC，见题解 14-4 图（b）-c)。 mN 26083180HBC3求垂直面支反力，并作垂直平面弯矩图。垂直面受力，见题解 14-4 图（b）-d)。（1）求垂直面支反力 RVA， RVB（2）计算垂直面弯矩，绘制垂直面弯矩图，见题解 14-4 图（b）-e）。4.计算合成弯矩，作合成弯矩图，见题解 14-4 图（b）-f）。5.计算转矩，作转矩图，见题解 14-4 图（b）-g)。6.计算当量弯矩，作当量弯矩图，见题解 14-4 图（b）-h)。取 =0.6mN57.26.98.26031mN32 CVHCAMmNdFTt 3021.5021mN57.261803 mN35.17)06.(.)( 293 222CcaDcAaMTN372)8102( N37280603081 VArVBarARFQdmN230102315867980 QMdFRVAaCB
