機(jī)械設(shè)計(jì)復(fù)習(xí) 最終版11.doc

蝕。（五）受力分析題斜齒輪傳動(dòng)如圖所示（不計(jì)效率），試分析中間軸齒輪的受力，在嚙合點(diǎn)畫出各分力的方向。 如圖所示為三級(jí)展開式斜齒圓柱齒輪減速器傳動(dòng)布置方案，為了減小輪齒偏載，并使同一軸上的兩齒輪產(chǎn)生的軸向力能相互部分抵消，請(qǐng)指出該如何變動(dòng)傳動(dòng)的布置方案。3起重卷筒用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，如圖所示，試畫出：1）在位置B處嚙合時(shí)大齒輪兩個(gè)分力的方向。2）當(dāng)變換小齒輪安裝位置，使其在A、B、C各點(diǎn)嚙合時(shí)，哪個(gè)位置使卷筒軸軸承受力最小？（畫出必要的受力簡圖，并作定性分析）4如圖所示斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，齒輪1主動(dòng)，在圖中補(bǔ)上轉(zhuǎn)向和螺旋線方向，并畫出從動(dòng)輪2其他分力。當(dāng)轉(zhuǎn)向或螺旋線方向改變時(shí)，從動(dòng)輪2各分力的方向有何變化？5如圖所示為一兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，動(dòng)力由軸I輸入，軸輸出，齒輪4螺旋線方向及軸轉(zhuǎn)向如圖示，求：1）為使軸軸承所受軸向力最小，各齒輪的螺旋線方向。2）齒輪2、3所受各分力的方向。6如圖所示為二級(jí)減速器中齒輪的兩種不同的布置方案，試問哪種方案較為合理？為什么？答：第二個(gè)方案較合理（b） ,因?yàn)榇朔桨傅凝X輪布置形式使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形能減弱軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。蝸桿傳動(dòng):各分力的大小及其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下: 蝸桿切向力(圓周力)和蝸輪軸向力 蝸輪切向力(圓周力) 和蝸桿軸向力蝸輪徑向力和蝸桿徑向力式中, 、分別是蝸桿、蝸輪的轉(zhuǎn)矩；、分別是蝸桿、蝸輪的分度圓直徑；是蝸桿軸向壓力角；負(fù)號(hào)“-”表示力的方向相反。1)蝸桿、蝸輪各分力方向判斷 蝸桿傳動(dòng)中，蝸桿蝸輪的切向力、徑向力方向的判斷與外合齒輪傳動(dòng)的方法相同。即：2)切向力。蝸輪主動(dòng)時(shí)，對(duì)于蝸桿為阻力，在嚙合點(diǎn)與其蝸桿轉(zhuǎn)向相反；對(duì)于蝸輪為驅(qū)動(dòng)力，在嚙合點(diǎn)與其蝸輪轉(zhuǎn)向相同。3)徑向力。分別指向各自軸心。4)軸向力Fa。在蝸輪蝸桿的切向力確定之后，由作用力與反作用力關(guān)系就能相應(yīng)判斷蝸輪蝸桿的軸向力方向。 與斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)一樣，蝸桿傳動(dòng)也可以用左右手定則來確定主動(dòng)輪（一般為蝸桿）軸向力的方向，即：當(dāng)蝸桿主動(dòng)時(shí)，右旋用右手握蝸桿，左旋用左手握蝸桿；四指彎曲 (3)各分力方向的判斷 蝸桿傳動(dòng)中、蝸桿，蝸輪的切向力、徑向力方向的判斷與外嚙合齒輪傳動(dòng)的方法相同。 軸向力，在蝸桿和蝸輪的切向力、方向確定后。由作用力與反作用力關(guān)系，就能相應(yīng)判斷蝸輪、蝸桿的軸向力、方向。比如：已知蝸桿轉(zhuǎn)向，可確定蝸桿切向力方向，從而也可確定蝸輪的軸向力方向。反之，也可由蝸輪轉(zhuǎn)向，確定蝸輪切向力方向，從而確定蝸桿軸向力方向。 與斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)一樣，蝸桿傳動(dòng)也可以用“左、右手定則”來確定主動(dòng)輪（一般為蝸桿）軸向力。 需要強(qiáng)調(diào)的是：上述“左右手定則”僅適用于蝸桿主動(dòng)時(shí)。加入蝸桿不是主動(dòng)，而是蝸輪主動(dòng)，情況又如何？顯然，“左右手定則”不能適用于從動(dòng)蝸桿。但是，它卻仍能對(duì)主動(dòng)件蝸輪的軸向力作出判斷。于是，我們就可以總結(jié)出這樣的規(guī)律。1) “左、右手定則“ 無論對(duì)于斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)或是蝸桿傳動(dòng)都是同樣適用的。2)左右手定則只適用于主動(dòng)件。有時(shí)雖然已知蝸桿主動(dòng)，卻不知道其具體轉(zhuǎn)向，而只知道從動(dòng)件蝸輪在工作中的轉(zhuǎn)向，左右手定則也就不便直接應(yīng)用，只好由其他方法作出判斷。(4)蝸桿或蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷 在蝸桿傳動(dòng)的受力分析中，常常需要判斷蝸桿或蝸輪的轉(zhuǎn)向。對(duì)于零件未知轉(zhuǎn)向的判斷，往往需要全面掌握主從動(dòng)件切向力方向判斷，切向力與另一零件軸向力的關(guān)系，以及反映主動(dòng)件轉(zhuǎn)向，輪齒旋向和軸向力方向之間關(guān)系的“左右手定則”知識(shí)。6.圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算，主要為蝸輪齒面的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算和蝸輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。關(guān)于蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算，在不同教科書，公式的表述形式各不相同，一般只要求做到以下程度就可以了。1)對(duì)計(jì)算公式不要求進(jìn)行推到，但要熟悉公式中各符號(hào)和參數(shù)的含義及確定方法，并能夠正確地應(yīng)用公式。注意區(qū)別蝸桿傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算公式中的不同。2）注意區(qū)別蝸桿傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算公式中的不同，如：由于蝸桿傳動(dòng)效率較低，計(jì)算中已不能忽略其影響，故公式中轉(zhuǎn)矩用蝸輪轉(zhuǎn)矩，而非蝸桿轉(zhuǎn)矩；其次，由于強(qiáng)度計(jì)算只針對(duì)蝸輪進(jìn)行，故許用應(yīng)力、齒形系數(shù)等都應(yīng)取蝸輪的數(shù)據(jù)。3)注意公式中單位統(tǒng)一4)蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸桿一般與軸作成一體；蝸輪結(jié)構(gòu)形式多樣，為降低成本，減少有色金屬消耗，一般對(duì)采用組合式結(jié)構(gòu)。典型例題蝸桿傳動(dòng)的常見題型和齒輪傳動(dòng)相似，有時(shí)也與齒輪傳動(dòng)綜合起來考慮。包括概念類題型、主要參數(shù)及幾何計(jì)算和設(shè)計(jì)計(jì)算題等。例1：以標(biāo)準(zhǔn)阿基米德蝸桿傳動(dòng)，已知模數(shù)m=8mm，蝸桿頭數(shù)，傳動(dòng)比i=20，要求中心距a=200mm，試確定蝸桿和蝸輪的主要參數(shù)及幾何尺寸。解 ：例2 如圖所示為斜齒輪-蝸桿減速器，小齒輪由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)向如圖。已知：蝸輪右旋；電動(dòng)機(jī)功率P=4kW，轉(zhuǎn)速n=1450r/min, 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比; 蝸桿傳動(dòng)效率0.86，傳動(dòng)比，蝸桿頭數(shù)，模數(shù)m=10mm分度圓直徑，壓力角齒輪傳動(dòng)效率損失不計(jì)。試完成以下工作：1.使中間軸上所受軸向力部分抵消，確定各輪的旋向和回轉(zhuǎn)方向。2.求蝸桿嚙合點(diǎn)的各分力的大小，并在圖中畫出力的方向。解：1)各輪的旋向回轉(zhuǎn)方向以及蝸桿在嚙合點(diǎn)的各分力方向如圖所示所示。1) 蝸桿的轉(zhuǎn)矩與方向相反。解題要點(diǎn)：1. 根據(jù)蝸輪和蝸桿旋向相同規(guī)律可知，蝸輪右旋，蝸桿也右旋。2. 要使中間軸上蝸桿和大齒輪的軸向力部分抵消，需要兩個(gè)零件的軸向力相反。只有蝸桿和大齒輪的齒向相同時(shí)，由于兩者轉(zhuǎn)向相同，輪齒旋向相同，但一為從動(dòng)（大齒輪）、一為主動(dòng)（蝸桿），其軸向力才必然反向。進(jìn)而由大齒輪右旋，推定小齒輪必為左旋。3. 由已知小齒輪轉(zhuǎn)向，則大齒輪-蝸桿軸的轉(zhuǎn)向可以確定，即：與轉(zhuǎn)向相反。由蝸桿在嚙合中主動(dòng)輪，利用“左右手定則”（右手握蝸桿），即可判定蝸桿的軸向力方向。再由蝸輪切向力與蝸桿軸向力方向相反，可確定蝸輪切向力方向。進(jìn)而由蝸輪從動(dòng)，其切向力為驅(qū)動(dòng)力，可確定蝸輪轉(zhuǎn)向、蝸桿轉(zhuǎn)向。而由蝸桿主動(dòng)，其切向力是蝸桿運(yùn)動(dòng)的工作阻力，可確定蝸桿切向力方向（方向在嚙合點(diǎn)與蝸桿3轉(zhuǎn)向相反）。4. 注意將各分力畫在相應(yīng)嚙合點(diǎn)上。尤其要注意不要把軸向力直接畫在零件的軸線上。此外，還應(yīng)掌握正確地表達(dá)空間受力簡圖。例3：如圖所示為一斜齒輪-雙頭蝸桿傳動(dòng)的手搖起重裝置。已知：手柄半徑R=100毫米，卷筒直徑D=200mm，齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，蝸桿的模數(shù)m=5mm，直徑系數(shù)q=10，蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比，蝸桿副的當(dāng)量摩擦因數(shù)，作用在手柄上的力F=200N，如果強(qiáng)度足夠，試分析：當(dāng)手柄按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，重物勻速上升時(shí)，能提升的重物為多重？當(dāng)升起后松開手時(shí)，重物能否自行下落？齒輪傳動(dòng)功率損失和軸承損失不計(jì)。解：解題要點(diǎn)： 小齒輪主動(dòng)，動(dòng)力由此輸入，蝸輪是動(dòng)力輸出端。輸入輸出轉(zhuǎn)矩之比，與轉(zhuǎn)動(dòng)比和效率有關(guān)。軸承及齒輪傳動(dòng)的效率較高，可忽略其影響，故功率損失主要取決于蝸桿副的嚙合效率。勻速提升過程中，蝸桿輸出轉(zhuǎn)矩為重物所產(chǎn)生的阻力矩。習(xí)題（一）填空1. 蝸桿傳動(dòng)中，常見的失效形式有 膠合、磨損和點(diǎn)蝕 ，通常先發(fā)生在 蝸輪上。設(shè)計(jì)中?？赏ㄟ^ 選用減磨材料、耐磨材料、 改善潤滑條件等 來減輕。2. 蝸桿傳動(dòng)參數(shù)中，蝸桿分度圓直徑和模數(shù)應(yīng)取 標(biāo)準(zhǔn)值 ；蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)應(yīng)取 整數(shù) ；蝸桿螺旋升角應(yīng)取 精確計(jì)算值 。3. 蝸桿常用材料為 鋼 ，蝸輪常用材料為 銅合金 ；這樣選取主要考慮配對(duì)材料應(yīng)該具有 一定強(qiáng)度 和 較好的抗膠合、抗磨損性能 。4. 單頭蝸桿和多頭蝸桿相比，其主要特點(diǎn)為： 結(jié)構(gòu)緊湊 ， 容易實(shí)現(xiàn)反行程自鎖 ， 加工方便 ， 效率低 。5. 為了降低成本同時(shí)具有較好的減磨性和耐磨性，蝸輪的結(jié)構(gòu)形式多采用 組合式 ，輪緣材料選用 銅合金 ，輪轂材料選用 鑄鐵 。6. 蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算中，只計(jì)算的 蝸輪 強(qiáng)度，原因?yàn)?蝸輪材料若于蝸桿材料 。（二）選擇題1. 蝸桿傳動(dòng)中， 關(guān)系不成立。A、 B、 C、 D、2. 通常蝸輪齒數(shù)不應(yīng)少于 。A、17 B、14 C、27 D、283. 蝸桿傳動(dòng)的變位是 。A、蝸桿變、蝸輪不變 B、蝸桿不變、蝸輪變 C、蝸桿變、蝸輪都變 4. 蝸桿傳動(dòng)中的主剖面是指 。A、蝸輪的端面 B、過蝸輪軸線，垂直蝸桿軸線的平面C、過蝸桿曲線，垂直蝸輪軸線的平面。5. 阿基米德蝸桿傳動(dòng)在主剖面內(nèi)的特點(diǎn) 。A、相當(dāng)于齒輪齒條嚙合，易磨損 B、相當(dāng)于齒輪齒條嚙合，易車削C、相當(dāng)于兩齒輪嚙合，易銑削（三）問答題1. 與齒輪傳動(dòng)相比，蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)是什么？常用于什么場(chǎng)合？2. 蝸桿傳動(dòng)可分為哪幾種類型？有何特點(diǎn)？3. 什么是蝸桿的直徑系數(shù)？在何種條件下，它的取值可以不受限制？4. 在蝸桿傳動(dòng)中選擇蝸桿的頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)時(shí)如何考慮？5. 蝸輪輪齒的彎曲強(qiáng)度與斜齒輪相比哪個(gè)高？6. 為什么閉式蝸桿傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？7. 蝸桿的頭數(shù)及導(dǎo)程角對(duì)傳動(dòng)的嚙合效率有何影響？8. 試證明具有反行程自鎖性能的蝸桿傳動(dòng)的效率（四）受力分析1.如圖所示的傳動(dòng)系統(tǒng)，1、2為直齒錐齒輪，3、5為蝸桿，4、6為蝸輪，設(shè)錐齒輪1為主動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖。試確定：1) 要求各軸上所受軸向力部分抵消，確定各輪的回轉(zhuǎn)方向和各蝸桿、蝸輪的輪齒旋向。2) 畫出各輪的軸向分力的方向和蝸桿3在嚙合點(diǎn)出的三個(gè)分力的方向。2.如圖所示為由錐齒輪、斜齒輪和蝸桿傳動(dòng)組成的三級(jí)減速器，軸I由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)向如圖所示1) 為使軸II和軸III上所受的軸向力相互抵消一部分，判斷斜齒輪3、斜齒輪、蝸桿5和蝸輪6的旋向，并標(biāo)注在圖上。2) 在圖中標(biāo)出蝸桿轉(zhuǎn)向和蝸輪轉(zhuǎn)向。3) 將蝸桿5所受各分力（Fr5、Fa5、Ft5）在嚙合點(diǎn)處畫出。（五）計(jì)算題1.用于分度機(jī)構(gòu)的普通圓柱蝸桿傳動(dòng)，要求傳動(dòng)比為45，蝸輪分度圓直徑約為110mm，試選配蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)：蝸桿頭數(shù)、蝸輪齒數(shù)、模數(shù)、蝸桿分度圓直徑和蝸桿的導(dǎo)程角。2.一普通圓柱蝸桿傳動(dòng)，要求中心距a=160mm，傳動(dòng)比30，蝸輪用標(biāo)準(zhǔn)滾刀加工。試為其選配適合的參數(shù),m, 及。鏈傳動(dòng):習(xí)題（一）填空1. 鏈傳動(dòng)的主要類型有 套筒滾子鏈 ， 齒形鏈 。2. 工作中，鏈節(jié)作著 周期性速度 的變化；從而給鏈傳動(dòng)帶來速度不均勻性和有規(guī)律的震動(dòng)。3. 滾子鏈傳動(dòng)的主要失效形式有 元件疲勞 ， 磨損后脫鏈或跳齒 、 膠合 、 沖擊破裂 ， 靜力拉斷 、 鏈輪磨損 。4. 鏈輪的轉(zhuǎn)速n越 高 ，齒數(shù)z越 少 ，鏈節(jié)距P越 大 ，則鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷也越 大 ，工作平穩(wěn)性越差。5. 采用 較小的 鏈節(jié)距p和 較多的 鏈輪齒數(shù)z是減少動(dòng)載荷和提高滾子鏈傳動(dòng)工作平穩(wěn)性的主要方法。（二）選擇題1. 鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比為 A 。鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比為 B 。A、常數(shù); B、非常數(shù); 2. 鏈傳動(dòng)的鏈節(jié)數(shù)是 A 。A、偶數(shù) B、奇數(shù) C、質(zhì)數(shù)3. 鏈輪齒數(shù)不宜過少，否則 A 。A、運(yùn)動(dòng)的不均勻性更趨嚴(yán)重 B、鏈條磨損后易脫落4. 一般推薦鏈輪的最大齒數(shù)為zmax=120，這是從減少 B 考慮的。A、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性 B、鏈在磨損后容易引起拖鏈5. 通常張緊輪應(yīng)裝在靠近 A 上。A、主動(dòng)輪的松邊; A、主動(dòng)輪的緊邊; C、從動(dòng)輪的松邊; D、從動(dòng)輪的緊邊;6. 多排鏈的排數(shù)一般不超過 A 。A、3、4 B、5、6 C、7、87. 鏈傳動(dòng)最適宜的中心距為 B 。A、20p30p; B、30p50p; C、50p80p; 8. 與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)工作中的壓軸力 B 。A、較大 B、較小 C、大體相當(dāng)9. 在同時(shí)包含鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)中，應(yīng)將 B 至于系統(tǒng)的高速級(jí)。A、鏈傳動(dòng) B、帶傳動(dòng)10. 鏈輪的z最小取 B ， z最大取 E 。A、6 B、9 C、17 D、80 E、120 F、150軸:例8-1 指出圖所示軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，并予以改正。 解：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的主要問題： 1) 軸的兩端一般應(yīng)畫出倒角。 2) 齒輪未作軸向和周向固定。 3) 右軸頭用于固定半聯(lián)軸器的軸端擋圈使用不當(dāng)。 4) 軸與齒輪及右軸承的非工作配合面過長，致使軸上零件的裝、拆不便。 5) 左軸承內(nèi)座圈右側(cè)的定位軸肩過高，致使軸承得不到合力拆卸。 改進(jìn)后的軸，其合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如上右圖所示。 例2：普通單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的輸入軸，通過彈性聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)相聯(lián)，已知齒輪在軸上對(duì)稱布置，距兩軸承支點(diǎn)的計(jì)算距離均為100mm，齒輪的分度圓半徑為40mm。齒輪工作中所受各分力的大小分別為：，。當(dāng)軸線水平、左端外伸、嚙合點(diǎn)在齒輪的上方時(shí)，則齒輪的圓周力方向指向紙外、軸向力指向右方。試依次畫出軸的空間受力圖及垂直面、水平面受力圖，并求解支反力。解 1) 軸的空間受力簡圖如圖a所示； 2) 垂直面受力圖如圖b，反力 3) 水平面受力圖如圖c，支反力 、計(jì)算結(jié)果均為正值，表明其方向設(shè)定無誤。習(xí)題8（一）判斷題1重要或受力較大的軸，選用合金鋼的理由是因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)力集中的敏感度低。 （）2軸的強(qiáng)度計(jì)算中，按許用切應(yīng)力計(jì)算的方法適用于轉(zhuǎn)軸的校核計(jì)算。 （）3當(dāng)其余條件相同時(shí)，具有相同橫截面面積的空心軸比實(shí)心軸的剛度大。 （）4可以用改變支點(diǎn)位置和改善軸的表面品質(zhì)的方法來提高軸的強(qiáng)度。 （）5為了減小應(yīng)力集中，在軸的直徑變化處應(yīng)盡可能采用較大的過渡圓角半徑。 （）6彈性擋圈的軸向固定方式，結(jié)構(gòu)簡單，適用于軸向力較大的場(chǎng)合。 （）（二）填空題 1工作中，既受彎矩又受轉(zhuǎn)矩作用的軸，稱為 轉(zhuǎn)軸 ；只受彎矩不受轉(zhuǎn)矩作用的軸稱為 心軸 。2為提高軸的剛度，可以采用 加大軸徑 、 采用彈性模量大的材料 、 采用空心軸 等方法。3軸的圓柱面通?？刹捎?車削、磨削 加工方法獲得，軸上的鍵槽通常則采用 銑削 加工方法獲得。4采用當(dāng)量彎矩法進(jìn)行軸的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，公式中是 當(dāng)量彎矩 ，是根據(jù) 轉(zhuǎn)矩性質(zhì) 而定的應(yīng)力校正系數(shù)。5在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，根據(jù)功能通?？蓪⑤S肩區(qū)分為 定位 軸肩和 工藝 軸肩。6軸的毛坯一般采用 圓鋼或鍛造 ， 鑄造 毛坯的品質(zhì)不易保證。7同一軸上不同軸向位置有多個(gè)平鍵鍵槽時(shí)，鍵槽應(yīng)布置在 同一條母線上 ；同一軸向位置的兩平鍵鍵槽應(yīng) 相差180度 布置。8軸上零件的軸向固定可以采用 軸肩 、 套筒 等方法；周向固定可以采用 鍵 、 銷釘 等方法。9為了提高軸的疲勞強(qiáng)度，可以改善其表面品質(zhì)，常用的方法有： 降低表面粗糙度 、 采用表面強(qiáng)化 等。（三）選擇題1根據(jù)軸在工作中承載情況分類，車床主軸為 A ，自行車前輪軸為 C 。 A轉(zhuǎn)軸 B傳動(dòng)軸 C心軸2已知某減速器的輸出軸，軸上傳動(dòng)件為斜齒輪，那么這個(gè)斜齒輪的軸向力將對(duì)軸產(chǎn)生 B ，切向力將對(duì)軸產(chǎn)生 C 。 A轉(zhuǎn)矩 B彎矩 C轉(zhuǎn)矩和彎矩3軸的剛度不夠時(shí)，可以采用 B 來提高軸的剛度。 A將碳素鋼材料換成合金鋼 B采用同質(zhì)量的空心軸 C減小軸徑（四）問答題 1軸按受載情況分類有哪些形式？自行車的中軸和后輪軸各屬于何種軸？ 2為什么常用軸多呈階梯形？ 3常見的零件在軸上軸向和周向固定的方法有哪些？ 4軸的常用材料有哪些？為什么不能用合金鋼代替碳素鋼來提高軸的剛度？ 5與滾動(dòng)軸承和聯(lián)軸器配合處的軸徑應(yīng)如何選取？ 6當(dāng)量彎矩計(jì)算公式中，系數(shù)的含義是什么？如何確定？ 7軸類零件設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些方面的問題，基本設(shè)計(jì)步驟如何？ 8如所示為某傳動(dòng)系統(tǒng)的兩種不同布置方案的比較。若傳遞功率和各傳動(dòng)件的尺寸參數(shù)等完全相同，則分別按強(qiáng)度條件計(jì)算其減速器主動(dòng)軸的直徑尺寸，其結(jié)果是否相同？9軸的強(qiáng)度計(jì)算中，若軸上開有鍵槽，則在確定軸徑尺寸時(shí)該如何考慮？10從軸的結(jié)構(gòu)工藝性考慮，同一軸上不同軸向位置的鍵槽，一般怎樣設(shè)計(jì)比較合理？11在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如何考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性？滾動(dòng)軸承:例1 錐齒輪減速器主動(dòng)軸采用一對(duì)30206圓錐滾子軸承如圖,已知錐齒輪平均模數(shù)mm=3.6mm，齒數(shù)z=20，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，輪齒上的三個(gè)分力，F(xiàn)T=1300N，F(xiàn)R=400N，F(xiàn)A=250N，軸承工作時(shí)受有中等沖擊載荷（可取沖擊載荷系數(shù)），工作溫度低于1000C，要求使用壽命不低于12000h，試校驗(yàn)軸承是否合用。（注：30206，派生軸向力，e=0.37。當(dāng)，X=0.4，Y=1.6；當(dāng)，X=1，Y=0。基本額定動(dòng)載荷Cr=43.2103N。）解：（1）計(jì)算滾動(dòng)軸承上的徑向載荷、此題沒有直接給出滾動(dòng)軸承上的載荷，因此需通過軸系的受力分析求出軸承上的載荷。軸系的載荷是錐齒輪上的三個(gè)分力，求支反力時(shí)要分平面，且徑向力與軸向力在一個(gè)平面里。1）錐齒輪平均半徑rm2）水平面支反力，如下圖所示。N=650N3）垂直面支反力N=87.5N4）軸承上的徑向載荷軸承1 軸承2 （2）計(jì)算軸承上的軸向載荷、滾動(dòng)軸承的配置為背對(duì)背，派生軸向力的方向如圖所示。2）計(jì)算軸向載荷可以判斷軸承1為壓緊端，軸承2為放松端。于是（3）計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷、因e=0.37，則，則取（4）計(jì)算軸承的壽命計(jì)算結(jié)果表明，所選軸承符合要求。例2：如圖所示為渦輪軸系的結(jié)構(gòu)圖，已知渦輪軸上的軸承采用脂潤滑，外伸端裝有半聯(lián)軸器。試指出圖中的錯(cuò)誤，并指出其正確結(jié)構(gòu)圖。解 該軸系存在的錯(cuò)誤如圖所示。（1）軸上定位零件的定位及固定圖中1：安裝蝸輪的軸頭長度應(yīng)小于輪轂寬度，以使蝸輪得到可靠的軸向定位。（2）裝拆與調(diào)整圖中2：軸承端蓋與機(jī)體之間無調(diào)整墊片，無法調(diào)整軸承間隙。圖中3：左軸承內(nèi)側(cè)軸肩過高無法拆卸。圖中4：與右軸承配合處的軸頸過長，軸缺少臺(tái)階，軸承拆裝不方便。圖中5：整體式箱體不便軸系的拆裝。（3）轉(zhuǎn)動(dòng)件與靜止件的關(guān)系圖中6：聯(lián)軸器為轉(zhuǎn)動(dòng)件，不能用端蓋作軸向固定，應(yīng)用軸肩定位。圖中7：軸與右軸承蓋（透蓋）不應(yīng)接觸。（4）零件的結(jié)構(gòu)工藝性圖中8：為便于加工，軸上安裝蝸輪處的鍵槽應(yīng)與安裝聯(lián)軸器處的鍵槽開在同一母線上。圖中9：聯(lián)軸器上的鍵槽與鍵之間應(yīng)留有間隙。圖中10：箱體端面的加工面積過大，應(yīng)起軸承凸臺(tái)。（5）潤滑與密封圖中11：軸與軸承透蓋之間缺少密封裝置。圖中12：軸承與蝸輪的潤滑介質(zhì)不同，應(yīng)在軸承孔與箱體之間加密封裝置。改正后的軸系結(jié)構(gòu)圖如右上圖所示。習(xí)題（一）選擇題1與滑動(dòng)軸承相比，以下滾動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)中，_的觀點(diǎn)有錯(cuò)誤。A內(nèi)部間隙小，旋轉(zhuǎn)精度高B在軸頸尺寸相同時(shí)，滾動(dòng)軸承寬度比滑動(dòng)軸承小，可減小機(jī)器的軸向尺寸。C滾動(dòng)摩擦遠(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦，因此摩擦功率損失小，發(fā)熱量小，特別適合在高速情況下使用。D由于摩擦功率損失小，則滾動(dòng)軸承的潤滑油耗量少，維護(hù)簡單，與滑動(dòng)軸承相比，維護(hù)費(fèi)可節(jié)約30%2滾動(dòng)軸承套圈與滾動(dòng)體常用材料為_。A20Cr B40Cr CGCr15 D20CrMnTi3以下材料中，_不適用做滾動(dòng)軸承保持架。A塑料 B軟鋼 C銅合金 D合金鋼淬火4推力球軸承不適于高轉(zhuǎn)速，這是因?yàn)楦咚贂r(shí)_，從而使軸承壽命嚴(yán)重下降。A沖擊過大 B滾動(dòng)體離心力過大C滾動(dòng)阻力大 D圓周線速度過大5下列各類滾動(dòng)軸承中，除主要承受徑向載荷外，還能承受不大的雙向軸向載荷的是_。A深溝球軸承 B角接觸軸承C圓柱滾子軸承 D圓錐滾子軸承6_軸承能很好地承受徑向載荷與單向軸向載荷的綜合作用。A深溝球軸承 B角接觸軸承C推力球軸承 D圓柱滾子軸承7角接觸軸承所能承受軸向載荷的能力取決于_。A軸承的寬度 B接觸角的大小C軸承精度 D滾動(dòng)體的數(shù)目8在下列四種軸承中，_必須成對(duì)使用。A深溝球軸承 B圓錐滾子軸承C推力球軸承 D圓柱滾子軸承9潤滑條件相同時(shí)，以下四種精度和內(nèi)徑相同的滾動(dòng)軸承中_的極限轉(zhuǎn)速最高。A深溝球軸承 B圓錐滾子軸承C推力球軸承 D圓柱滾子軸承10有一根只用來傳遞轉(zhuǎn)矩的軸用三個(gè)支點(diǎn)支承在水泥基礎(chǔ)上，它的三個(gè)支點(diǎn)的軸承應(yīng)選用_。A深溝球軸承 B調(diào)心滾子軸承C圓錐滾子軸承 D圓柱滾子軸承11中速旋轉(zhuǎn)正常潤滑的滾動(dòng)軸承的主要失效形式是_。A滾動(dòng)體破碎 B滾道壓壞C滾道磨損 D滾動(dòng)體與滾道產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕12作用在滾動(dòng)軸承上的徑向力在滾動(dòng)體之間的分配是_。A在所有滾動(dòng)體上受力相等B在一半滾動(dòng)體上受力相等C在某一確定數(shù)目的滾動(dòng)體上受力相等D受力不等，并且總有一個(gè)滾動(dòng)體受力最大13在同樣載荷和同樣的工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的同一批生產(chǎn)的同型號(hào)的滾動(dòng)軸承，它們的壽命一般_。A相同 B不相同C90%軸承相同 D10%軸承相同14一批相同的滾動(dòng)軸承，當(dāng)量靜載荷等于基本額定靜載荷時(shí)，受力最大的滾動(dòng)體與滾道之間接觸應(yīng)力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的概率為_%。A10 B50 C. 90 D10015_可以提高滾動(dòng)軸承的極限轉(zhuǎn)速。A較小軸承間隙 B用滾子軸承取代球軸承C改善潤滑及冷卻條件 D降低軸承精度16當(dāng)滾動(dòng)軸承的疲勞壽命可靠度提高時(shí)，其額定靜載荷_。A增大 B減小 C不變 D不一定17某深溝球軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷增大一倍，其他條件不變，則壽命降低到原壽命的_。A1/2 A1/4 C1/8 A1/1618直齒輪軸系由一對(duì)圓錐滾子軸承支承，軸承徑向反力，則軸承的軸向力_。A B C D19有一調(diào)心滾子軸承數(shù)據(jù)如下：C=45.3KN, Co=39.9KN,徑向載荷Fr=45000N，轉(zhuǎn)速n=10r/min，要求工作壽命1500h，載荷系數(shù)fP=1，溫度系數(shù)ft=1，安全系數(shù)S0=1，經(jīng)計(jì)算表明該軸承_。A壽命滿足要求，靜強(qiáng)度不滿足要求B壽命不滿足要求，靜強(qiáng)度滿足要求C壽命和靜強(qiáng)度都滿足要求D壽命和靜強(qiáng)度都不滿足要求20同一根軸的兩端支承，雖然承受載荷不等，但常采用一對(duì)相同型號(hào)的滾動(dòng)軸承，這是因?yàn)槌齙以外的下述其余三點(diǎn)理由。A采用同型號(hào)的一對(duì)軸承，采購方便B安裝軸承的兩軸承孔直徑相同，加工方便C安裝軸承的兩軸頸直徑相同，加工方便D一次鏜孔能保證兩軸承中心線的同軸度，有利于軸承正常工作21滾動(dòng)軸承在安裝過程中應(yīng)留有一定軸向間隙，目的是為了_。A裝配方便 B拆卸方便 C散熱 D受熱后軸可以自由伸長22設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承組合時(shí)，對(duì)支承跨距很長、溫度變化很大的軸，考慮軸受熱后有很大的伸長量，應(yīng)_。A將一支點(diǎn)上的軸承設(shè)計(jì)成可移動(dòng)的 B采用內(nèi)部間隙可調(diào)整的軸承（如圓錐滾子軸承，角接觸軸承）C軸頸與軸承內(nèi)圈采用很松的配合D軸系采用兩端單項(xiàng)固定的結(jié)構(gòu)23滾動(dòng)軸承與軸和外殼孔的配為_。A內(nèi)圈與軸為基孔制，外圈與孔為基軸制B內(nèi)圈與軸為基軸制，外圈與孔為基孔制C都是基孔制D都是基軸制24下列軸承中，_軸承不能作為軸向預(yù)緊軸承使用。A推力球 B圓柱滾子 C角接觸 D圓錐滾子25滾動(dòng)軸承軸向預(yù)緊措施主要用在_。A精密機(jī)床主軸中 B高速旋狀機(jī)械主軸中C大型重載機(jī)械中 D沖擊振動(dòng)嚴(yán)重的機(jī)械中26對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行密封，不能起到_的作用。A防止外界灰塵、污物侵入 B防止外界水氣侵入C阻止軸承內(nèi)潤滑劑外流 D減輕運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲（二）問答題1為什么現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中大多數(shù)采用滾動(dòng)軸承而不是滑動(dòng)軸承.2滾動(dòng)軸承類型選擇應(yīng)主要考慮哪些因素？3滾動(dòng)軸承的主要失效形式有哪些？其相應(yīng)設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則是什么？舉出適用實(shí)例。4試述滾動(dòng)軸承的壽命與基本額定壽命的區(qū)別。某軸承實(shí)際使用壽命低于其計(jì)算的基本額定壽命，試解釋其原因。5何謂滾動(dòng)軸承基本額定動(dòng)載荷？何謂當(dāng)量動(dòng)載荷？它們有何區(qū)別？當(dāng)量動(dòng)載荷超過額定動(dòng)載荷時(shí)，該軸承是否可用？6何謂滾動(dòng)軸承基本額定靜載荷？滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度條件是什么？7基本額定動(dòng)載荷與基本額定靜載荷本質(zhì)上有何不同？8深溝球軸承和角接觸球軸承，在工作中受到較小的的軸向外載荷作用時(shí)，反而對(duì)其壽命有利，為什么?9角接觸球軸承和圓錐滾子軸承派生軸向力產(chǎn)生的原因是什么？10在向心角接觸軸承中，派生軸向力的產(chǎn)生與接觸角有關(guān)，而深溝球軸承受到軸向載荷作用時(shí)也會(huì)形成一定的接觸角，為什么計(jì)算時(shí)不考慮派生軸向力呢？11常見軸系的軸向固定方式有哪三種基本形式？各有什么特點(diǎn)？12滾動(dòng)軸承的內(nèi)、外圈的固定與鎖緊方式有哪些？13為什么角接觸球軸承和圓錐滾子軸承往往成對(duì)使用且“面對(duì)面”與“背對(duì)背”配置？14角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的面對(duì)面”與“背對(duì)背”配置各有什么特點(diǎn)？分別適用于什么場(chǎng)合？15滾動(dòng)軸承預(yù)緊的