機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題集第十六章軸

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軸題11－1簡(jiǎn)述軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求。指出圖中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤,在錯(cuò)誤處標(biāo)出序號(hào),并按序號(hào)一一說(shuō)明理由。

題11－1圖解題分析：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求是：1．軸及軸上零件應(yīng)有確定的位置和可靠固定；2．軸上零件應(yīng)便于安裝,折卸和調(diào)整；3．軸應(yīng)具有良好的加工工藝性；4．力求受力合理,有利提高疲勞強(qiáng)度和剛度。解答：圖中的主要錯(cuò)誤分析〔題解11-1圖

題解14－1圖1．軸肩過(guò)高擋住了軸承內(nèi)圈,軸承不便于折卸；2．與齒輪相配合的軸的兩邊均有軸肩,齒輪無(wú)法安裝；3．鍵的頂面應(yīng)與輪轂槽底面應(yīng)有間隙,且輪轂槽應(yīng)開(kāi)通,軸上鍵槽處應(yīng)有局部剖視；4．軸承不便于安裝,此處應(yīng)該有過(guò)渡軸肩；5．此處的輪轂沒(méi)有確定的位置,且無(wú)軸向固定；6．鍵過(guò)長(zhǎng),且兩鍵不在同一方位,不便于加工；7．軸端過(guò)長(zhǎng),輪轂無(wú)法進(jìn)行軸向固定。題11－2根據(jù)圖示卷筒軸的三種設(shè)計(jì)方案填寫下表〔表中軸的類型為按承載情況分：方案軸的類型軸上應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)特性a

b

c

題11－2圖解答：方案軸的類型軸上應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)特性a轉(zhuǎn)動(dòng)心軸彎曲應(yīng)力σr＝－1b轉(zhuǎn)

軸彎曲應(yīng)力σ,扭剪應(yīng)力τr=－1,r=0

<+1>c固定心軸彎曲應(yīng)力σr=+1題11－3設(shè)計(jì)圖示單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器低速軸的結(jié)構(gòu)。已知齒輪相對(duì)于支承為對(duì)稱布置,齒輪寬度b2＝100mm,軸承為7308AC,兩支承間的跨度L＝200mm,外伸端裝有一個(gè)半聯(lián)軸器,孔的直徑在25～35mm之間,軸與孔的配合長(zhǎng)度為L(zhǎng)′＝60mm。20015060題20015060題11-3圖〔1與聯(lián)軸器配合處的直徑d：選聯(lián)軸器的型號(hào)為,半聯(lián)軸器的孔徑d=28mm,長(zhǎng)圓柱形軸孔,孔長(zhǎng)L=62mm?！?軸身處直徑d1：考慮半聯(lián)軸器的定位和固定,應(yīng)有一個(gè)定位軸肩,此段軸為外伸軸,其上裝有密封圈,應(yīng)取相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)直徑。所以取d1=35mm?！?安裝滾動(dòng)軸承處軸頸直徑d2、、d6：為便于軸承安裝,d1與d2之間應(yīng)有一非定位軸肩,軸肩高度一般為1～3mm,且軸頸直徑必須滿足滾動(dòng)軸承孔徑要求。因此選擇7308AC軸承,內(nèi)徑為40mm,所以d2=d6=40mm?！?安裝齒輪處軸段直徑d3：為裝配方便,并考慮強(qiáng)度要求,取直徑d3=45mm。〔5軸環(huán)直徑d4：為使齒輪定位可靠和承受軸向力,取d4=55mm,〔6軸肩直徑d5：考慮到軸承定位和拆卸方便,根據(jù)手冊(cè),查取d5=50mm。2．各段軸的長(zhǎng)度：其中軸徑d3和d段的長(zhǎng)度應(yīng)分別比與其配合的輪轂長(zhǎng)度短2～3mm,以便可靠定位,其它段長(zhǎng)度應(yīng)考慮零件與零件間的相互位置關(guān)系來(lái)確定。圖中尺寸A應(yīng)考慮箱體與箱外零件不發(fā)生干涉和裝配、拆卸方便。3．兩鍵槽位置應(yīng)在軸的同一母線上,鍵寬度應(yīng)根據(jù)軸段d3和d的直徑來(lái)確定。4．軸的參考結(jié)構(gòu),如題解14-3圖所示。題解題解11-3圖題11－4有一帶式輸送機(jī)的雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器〔如圖a所示,功率由帶輪輸入。已知帶傳動(dòng)為水平布置,V帶對(duì)軸的作用力為FQ＝2300N〔與Fr1在同一平面,且方向與Fr1相同。主動(dòng)輪1的分度圓直徑d1＝120mm,Ft1＝5000N,Fr1＝1800N,Fɑ1=760N。計(jì)算輸入軸的支反力,畫(huà)出軸的受力圖,彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖、當(dāng)量彎矩圖。解答：1．作軸的空間受力簡(jiǎn)圖,見(jiàn)題解14-4圖〔b-a>。2．求水平面支反力,作水平面彎矩圖,水平面受力見(jiàn)題解14-4圖〔b-b?！?求水平面支反力RH1,RH2：〔2求水平面彎矩MHC,見(jiàn)題解14-4圖〔b-c>。

3．求垂直面支反力,并作垂直平面彎矩圖。垂直面受力,見(jiàn)題解14-4圖〔b-d>。〔1求垂直面支反力RVA,RVB〔2計(jì)算垂直面彎矩,繪制垂直面彎矩圖,見(jiàn)題解14-4圖〔b-e。4.計(jì)算合成彎矩,作合成彎