《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》配套課后習(xí)題：項(xiàng)目九答案

項(xiàng)目九軸和軸承軸有哪些類型？各有何特點(diǎn)？答：根據(jù)承受載荷的不同，軸可分為轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)軸和心軸三種。軸的常用材料有哪些？應(yīng)如何選用？答：在軸的設(shè)計(jì)中，首先要選擇合適的材料。軸的材料常采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼有35，45，50等優(yōu)質(zhì)中碳鋼。它們具有較高的綜合機(jī)械性能，因此應(yīng)用較多，特別是45號(hào)鋼應(yīng)用最為廣泛。為了改善碳素鋼的機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。不重要或受力較小的軸，可采用Q237，Q275等普通碳素鋼。合金鋼具有較高的機(jī)械性能，但價(jià)格較貴，多用于有特殊要求的軸。例如采用滑動(dòng)軸承的高速軸，常用20Cr，20CrMnTi等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳淬火后可提高軸頸耐磨性；汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸在高溫、高速和重載條件下工作，必須具有良好的高溫機(jī)械性能，常采用27Cr2Mo1V，38CrMoA1A等合金結(jié)構(gòu)鋼。值得注意的是：鋼材的種類和熱處理對(duì)其彈性模量的影響甚小，因此如欲采用合金鋼或通過熱處理來提高軸的剛度，并無實(shí)效。此外，合金鋼對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較高，因此設(shè)計(jì)合金鋼軸時(shí)，更應(yīng)從結(jié)構(gòu)上避免或減小應(yīng)力集中，并減小其表面粗糙度。軸的毛坯一般用圓鋼或鍛件。有時(shí)也可采用鑄鋼或球墨鑄鐵。例如，用球墨鑄鐵制造曲軸、凸輪軸，具有成本低廉、吸振性較好，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，強(qiáng)度較好等優(yōu)點(diǎn)。適合制造結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的軸。已知一傳動(dòng)軸傳遞的功率為40kW，轉(zhuǎn)速為n=1000r/min，如果軸上的剪切應(yīng)力不許超過40MPa，求該軸的直徑？答：軸徑的求解公式為將P=40kW，n=1000r/min，剪切應(yīng)力為40MPa，代入可得d大于等于36.28mm，取37mm。如圖9-24所示的轉(zhuǎn)軸，直徑d=60mm，傳遞不變的轉(zhuǎn)矩T=2300N?m，F(xiàn)=9000N，a=300mm。若軸的許用彎曲應(yīng)力［σ-1b］=80MPa，求x為多少？答：略已知一轉(zhuǎn)軸在直徑d=55mm處受不變的轉(zhuǎn)矩T=15000N?m和彎矩M=7000N?m，軸的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，問該軸能否滿足強(qiáng)度要求？答：略滾動(dòng)軸承主要類型有哪幾種？各有何特點(diǎn)？答：（1）深溝球軸承。主要承受徑向載荷，也能承受一定的雙向軸向載荷、可用于較高轉(zhuǎn)速。（2）圓錐子軸承。內(nèi)、外圓可分離，除能承受徑向載荷外，還能承受較大的單向軸向載荷。（3）推力球軸承。套圈可分離，承受單向軸向載荷。極限轉(zhuǎn)速低。（4）角接觸球軸承?？捎糜诔惺軓较蚝洼^大軸向載荷，大則可承受軸向力越大。（5）圓柱滾子軸承。有一個(gè)套圈（內(nèi)、外圈）可以分離，所以不能承受軸向載荷。由于是線接觸，所以能承受較大徑向載荷。（6）調(diào)心球軸承。雙排球，外圈內(nèi)球面、球心在軸線上，偏位角大，可自動(dòng)調(diào)位。主要承受徑向載荷，能承受較小的軸向載荷。說明下列型號(hào)軸承的類型、尺寸、系列、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及精度等級(jí)：32210E，52411/P5,61805,7312AC，NU2204E。答：略選擇滾動(dòng)軸承應(yīng)考慮哪些因素？答：在進(jìn)行軸承組合設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如下幾個(gè)問題。（1）軸承的軸向固定；（2）軸承組的軸向固定；（（3）軸承組合的調(diào)整；（4）軸承組合支承部分的剛度和同軸度；（5）軸承的預(yù)緊；（6）軸承的配合與裝拆；（7）軸承的潤滑與密封等。滾動(dòng)軸承的主要失效形式是什么？應(yīng)澤呢采用相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？答：對(duì)于一般轉(zhuǎn)速的軸承（10Y/min<n<nLim），如果軸承的制造、保管、安裝、使用等條件均良好時(shí)，軸承的主要失效形式為疲勞點(diǎn)蝕，因此應(yīng)以疲勞強(qiáng)度計(jì)算為依據(jù)進(jìn)行軸承的壽命計(jì)算。對(duì)于高速軸承，除疲勞點(diǎn)蝕外其工作表面的過熱也是重要的失效形式，因此除需進(jìn)行壽命計(jì)算外還應(yīng)校驗(yàn)其極限轉(zhuǎn)速。對(duì)于低速軸承（n<1r/min），可近似地認(rèn)為軸承各元件是在靜應(yīng)力作用下工作的，其失效形式為塑性變形，應(yīng)進(jìn)行以不發(fā)生塑性變形為準(zhǔn)則的靜強(qiáng)度計(jì)算。一礦山機(jī)械的轉(zhuǎn)軸，兩端用6313深溝球軸承；每個(gè)軸承承受徑向載荷R=5400N，軸的軸向載荷A=2650N，軸的轉(zhuǎn)速n=1250r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊，預(yù)期壽命Lh=5000h，問是否合適？答：略根據(jù)工作條件，某機(jī)械傳動(dòng)傳動(dòng)裝置中軸的兩端各采用一深溝球軸承，軸頸直徑d=35mm，/轉(zhuǎn)速n=1460r/min，每個(gè)軸承受徑向負(fù)荷R=2500N，常溫下工作，負(fù)荷平穩(wěn)，預(yù)期壽命Lh=8000h，試選擇軸承的型號(hào)。答：略一深溝球軸承6304承受徑向力R=4kN，載荷平穩(wěn)；轉(zhuǎn)速n=