2022年机械设计基础-孙立鹏-习题第十四章轴 .pdf

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 图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页题解 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abc题 142 图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页解答：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82YA3026YC28HL2，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。20015060题 14-3 图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页因此选择 7308AC轴承，内径为 40 mm ，所以 d2 = d6 =40 mm 。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预和装配、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Fr1在同一平面，且方向与Fr1相同。主动轮 1 的分度圆直径 d1120 mm ，Ft1题解 14-3 图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页5000 N，Fr11800 N,F 1=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RH1，RH2：2 求水平面弯矩 MHC，见题解 14-4 图b-c) 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页3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，RVB2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mN57.26276.2988.260mN36.2618.1588.260mN23022222222CVHCCVCHCCVAAMMMMMMMMmNdFTt3002120.05000211mmN26088032618080HBHCRMN372N)37281800200(N3728N230607603302300180080230233080111VArVBarVARFQRdFQFRmmN230000mmN1002300100mmN15800mmN60760297602mmN372297608080?QMdFMMRMVAaVCVCVBCV精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页mN57.262mN1803006.0mN35.317)3006.0(36.261)(mN292)3006.0(230)(22222222CcaCcaDCcaCAcaAMMTMTMMTMM精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页