习题 19-1自行车的前轴、中轴、后轴各是心轴还是转轴？ 19-2如图所示为起重机绞车从动齿轮1和卷筒2与轴3相联接的三种形式。图a)为齿轮与卷 筒分别用键固定在轴上，轴两端支架在机座轴承中：图b)为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体，空套 在轴上，轴两端用键与机座联接：图c)为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体，用键固定在轴上，轴两 端支架在机座轴承中。以上三种形式中的轴分别是心轴、转轴还是传动轴？ 1一从动齿轮2一卷筒 3一轴 题19-2图 19-3如图所示为轴上零件的两种布置方案，功率由齿轮A输入，齿轮1输出转矩T,齿轮2输 出转矩T,且T>T2。试比较两种布置方案中各段轴所受转矩的大小。 75 75 题19-3图 题19-4图 19-4己知图中轴系传递的功率P=2.2kW,转速F95r/min,标准直齿圆柱齿轮的齿数z=79,模 数2mm。试设计轴的结构并进行强度校核。（电动机驱动，载荷平稳）
- 习 题 19-1 自行车的前轴、中轴、后轴各是心轴还是转轴？ 19-2 如图所示为起重机绞车从动齿轮 1 和卷筒 2 与轴 3 相联接的三种形式。图 a）为齿轮与卷 筒分别用键固定在轴上，轴两端支架在机座轴承中；图 b）为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体，空套 在轴上，轴两端用键与机座联接；图 c）为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体，用键固定在轴上，轴两 端支架在机座轴承中。以上三种形式中的轴分别是心轴、转轴还是传动轴？ 1—从动齿轮 2—卷筒 3—轴 题 19-2 图 19-3 如图所示为轴上零件的两种布置方案，功率由齿轮 A 输入，齿轮 1 输出转矩 T1，齿轮 2 输 出转矩 T2，且 T1>T2。试比较两种布置方案中各段轴所受转矩的大小。 题 19-3 图 题 19-4 图 19-4 已知图中轴系传递的功率 P=2.2kW，转速 n=95r/min，标准直齿圆柱齿轮的齿数 z=79，模 数 m=2mm。试设计轴的结构并进行强度校核。（电动机驱动，载荷平稳）
19-5己知一转轴在直径止55mm处，受不变的转矩=1540N·m和弯矩作710N·m作用，轴 材料为45钢，经调质处理。问该轴能否满足强度要求？ 19-6计算图示二级斜齿圆柱齿轮减速器的中间轴Ⅱ。己知中间轴Ⅱ输入功率P=40kW,转速 =200r/min:齿轮2的分度圆直径d=688mm,螺旋角B2=12°51'：齿轮3的分度圆直径d=170mm, 螺旋角Bg=10°29’。 19-7指出图中轴的结构有哪些不合理的地方？并画出改正后的轴结构图。 198为了改进轴的结构，减少应力集中，提高轴的疲劳强度，在下列情况下应采取什么结构措 施？并绘图说明。 设计轴肩时，如与轴相配的零件必须采用很小的圆角半径，可采用哪些结构形式。 如轴上有直角凹槽、键槽、花键等，可采用哪些结构形式。 如轴与轴上零件为过盈配合时，可采用哪些结构形式。 2 题19-6图 题19-7图 19-9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19-9图 19-10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
- 19-5 已知一转轴在直径 d=55 mm 处，受不变的转矩 T=1540 N·m 和弯矩 M=710 N·m 作用，轴 材料为 45 钢，经调质处理。问该轴能否满足强度要求？ 19-6 计算图示二级斜齿圆柱齿轮减速器的中间轴Ⅱ。已知中间轴Ⅱ输入功率 P=40kW，转速 n2=200r/min；齿轮 2 的分度圆直径 d2=688 mm，螺旋角 β2=12°51′；齿轮 3 的分度圆直径 d3=170 mm， 螺旋角 β3=10°29ˊ。 19-7 指出图中轴的结构有哪些不合理的地方？并画出改正后的轴结构图。 19-8 为了改进轴的结构，减少应力集中，提高轴的疲劳强度，在下列情况下应采取什么结构措 施？并绘图说明。 设计轴肩时，如与轴相配的零件必须采用很小的圆角半径，可采用哪些结构形式。 如轴上有直角凹槽、键槽、花键等，可采用哪些结构形式。 如轴与轴上零件为过盈配合时，可采用哪些结构形式。 题 19-6 图 题 19-7 图 19-9 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 19-9 图 19-10 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 u Fo Fo a) b) c) 题19-10图 19-11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b2=100mm,轴承为7308AC,两支承间的跨度L=200mm,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L'=60mm。 X 100 150 80 60 200 150 19-11图 19-12图 19-12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=2300N(与F1在同一平面，且方向与F相同)。主动轮1 的分度圆直径d=120mm,,=5000N,F,=1800N,F=760N。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
- b c 题 19－10 图 19-11 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 b2＝100 mm，轴承为 7308AC，两支承间的跨度 L＝200mm，外伸端装有一个半联轴器，孔的 直径在 25～35mm 之间，轴与孔的配合长度为 L′＝60mm。 19-11 图 19-12 图 19-12 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 FQ＝2300 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 d1＝120 mm，Ft1＝5000 N，Fr1＝1800 N,Fɑ1=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
第19章答案 19-1前轴：心轴、中轴：转轴、后轴：心轴 19-2a)转轴b)心轴c)转轴 19-3第一种形式所受最大转矩较小 19-4略 19-5[o]=60Mpa,o=50.9Mpa,满足强度要求 19-6略 19-7略 19-8略 19-9 图中的主要错误分析（题解14-1图） 3 7 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。 19-10
- 第 19 章答案 19-1 前轴：心轴、中轴：转轴、后轴：心轴 19-2 a) 转轴 b) 心轴 c) 转轴 19-3 第一种形式所受最大转矩较小 19-4 略 19-5 [σ]=60Mpa，σ=50.9Mpa，满足强度要求 19-6 略 19-7 略 19-8 略 19-9 图中的主要错误分析（题解 14-1 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。 19-10
Fo b】 c) 解答： 方案 轴的类型 轴上应力 应力循环特性 转动心轴 弯曲应力σ r=-1 6 转 轴 弯曲应力o,扭剪应力t r=-1,r=0 (+1) 固定心轴 弯曲应力0 r=+1 19-11 1、确定各段轴的直径： HL2 YC28x62 (1)与联轴器配合处的直径d:选联轴器的型号 YA30×82,半联轴器的孔径d=28m, 长圆柱形轴孔，孔长L=62mm。 (2)轴身处直径：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d=35mm。 (3)安装滚动轴承处轴颈直径d.、d6:为便于轴承安装，d与d之间应有一非定位轴肩，轴肩 高度一般为1~3m,且轴颈直径必须满足滚动轴承孔径要求。因此选择7308C轴承，内径为40mm, 所以k=6=40mm。 (4)安装齿轮处轴段直径：为装配方便，并考虑强度要求，取直径d=45mm。 (5)轴环直径d:为使齿轮定位可靠和承受轴向力，取d=55mm, (6)轴肩直径dG:考虑到轴承定位和拆卸方便，根据手册，查取d6=50mm。 2.各段轴的长度： 其中轴径d和d段的长度应分别比与其配合的轮毂长度短2~3mm,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，键宽度应根据轴段山和d的直径来确定。 4.轴的参考结构，如下图所示
- 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σ r ＝ －1 b 转 轴 弯曲应力σ，扭剪应力τ r = －1，r = 0 (+1) c 固定心轴 弯曲应力σ r = +1 19-11 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 YA30 82 YC28 62 HL2 ，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 1～3 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 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 2～3mm，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 的直径来确定。 4．轴的参考结构，如下图所示
A 的 19-12解答：略
- 19－12 解答：略