图15-11

答：1) 挠度减小1／16，扭转角?减小1／16； 2) 挠度减小1／8，扭转角?减小1／2 3) 无改变。方案1)效果显著。

(16) 试分析在同样工作条件下，轴承采用向心推力球轴承，轴承正装与反装对轴系刚度的影响。 1) 如图15-12(a)所示，载荷作用在支点跨距以外，为了提高轴系刚度，轴承应该正装还是反装? 2) 如图15-12(b)所示，载荷作用在支点跨距以内，要提高轴系刚度，轴承应该正装还是反装?

图15-12

答：1）反装；2)正装。

(17) 平键连接有哪些失效形式?平键的尺寸b?h?l如何确定?

答：普通平键的失效形式是键、轴槽和毂槽三者中强度最弱的工作面被压溃。导向平键连接的主要失效形式是工作面的磨损。

b和h按轴径d查取。

L按标准查取，但比轮毂长度略短。

(18) 圆头、方头及单圆头普通平键各有何优缺点?分别用在什么场合?轴上的键槽是怎样加工的?

考研

答：圆头和半圆头普通平键在槽中固定良好，但轴槽端部的应力集中较大。半圆头适合于轴端。圆头和半圆头普通平键轴上的键槽是用指状铣刀加工。方头普通平键轴槽端部应力较小，但要用螺钉把键固定在键槽中。其轴槽是用盘形铣刀加工的。

(19) 如图15-13所示，为何采用两个平键时，一般设置在同一轴段上相隔180的位置，采用两个楔键时相隔120左右，采用两个半圆键时，则常设置在轴的同—母线上?

??

图15-13

答：上述布置是从尽量减小对轴的强度的削弱考虑的，同时又考虑了各类键的特点

五 计算题

(1) 根据图15-14数据，试确定杠杆心轴的直径d。已知手柄作用力F1?250N，尺寸如图示，心轴材料用45钢，???1??60MPa。

图15-14

考研

解： 800F1?100F，所以F?8F1 作用于轴的力F总?F1?F?9F1

轴上所受的弯矩为M?F总?80?9?250?80N?mm 已知45钢,???1??60MPa,W?0.1d3, 所以 d?3M9?250?80?3?31.07mm

0.1[??1]0.1?60(2) 某铁路货车，一节车厢及其货物总重W?480kN，车厢由四根轴八个车轮支承，作用于每根轴上的力如图15-15所示，该力钢轨中心线约210mm。考虑偏载等因素，计算轴强度时，应将载荷乘以载荷系数K?1.3。车轴材料为45钢，???1??60MPa，试确定车轴A—A截面直径。

图15-15

W。 8W1.3?M?210，即 ?b?????1? 画出弯矩图，则M?8W解：先求出未知力 F? 因为轴为45正火，???1??60MPa,W??d332。

解得 d?140.62mm

(3) 已知一传动轴，传递功率为37kW，轴的转速n?960r/min，若轴上许用扭应力??T?不能超过

40MPa，传动轴的直径应为多少?要求：

1) 按实心轴计算。

2) 按空心轴计算，内外径之比取0.8、0.6、0.4三种方案。 3) 比较各方案轴质量之比(取实心轴质量为1)。

考研

解：1） ?T?T?WT9.55?106?0.2d3Pn????

T 所以 d?39.55?106P379.55?106?n?3960?35.83

0.2??T?0.2?402） ??0.8 WT??d316?1???

4373960?42.722 d?0.2?401?0.849.55?106???373960?37.537mm ??0.6 d?0.2?401?0.649.55?106???373960?36.15mm ??0.4 d?0.2?401?0.449.55?106???3） ??0.8时，设取长度为L，相对密度?，实心轴35.83?L??1

2G0.8???0.2?42.722?2?L??0.0568 235.83?L???(0.4?37.53)2?L??0.1756

35.83?L? ??0.6 G0.6 ??0.4 G0.4???0.6?36.15?2?L??0.36645 235.83?L?从质量上来看，从轻到重的顺序为，内径比0.8、0.6、0.4，实心轴。

(4) 有一台离心风机，由电动机直接带动，电动机轴传递功率为5.5kW,轴的转速n?1450r/min，轴用45钢正火，??T??35MPa，A0?112。试按许用扭剪应力计算轴的直径。

解：轴的材料为45正火，??T??35MPa，A0?112，则由公式 d?A03P5.5?112?17.467mm n1450考虑轴上有一键槽，直径加大5％，d?18.37mm，取20mm。

考研