10、利用公式 d≥A 0√P/n 估算轴的直径时,A 0 值应如何选择?对计算结果应如何取值?
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11、公式 Me=√M+(αT),适合哪些轴的设计计算?α的含义是什么?如何取值?
12、什么叫做轴的危险断面?怎样确定轴的危险断面? 13、键连接有哪些种类?其特点与使用范围如何?
14、普通平键有哪几种结构形式?各有何优缺点?它们分别适用什么场合?
15、平键连接的失效形式是什么?有哪些优缺点?如何进行强度计算?
16、平键的剖面尺寸b×h及键长L是如何确定的?
17、平键和楔键在结构和使用性能上有何区别?为什么平键应用较广? 18、半圆键与普通平键连接相比,有什么优缺点?
19、花键连接与普通平键相比有哪些优缺点?花键的尺寸参数有哪些? 20、什么叫成型连接?有何特点?应用场合如何?
二、 分析计算题
1、 根据图7-1所示卷筒的三种布置方案填写下表:(表中轴的类型按承载情况分类)
方 案 轴的类型 (a) (b) (c)
图7-1
2、 如图7-2所示有一两级斜齿圆柱齿轮减速器,已知Z1=28,Z2=70,
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轴上应力 应力循环特性 Z3=126,齿轮1、2的中心距a1=200mm,齿轮2、3的中心距a2=400mm,齿宽B=60mm,n1=1000r/min,P1=10KW,不计功率损失。
(1)、求出各轴所受扭矩?;
(2)、求出中间轴的直径(按许用弯曲应力计算)? (3)、设计并画出中间轴的结构图。 图7-2
3、 已知某转轴传递功率P=3KW,转速n=600r/min,轴的材料选用45号钢,试初步确定轴的最小直径?
4、 试粗略分析图7-3所示,当两轴材料相同时,为什么低速轴2要比高速轴1的直径尺寸大?如果传动比i=4,则轴2的直径是轴1的几倍?
1 2 3 n1 1 2
n1 图7-3
5、如图7-4所示,已知传动系统中的小齿轮轴输入功率P=5.2KW,小齿轮轴转速n=720r/min,带传动的压轴力为FQ=1500N,齿轮的法面模数mn=3mm,螺旋角β=12,Z1 =21,b1 =70mm, 载荷有轻微的冲击,轴支点跨度L=100mm,三根轴处于同一水平面内,轴的材料选用45号钢,试设计此齿轮轴。
0
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1 2 n1 图7-4
6、已知一传动轴的直径d=32mm,转速n=900 r/min,如果轴上的剪应力不允许超过70MPa,试问该轴能传递多大的功率?
7、图7-5所示为二级齿轮减速器。已知:输入功率P=5.5KW,一轴转速n1=960 r/min,各级齿轮的参数如表1所示,试设计该系统的中间轴结构。
输出 1 2 3 4 输入
n1
图7-5
表1 齿轮参数
齿轮 1 2 3 4 齿数Z 38 57 25 75 模数(mm) 齿宽B(mm) mn mt 2 2.105 55 2 2.105 50 3 60 3 55 分度圆螺旋角β 18.195 18.195 0 0 轮齿 分度圆直转速n 旋向 径d (mm) (r/min) 左 右 直齿 直齿 80 120 75 225 960 640 640 213 8、两级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中间轴的尺寸和结构如图7-6所示。轴的材料为45钢,调质处理,轴单向运转,齿轮与轴均采用A型普通平键联
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接,轴传递的扭矩T=292N.m,轴的弯矩图见图7-6所示。试按弯扭合成理论校核截面Ⅰ和Ⅱ的强度。
图7-6
9、一离心式水泵,由电机经联轴器驱动,水泵功率P=2.8KW,转速n=2900 r/min,水泵轴的材料为45钢。试计算轴头直径。
例解:此轴主要受扭矩作用,故可按轴径初估公式计算。
轴径初估公式:d?A03Pn 查[1]表6-3 得45钢A0=120
d?A03P2.8?120?3?11.86mmn2900考虑有键槽:d=11.86×(1+5%)=12.45mm 按照GB2822-1981园整为标准值:取d=15mm。
10、图7-7所示减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键连接,已知轴传递的扭矩T=1000N·m,齿轮材料为锻钢,凸缘联轴器的材料为HT250,工作时有轻微的冲击,两连接处轴及轮毂尺寸如图所示。试选择键的类型及尺寸,并校核其连接强度。
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图7-7
11、某转轴传递功率P=4.5KW,转速n=200r/min,安装齿轮的轴头直径d=45mm,轴上装有钢制齿轮,齿轮轮毂长B=70mm,载荷平稳,现选用标记为:键12×60 GB1096-1990,试验算此键连接的强度。
12、摩擦离合器的动盘与轴用导向平键连接。已知:轴径d=30mm,轮
毂宽B=50mm,载荷有轻微的冲击,现选用键8×70 GB1096-1990,试求所能传递的最大扭矩?
13、变速箱内钢制齿轮与轴用花键连接,齿轮在载荷的作用下沿轴移动,
已知扭矩T=15N·m,矩形花键6×23×26×6(既Z=6,d=23mm,D=26mm,b=6mm),齿轮轮毂宽B=40mm,轴的材料为45号钢,齿轮材料为40Cr钢,花键齿齿面经热处理,使用和制造情况良好。试校核此花键连接的强度?
14、已知蜗轮与轴用键连接,蜗轮材料HT200,轴材料45号钢,蜗轮
轮毂宽B=80mm,与轮毂配合的轴径d=50mm,蜗轮为7级精度,传递扭矩T=450N·m,载荷平稳,试确定此键连接,并写出键的标记。
例解:
一)、确定键连接的类型
因为蜗轮为7级精度,要求有一定的对中性,可选用平键连接,又因为蜗轮与轴为静连接,所以选用A型平键。
二)、确定键的尺寸
由设计手册[2]表7- 1查得:当d=50mm时,b=14mm,h=9mm,由轮毂宽B=80mm,选取标准键长L=70mm。
三)、校核键连接的强度
公式:?p?2T????Pkld(1)、键的工作长度l l=L-b=70-14=56mm (2)、许用挤压应力[σ]p
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