??1.3FQ?4d21?[?]，d1?1.3FQ?4?[?]?7.49，螺栓直径d?8mm。
10-28试为题10-26图所示联轴器选择平键连接的尺寸并校核其强度。
11，L=108，l?L?b?90，k?5.5，?bS?解：b×h=18×2T/60?101 MPa，lk???bS?75 MPa，强度不足。
10-29一钢制齿轮与轴采用静连接，轴径d = 100 mm，齿轮轮毂宽度为180 mm，工作时有轻微冲击。试确定普通平键连接尺寸，并计算其能传递的最大转矩。
解：键A 28X16GB/T—1096—79，键长L=176mm，l=L-b=160， k=h/2=8，
???bs?110MPa，?bs?2T2T??[?]bs，kdl8?100?160T?[?]bs?8?100?160/2?7040Nm
第十一章轴承 思考题和练习题
11-1滑动轴承的摩擦状况有哪几种？它们有何本质差别？
解：分为四种：干摩擦状态，当两相对运动表面之间无任何介质时，两摩擦表面直接接触，摩擦因数大，两表面的磨损快，摩擦功率损耗也较大；边界摩擦状态，两摩擦表面上吸附有一层极薄的润滑介质薄膜，两摩擦表面被薄膜隔开，但在载荷作用下，有部分表面上的凸峰会刺破薄膜而形成直接接触，因此这种状态下摩擦因数和磨损都比较大；液体摩擦状态，当两表面之间存在液体介质，同时液体介质的厚度足以将两表面完全隔开，在这种状态下，两表面之间的摩擦完全来自液体介质内部，摩擦因数很小，磨损几乎为零；混合摩擦状态，当两表面之间液体介质的厚度较小，使两摩擦表面之间一些地方形成液体摩擦，而在另一地方形成边界摩擦。
滑动轴承的摩擦状况本质差别在于摩擦系数和磨损不同。 11-2径向滑动轴承的主要结构形式有哪几种？各有何特点？
解：有整体式、剖分式和调心式。整体式滑动轴承具有结构简单、成本低、刚度大等优点，但在装拆时需要轴承或轴作较大的轴向移动，故装拆不便。而且当轴颈与轴瓦磨损后，无法调整其间的间隙。剖分式轴承装拆方便，且通过调整垫片的厚薄，可以调整轴瓦和轴颈间的间隙，以补偿磨损造成的间隙增大。调心式轴承轴瓦外表面为球面，起调心作用，以适应轴的偏斜。
11-3非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式是什么，试从下面选择正确解案？
(a)点蚀 (b)胶合 √(c)磨损 (d)塑性变形
11-4常用轴瓦材料有哪些，适用于何处？为什么有的轴瓦上浇铸一层减磨金属作轴承衬使用？
解：轴承合金，常用来做轴承衬材料；青铜，常用来整体轴瓦。能同时满足轴承材料要求的是难找的，为使各种轴承材料在性能上取长补短，在工艺上可以用浇铸或压合方法，将具有减磨作用的薄层材料粘附在轴瓦基体上。
11-5形成滑动轴承动压油膜润滑要具备什么条件？
解：形成液体动压油膜需要具备以下条件：(1)轴颈和轴瓦工作表面间必须有一个收敛的楔形间隙 。(2)轴颈和轴瓦工作表面间必须有一定的相对速度，且它们的运动方向必须使润滑
剂从大口流入，从小口流出。(3)要有一定粘度的润滑剂，且供应要充分。
11-6选择下列正确解案。液体滑动轴承的动压油膜是在一个收敛间楔、充分供油和一定 条件下形成的。
√(a)相对速度 (b)外载 (c)外界油压 (d)温度 11-7校核铸件清理滚筒上的一对滑动轴承，已知装载量加自重为 18000 N，转速为 40 r/min，两端轴颈的直径为 120 mm，轴瓦材料为锡青铜ZCuSn10Pl，用润滑脂润滑。 解：F=18000/2=9000N，l?1?d?120，[p]?14.7，[pv]?14.7，[v]?10
F9000??0.625 MPa ld120?120F?dnpv???0.157 MPa . m/s
ld60?1000?dnv??0.25 m/s
60?1000p?11-8验算一非液体摩擦的滑动轴承，已知轴转速n=65r/min，轴直径d=85mm，轴承宽度B=85mm，径向载荷R=70kN，轴的材料为45号钢。
R70?103??9.69 MPa 解：p?ld85?85v?
?dn60?1000?0.289 m/s
pv?R?dn??2.8 MPa . m/s ld60?1000滑动轴承的材料为ZCuZn16Si4。
11-9一起重用滑动轴承，轴颈直径d=70mm，轴瓦工作宽度B=70mm，径向载荷R=30000N，轴的转速n=200r/min，试选择合适的轴瓦材料。 解：p?R30000??6.12 MPa ld70?70?dnv??0.733 m/s
60?1000pv?R?dn??4.49 MPa . m/s ld60?1000
滑动轴承的材料为ZCuZn16Si4。
11-10已知一支承起重机卷筒的非液体摩擦的滑动轴承所受的径向载荷R=25000N，轴颈直径d=90mm，宽径比B/d=1，轴颈转速n=8r/min，试选择该滑动轴承的材料。 解：p?R25000??3.09 MPa ld90?90?dnv??0.038 m/s
60?1000
pv?R?dn??0.12 MPa . m/s ld60?1000滑动轴承的材料为HT150。
11-11 滚动轴承主要类型有哪几种？各有何特点？试画出它们的结构简图。 解：见表11—2
11-12 说明下列型号轴承的类型、尺寸、系列、结构特点及精度等级：32210E，52411/P5，61805，7312AC，NU2204E。
解：32210E：圆锥滚子轴承，d=50，直径系列2，宽度系列2，普通级精度 52411/P5：推力球轴承，d=55，直径系列4，宽度系列2，5级精度 61805：深沟球轴承，d=55，直径系列8，宽度系列1，普通级精度 7312AC：角接触球轴承，d=60，直径系列3，宽度系列0，普通级精度 NU2204E：圆柱滚子轴承，d=20，直径系列2，宽度系列2，普通级精度 11-13 选择滚动轴承应考虑哪些因素？试举出1~2个实例说明之。
解：主要应考虑如下三方面的影响因素来确定。 1．轴承承受的载荷
轴承的类型选择主要决定于载荷的大小、方向和性质。 1)由于球轴承元件之间是点接触，而滚子轴承是线接触，所以在同样的载荷下球轴承的接 触应力要比滚子轴承大，因此当载荷轻而平稳时，宜选球轴承；而当载荷大、有冲击时则宜选用滚子轴承。
2)当轴承载荷的方向为纯径向时，应选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。而当载 荷方向为纯轴向时，则应选用推力球轴承。
3)若轴承同时承受径向载荷和轴向载荷，且轴向载荷较小时，可选用深沟球轴承；而当轴向荷较大时，则可选用角接触球轴承和圆锥滚子轴承。
2．轴承的转速
1)由于球轴承比滚子轴承的滚动阻力小，所以在尺寸、精度相同时，球轴承比滚子轴承的极限转速高，在高速时应优先选用球轴承。
2)在轴承内径相同情况下，不同的滚动体尺寸对应于不同的轴承尺寸系列。滚动体的尺寸 愈大，在高速转动时产生的离心力也愈大，对轴承的强度和寿命影响也随之增大，因此滚动体小的轴承更适合于高速转动下工作。
3)推力轴承的滚道对滚动体的约束能力很小，在较高转速时滚动体很容易脱离滚道位置而失效，所以推力轴承的极限转速都很低。
3．轴承的调心性能 当轴的跨距较大、弯曲刚度较小或由于加工安装等原因造成轴两端的轴承有较大不同心时，应采用具有自动调心性能的调心球轴承或调心滚子轴承。
11-14 滚动轴承的主要失效形式是什么？应怎样采取相应的设计准则？
解：疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式，设计准则是验算当量动载荷以避免在要求寿命内发生点蚀；当轴承转速很低或间歇摆动时，很大的静载荷或冲击载荷会使轴承滚道和滚动体接触处产生塑性变形，使滚道表面形成变形凹坑，设计准则是验算当量静载荷以避免发生塑性变形。
11-15 试按滚动轴承寿命计算公式分析：
（1） 转速一定的7207C轴承，其额定动载荷从C增为2C时，寿命是否增加一倍？ （2） 转速一定的7207C轴承，当量动载荷从P增为2P时，寿命是否由Lh下降为Lh/2？ （3） 当量动载荷一定的7207C轴承，当工作转速由n增为2n时，其寿命有何变化？ 解：（1）否，应是原来的8倍
（2）否，应是Lh/8
（3）转数寿命不变，时间寿命缩小一半。
第十二章 轴和联轴器 思考题和练习题
12-1 轴有哪些类型？各有何特点？请各举2~3个实例？ 解：根据承受载荷的不同，轴可分为转轴、传动轴和心轴三种。转轴既承受转矩又承受弯矩，如的减速箱转轴。传动轴主要承受转矩，不承受或承受很小的弯矩，如汽车的传动轴。心轴只承受弯矩而不传递转矩。
12-2 转轴所受弯曲应力的性质如何？其所受扭转应力的性质又怎样考虑？ 解：转轴所受弯曲应力为对称循环变应力，扭转应力为静应力（单向转动）、脉动应力（单向转动且频繁起动）、对称循环变应力（频繁正反转） 12-3 轴的常用材料有哪些？应如何选用？
解：轴的材料常采用碳素钢和合金钢。碳素钢具有较高的综合机械性能，因此应用较多，特别是45号钢应用最为广泛。为了改善碳素钢的机械性能，应进行正火或调质处理。合金钢具有较高的机械性能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。值得注意的是：钢材的种类和热处理对其弹性模量的影响甚小，因此如欲采用合金钢或通过热处理来提高轴的刚度，并无实效。此外，合金钢对应力集中的敏感性较高，因此设计合金钢轴时，更应从结构上避免或减小应力集中，并减小其表面粗糙度。
12-4 在齿轮减速器中，为什么低速轴的直径要比高速轴粗得多？ 解：因为低速轴转矩大。
12-5 转轴设计时为什么不能先按弯扭合成强度计算，然后再进行结构设计，而必须按初估直径、结构设计、弯扭合成强度验算三个步骤来进行？ 解：因为结构设计前各轴段长度不定，弯矩无法确定。
12-6 轴上零件的周向和轴向定位方式有哪些？各适用什么场合？
解：轴向定位方式有轴肩、轴环和套筒等。轴肩和轴环结构简单、可靠，并能承受较大轴向力；套筒定位结构也简单、可靠，但不适合高转速情况。
轴上零件的周向定位大多采用键、花键或过盈配合等联接形式。以传递动力为目的时，可用键连接；以传递精确运动为目的时，可用圆锥面或过盈配合；紧螺钉或销连接仅用在传递扭矩小、且不重要的场合。
12-7已知一传动轴传递的功率为40kW，转速n=1000r/min，如果轴上的剪切应力不许超过40MPa，求该轴的直径？ 解：T?9.55?10?6P40?9.55?106??382000Nm n1000??40?0.2TT3[?]?0.2/T?3，??[?]d??16.83mm
WT0.2d338200012-8已知一传动轴直径d=35mm，转速n=1450r/min，如果轴上的剪切应力不许超过55MPa，问该轴能传递多少功率？ 解：??TT33??[?]，Nm T?[?]?0.2?d?55?0.2?35?4716253WT0.2d?71.6 kW
P?Tn9.55?10612-9 已知一转轴在直径d=55mm处受不变的转矩T=15?103N.m和弯矩M=7?103N.m，轴的
材料为45号钢调质处理，问该轴能否满足强度要求？ 解：Me?M2?(?T)2?72?(0.3?15)2?106N﹒mm，
?ca?MeMeMe???500 MPa， 33W0.1d0.1?55而???1?b?300 MPa，轴不能满足强度要求。
12-10 联轴器、离合器和制动器的功用有何异同？各用在机械的什么场合？
解：联轴器和离合器都是用来连接两轴(或轴与轴上的回转零件)，使它们一起旋转并传递扭矩的部件，但离合器在机器运转中可将传动系统随时分离或接合，联轴器则不能。制动器是对机器的运动件施加阻力或阻力矩，实现迅速减速或停止运动。
12-11 为什么有的联轴器要求严格对中，而有的联轴器则可以允许有较大的综合位移？ 解：联轴器有刚性联轴器和挠性联轴器，刚性联轴器无误差补偿能力，故要求严格对中，否则两轴憋着劲无法正常工作；而挠性联轴器有误差补偿能力，可依靠联轴器元件间的相对运动或弹性变形，来自动适应两轴的偏斜误差。
12-12 刚性联轴器和弹性联轴器有何差别？各举例说明它们适用于什么场合？
解：刚性联轴器无误差补偿能力，适用于系统刚性好，运转平稳的场合；弹性联轴器有误差补偿能力，弹性元件有缓冲减震作用，适用于系统刚性较差，工作中易产生两轴偏斜误差和有冲击振动的场合。
12-13万向联轴器有何特点？如何使轴线间有较大偏斜角?的两轴保持瞬时角速度不变？ 解：万向联轴器的最大特点就是能适应两轴间很大的角度位移，为保持输出瞬时角速度不变，可采用双万向联轴器，且在联轴器布置上满足恒速要求的三个条件。
12-14选择联轴器的类型时要考虑哪些因素？确定联轴器的型号应根据什么原则？
解：依据机器的工作条件（诸如转速、运动平稳性、系统刚性、温度等）选定合适的类型，按照计算转矩、轴的转速和轴端直径从标准中选择所需的型号和尺寸。 12-15 试比较牙嵌离合器和摩擦离合器的特点和应用？
解：牙嵌离合器结合准确、可靠、传递载荷大，但结合过程冲击大，不适合高速，一般在空载下离合。摩擦离合器和牙嵌离合器相比，有下列优点：不论在何种速度时，两轴都可以接合或分离；接合过程平稳，冲击、振动较小；从动轴的加速时间和所传递的最大转矩可以调节；过载时可发生打滑，以保护重要零件不致损坏。其缺点为外廓尺寸较大；在接合、分离过程中要产生滑动摩擦，故发热量较大，磨损也较大。一般而言，当要求主、从动轴同步转动且传递转矩较大时，可选用嵌入式离合器；当要求在高速下平稳接合而主、从动轴同步要求低时，宜选用摩擦式离合器。
12-16带式制动器与块式制动器有何不同？各适用于什么场合？
解：块式制动器靠瓦块与制动轮间的摩擦力来制动，瓦块对制动轮的包角较小，故制动力相对较小，但对轴的作用力小（理论上对轴的径向力为零）。带式制动器主要用挠性钢带包围制动轮。制动带包在制动轮上，制动带与制动轮之间产生摩擦力，从而实现合闸制动。带式制动器结构简单，它由于包角大而制动力矩大，但其缺点是制动带磨损不均匀，容易断裂，而且对轴的作用力大。