能 ,这就是轴设计的要求。
(5) 轴上零件的周向固定常用的方法有 键 , 紧定螺钉 , 销 和 过盈配合 。 (6) 轴的直径由40mm加大至45mm (为原来的1.13倍),如果其他条件不变,轴的扭转角减少到原来的 1.13 倍,当轴的直径由40mm减少至35mm (为原来的0.87倍)时,轴的扭转角增加到原来的 0.874 倍。
(7) 受弯矩作用的轴,力作用于轴的中点,当其跨度减少到原来跨度的1/2时,如果其他条件不变,其挠度为原来挠度的 1/8 。
(8) 对大直径的轴的轴肩圆角处进行喷丸处理是为了降低材料对 应力集中 的敏感性。
4P9550000Tn???? ?(9) 按许用扭转剪应力进行强度计算,其强度条件式为 ?T?TWT0.2d3(10) 一般的轴都需具有足够的 强度 ,合理的结构形式和尺寸以及良好的 工艺性能 ,这就是轴设计的基本要求。
(11) 根据承载情况分析,自行车的前轮轴是 心 轴;中轴是 转 轴,而后轮轴是 心 轴。
(12) 按轴线形状,轴可分为 直 轴、 曲 轴和 钢丝软 轴。
M(13) 按许用弯曲应力计算的强度条件为?ca=ca?W(14) 轴按当量弯矩进行强度计算时,公式Mca?M2???T?????1?。
W22M2???T?中?为考虑弯曲应力
和扭剪应力的 循环特性 不同而引入的 应力较正 系数;对于大小、方向均不变的稳定转矩,可取?= 0.3 ;转矩脉动变化时可取?= 0.6 ;对于对称循环变化的转矩,取?= 1 。
(15) 一般单向回转的转轴,考虑启动、停车及载荷不平稳的影响,其扭转剪应力的性质按 脉动循环 处理。
(16) 轴上需车制螺纹的轴段应设 螺纹退刀 槽,需要磨削的轴段应设 砂轮越程 槽。
(17) 为了便于安装轴上零件,轴 端 及各个轴段的 端 部应有倒角。
(18) 当轴上的键槽多于一个时,应使各键槽位于 同一直线上 ;与滚动轴承相配的
轴颈直径应符合 滚动轴承内孔 直径标准。
(19) 用弹性挡圈或紧定螺钉作轴向固定时,只能承受较 小 的轴向力。
(20) 按所受载荷的性质分类,车床的主轴是 转轴 ,自行车的前轴是 固定心轴 ,连接汽车变速箱与后桥以传递动力的轴是 传动轴 。
(21) 轴按受载荷的性质不同,分为 转轴 、 心轴 、 传动轴 。
(22) 提高轴的疲劳强度的措施有 合理布置轴上传动零件的位置 、 合理设计轴上零件的结构 、 减小应力集中 、 提高轴的表面质量 。
(23) 轴受到交变应力的作用,其循环特征为:对称循环时r = -1 ,脉动循环时r = 0 ,静应力时r = +1 。
(24) 轴上零件的轴向固定的常用方法有:(a) 轴肩、轴环 (b) 套筒 ;(c) 端盖 ;d) 挡圈 。
(25) 计算弯矩Mca?(M2?(?T)2)1/2中系数?随 扭矩T 变化的性质而定。当扭转切应力为静应力时,?? 0.30 。当其为脉动循环变应力时, 力为对称循环变应力时,??? 0.59 ;当扭转切应
? 1.00 。
(26) 轴的结构常设计为阶梯形,主要是为了 定位与安装轴上零件 。
(31) 提高轴抗疲劳强度的使用较多的表面处理方法有 高频淬火;表面渗碳、氨化、氮化、碾压、喷丸等强化处理。
(32) 工作转速超过一阶临界转速的轴称为 挠性轴 。 (33) 毡圈密封和密封圈密封均属于 接触式密封 。
(34) 动密封可分为 接触式密封 和 非接触式密封 两大类。
(35) 接触式密封是利用 密封件的弹性变形力使密封件与接合表面紧密接触 来达到密封效果的。
(36) 常用的非接触式密封有 油沟 、 挡油盘 、 甩油盘 以及 迷宫式 密封等几种。
(37) 迷宫式密封的主要优点是 无磨损,且适用于速度较高的场合 。
三 是非题
(1) 轴的强度计算中,安全系数校核就是疲劳强度校核,即计入应力集中、表面状态和尺寸影响以后的精确校核。 (T)
(2) 轴的结构设计中,一般应尽量避免轴截面形状的突然变化。宜采用较大的过渡圆角,
也可以改用内圆角、凹切圆角。 (T)
(3) 实际的轴多做成阶梯形,这主要是为了减轻轴的重量,降低制造费用。 (F) (4) 承受弯矩的转轴容易发生疲劳断裂,是由于其最大弯曲应力超过材料的强度极限。 (F)
(5) 按扭转强度条件计算轴的受扭段的最小直径时,没有考虑弯矩的影响。 (F) (6) 中碳钢制造的轴改用合金钢制造,无助于提高轴的刚度。 (T) (7) 合金钢的力学性能比碳素钢高,故轴常用合金钢制造。 (F)
(8) 发生共振时轴的转速称为轴的临界转速,它是轴系结构本身所固有的,因此应使轴的工作转速避开其临界转速。 (T)
(9) 固定不转动的心轴其所受的应力不一定是静应力。 (T)
(10) 转动的心轴其所受的应力类型不一定是对称循环应力。 (T) (11) 为提高轴的刚度,一般采用的措施是用合金钢代替碳钢。( F )
(12) 毡圈密封装置的毡圈及轴承盖上的装毡圈槽都是矩形截面,目的是为了得到较好的密封效果。 (F)
(13) 唇形密封圈装置采用两个油封相背放置,主要起到既可防漏油又可防外界灰尘进人的双重目的。 (T)
四 简答题
(1) 自行车的前轴、中轴和后轴各属于哪类轴?请说明理由。
答:由于自行车的前轴和后轴需要克服轮对轴产生的滚动摩擦力矩很小,所受的转矩可以忽略,而弯矩是主要的载荷,所以应该是心轴。前轴为不转动的心轴,而后轴为转动的心轴。而自行车的中轴一方面需要克服车轮对地的摩擦力,从而驱动车轮转动,因此受转矩作用;同时,中轴还受有链轮对轴的作用力和踏脚力以及由此引起的弯矩,因此中轴应该是转轴。
(2) 为何大多数轴呈阶梯形?
答:主要是为了便于零件在轴上的装拆和固定,同时也有利于节省材料、减轻重量、便于加工。
(3) 零件在轴上进行周向固定时,可采用哪些方法? 答:可采用键连接、花键连接、销连接和过盈连接等方法。 (4) 零件在轴上进行轴向固定时,可采用哪些方法?
答:可采用轴肩、轴环、套筒、锁紧挡圈、弹性挡圈、轴端挡圈、圆螺母、锥形轴端等方法。
(5) 当量弯矩计算公式Mca?M2???T?中?的含义是什么?
2答:?为考虑弯曲应力和扭剪应力的循环特性不同而引人的应力校正系数。 (6) 设计轴肩高度h和轴的圆角半径r时,应注意什么问题?
答:为使轴上零件与轴肩端面靠紧,应保证轴的圆角半径r、轴肩高度h与零件毂孔倒角高度C或圆角半径R之间满足如下关系:r?C?h,r?R?h 。
(7) 轴受载以后,如果产生了过大的弯曲变形或扭转变形,对轴的正常工作有什么影响?举例说明之。
答:轴受载以后,如果产生了过大的弯曲变形或扭转变形,将影响轴上零件的正常工作。如安装齿轮的轴的弯曲变形,会使齿轮啮合发生偏载,滚动轴承支承的轴的弯曲变形,会使轴承的内外环相互倾斜,当超过允许值时,将使轴承寿命显著降低。扭转变形过大,将影响机器的精度及旋转零件上载荷的分布均匀性,对轴的振动也有一定影响
(8) 齿轮减速器中,为什么低速轴的直径要比高速轴的直径粗得多? 答:低速轴传递的转矩T大。
(9) 如图15-7为轴上零件的两种布置方案,功率由齿轮A输入,齿轮1输出扭矩T1,齿轮2输出扭矩T2,且T1>T2,试比较两种布置方案各段轴所受的扭矩是否相同?
图15-7
答:按答图1(a),Tmax?T1;按答图1(b),Tmax?T1?T2。
答图1