第七章轴及轴毂连接思考题按承受载荷的类型不同，轴分为哪几种类型？转动心轴与固定心轴1、有什么不同？轴的常用材料有哪些？应用场合如何？提高轴强度的措施有哪些？提高轴刚度的措施有哪些？3、4、轴上零件的轴向定位措施有哪些？哪几种措施可以承受较大的轴向载荷？5、轴上零件的周向定位措施有哪些？常用的是哪一种？6、轴的初步计算中，轴的直径是按什么确定的？7、轴的结构设计内容有哪些？为什么转轴的结构常设计成阶梯形？8、轴的强度计算方法有哪几种？各适应什么场合？试述转轴的设计计算过程？9、10、利用公式d≥A。/P/n估算轴的直径时，A。值应如何选择？对计算结果应如何取值？M.=/M+（αT)，适合哪些轴的设计计算？α的含义是什么？11、公式如何取值？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？27
27 第七章 轴及轴毂连接 一、 思考题 1、 按承受载荷 的类型不 同，轴 分为哪几 种类型？ 转动心 轴与固定 心轴 有什么不同？ 2、 轴的常用材料有哪些？应用场合如何？ 3、 提高轴强度的措施有哪些？提高轴刚度的措施有哪些？ 4、 轴上零件的 轴向定位 措施有 哪些？哪 几种措施 可以承 受较大的 轴向 载荷？ 5、 轴上零件的周向定位措施有哪些？常用的是哪一种？ 6、 轴的初步计算中，轴的直径是按什么确定的？ 7、 轴的结构设计内容有哪些？为什么转轴的结构常设计成阶梯形？ 8、 轴的强度计算方法有哪几种？各适应什么场合？ 9、 试述转轴的设计计算过程？ 10、利用公式 d≥A 0 3√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？ 11、公式 Me =√M 2 +（αT） 2，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1、载情况分类）轴的类型方案轴上应力应力循环特性(a)(b)→*↓1F图 7-1如图7-2所示有一两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知Zi=28，Zz=70，2、Z=126，齿轮1、2的中心距a:=200mm，齿轮2、3的中心距a2=400mm，齿宽B=60mm，ni=1000r/min，Pr=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。F/3图7-228
28 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 轴上应力 应力循环特性 （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， 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 n1 2 1 3
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？图 7-35、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F。=1500N，齿轮的法面模数m.=3mm，螺旋角β=12，Z=21，bl=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。图 7-46、已知一传动轴的直径d=32mm，转速n=900r/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ni=960r/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。29
29 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？ 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=120，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。 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。 n1 1 2 n1 1 2
输出输入ni图7-5齿轮参数齿&模数（m分度圆轮齿分度圆直|转速n表螺旋角径d（mm）(r/min)(mm)正口m.m.B8010518.19596022.1055018.19564015712120600直齿756401251550|直齿22521341758、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 7-630
30 图 7-5 表 1 齿 轮参数 齿 轮 齿 数 Z 模数（mm） 齿 宽 B(mm) 分度圆 螺旋角 β 轮齿 旋向 分度圆直 径 d （mm） 转速 n (r/min) mn mt 1 38 2 2.105 55 18.195 左 80 960 2 57 2 2.105 50 18.195 右 120 640 3 25 3 60 0 直齿 75 640 4 75 3 55 0 直齿 225 213 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 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 n1 输出 输入 2 1 3 4
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=2900r/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。糖控初份公表 2A0%查[1]表6-3得45钢Ao=-1203=120328-1186mmdzAo12900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。A01/卧L130图 7-711、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12×60GB1096-1990，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8×70GB1096-1990，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6×23×26X6（既Z=6，d=23mm，D=26mm31
31 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。 查[1]表 6-3 得 45 钢 A0 =120 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。 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， 3 n P 轴径初估公式：d A0 3 11.86mm 2900 2.8 3 120 n P d A0 = =