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`习题复习10-1.在图10-15轮系中，已知Z1=15，Z2=25，Z3=15，Z4=30，Z5=15，Z6=30，求的大小和方向。i16解：的方向如右图所示：i16n1Z2*Z4*Z6i16==n6Z1*Z3*Z5==25*30*3015*15*15203习题复习10-2.图10-16轮系中，各齿轮为标准齿轮、标准安装，已知齿轮1、2、3的齿数分别为Z1、Z2、Z3，求模数相同时的Z4及i14。解：由已知条件知：a12=m(z1+z2)m(z3+z4)==a3422∴z4=z1+z2+z31z2z4z(z+z+z3)i14=(−1)=−212z1z3zz132z1z3+z1z2+z2=−z1z3习题复习10-4.图10-18所示为NGW型行星齿轮减速器，Z1=20、Z2=31、Z3=82，n1=960r/min，求i1H和nH。解：Hn1−nHZ2Z382i13==(−)()=−n3−nHZ1Z220将n1=960r/min,n3=0代入上式得960−nH82=−−nH20960*20则nH==188.24r/min82+20i1Hn1960===5.1nH188.2411-1.按载荷分类，轴有哪几种类型？它们各承受什么载荷？答：根据所承受载荷的不同，轴可分为转轴、传动轴和心轴三类。转轴既承受转矩又承受弯矩；传动轴主要承受转矩，不承受或承受很小的弯矩；心轴只承受弯矩而不承受转矩。习题复习11-2.若轴的强度不足或刚度不足时，可分别采取哪些措施？答：轴的强度不足时通常采取以下两种方式提高强度：（1）减小轴的应力集中多数转轴在变应力作用下工作，易发生疲劳破坏，所以，轴肩处应有较大的过渡圆角；轴的直径变化应尽可能小；当靠轴肩定位零件的圆角半径过小时，可采用内凹圆角或加装隔离环；键槽端部与轴肩的距离不宜过小，以免损伤轴肩处的过渡圆角和增加重叠应力集中源的数量；尽可能避免在轴上受载较大的轴段切制螺纹。习题复习⑵提高表面质量包括降低表面粗糙度；对重要的轴可采用滚压、喷丸等表面强化处理；表面高频淬火热处理；渗碳、氰化、氮化等化学处理。轴的刚度不足时，可适当增加轴的直径和减小支撑跨距或悬臂梁。习题复习11-3.当量弯矩式Me=M2+(αT)2中，为什么要引入α？α值应如何确定？答：根据第三强度理论引入α，α是根据转矩性质而定的应力校正系数。对于对称循环变化的转矩，取α=[σ−1]b是轴在对称循环状态下的需用弯曲应力对于脉动循环变化的转矩，取α=[σ−1]b[σ0]b[σ−1]b[σ−1]b=1≈0.6习题复习对于不变的转矩，取α=[σ+1]b[σ−1]b≈0.3当转矩变化规律不易确定或情况不明，取α≈0.6.习题复习11-4.一传动轴的材料为45钢，调质处理，传递的最大功率P=50kw，转速n=400r/min，该轴的直径为多少？解：45钢，调制处理，传动轴只承受转矩，可取45[τ]T=30MPa（[τ]T指的是材料的许用切应力）9.55*106P由轴的抗扭强度条件：τT=≤[τ]T30.2dn习题复习⇒d≥39.55X106P=30.2dn39.55*106*50=58.4mm0.2*400*30∴取该轴直径应大于或等于58.4mm.课后习题11-5.一转轴在危险截面d=60mm处受不变的转矩T=1.5*103Nm,弯矩M=0.75*103Nm,轴的材料为45钢,调制处理,该轴是否满足强度要求?解:由题该轴材料为45钢且经过调制处理，查表11-1，得σb=650（σb：抗拉强度极限），再由表11−3可得：-1]b=50MPa[σ（[σ−1]b是轴在对称循环状态下的许用弯曲应力）习题复习对于不变的转矩,取α≈0.3M2+(αT)2(0.75*103)2+(0.3*1.5*103)2σe==30.1d0.1*603=40.5MPa≤[σ−1]b=50MPa因此该轴满足强度条件。习题复习11-6.试设计单级直齿圆柱齿轮减速器中的主动轴，见图11-18.减速器用电动机直接驱动，电动机功率P=7.5KW,转速n1=970r/min,主动轴上直齿轮的模数m=2.5,齿数z1=22,轮毂宽度为65mm,联轴器轮毂宽度为70mm.假设采用直径系列为2的深沟球轴承，单向转动。习题复习解：1.选择轴的材料，确定许用应力：选用45钢并经正火处理，由表11-1查得σb=600MP，a由表11-3查得需用弯曲应力[σ−1]b=55MPa2.按扭矩强度计算最小直径:由表11-2取得A=120,代入式11-2得P7.53=120=23.73mmd≥An9703因有键槽，将轴径增大3%，即23.73*103%=24.44圆整为标准直径，取d=25mm。3.轴的结构设计1）确定各轴段的直径按结构和强度要求做成阶梯轴，外伸端直径为Φ25mm.为使联轴器能轴向定位，在轴的外伸端做一轴肩，所以通过轴承端盖、右轴承和套筒的轴段直径取Φ35mm.习题复习据题意选用两个6207型滚动轴承，故左轴承的轴径也是Φ35mm。安装齿轮的轴头直径取为Φ40mm，轴环外径取为Φ50mm，考虑到轴环的左侧面与滚动轴承内圈的端面相接，轴肩高度应低于轴承内圈，故轴环左端呈锥形，按轴承安装尺寸的要求，左轴承处的轴肩直径为Φ42mm，轴肩圆角半径为1mm。齿轮与联轴器处的轴环、轴肩的圆角半径为2mm.习题复习2)确定各轴段的长度齿轮轮毂宽度是65mm，故取安装齿轮的轴头长度为63mm；由轴承标准查得620763mm6207轴承宽度为17mm，因此取左端轴径长度为17mm；根据齿轮端面、轴承端面与箱体内壁应保持一定得距离，取轴环和套筒宽度均为20mm；有结构草图可知，跨距17l=（2*+2*20+65）=122mm2习题复习右边的Φ35mm轴段长度应根据减速箱体结构、轴承盖形式以及箱外旋转零件至端盖间的距离要求等综合确定，现取为2+20+17+50=87mm，其中50mm为右轴承右端面至联轴器端面的轴段长度。安装联轴器的轴头长度根据联轴器尺寸取为68mm。3）轴上零件的周向固定联轴器及齿轮处均采用A型普通平键联接，由机械设计手册查得键的尺寸为宽度X高度X长度（bXhXL),联轴器处为（8X7X40)mm，齿轮处为（12X8X50)mm.习题复习轴的结构草图习题复习4.按弯扭合成强度计算（1）画出轴的结构简图和轴的受力图，并确定轴上的作用力习题复习从动轴上的转矩为P7.5T=9550*=9550*=73.8N•mn970作用在齿轮上的圆周力Ft、径向力Fr为2T2T2*73.8Ft====2684N−3d1mz12.5*22*10Fr=Fttan20o=977N习题复习（2）水平弯矩M(图d)、支撑反力（图c）：HRHA=RHB∴MHCl122*10−3=RHA*=1342*=81.86N•m22Ft2684===1342N22习题复习（3）垂直面内弯矩图（图f）FrRVA=RVB==488.5N2−3l122*10∴MVC=RVA*=4习题复习12-1.摩擦状态有哪几种？各有何特点？答：按相对运动表面的润滑情况，摩擦可分为以下几种状态：（1）干摩擦：两摩擦表面间不加任何润滑剂而直接接触的摩擦。摩擦功损耗大，磨损严重，温升很高，会导致轴瓦烧毁。（2）边界摩擦：两摩擦表面间有润滑油存在，在金属表面间形成一层薄的油膜，即边界油膜。边界摩擦不能完全消除但能有效地减轻磨损。（3）液体摩擦：两摩擦表面间有充足的润滑油，一定条件下能形成足够厚的润滑油膜将两金属表面完全隔开。理想的润滑状态，摩擦因数很小。（4）混合摩擦：两摩擦表面间的摩擦状态介于边界摩擦和液体摩擦之间。可有效地降低摩擦，降低磨损。习题复习12-2.滑动轴承的材料应满足哪些要求？答：轴瓦是滑动轴承的关键零件，根据轴瓦的失效形式分析，对轴承材料的基本要求是：要有足够的强度；良好的减磨性；良好的塑性、顺应性和嵌入性；良好的导热性和抗胶合性。习题复习12-3.选择滚动轴承类型时应考虑哪些因素？答：选择滚动轴承的类型，应考虑轴承所承受载荷的大小、方向和性质，转速的高低，调心性能要求，轴承的装拆以及经济性等。习题复习12-4.试说明下列轴承代号的含义：6241、6410、30207、5307/P6、7208AC/P5、7008C/P4、6308/P53、N307/P2.答：6241—深沟球轴承，尺寸系列为02，内径代号为41，表示内径d=41*5=205mm，公差等级为P0级。6410—深沟球轴承，尺寸系列为04，内径代号为10，表示内径d=10*5=50mm，公差等级为P0级。30207—圆锥滚子轴承，尺寸系列为02，内径代号为07，表示内径d=7*5=35mm，公差等级为P0级。习题复习5307/P6—推力球轴承，尺寸系列为03，内径代号为07，表示内径d=7*5=35mm，公差等级为P6级。7208AC/P5—角接触球轴承，尺寸系列为02，内径代号为08，表示内径d=8*5=40mm，接触角α=25°，公差等级为P5级。7008C/P4—角接触球轴承，尺寸系列为00，内径代号为08，表示内径d=8*5=40mm，接触角α=25°公差等级为P4级。习题复习6308/P53—推力球轴承，尺寸系列为03，内径代号为08，表示内径d=8*5=40mm，公差等级为P5级,游隙代号为C3组。N307/P2—圆柱滚子轴承，尺寸系列为03，内径代号为07，表示内径d=7*5=35mm，公差等级为P2级。习题复习12-5.一非液体摩擦径向滑动轴承，轴颈直径d=20mm，宽径比B/d=1，轴颈转速n=1460r/min，轴瓦材料为ZCuAl10Fe3，试问它可以承受的最大径向载荷是多少？[解：由轴瓦材料查表12-2得：p]=20MPa，]=5m/s，[vpv=15MPa·m/s由B/d=1，d=20mm,得B=20mm[]习题复习由公式P=FmaxF≤[P]可得Bd=Bd[P]=200*200*20=8*105NFn≤[Pv]可得::B*19100再由公式Pv=Fmax=200*19100*[Pv]n200*19100*15==39246N1460∴最大径向载荷为39246N.习题复习12-6.根据工作要求决定选用深沟球轴承，轴承的径向载荷Fr=5500N,轴向载荷Fa=2700N,轴承转速n=2560r/min，运转有轻微冲击，若要求轴承能工作4000h，轴颈直径不大于60mm,试决定该轴承的型号。解：深沟球轴承，ε=3；运转有轻微冲击，查表12-10，取fp=1.2；常温下工作，查表12-9，得ft=1.0习题复习假定轴承型号为6312查手册6312型轴承的基本额定动载荷Cr=81800NCor=51800N由14.7Fa14.7*2700C0r=51800=0.766查表12-12可得e≈0.265又由Fa2700==0.49e5500Fr查表12-12得X=0.56Y=1.67习题复习∴P=0.56*5500+1.67*2700=7589N由公式Lh=16667ftCε可得()nfpPLhnε1.2*75894000*25601C=()=()3=77419Nft16667116667fpPC≤Cr=81800N∴6312型轴承符合要求，可以选用。习题复习12-7.图12-24b为一对反装的7207AC角接触球轴承，分别受径向载荷：Fr1=1040N,Fr2=3390N,外加轴向载荷Fa=870N,指向轴承1，转速n=1800r/min，有中等冲击，常温下工作，试确定轴承的寿命。解：7207AC角接触球轴承，ａ=25°（1）计算内部轴向力S由表12-13查得S=0.68Fr∴S1=0.68Fr1=0.68*1040=707.2NS2=0.68Fr2=0.68*3390=2305.2NS1、S2的方向见下图习题复习2.计算轴承所受的轴向载荷∵S1+Fa=(707.2+870)N＜S2=2305.2NS1+Fa=(707.2+870)NS2=2305.2N轴有向右移动的趋势，轴承1被“放松”，轴承2被“压紧”.轴承所受的轴向载荷为轴承1Fa1=S2-Fa=2