1、第10章 习题及解答10.1 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，如减速箱中各轴、机床主轴等；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、螺旋浆轴等；心轴：只承受弯矩而不承受转矩，如自行车轮轴、火车轮轴、滑轮轴等。10.2 答：转轴所受弯曲应力通常是对称循环变应力。转轴所受扭转应力则常常不是对称循环变应力，有可能是静应力、脉动循环变应力或对称循环变应力，根据实际受力状况判断。10.3 答：轴的常用材料有碳素钢、合金钢、铸钢和球墨铸铁。按轴的工作场合、受载情况、 使用状况和制造成本等选用材料。10.4 答：从公式可以看出，在采
2、用相同材料并忽略功率损耗的条件下，轴的最小直径与转速成反比，低速轴的转速远远要小于高速轴的转速，故低速轴的直径要比高速轴粗很多。10.5 答：因为开始设计时，支承的距离、受力大小、方向及作用位置均属未知。10.6 答：轴的结构设计任务是在满足强度和刚度要求的基础上，确定轴的合理结构和全部 几何尺寸。轴的结构设计应满足的要求是：轴及安装轴上的零件要有确定的工作位置；轴上零件要便于装拆、定位和调整；轴的结构不仅要有良好的工艺性，而且有利于提高轴的强度、刚度以及节省材料，减轻重量。10.7 答：轴上零件周向固定方式有：1） 键：广泛采用；2） 花键：用于传递载荷大、高速、对中性好、导向性好、对轴的削
3、弱程度小等场合；3） 过盈配合：用于对中性好、承受冲击载荷等场合。 轴上零件周向固定方式有：1） 轴肩：可承受大的轴向力，结构简单、可靠；2） 轴环：可承受大的轴向力，结构简单、可靠；3） 套筒：可承受较大的轴向力，用于相邻两零件之间距离较短、转速较低的场合；4） 圆螺母：可承受较大的轴向力，用于便于零件装拆、轴的强度要求不高的场合；5） 轴端挡圈：可承受较大的轴向力，用于轴端；6） 弹性挡圈：只能承受较小的轴向力，用于不太重要场合；7） 圆锥面：通常与轴端挡圈或圆螺母联合使用，用于高速、受冲击载荷等场合。10.8 解： 取 d = 38 (mm )10.9 解：10.10 解：因轴的材料为4
4、5号钢，调质处理，由表16-1查得=650 MPa，由表16-3查得许用弯曲应力=60 MPa，取=0.3，则 因 ，故不能满足强度要求。10.11 解：由，取=0.3，得由材料力学得 故 10.12 解：参考教材例12-110.13 解：（1）选材料，确定许用应力材料为45号钢，调质处理，由表16-1查得=650 MPa，由表16-3查得许用弯曲应力=60 MPa，（2）求作用在输出轴上的力（3）求 d当扭煎应力为脉动循环变应力时，取=0.6，则考虑键槽 取10.14 提示：按分别求出、，然后求出、，参考10.13求解。10.15 解：（1）求轴上的作用力（2）确定许用用力45钢正火 =600 MPa，=55 MPa，（3）分别求出齿轮2处和轴右支承处当量弯矩，然后求d，略。10.16 解：按扭转强度：按扭转刚度条件：故： 取d =258 mm。
