1、贵州大学机械设计考研练习题轴一选择题(1)增大轴肩过渡处的圆角半径，其优点是 D 。A.使零件的周向定位比较可靠 B.使轴的加工方便C.使零件的轴向固定比较可靠 D.降低应力集中，提高轴的疲劳强度(2)只承受弯矩的转动心轴，轴表面一固定点的弯曲应力是 C 。A.静应力 B.脉动循环变应力C.对称循环变应力 D.非对称循环变应力(3)转轴弯曲应力；b的应力循环特性为 A 。A.r = -1 B. r = 0 C. r = +1 D. -1 r +1(4)计算表明某钢制调质处理的轴刚度不够 。建议：1)增加轴的径向尺寸；2)用合金钢代替碳钢；3)采用淬火处理；4)加大支承间的距离。所列举的措施中有
2、 D 能达到提高轴的刚度的目的 。A.四种 B.三种 C.两种 D. 一种(5)为提高轴的疲劳强度，应优先采用 C 的方法。A.选择好的材料 B.增大直径 C.减小应力集中(6)当轴上零件要求承受轴向力时 ，采用 A 来进行轴向定位，所能承受的轴向力较大。A.圆螺母 B.紧定螺钉 C.弹性挡圈(7)工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为 A 。A.心轴 B.转轴 C.传动轴 D.曲轴(8)采用表面强化如滚压 、喷丸、碳氮共渗、渗氮、高频感应加热淬火等方法 ，可显著提高轴的C 。A.静强度 B.刚度 C.疲劳强度 D.耐冲击性能(9)已知轴的受载简图如图 15-1所示,则其弯矩图应是 C吋 即A
3、 fTrrTrT?图 15-1 图 15-2(11)一般，在齿轮减速器轴的设计中包括：强度校核轴系结构设计初估轴径dmin受力分析并确定危险剖面 刚度计算。正确的设计程序是 C 。A. B.C. D.(12)用当量弯矩法计算轴的强度时 ，公式 Mca =2 T 2中系数是考虑 D 。A.计算公式不准确 B.材料抗弯与抗扭的性能不同C.载荷计算不精确 D.转矩和弯矩的循环性质不同(13)已知轴的受载如图15-3所示，则其弯矩图应是 A 。图 15-3(14)轴的常用材料主要是 C 。A.铸铁 B.球墨铸铁 C.碳钢 D.合金钢(15)对轴进行表面强化处理，可以提高轴的 A 。A.疲劳强度 B.静
4、强度 C.刚度 D.耐冲击性能(16)在进行轴的疲劳强度计算时 ，对于一般单向转动的转轴其弯曲应力应按 B考虑。A.静应力 B.对称循环变应力C.脉动循环变应力 D.非对称循环变应力(17)在轴的设计中，采用轴环是 C 。A.作为轴加工时的定位面 B.为了提高轴的刚度C.使轴上零件获得轴向定位 D.为了提高轴的强度(18)转轴的强度计算方法有三种 ，其中 C 为精确计算。A.按转矩计算 B.按当量弯矩计算 C.安全系数计算(19)增大轴在剖面过渡处的圆角半径，其优点是 D 。A.使零件的轴向定位比较可靠 B.使轴的加工方便D.降低应力集中，提高轴的疲劳强度C.使零件的轴向固定比较可靠频繁启动，
5、则计算，可以提高轴的(20)按弯曲扭转合成计算轴的应力时 ，要引入系数:,这是考虑 CA.轴上有键槽削弱轴的强度而引入的系数B.按第三理论合成正应力与切应力时的折合系数C.正应力与切应力的循环特性不同的系数(21)已知某轴上的最大弯矩为 200N m，转矩为150N m，该轴为单向运转弯矩(当量弯矩)M ca，约为 B_ N m。A.350 B.219 C.250 D. 205(22)为了提高轴的强度，在以下措施中， A 是不合理的。A.钢轴改为铸铁轴 B.碳钢改为合金钢C.轴表面硬化(渗碳) D.加大过渡圆角半径(23)为了提高轴的刚度，在以下措施中， B 是无效的。A.加大阶梯轴各部分直径
6、 B.碳钢改为合金钢C.改变轴承之间的距离 D.改变轴上零件位置(24)为了改变轴的自振频率，在下列措施中宜采用 D 。A.整体淬火 B.改变碳钢轴为合金钢轴C.加大阶梯轴过渡圆角 D.加大轴直径(25)轴所受的载荷类型与载荷所产生的应力类型 ， C 。A.相同 B.不相同 C.可能相同也可能不同(26)在下述材料中不宜用作制造轴的材料的是 B 。A. 45 钢 B. HT150 C. 40Cr(27)当轴系不受轴向力作用，该轴系相对机架 C 轴向定位。A.无需 B.只需一端 C.两端均需(28)同一工作条件，若不改变轴的结构和尺寸 ，仅将轴的材料由碳钢改为合金钢A 而不能提高轴的 BB.刚度
7、A.强度(29)轴系结构中定位套筒与轴的配合 ，应选 AA.紧一些 B.松一些(30)可拆连接有 A ， DA.键连接 B.铆接(31)在做轴的疲劳强度校核计算时按 A考虑。A.脉动循环变应力C.非对循环变应力(32)在轴的初步计算中，轴的直径是按A.弯曲强度C.轴段的长度C.焊接 D.过盈配合连接，对于一般转轴，轴的弯曲应按 D 考虑，而扭转剪应力通常B.静应力D.对称循环变应力B 进行初步确定的。B.扭转强度D.轴段上零件的孔径(33)设计减速器中的轴，其一般设计步骤为 D 。A.先进行结构设计，再作转矩、弯曲应力和安全系数校核B.按弯曲应力初估轴径，再进行结构设计，最后校核转矩和安全系数
8、C.根据安全系数定出轴颈和长度，再校核转矩和弯曲应力D.按转矩初估轴颈，再进行结构设计，最后校核弯曲应力和安全系数(34)下列密圭寸形式中， D 属于接触式密圭寸。(35)对于油沟密封，轴和轴承盖通孔之间的间隙 B 。A.应较大，以补偿轴的偏心量，半径间隙一般取1 3mmB.应较小，半径间隙一般取0.1 0.3mmC.由制造条件决定D.应较大，以防止压力液体通过间隙时产生过大的能量损失(36)迷宫式密封有径向和轴向两种方式 ，但通常采用径向式迷宫密封是因为 A 。A.在轴向式密圭寸结构中，由于温度的变化，有可能使旋转密圭寸件与固定密圭寸件相接触B.径向式密封的结构简单C.轴向式密封的制造成本高
9、D.径向式密封的效果好二填空题(1)如将轴类零件按受力方式分类 ，可将受 弯矩而不受转矩 作用的轴称为心轴,受转矩而不受弯矩 作用的轴称为传动轴,受 弯矩和转矩 作用的轴称为转轴。(2)一般单向回转的转轴，考虑启动、停车及载荷不平衡的影响 ，其扭转切应力的性质按 脉动循环处理.(3)轴上零件的轴向定位和固定，常用的方法有 轴肩或轴环 , 套筒 , 圆螺母 和轴端 挡圈 。(4)一般的轴都需有足够的 强度，合理的结构形式和尺寸 和良好的 工艺性能，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
10、.13倍)，如果其他条件不变，轴的扭转角减少到原 来的 1.134 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。P T 9550000 (9)按许用扭转剪应力进行强度计算 ，其强度条件式为 t = T 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答图1(10)图15-8为起重机卷筒轴的四种结构方案 ，试比较:1)哪
11、个方案的卷筒轴是心轴 ？哪个是转轴？2)从轴的应力分析，哪个方案轴较重？哪个方案轴较轻？3） 从制造工艺看，哪个方案较好？4） 从安装维护方便看，哪个方案较好？答：1） （a）、（b）、（c）是心轴,（d）是转轴；2） （b）、（d）较重，（a）、（c）较轻；3） （c）较好；4） （b）、（d）万便。（11）图15-9的带式运输机有两种传动方案 ，若工作情况相同，传递功率一样，试比较：1） 按方案（a）设计的单级减速器，如果改用方案（b），减速器的哪根轴的强度要重新核验 ？为什么？2） 两方案中，电动机轴受力是否相同 ？（方案（a）普通V带传动传动比i带=方案（b）开式齿轮传动传动比i开。）
12、图 15-9答：1)方案(b)中一级大齿轮所在的轴 2)若不计摩擦，应为相同。(12)在同样受载情况下，为什么轴上有键槽或有紧配合零件的阶梯轴 ，其最大直径要比等径光轴直径大？答：应力集中和表面质量，以及安装、定位的要求。(13)轴的强度计算公式 Mca =Jm 2 +&T f中，a的含意是什么？其大小如何确定？答：是根据扭矩性质而定的折算系数 ：对于不变的转矩， 竺 0.3当转矩脉动时， 竺 0.6- .1b当频繁正、反转时， 兰 1若转矩的变化规律不清楚，可按脉动处理(14)图15-10为某传动系统的两种布置方案 ，若传递功率和各传动件的参数及尺寸完全相同 ，减速器主动轴受力大小或方向有何
13、不同 ？按强度计算两轴的直径是否相同图 15-10答：图15-10(a)减速器主动轴上受力均为一个方向 ；图15-10(b)减速器主动轴上受力方向相反 。按强 度计算，图15-10(a)直径大。(15)齿轮轴为40钢，用一对6207轴承支承，如图15-11所示，已知装齿轮处轴的直径为 d ,此处 的挠度和扭角为 y、问：以下各措施是否均能减小挠度和扭角 ，从提高轴系刚度角度看，哪个方案效果显著？1)轴的直径增大到2d。2)将轴各部分长度 L1、L2、L3各减少50 %。3)轴的材料改为40Cr钢。图 15-11答：1)挠度减小1 /16 ,扭转角减小1 /16 ;2)挠度减小1 / 8 ,扭转
14、角减小1 / 23)无改变。方案1)效果显著。(16)试分析在同样工作条件下，轴承采用向心推力球轴承，轴承正装与反装对轴系刚度的影响 。1)如图15-12(a)所示，载荷作用在支点跨距以外 ，为了提高轴系刚度，轴承应该正装还是反装 ？2)如图15-12(b)所示，载荷作用在支点跨距以内，要提高轴系刚度，轴承应该正装还是反装 ？3)图 15-12失效形式是工作面的磨损 。b和h按轴径d查取。L按标准查取，但比轮毂长度略短。(18)圆头、方头及单圆头普通平键各有何优缺点 ？分别用在什么场合？轴上的键槽是怎样加工的 ？答：圆头和半圆头普通平键在槽中固定良好 ，但轴槽端部的应力集中较大 。半圆头适合于
15、轴端。圆头和半圆头普通平键轴上的键槽是用指状铳刀加工 。方头普通平键轴槽端部应力较小 ，但要用螺钉把键固定在键槽中。其轴槽是用盘形铳刀加工的 。(19)如图15-13所示，为何采用两个平键时，一般设置在同一轴段上相隔 180的位置，采用两个楔键时相隔120左右，采用两个半圆键时，则常设置在轴的同 一母线上？图 15-13答：上述布置是从尽量减小对轴的强度的削弱考虑的 ，同时又考虑了各类键的特点五计算题作用于轴的力轴上所受的弯矩为 M =F总80=9 250 80N mm已知45钢，-60MPa, W =0.1d3,所以(2)某铁路货车，一节车厢及其货物总重 W=480kN ,车厢由四根轴八个车
16、轮支承 ，作用于每根轴上的力如图15-15所示，该力钢轨中心线约210mm。考虑偏载等因素，计算轴强度时，应将载荷乘以载8画出弯矩图，则M = 210，即卩 二b 一 - 】8 W解得d 140.62mm(3)已知一传动轴，传递功率为37kW，轴的转速n =960r/min，若轴上许用扭应力 T不能超过40MPa，传动轴的直径应为多少 ？要求：1)按实心轴计算。2)按空心轴计算，内外径之比取0.8、0.6、0.4三种方案。3)比较各方案轴质量之比(取实心轴质量为1)。6 P9.55 106-I !t13 TWt 0.2d3所以9.55 106 P9.55 106 37 960 =35.832)
17、5 S善一46 379.55 10 d _3 96 =42.722丫0.2汉40(1 -0.84 )-=0.8时，设取长度为L ,相对密度 ，实心轴35.83：L =1从质量上来看，从轻到重的顺序为，内径比0.8、0.6、0.4,实心轴。0.2 40考虑轴上有一键槽，直径加大5%, d = 18.37mm,取20mm。已知轴传递的扭矩 图15-16减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别有键连接T =1000N m ,齿轮材料为锻钢，凸缘联轴器材料为 HT200,工作时，有轻微冲击，连接处轴及轮毂尺图 15-17图 15-16解：齿轮处选用A型普通平键。查表取b h =25 14， L取8
18、0mm。联轴器处：b h =20 12，L取 125mm。2T齿轮处：二p ；p，查表匚p=110MPa,即kid- 二p，即齿轮处键的强度足够。联轴器处：查表匚p =55MPa，即；p打匚卩,即联轴器处满足键的强度要求(6)图15-17为在直径d =80mm的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮 ，轮毂长L=1.5d，工作时有轻微冲击。试确定平键连接尺寸，并计算其传递的最大扭矩 。解：查表b h=22 14，L=1.5d =120。设齿轮材料为锻钢，则二 p = 260MPa4TI = L - b =110 -22 = 88 二 p =-二 pdlhdhl 8188所以 T 一 匚 p 二 厂 260
19、 二 6406.4N mm4 p 403Tmax =6406.4N mm 图15-18为圆锥式摩擦离合器，已知传递功率P = 2.2kW，承受冲击载荷，转速n =300r/min ,离合器材料为铸钢，轴径d =50mm,右半离合器的轮毂长 L=70mm。试选择右半离合器的键连接类型及尺寸，并作强度校核。图 15-18解：由 d = 50mm，查得键的 b h = 16 10，轮毂长 70 40 = 110mm， L 取 100mm。T “551063 p 51063 3。0=1855398.4N mm查表二p =75MPa，二p ：；p,故不满足要求。六结构设计与轴系结构综合题 (1)指出下列
20、图15-19中各轴系结构设计的错误(b)图 15-19接，与轮毂配合段轴头长度应小于轮毂的宽度 。答图2b中联轴器应为通孔，与轴头之间应有键联接；轴应有台阶靠住联轴器端面，使联轴器轴向定位。(a) (b)答图2（2）试指出图15-20所示圆柱齿轮轴系中的结构错误,并画出正确的结构图（齿轮油润滑，轴承脂润滑）。图 15-20答：见答图3答图3）。试改正图中不合理或 图15-21所示为小锥齿轮轴系部件结构图 （小锥齿轮与轴一体，为齿轮轴错误的结构，并简述原因。图 15-21答：见答图4答图41右轴承内圈右端面是固定面，可用圆螺母加止动垫片，螺纹外径略小于轴承内径2轴上所加螺纹段右边一段轴段穿过透盖 ，该段轴径应小于螺纹内径；3透盖与轴之间应有间隙，且应有密封毡圈；4两轴承内圈之间
