机械设计复习要点及重点习题

6、某深沟球轴承需在径向载荷Fr?7150 N作用下，以n?1800 r/min的转速工作3800 h。试求此轴承应有的基本额定动载荷C。

【解】根据式13-3有

C?Pft?60nLh'106?715060?1800?38003?53.134 kN 11067、如图所示，根据工作条件，决定在轴的两端选用两个70000AC角接触球轴承。工作中有中等冲击，转速n?1800 r/min，轴颈d?35mm已知两轴承的径向载荷分别为Fr1?3390 N，Fr2?1040 N，外加轴向载荷为Fae?870 N，作用方向指向轴承1，试确定其工作寿命。

【解】1）确定轴承型号

根据题目要求，可以选用的轴承型号为7xx07AC，在此选用7207AC轴承，其基本参数为： 基本额定动载荷Cr?29.0 kN

基本额定静载荷C0r?19.2 kN 题 7 图 Fa / Fr≤e X 1 Y 0 X 0.41 Fa / Fr＞e Y 0.87 派生轴向力Fd 判断系数e 0.68 0.68Fr 2）计算派生轴向力 Fd1?0.68Fr1?0.68?3390?2305.2 N；Fd2?0.68Fr2?0.68?1040?707.2 N

3）计算两个轴承的轴向力

如图，由于Fd2?Fae?707.2?870?1577.2 N?Fd1?2305.2 N 故轴承1被放松，轴承2被压紧，所受轴向力分别为

Fa1?Fd1?2305.2 N；Fa2?Fd1?Fae?2305.2?870?1435.2 N

4）计算两个轴承的当量动载荷

由题意，在表13-6中取载荷系数fp?1.5，对于轴承1，由于

Fa12305.2??0.68?e Fr13390故轴承1的X=1，Y=0，其当量动载荷为 P1?fp(XFr1?YFa1)?fpFr1?1.5?3390?5085 N 对于轴承2，由于

Fa21435.2??1.38?e，故轴承2的X= 0.41，Y= 0.87 Fr21040其当量动载荷为 P2?fp(XFr2?YFa2)?1.5?(0.41?1040?0.87?1435.2) ?2512.5 N 5）计算两个轴承的寿命

由题意，温度系数ft?1.0。由公式13-5a，轴承1、2的寿命分别为

?29?103?106?ftCr?106????Lh1???60?1800?5085??1717.5 h 60n?P?1???33

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Lh2106?ftCr??60n??P2?29?103??106?????60?1800?2515.2??14192.3 h ???33十一 联轴器和离合器

1、简述联轴器与离合器的功用和区别。

【答】联轴器和离合器主要用来联接轴与轴（或轴与其它回转零件），以传递运动与转矩，有时也可用作安全装置。

联轴器和离合器的区别是：在机器运转时，联轴器联接的两轴不能分离，只有在机器停车并将联接器拆开后，两轴才能分离。而离合器在机器运转过程中不需停车便可使两轴随时接合或分离 2、什么是刚性联轴器？什么是挠性联轴器？哪类联轴器有缓冲吸振的能力？

【答】根据对各种相对位移有无补偿能力，联轴器可以分为刚性联轴器和挠性联轴器两种。刚性联轴器无位移补偿能力，挠性联轴器有位移补偿能力。

挠性联轴器有无弹性元件和有弹性元件的挠性联轴器两种，后者具有缓冲吸振的能力。

十二 轴

1、何谓传动轴、心轴和转轴？自行车的前轴、中轴和后轴各属于什么轴？

【答】工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴。只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。只承受扭矩而不承受弯矩（或弯矩很小）的轴称为传动轴。

自行车的前轴和后轴属于心轴，中轴属于转轴。 2、轴的常用周向和轴向定位方式有哪些？

【答】轴的常用周向定位方式有：键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。 轴的常用轴向定位方式有：轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖和圆螺母等。 3、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，可采取：增大轴的直径；改变材料类型；增大过渡圆角半径；对轴的表面进行热处理和表面硬化加工处理；提高表面加工质量；用开卸载槽等方法降低过盈配合处的应力集中程度；改进轴的结构形状等措施。

刚度不足时只能采取增大轴径，改变轴外形等措施。

4、为什么要进行轴的静强度校核计算？校核计算时为什么不考虑应力集中等因素的影响？

【答】静强度校核的目的在于评定轴抵抗塑性变形的能力。这对那些瞬时载荷很大或应力循环不对称较为严重时的轴是很必要的。

校核计算时不考虑应力集中等因素的影响，因为应力集中不影响静应力的大小，只影响轴的疲劳强度。 5、图5是某减速器输出轴的结构图，试指出其设计错误，并画出改正图。

【答】

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该轴结构设计中的主要错误有：

①——轴上零件左侧无法轴向固定；②——键槽过长；③——轴承端盖与轴应有间隙，并且要有密封装置；④——角接触轴承应正装；⑤——套筒外径应小于轴承内圈外径尺寸；⑥——轴段长度应小于齿轮轮毂宽度；⑦——轴承内圈无法定位；⑧——角接触轴承应成对使用（此设计中应正装）；⑨——轴承端盖两处均应加轴承间隙调整垫片；⑩——装轴承处的轴段外径应区别开来，以保证加工精度。

正确的结构如下图所示：

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