（3）大小链轮的节圆直径。
5. 已知一套筒滚子链传动，链节距P=19.05mm，主动轮齿数Z1=15，从动轮链轮转速
n2=200r/min，平均传动比i=3，中心距a=650mm，试求： （1）主动链轮的节圆圆周速度V1； （2）链的平均速度V；
（3）链速波动的百分比和链的最大加速度。
6. 某搅拌机用电动机驱动，低速级采用的是链传动，输入功率P=5Kw，转速n1=50r/min，如
使用双排20A链条，节距P=31.75mm，Z1=19，Z2=57，a=1200mm，试验算其工作能力。（20A链单排链极限拉伸载荷Q=40.3KN，工作情况系数KA=1.5）
7. 自行车的链传动，主动大链轮齿数Z1=48，小链轮齿数Z2=18，试问： （1）自行车为何采用链传动而不采用带传动？ （2）平均传动比等于多少？
（3）28英寸（D=711.2mm）的自行车走一公里时，车轮要转几圈？大链轮要走几圈？ 8. 链传动由于多边形效应，链在每一瞬时的链速和瞬时传动比一般不等于常数，试推导出： （1）平均链速和瞬时链速V的表达式； （2）主、从动链轮节圆圆周速度V1，V2； （3）瞬时传动比的表达式。
9. 一套筒滚子链传动，已知：链节距p=15.875mm，小链轮齿数z1=18，大链轮齿数z2=60，中
心距a==730mm，小链轮转速n1=730r/min，载荷平稳，试计算： （1）链节数；
（2）链所能传动的最大功率； （3）链的工作拉力。
第16章 轴
一、 填空与选择题
1. 轴上零件的轴向定位方法有 、 等。 2. 轴上零件的周向定位方法有 、 等。
3. 提高轴的疲劳强度的措施有 、 等。 4. 轴静强度校核的目的是 。
5. 轴的刚度校核计算，包括 、 刚度的计算。 6. 轴的临界转速是 。
7. 转轴工作时主要承受 。 （1）纯扭矩 （2）纯弯矩 （3）扭矩和弯矩 （4）摩擦力矩
8. 轴的设计计算准则为：轴在满足强度要求的情况下，要有足够的 。
（1）强度和震动稳定性 （2）刚度和强度 （3）强度和挠度 （4）刚度和振动稳定性 9. 计算弯矩公式Mca? （1）1 （2）
M2?(?T)2中，对于对称循环变化的扭矩，α取值为 。[?b]?1[?] （3）b?1 （4）0.3 [?b]0[?b]36
10. 自行车的前轴是 。
（1）心轴 （2）转轴 （3）传动轴
11. 两级圆柱齿轮减速器中，低速轴所传递的扭矩与高速轴所传递扭矩相比 。 （1）前者大 （2）后者大 （3）两者一样大 （4）两者无法比较
12. 若不改变轴的结构和尺寸，仅将轴的材料由碳素钢改为合金钢，轴的刚度 。 （1）不变 （2）降低 （3）增加 （4）不定 13. 图中第II轴是 。
（1）转轴 （2）传动轴 （3）固定心轴 （4）转动心轴
题13图
14. 设计高速轴时，应特别注意考虑 。 二、简答题
1. 轴的作用是什么？心轴、转轴、传动轴的区别是什么？ 2. 在进行轴的结构设计时，轴的结构应满足哪些要求？ 3. 当旋转轴上作用恒定的径向载荷时（如图3所示），轴上某定点所受的弯曲应力是对称循
环应力、脉动循环应力还是静应力？为什么？
题3图
4. 轴的常用材料有哪些？什么时候选用合金钢？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，为什么只提高了轴的强度，而不能提高轴的刚度？ 5. 为保证轴上零件能紧靠定位面，轴肩处的圆角半径r应如何设计？ 6. 公式d?A3P有何用处？其中A取决于什么因素？计算出的d应作为轴上哪一部分的直n 37
径？
7. 按许用应力验算轴的强度时，危险剖面取在哪些剖面上？为什么？
8. 从强度方面考虑，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大？
9. 轴受载以后，如果产生了过大的弯曲变形和扭转变形，对轴的正常工作有什么影响？ 10. 轴系结构中定位套筒与轴的配合，应选松一些还是紧一些？转速高或转速低时配合的松紧
应如何决定？
11. 轴的刚度计算内容包括哪些？ 12. 什么叫刚性轴？什么叫挠性轴？
13. 轴上零件的轴向固定有哪些方法？各有何特点？轴上零件的周向固定有哪些方法？各有何
特点？ 14. 轴的强度计算方法有几种？它们的使用条件，计算精确程度等有什么不同？在设计过程中，
这些计算方法与结构设计如何配合进行？
15. 齿轮减速器中，为什么低速轴的直径要比高速轴的直径粗得多？
16. 轴按许用弯曲应力的计算方法中，为什么许用弯曲应力分为三类？轴的强度计算公式 M当
=M2?(?T)2中，α的含义是什么？其大小如何确定？
17. 如何提高轴的疲劳强度？如何提高轴的刚度？
18. 图示为轴上零件的两种布置方案，功率由齿轮A输入，齿轮1输出扭矩T1，齿轮2输出扭
矩T2，且T1>T2，试比较两种布置方案各段轴所受的扭矩是否相同？
题18图
三、分析计算题
1. 如图示，二级斜齿圆柱齿轮减速器（Z1=22，Z2=77，Z3=21，Z4=78）由高速轴I输入的功率
P=40Kw，转速n1=590r/min，轴材料为45号钢（[τT]=30MPa）。初估三根轴的直径（不考虑功率损耗）。
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题1图 题2图
2. 如图所示的旋转轴，轴上受有径向力Fr和轴向力Fa，试绘出此轴A点的应力变化状态图，
并求出最大应力、最小应力、平均应力和应力幅，已知条件如图示。
3. 已知一心轴受径向载荷Fr=2.5KN，轴材料采用A3钢，[σb]=100Mpa，试计算该轴的直径。
题3图 题5图
4. 已知一传动轴，传递功率为37 Kw，轴的转速n=960r/min，若轴的许用扭转剪切应力[τ
（2）按空心轴计算，取内外T]=40Mpa，传动轴的直径应为多少？要求（1）按实心轴计算；
径之比为0.8。
5. 如图已知一转轴Fr1=Fr2=1.5KN，Ft1=4KN，Ft2=2KN，α=0.3，试求： （1）xoz平面内弯矩图； （2）xoy平面内弯矩图； （3）扭矩图；
（4）最大当量弯矩Mmax，并指出其位置。
6. 有一双轮手推车如图示，已知车上载荷Q=480KN（包括车身自重），轮轴材料采用A3钢，
屈服极限 σS=240Mpa，安全系数n=2.4，试计算轮轴最大受载截面直径d。（小车支承在C、D两点）
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题6图 题7图
7. 某铁路货车，一级车厢及其上重物总重Q=480KN，车厢由四根轴八个车轮支承，作用于每
根轴上的力如图所示，该力距钢轨中心线约210mm，考虑偏载等因素，取载荷系数k=1.3，车轴材料A5钢，[σb]-1=80Mpa，试确定车轮A-A截面直径。 8. 单级齿轮减速器由电动机直接驱动，电动机功率P=7.5Kw，转速n=1450rpm，齿轮齿数Z1=20，
Z2=50，减速器传动效率0.9，求减速器输出轴的功率和扭矩。
题8图 题9图
9. 图示为起重机卷筒轴的四种结构方案，试比较：
（1）哪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？（图中A为固定件）
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