杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题详解(轴)

1、 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台第 14 章 轴14.1 复习笔记【通关提要】本章主要介绍了轴的分类、结构设计以及强度刚度校核计算。其中，轴的结构设计部分，几乎每年必出一道轴的结构改错题，学习时需重点掌握。另外，轴的弯扭合成计算，由于计算量大，不宜以计算题的形式出现，多以考查折合系数的含义为主，多以填空题和简答题的形式出现。关于提高轴的强度和刚度多以简答题为主。复习时，以理解记忆为主。【重点难点归纳】一、轴的功用和类型轴是机器中的重要零件之一，用来支持旋转的机械零件和传递转矩。1按承受载荷的不同分类（1）转轴既传递转矩又承受弯矩的轴。（2）传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴。（

2、3）心轴1 / 26 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台只承受弯矩而不传递转矩的轴。2按轴线的形状不同分类按轴线的形状可分为直轴、曲轴、挠性钢丝轴。二、轴的材料轴的材料常采用碳钢和合金钢。1碳钢45 号钢应用最为广泛，为了改善其力学性能，应进行正火或调制处理。不重要或受力较小的轴，则可采用 Q235、Q275 等碳素结构钢。2合金钢合金钢具有较高的力学性能与较好的热处理性能，但价格高。三、轴的结构设计（见表 14-1-1）2 / 26 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台表 14-1-1 轴的结构设计四、轴的强度计算（见表 14-1-2）3 / 26 十万种考研考证电子书、题库视频学习平

3、台表 14-1-2 轴的强度计算五、轴的刚度的计算1弯曲变形计算（1）按挠度曲线的近似微分方程式积分求解；（2）变形能法。2扭转变形的计算（1）等直径轴的扭角4 / 26 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台llT /（GI ）32T /（Gd ）4Pl式中，T 为转矩； 为轴受转矩作用的长度；G 为材料的切变模量；d 为轴径；I 为轴p截面的极惯性矩。（2）阶梯轴的扭角1 Tl=ni ijG Ii=1pil式中，T 、 、I 分别代表阶梯轴第 i 段上所传递的转矩及该段的长度和极惯性矩。iipi六、轴的临界转速的概念若轴所受的外力频率与轴的自振频率一致，运转便不稳定而发生显著的振动，这种现

4、象称为轴的共振。产生共振时轴的转速称为临界转速。14.2 课后习题详解14-1 在图 14-2-1 中、轴是心轴、转轴还是传动轴？心轴是固定的还是转动的？5 / 26 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台图 14-2-1解：轴只传递转矩而不承受弯矩，所以为传动轴；、轴既传递转矩又承受弯矩，所以为转轴；轴只承受弯矩，所以为心轴，而且还是转动心轴。14-2 已知一传动轴传递的功率为 37kW，转速 n900r/min，轴上有一个键槽，如果轴上的扭切应力不许超过 40MPa，试求该轴的直径。解：按扭转强度估算轴颈，可得9.5510 P 9.5510 3766d =mm=36.6mm 33330.2n 0.2 40 900取 d37mm。14-3 已知一传动轴直径 d32mm，转速 n1725r/min，如果轴上的扭切应力不许超过 50MPa，问该轴能传递多大的功率？解：轴扭转强度条件T/W 9.5510 P/（0.2d n）50MPa63T该轴能传递的功率P0.2d n/（9.5510 ）500.232 1725/（9.5510 ）kW59.2kW363614-4 图 14-2-2 所示的转轴