求计算的轴的最小直径

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-05-02 13:42 标签： 如何确定轴的最小直径

通常按扭转强度来初步估算轴的最小直径


1.自行车的前轴是（ ） A.心轴 B .转轴 C .传动轴 2.自行车的中轴是（ ） A.心轴 B.转轴 C .传动轴 3.轴环的用途是（ ） A.作为轴加工时的定位面 B.提高轴的强度 C.提高轴的刚度 D .是轴上零件获得轴向定位和固定 复习思考题 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 4.当轴上安装的零件要承受轴向力时，采用（ ）来进行轴向固定，所能承受的轴向力最大。 A.螺母 B.紧定螺钉 C.弹性挡圈 5.在轴的初步计算中，轴的直径是按照（ ）初步确定的。 A.弯曲强度 B .扭转强度 C.复合强度 6.转轴上的载荷和支点位置都已经确定后，轴的直径可以根据（ ）来进行计算或校核。 A.弯曲强度 B.扭转强度 C.扭转刚度 D.弯扭组合强度 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 7、已知轴的受载简图如图所示，则其弯矩图应是（ ）。 8、已知轴的受载简图如图所示，则其弯矩图应是（ ）。 9、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（ ）。 A、不变 B、降低了 C、增加了 D、不定 　　 题7图 题8图 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 6.1 概述 6.2 轴的结构设计 6.3 轴的强度计算 6.4 轴的材料及选择 6.5 轴的设计 项目6 轴系零部件分析与设计 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 （一）教学要求 1、了解轴的分类 2、掌握轴结构设计 3、掌握轴的强度计算方法 4、了解轴的疲劳强度计算和振动 （二）教学的重点与难点 1、轴的结构设计 2、弯扭合成法计算轴的强度 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 6.1.1 概述 轴是组成机器的重要零件之一，轴的主要功用是支承旋转零件、传递转矩和运动。 1.轴的功用 轴的分类 （1）按承受载荷不同分 转轴 心轴 传动轴 传动零件必须被支承起来以后才能进行工作，支承传动件的零件称为轴；轴与轴毂之间的连接称为轴毂连接。 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 轴的分类 转轴—减速器的齿轮轴 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 心轴--列车车轴 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 轴的分类 传动轴-- (万向节) 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 轴的分类 转轴：工作时既承受弯矩又承受转矩的轴。机器中最常见的轴，通常简称为轴。 例：减速器中的轴 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 心轴： 用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩。又可分为固定心轴和转动心轴。 例： 自行车的前轮轴（固定心轴），图b。 列车车轴（转动心轴），图a。 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 传动轴：主要用于传递转矩而不承受弯矩，或所承受的弯矩很小的轴。 例：汽车中联接变速箱与后桥之间的传动轴。 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 例：减速器中的轴（直轴） （2）按轴线形状的不同分 直轴 曲轴 挠性钢丝轴 光轴 阶梯轴 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 例：曲轴 例：挠性钢丝轴 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 2 轴材料及选择 轴的常用材料是碳素钢和合金钢。 碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中敏感性低，可通过热处理改善其综合性能，加工工艺性好，故应用最广。一般用途的轴，多用优质碳素钢，尤其是45号钢。对于不重要或受力较小的轴也可用Q235、 Q275 等普通碳素钢。 合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应力集中比较敏感，且价格较贵，多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后可提高耐磨性。 球墨铸铁容易获得复杂的形状，而且吸振性好，对应力集中敏感性低，适用于制造外形复杂的轴，如曲轴和凸轮轴等。 上一页 下一页 返 回 结 束 第14章 轴及其设计 轴颈 轴头 轴身 圆柱齿轮减速器中的从动轴 6.1.2 轴的结构设计 轴的结构设计就是确定轴的外形和全部结构尺寸。

4-4 用量纲分析法，证明离心力公式为F= kWv2 / r。式中，F为离心力；

M为作圆周运动物体的质量； 为该物体的速度；d为半径；k为由实验确定的常数。

据量纲一致性原则求指数 、 、 ：

4-6 有压管道流动的管壁面切应力 ，与流动速度 、管径D、动力粘度 和

流体密度 有关，试用量纲分析法推导切应力 的表达式。

解：[解] 由已知 选择 为基本量，m=3，n=5，则组成n-m=2个π项

将π数方程写成量纲形式

解上述三元一次方程组，得

解上述三元一次方程组，得

代入 后，可表达成 即

4-7 一直径为 d、密度为 的固体颗粒，在密度为 、动力粘度为 的流体中

静止自由沉降，其沉降速度 ，其中 为重力加速度， - 为颗粒与流体密度之差。试用量纲分析法，证明固体颗粒沉降速度由下式表示：

解：选 、 、 为基本量，故可组成3个 数，即 其中， 求解各 数，

即 故 =0 化简整理，解出 又 与 成正比，将 提出，则

4-8 设螺旋浆推进器的牵引力 取决于它的直径D、前进速度 、流体密度 、

粘度 和螺旋浆转速度 。证明牵引力可用下式表示：

选 为基本量，故可组成3个 数，即 其中，

4-10 溢水堰模型设计比例 =20，当在模型上测得流量为 时，水流对堰体

的推力为 ，求实际流量和推力。

解：堰坎溢流受重力控制，由弗劳德准则，有 ， 由 = =

4-13 将高 ，最大速度 的汽车，用模型在风洞中实验（如图所示）以确定

空气阻力。风洞中最大吹风速度为45 。

（1）为了保证粘性相似，模型尺寸应为多大

（2）在最大吹风速度时，模型所受到的阻力为 求汽车在最大运动速度时

所受的空气阻力（假设空气对原型、模型的物理特性一致）。

解：（1）因原型与模型介质相同，即 故由 准则有 所以， （2） ，又 ，所以 即

4-14 某一飞行物以36 的速度在空气中作匀速直线运动，为了研究飞行物

的运动阻力，用一个尺寸缩小一半的模型在温度为 ℃的水中实验，模型的运动速度应为多少若测得模型的运动阻力为1450 N，原型受到的阻力是多少已知空气的动力粘度 ，空气密度为 。

解：由 准则有 即 所以 （2）

5-2 有一矩形断面小排水沟，水深 ，底宽 流速 水温为15℃，试判别其

5-3 温度为 ℃的水，以 的流量通过直径为 的水管，试判别其流态。如果

保持管内液体为层流运动，流量应受怎样的限制

解：由式（1-7）算得 ℃时， （1）判别流态 因为 所以 ，属于紊流

（2）要使管内液体作层流运动，则需 即

5-4 有一均匀流管路，长 ，直径 ，水流的水力坡度 求管壁处和 处的切

所以在管壁处： 处： 水头损失：

5-5 输油管管径 输送油量 ，求油管管轴上的流速 和1 长的沿程水头损

将油量Q换成体积流量Q ，层流

（2）由层流的性质可知 （3）

5-6 油以流量 通过直径 的细管，在 长的管段两端接水银差压计，差压计

读数 ，水银的容重 ，油的容重 。求油的运动粘度。

解：列1-2断面能量方程 取 （均匀流），则

假定管中流态为层流，则有 因为 属于层流 所以，

5-7 在管内通过运动粘度 的水，实测其流量 ，长 管段上水头损失 H2O，

解：设管中流态为层流，则 而 代入上式得

验算： ， 属于层流 故假设正确。

5-9 半径 的输水管在水温 ℃下进行实验，所得数据为 ， ， 。 （1）求管壁处、 处、 处的切应力。 （2）如流速分布曲线在 处的速度梯度为 ，求该点的粘性切应力与紊流

（3）求 处的混合长度及无量纲常数 如果令 ，则 解：（1） （2）

5-10 圆管直径 ，通过该管道的水的速度 ，水温 ℃。若已知 ，试求粘性

底层厚度 。如果水的流速提高至 ，如何变化如水的流速不变，管径增大到 ， 又如何变化

解： ℃时， （1） （2） （3）

5-12 铸铁输水管长 =1000 ，内径 ，通过流量 ，试按公式计算水温为

10℃、15℃两种情况下的 及水头损失 。又如水管水平放置，水管始末端压强降落为多少

(1)t=10℃ 时，符合舍维列夫公式条件，因 ，故由式（5-39）有

由表5-1查得当量粗糙高度 则由式（5-41）得，

5-13 城市给水干管某处的水压 ，从此处引出一根水平输水管，直径 ，当

量粗糙高度 = 。如果要保证通过流量 ，问能送到多远（水温 ℃）

由式（5-41）得， 又

5-14 一输水管长 ，内径 管壁当量粗糙高度 ，运动粘度 ，试求当水头损

解：t=10℃时，由式（1-6）计算得 ，假定管中流态为紊流过渡区 因为

代入柯列勃洛克公式（5-35）得

圆柱体的最小转矩如何计算?
已知：圆柱体直径为1m,长1.8m,密度为7.8×1000kg/m3（立方米）,转速为10r/min,此圆柱体两端由伸出的小轴和轴承支承,如何计算可以转动它的最小启动转矩?
我真正想问的意思是：“在圆柱体静止时,需要最少多少的转矩才能够把此圆柱体转动?是不是只要克服轴承处的摩擦力,或者说只要比和圆柱处与轴承接合处的摩擦力矩大,此圆柱体就可以转动,加速到正常速度的时间可以长一点都没有关系.”

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