机械设计中的各种公式（机械设计计算）

计算

凸缘联轴器用六个普通螺栓联接，螺栓分布D=130mm圆周上，接合面摩擦系数f=0.15，防滑系数KS=1.2，若联轴器传递扭矩150N.m，求螺栓螺纹小径。已知螺栓的等级4.6级，s=1.5

图示为一汽缸盖螺栓联接。已知汽缸内径D=300mm，最大工作压力p = 2 MPa，缸盖与缸体用8个螺栓联接，螺栓相对刚度0.8，要求螺栓残余预紧力F1为螺栓最大工作载荷F的1.5倍，试求1、单个螺栓所受总拉力F2的大小；2、单个螺栓所受预紧力F0为多少？

3、若采用性能等级为4.6的螺栓， 计算螺栓小径。(取安全因数S=1.5)

残余预紧力F1 ：F1=1.5F， F1=1.5×17662=26493.75N

螺栓总拉力F2的大小F2=F1 F=2.5F=2.5*26493.75=66243N；

螺栓预紧力F0

已知普通螺纹连接的相对刚度0.7，作用一工作载荷F=2000N试求残余预紧力F1=0和F1=F时螺栓预紧力和总拉力。

螺栓预紧力

下图所示为一个铸铁托架，用四个普通螺栓固定在铸钢立柱上，已知W=1000N，L=700mm，L1=300mm，接触面间的摩擦系数f=0.2，螺栓许用拉应力[σ]=100MPa，防滑系数Kf=1.2。试确定螺栓所需要的公称直径d

如图为一刚性凸缘联轴器，凸缘间用铰制孔用螺栓（即受剪螺栓）联接，螺栓数目为Z = 6 ，螺杆无螺纹部分直径d s = 17 mm，材料为35号钢，其许用挤压应力为[σp ] = 260 MPa , 剪应力为[τ ] = 120 MPa 。两个半联轴器材料为铸铁，其许用挤压应力为[σp ] = 100 MPa 。试计算联轴器能传递的转矩。

如图所示的轴由两个反装的圆锥滚子轴承30000型支承，所受径向力Fr和附加轴向力Fd，fp=1.2，如图所示，（1）求这两个轴承的当量动载荷P1,P2，（2）判断哪个轴承比较危险。

附：Fd=Fr/4 , Fa/Fr>0.3:X=1,Y=0 Fa/Fr≤0.3:X=0.4,Y=2

图示为轴承部件承受载荷的示意图。轴承转速n = 3000 r/min ，受力情况如图，轴承Ⅰ所受径向载荷Fr1 = 1000 N , 轴承Ⅱ所受径向载荷Fr2 = 2060 N 。轴向载荷FA = 880 N 。设选用7306 C轴承，其派生轴向力Fd = 0.5 Fr，

X 2 = 0.44 , Y2 = 1.27, C r = 26500 N , f p = 1.2, 试计算轴承Ⅱ寿命

一轴上有一对30204圆锥滚子轴承，Fp=7200N ,FA=800N , n=1250r/min ，运转时有轻微冲击，试计算这对轴承当量动载荷P和寿命L10h。轴承参数：Cor=30500N ；Cr=28200N ；e=0.35；

Fa/Fr≤e，X=1，Y=0；Fa/Fr>e，X=0.4，Y=1.7，[注：Fd=Fr/(2Y) ]

简答题

1．进行轴的结构设计时，主要考虑哪些方面的问题？

2．为提高轴的刚度，欲把轴的材料由45 钢改为合金钢40Cr 是否合适？为什么？

3．用合金钢代替碳素钢一定能提高轴的疲劳强度吗？为什么？那么设计轴时，若采用合金

钢应注意什么问题？

4．影响轴疲劳强度的因素有哪些？在设计轴的过程中，如疲劳强度不够应采取哪些措施？

5．在多级齿轮传动中，为什么低速轴的直径要比高速轴的直径粗得多。

6.在轴的弯扭合成强度计算中，计算应力 公式中系数a的含义是什么？如何取值？

7.按照轴承受的载荷不同，轴可分为哪三类？各举一例。

8.轴上零件的周向固定方法有哪几种？

9.提高轴的强度的常用措施有哪些

改错

1）两个轴承的外圈均未轴向固定。

2）不能将轴上的轴向力传到机座。

3）齿轮轴的轴向位置没有固定，受到轴向力时会发生窜动。

4）左轴承内圈直径小于两侧轴的直径，无法装配。

5）轴承游隙不能调整。

6）套杯和机座间没有调整垫片，整个轴系的轴向位置不能调整。

7）轴承端盖与右侧轴承外圈之间的套筒多余。

1）轴系采用全固式结构，两轴承反装不能将轴向力传到机架，应该为正装。

2）全固式结构中，轴左端的弹性挡圈多余，应去掉。

3）端盖处没有调整垫片，不能调整轴承游隙。

1）轴右端的联轴器不能接触端盖，用端盖轴向定位更不行。

2）轴与右端盖之间不能接触，应有间隙。

3）定位齿轮的套筒径向尺寸过大，与轴承外圈接触。

4）轴的左端端面不能与轴承端盖接触。

1）右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长（精加工面长）， 装 拆困难。

2）套筒径向尺寸过大，右轴承拆卸困难。

3）因轴肩过高，右轴承拆卸困难

4）齿轮与轴联接的键过长，套筒和轴承不能安装到位。

1）轴右端的联轴器没有轴向定位，位置不确定。

2）齿轮轴向定位不可靠，应使轴头长度短于轮毂长度。

3）齿轮与轴联接键的长度过大，套筒顶不住齿轮。

1）两侧轴承端盖处箱体上没有凸台，加工面与非加工面没有分开。

2）轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。

3）联轴器轮毂上的键槽没开通，且深度不够，联轴器无法安装。

1）右轴承端盖与轴间没有密封措施。

2）轴承用脂润滑，轴承处没有挡油环，润滑脂容易流失。

1）左轴承内圈轴向没有固定。

2）套杯和机座间没有调整垫片，不能调整轴系的轴向位置。

3）轴承端盖与套杯间没有调整垫片，不能调整轴承游隙。

4）轴与轴承端盖接触，应有间隙。

5）左轴承的外圈装拆路线长，装拆困难。

6）套杯左端的凸肩过高，左轴承的外圈拆卸困难。

7）轴上有两个键，位置都没有靠近装入端，使轮毂装入困难。

8）齿轮轴向定位不可靠，应使轴头长度短于轮毂长度。

9）轴承端盖处箱体上没有凸台，加工面与非加工面没有分开。

10）轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。

11）右轴承端盖与轴间没有密封措施。

1）轴右端的带轮不能通过套筒用端盖轴向定位，转动零件与固定零件不能接触。

2）轴与右端盖之间不能接触，应有间隙，并有密封措施。

3）齿轮两侧都是轴环，无法安装到位。

4）齿轮上的键槽没打通，且深度不够。这样的结构，键槽无法加工，也无法装配。

5）右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长（精加工面长），装拆困难。

6）因轴肩过高，两个轴承拆卸困难。

7）轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。

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