第十六章 轴
16-13、已知图16-41中所示直齿轮减速器输出轴在安装齿轮处的直径d?65mm，齿轮轮毂长85mm，齿轮和轴的材料均为45钢。齿轮分度圆直径为d0?300mm，所受圆周力
Ft?8000N，载荷有轻微冲击。试选择该处平键的尺寸。如果轮毂材料为铸铁，则该平键
所能传递的转矩T有多大？
解：普通平键的挤压强度条件为F4T?p=??[?p]Adhl45号钢在轻微冲击下的[?p]?100?120MPa,取[?p]?110MPad0.3T?Ft?0?8000??120022F4T4?1200则有：?p=???110?106Adhl0.065hl4800hl??6.71mm260.065?110?10又?l?2.5d?2.5?0.065?162.5mm617?4mm162.5查表6-8可选l=140mm,h=11mm,b=18mm?h?如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能承受的最大挤压力为[?p]?=50?60MPa,取[?p]?=60MPa。
则由[?p]?=Tmax4Tmaxdhl得：
dhl11?140?10-6?65?10-3?60?106?[?p]?=?1501.5N?m4416-14、已知一传动轴所传递的功率N?16kW，转速n?720r/min，材料为Q275钢。求该传动轴所需的最小直径。
解：当传动轴传递的功率为N?16kW时，其扭转强度条件为??
T?W?9550?1030.2d3Pn?[?]
9550?1033PP 即：d?3??A30.2?[?]nn其中P?16kW,n?720r/min.A?118?d?118?316?33.18mm72016-15、图16-42所示为一直齿圆柱齿轮减速器输出轴的示意图。有关尺寸如图所示。轴承宽度为20mm；齿轮宽度为50mm，分度圆直径为20mm，传递的功率为N?5.5kW，转速n?300r/min。试按弯扭合成强度计算轴的直径并绘出轴的结构图。
解：（1）作计算简图并求支反力P9549?5.5T=9549??175.065N?mn300
2000T2000?175.065圆周力Ft???1751Nd200径向力Fr?Fttan??1751?tan20??637NFt A C Fr B T=176.065
FAx FAy
FBx FBy
?MA?0Ft?875.5N2
FrFAy?FBy??318.5N2FAx?FBx?63.7
最大合成弯矩：Mc?计算当量弯矩：
Mcx2?Mcy2?186.2N.m
Mv?Mcmax2?(?T)2?213.8N?m 10Mv310?213.8?103?d?3??32.04mm[?]65 由于键槽，直径增大5%，
d=(1+5%)d=33.64. 可取轴颈为35mm
机械设计基础 第十六章 习题参考答案
