王黎钦《机械设计》第5版课后习题(轴毂连接)【圣才出品】
王黎钦《机械设计》第5版章节题库(轴)【圣才出品】
王黎钦《机械设计》第5版章节题库第10章轴一、填空题1．一般单向回转的转轴，考虑启动、停车及载荷不稳定的影响，其扭转剪切应力的性质按______处理。
【答案】脉动循环2．按所受载荷的性质分类，车床的主轴是______，自行车的后轴是______，连接汽车变速箱与后桥以传递动力的轴是______。
【答案】转轴；固定心轴；传动轴3．自行车的前轮轴属于______，自行车的中轴属于______。
【答案】固定心轴；转轴4．按弯扭复合强度计算转轴危险截面处应力时引入折合系数α，是考虑______。
【答案】由弯矩所产生的弯曲应力和由扭矩所产生的扭转剪应力的循环特性的不同5．两级齿轮减速器中的中、低速轴的直径一般应比高速轴的直径______。
【答案】大6．轴上需车制螺纹的轴段应设______槽；需要磨削的轴段应设______槽。
【答案】螺纹退刀；砂轮越程7．提高轴的疲劳强度的措施有______、______、______、______。
【答案】合理布置轴上传动零件位置；合理设计轴上零件的结构；减少应力集中；提高轴的表面质量8．轴承受到交变应力的作用，其循环特征为：对称循环时，r=______，脉动循环时r=______，非对称循环时______<r<______。
【答案】-1；0；-1；19．受弯矩作用的轴，力作用于轴的中点，当其跨度减少到原来跨度的1／2时，如果其他条件不变，其挠度为原来挠度的百分之______。
【答案】12.5％10．公式用于确定______；用于______轴的强度计算。
【答案】轴的最小直径；一般11．一般单向回转的转轴，考虑启动、停车及载荷不平稳的影响，其扭转剪应力的性质按处理______。
【答案】脉动循环12．在确定联轴器类型的基础上，可根据______、______、______、______来确定联轴器的型号和结构。
【答案】传递转矩；转速；轴的结构形式；轴的直径13．平键连接中的静连接的主要失效形式为______，动连接的主要失效形式为______；所以通常只进行键连接的______强度或______计算。
王黎钦《机械设计》第5版名校考研真题(轴毂连接)【圣才出品】
（2）楔键连接的工作面是上、下表面，靠工作面间的摩擦力传递转矩，同时还可承受 单方向的轴向载荷，但对中性不好。
（3）平键连接的工作面是两侧面，靠键与轴槽、毂槽侧面的挤压传递转矩。平键连接 结构简单、拆装方便、对中性好，但不能承受轴向载荷，不能实现轴上零件的德轴向定位。
1．平键按用途分有哪几种类型？试简述导向平键的特点。[北京理工大学 2003 研] 答：（1）平键按用途可分为：普通平键、导向平键和滑键。
（2）导向平键的特点：导向平键用于动连接。一般用螺钉固定在轴槽中，工作中 轮毂可沿导向平键做轴向移动。与滑键相比，适用于轮毂移动距离不大的场合。
2．键连接的主要用途是什么？楔键连接和平键连接有什么区别？[国防科技大学 2002 研]
3．轴上的键槽通常用______加工方法获得。[华南理工大学 2006 研] 【答案】铣削
4．键连接中，导向平键主要用于______连接，其工作面是______，主要失效形式是______。 [哈尔滨工业大学 2004 研]
【答案】动；两侧面；磨损
5．如需在同一轴段安装一对半圆键时，应将它们布置在______。[国防科技大学 2001 研]
2．平键连接的主要用途是使轴与轮毂之间（ ）。[大连理工大学 2001 研] A．沿轴向固定，并传递轴向力
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B．沿轴向可作相对滑动并具导向作用 C．安装于拆卸方便 D．沿周向固定并传递扭矩 【答案】D 【解析】平键的两侧面是工作面，工作时靠键同键槽侧面的挤压传递运动和转矩。
【答案】轴的同一根母线上 【解析】布置在同一母线上使安装方便。
王黎钦《机械设计》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-机械及机械零件的设计基础【圣才出品】
第2章机械及机械零件的设计基础2.1复习笔记一、设计机械时应满足的基本要求和一般步骤1．设计机械时应满足的基本要求（1）使用功能要求（最基本要求）所设计的机械应具有预定的使用功能：①保证执行机构实现所需的运动；②保证组成机械的零部件工作可靠；③有适当的使用寿命；④使用、维修方便。
（2）工艺性要求①简单、实用，保证各方面的工艺性；②合理选用材料，尽可能选用标准件。
（3）经济性要求①提高设计、制造经济性；②提高使用经济性。
（4）其他要求劳动保护要求、便于装拆和运输要求、长期保持工作精度要求等。
2．设计机械的一般步骤（1）计划阶段①主要任务是在调查研究的基础上，根据生产或生活需要，制定设计对象的功能要求、主要技术指标和限制条件，完成设计任务书；②计划阶段是设计、调试和验收机械的主要依据。
（2）方案设计阶段根据要求，按技术先进、使用可靠、经济合理的原则，提出多种方案，并从技术方面和经济方面综合评价，选出最佳方案。
（3）技术设计阶段①通过运动学、动力学分析计算和零部件的工作能力设计，确定主要零部件基本尺寸；②根据已确定的结构方案和主要零部件基本尺寸，设计机械装配工作图和零件工作图。
（4）技术文件编制阶段编制设计计算说明书、使用说明书、标准件明细表等技术文件，作为此后各阶段依据。
（5）技术审定和产品鉴定阶段审定认可后样机试制，样机运行后进行鉴定，考核样机的性能满足设计任务书的各项规定后进行小批量生产，再进一步考察并改进，定型后按市场需求量决定生产批量。
二、机械零件的载荷和应力1．载荷（1）静载荷与变载荷①静载荷静载荷是指不随时间变化或变化缓慢的载荷。
②变载荷变载荷是指随时间作周期性变化或非周期性变化的载荷。
（2）名义载荷与计算载荷①名义载荷名义载荷是指机器在平稳工作条件下根据原动机或工作机的额定功率计算出的作用于机械零件上的载荷。
②计算载荷计算载荷是指载荷系数K与名义载荷F的乘积，即。
2．应力（1）静应力与变应力①静应力静应力是指大小和方向不随时间变化或变化缓慢的应力（图2-1（a））。
王黎钦《机械设计》第5版课后习题(摩擦、磨损和润滑)【圣才出品】
王黎钦《机械设计》第5版课后习题第4章摩擦、磨损和润滑4.1摩擦有哪几种类型，各有什么特点？答：按摩擦界面的润滑状态，可将摩擦力分为干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦。
由于后三种摩擦状态时加注了润滑剂之后形成的，所以，又分别称为边界润滑、流体润滑和混合润滑。
不加润滑剂时，相对运动的零件表面直接接触，这样产生的摩擦称为干摩擦。
干摩擦的摩擦系数大、磨损严重，设计时应采取一定的措施尽量避免或减少摩擦。
边界摩擦时，边界膜有较好的润滑作用，但一般润滑油的边界膜强度不高，在较大压力作用下边界膜容易破坏，而且温度增高时边界膜的强度显著降低。
流体摩擦不会发生金属表面摩损，摩擦系数小，是理想摩擦状态。
4.2实现液体摩擦有几种方法，各有何特点？答：实现液体摩擦有下列三种方法，现分述如下：（1）流体动压润滑流体动压润滑的实现可用图4-1所示的模型来说明。
图中有互相倾斜的两块平板A和B，其间充满粘性流体。
B板固定不动，当A板沿x方向运动时，就会将具有一定粘度的流体代入楔形间隙，形成具有一定动压力的油膜，只要外部作用于A板上的载荷不超过油膜动压力P的合力，A板就会与B板保持一定的距离不接触，形成流体摩擦。
（2）弹性流体动压润滑将这种考虑了接触区弹性变形和压力接触区润滑粘度的影响的动压润滑称为弹性动压润滑（EHL），简称为弹流润滑。
油膜厚度的大小与接触表面尺寸、形状，接触体的材料，接触体运动速度，润滑油的粘度，粘压指数以及载荷大小等诸多因素有关。
（3）流体静压润滑流体静压润滑的模型如图4-2所示。
用油泵将润滑油经过节流器以所需要的压力注入被润滑表面的油室，再由油室的封油边流回油箱。
油室油压力足够大时，就可以和外载荷相平衡，使两表面保持一定距离，维持流体润滑状态。
流体静压力润滑是靠外界提供具有一定压力的润滑油实现的，承载能力不受两表面的相对速度和表面粗糙度等因素影响，运动精度高。
在机床，发电机等设备中应用流体静压润滑已获得满意效果。
王黎钦《机械设计》第5版名校考研真题(滚动轴承)【圣才出品】
王黎钦《机械设计》第5版名校考研真题第11章滚动轴承一、填空题1．滚动轴承的主要失效形式是______，防止失效的设计准则是______。
[清华大学2001研]【答案】疲劳点蚀、塑性变形、磨损；寿命计算、静强度计算、极限转速计算2．滚动轴承代号6216表示轴承类型为______，内径尺寸为______mm。
[中科院2007研]【答案】深沟球轴承；803．在轴承部件中，以承受径向载荷为主，同时能够承受单向轴向载荷的滚动轴承有______轴承和______轴承。
[哈尔滨工业大学2004研]【答案】角接触球；圆锥滚子4．安装于某轴单支点上的代号为32208B/DF的一对滚动轴承，其类型名称为______；内径尺寸d＝______mm；直径系列为______；公差等级符合标准规定的______；游隙组别符合标准规定的______；安装形式为______；代号B表示轴承的接触角为______。
[国防科技大学2002研]【答案】圆锥滚子轴承；40；轻系列；0级；0组；正装；40°【解析】3代表圆锥滚子轴承；内径尺寸；公差等级、游隙组别忽略不写；DF代表正装。
5．型号为6206/P4、7206C、7206AC/P6三个轴承中，______轴承的公差等级最高，______轴承的接触角最大。
[武汉理工大学2008研]【答案】6206/P4；7206AC/P66．滚动轴承的回转圈一般应采用______配合，不回转圈应采用______配合。
[华东理工大学2005研]【答案】基孔制；基轴制7．在基本额定动载荷作用下，滚动轴承可以工作______转而不发生点蚀失效，其可靠度为______。
[北京航空航天大学2001研]10；90%【答案】6二、选择题1．某滚动轴承按寿命公式计算的寿命h L为25100h，其可靠度（）；若要求工作寿命为30000h，则可靠度为（）。
[西安交通大学2007研]A．99%B．90%C．＜90%D．＞99%【答案】B；C2．按基本额定动负荷选定的滚动轴承，在预定的使用期限内其破坏概率最大为（）。
王黎钦《机械设计》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-轴毂连接【圣才出品】
第6章轴毂连接6.1复习笔记一、键连接1．平键连接平键的横截面是矩形，两侧面为工作面。
优点：结构简单；装拆方便；对中性好；应用最广。
缺点：不能承受轴向力，不能对轴上零件起到轴向定位的作用。
常用的平键有普通平键和导向平键。
普通平键用于静连接，导向平键用于动连接。
（1）普通平键①普通平键的分类普通平键按端部形状可分为圆头平键（A型）、方头平键（B型）和单圆头平键（C型）。
a．A型和C型特点：用指状铣刀加工，键在轴槽中固定良好，但在轴上键槽端部的应力集中较大。
C 型键适用于轴端。
b．B型特点：用盘形铣刀加工，轴槽端部的应力集中较小。
图6-1平键连接的受力分析②普通平键的设计a．材料选择一般用σB≥600MPa的碳素钢，常用45钢。
b．尺寸选择高度h和宽度b按轴颈d从标准中查得，长度L按轮毂长度从标准中查得。
c．校核计算普通平键连接主要失效形式是键、轴槽和毂槽三者中强度最弱的工作面被压溃。
工作面的平均挤压应力σp的强度条件为式中，p ——工作面的挤压应力（MPa）；T——传递的转矩（N·mm）；d——轴的直径（mm）；l——键的工作长度（mm），A型l=L-b，B型l=L，C型l=L-b／2，L、b为键的公称长度和键宽（mm）；k——键与毂槽的接触高度（mm），通常取k=h／2；[]——许用挤压应力（MPa）。
p（2）导向平键导向平键用于动连接，主要失效形式是工作面的磨损。
须进行耐磨性计算，强度条件为式中，[]p——许用压强（MPa）。
2．半圆键连接（1）工作原理键的两侧面为工作面，键的上表面与轮毂的链槽底面间有间隙。
键在轴槽中能绕其几何中心摆动，以适应毂上键槽底面的斜度。
（2）特点优点：对中性好、工艺性好；缺点：轴槽较深，对轴的强度削弱较大。
（3）适用范围：主要用于轻载或位于轴端的连接，尤其适用于锥形轴端。
3．楔键连接（1）工作原理楔键的上下两面是工作面。
工作时即靠键的上表面及相配的轮毂键槽底面之间的压力产生的摩擦力传递转矩，还可传递单向轴向力。
王黎钦《机械设计》第5版课后习题(机械系统设计)【圣才出品】
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王黎钦《机械设计》第5版课后习题
第16章机械系统设计
16.1下列减速传动方案有何不合理处？
（1）电动机→链→直齿圆柱齿轮→斜齿圆柱齿轮→工作机；
（2）电动机→开式直齿圆柱齿轮→闭式直齿圆柱齿轮→工作机；
（3）电动机→齿轮→V 带→工作机。
答：（1）链传动噪声大、振动大，不适宜放在高速级，应将其放在齿轮传动之后，另外斜齿轮传动较直齿轮传动平稳，应该放在直齿轮传动之前。
（2）开式齿轮齿面间容易掉入异物，使齿面发生磨损，从而引起冲击、振动和噪声，放在高速级会加速齿面磨损速度，因此应将闭式齿轮传动放在高速级，而开式传动放在低速级。
（3）V 带靠摩擦传动，承载能力低，不宜放在低速级，尺寸太大，而V 带在高速级则可起到缓冲吸振，因此应将V 带传动放在高速级，而齿轮传动放在低速级。
16.2设计一个圆工作台的传动装置，要求此工作台能绕其中心作定轴转动，先向一个方向转180°，立即反向转180°，然后停车，全部动作完成时间20s，电动机转速960r/min，选出传动方案及类型，决定各级传动比及主要参数，画出此传动装置简图，不要求作强度计算。
解：略。
王黎钦《机械设计》第5版章节题库(滚动轴承)【圣才出品】
王黎钦《机械设计》第5版章节题库第11章滚动轴承一、填空题1．滚动轴承一般由______、______、______和______组成。
【答案】内圈；外圈；滚动体；保持架2．滚动轴承的保持架的作用是______。
【答案】把滚动体均匀地隔开3．我国滚动轴承的代号由______、______和______构成。
【答案】前置代号；基本代号；后置代号4．滚动轴承是标准件，为使轴承便于互换和大量生产，轴承内孔与轴的配合宜采用______；轴承外径与外壳孔的配合宜采用______。
【答案】基孔制；基轴制5．在基本额定动载荷作用下，滚动轴承可以工作______转而不发生点蚀，其可靠度为______。
10；90％【答案】66．代号为30208的滚动轴承的类型名称是______轴承，其内径是______mm。
【答案】圆锥滚子；407．滚动轴承的主要失效形式有______和______。
【答案】疲劳破坏；永久变形8．轴上的轴承的跨距较短，且温差较小时，轴承的配置应用______形式；当两轴承的跨距较长，且温差较大时，轴承的配置应用______形式。
【答案】双支点各单向固定（两端固定）；一端支点双向固定，另一端支点游动（一端固定，一端游动）9．向心角接触轴承的结构特点是______。
【答案】在滚动体与滚道接触处存在着接触角，公称接触角0°<α≤45°10．轴承接触角越大，承受______的能力也越大。
【答案】轴向载荷11．当______时，轴承所能承受的载荷，称为基本额定动载荷。
【答案】轴承的基本额定寿命为106r12．基本额定动载荷的方向是：对向心轴承是______，对推力轴承是______，对角接触向心轴承是______。
【答案】径向载荷；中心轴向载荷；载荷的径向分量13．引入载荷系数是对______进行修正，以考虑______的影响；而引入温度系数f T是对______进行修正，以考虑______的影响。
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王黎钦《机械设计》第5版课后习题
第6章轴毂连接
6.1平键的标准截面尺寸如何确定？其长度如何确定？
答：（1）平键的截面尺寸键宽b和键高度h是按轴径d从标准中查得；
（2）键长度L按轮毂宽度从手册标准中查得标准长度，为保证不影响轴上零件轴向定位，该长度应比轮毂宽度略小。
6.2平键连接、半圆键连接、楔键连接各自的失效形式是什么？静连接和动连接的校核计算有何不同？
答：普通平键连接的主要失效形式是：键、轴上键槽、毂上键槽三者中强度最弱的工作面被压溃；
导向平键连接的主要失效形式是：键、轮毂上键槽两侧面（即工作面）的磨损；
半圆键连接失效形式是：键、轴上的键槽、毂上键槽三者中强度最弱的工作面被压溃；
楔键连接的主要失效形式是：楔键上下面与轴和毂上键槽间正压力产生摩擦力的丧失导致摩擦力矩消失不能传递转矩、连接失效。
静连接校核计算的目的主要是限制工作面的挤压应力不超过材料的许用挤压应力，以防工作面压溃；
动连接校核计算的主要目的是通过限制工作面的压强来防止工作面的过度磨损。
6.3平键和楔键连接的工作原理上有何不同？各有什么特点？各使用在什么场合？当采用双键时各应如何布置？为什么？
答：（1）平键连接的工作原理是靠平键、轴上键槽、毂上键槽的侧面（即工作面）的挤压来传递转矩的；而楔键则是靠楔键上下面（即工作面）与轴和毂上键槽底面间正压力产生摩擦力力矩来传递转矩的。
（2）平键连接的特点是结构简单、装拆方便、对中性好；但不能承受轴向力，应用广泛；可用于静连接、动连接、要求轴毂对中性好的连接；
楔键连接特点是结构简单、装拆也方便，可传递单向轴向力，但楔键被楔紧时破坏了轴毂的对中性；另外楔键连接是靠摩擦传递转矩，有摩擦传力不可靠性。
因此，仅用于对中性要求不高、载荷平稳、低速的连接。
（3）当需采用双键时，双键对平键按180º布置，对楔键按120º布置。
因为180º布置的话等于单键，120º布置另120º处轴与孔接触，有一个摩擦力点，这样可以不过多削弱轴的强度；另外，也便于键槽加工。
6.4花键有哪几种？各用在什么场合？哪种花键应用最广？
答：（1）花键按齿形可分为矩形花键和渐开线花键；
（2）矩形花键有轻系列和中系列；
轻系列：承载能力较小，主要用于轻载荷的静连接；
中系列：多用于较重载荷的静连接或在空载下移动的动连接。
矩形花键应用最为广泛。
（3）渐开线花键有30º压力角和45º压力角两种：
30º压力角渐开线花键：模数大，齿根较厚和齿根圆较大，应力集中较小，强度大，寿命长。
主要用于较重载荷或定心精度较高以及尺寸较大的连接；
45º压力角渐开线花键：齿数多、模数小、齿小，承载能力低。
主要用于轻载小直径连接，特别是常用于薄壁零件的连接。
6.5如图6-1所示为减速器的低速轴与凸缘联轴器及圆柱齿轮之间分别用键连接。
已知轴传递的功率P=9kW，转速n=400r／min，轴与齿轮的材料均为钢，联轴器材料为铸铁，工作时有轻微冲击。
试选择两处键的类型和尺寸，并校核其连接强度。
图6-1
解：（1）计算轴所传递的转矩T：
6699.55109.5510214875()400
P T N mm n =⨯=⨯⨯=⋅（2）设计轴与齿轮的键连接：
根据该连接所在的轴段直径d=50mm、轮毂宽度40，选择普通平键，查《机械设计手册》得键及键连接尺寸为：键宽b=14，键高h=9，键长L=36。
根据键、轴、齿轮材料均为钢，工作时有轻微冲击等条件查教材表6.1得：
[]100~120[]=110p p Mpa Mpa
σσ=，取验算该键连接的挤压强度：
22221487586.82[]1109()(3614)5022
p p T T Mpa Mpa h kld L b d σσ⨯====<=-⨯-⨯（3）设计轴与联轴器的键连接：
根据该链接所在的轴段直径d=38mm、轮毂宽度60选择普通平键，查《机械设计手册》得键及键连接尺寸为：键宽b=10，较高h=8，键长L=56。
根据键及轴材料为钢、联轴器材料为铸铁，工作时有轻微冲击等条件查教材表6.1得：
[]50~60[]=55p p Mpa Mpa
σσ=，取验算该键连接的挤压强度：
22221487561.5[]558()(5010)3822
p p T T Mpa Mpa h kld L b d σσ⨯====>=-⨯-⨯采用C 型键，长L＝56,宽b=10，高h=8
22221487555.4[]558()(565)3822
p p T T Mpa Mpa h kld L b d σσ⨯=
===≈=-⨯-⨯可用。