山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》项目四任务三 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械制造类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》 项目四：支承零部件 任务三：轴的结构 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 为了使零件轴向定位可靠，轴肩或轴环过渡部位的圆角半径应比轮毂孔的倒角高度或圆角半径（ ） A. 大 B. 无严格要求 C. 相同 D. 小 2. 轴的两端倒角的目的是（ ） A. 安装零件方便 B. 加工方便 C. 提高应力集中 D. 外形美观 3. 下列对如图表述错误的是（ ） A. 该输出轴按轴线形状分属于直轴，按承载分属于转轴 B. 图中轴的结构是合理的，对轴与轴上零件的固定可靠 C. 图中左侧轴承为球轴承，内圈用套筒轴向固定，外圈用轴承盖轴向固定 D. 图中齿轮所在轴段为轴头，周向固定用的是A型平键连接 4. 结构简单，但承载能力较小的轴向固定方式是（ ） A. 轴肩 B. 轴端挡圈 C. 圆螺母 D. 弹性挡圈 5. 轴上安装齿轮的部位称为（ ） A. 轴颈 B. 轴环 C. 轴肩 D. 轴头 6. 将轴的结构设计成阶梯的主要目的在于( ) A. 便于轴的加工 B. 为了外形美观 C. 零件调整、装拆方便 D. 提高轴的刚度 7. 下列关于如图所示的轴及轴上的键，叙述正确的是（ ） A. 两处平键所在的轴段称为轴颈，用于和轴上零件的轮毂配合，来支承转动零件及传递运动和动力 B. 轴上的两处平键均为A型普通平键，键的两个侧面为工作面，对中性好，装拆方便 C. 若该轴为齿轮减速器中的轴，同时承受转矩和弯矩的作用，则该轴属于传动轴 D. 按轴的结构来分，属于阶梯轴，便于轴上零件的装拆和定位 8. 将轴的结构设计成阶梯形的主要目的是（ ） A. 便于轴的加工 B. 装拆零件方便 C. 提高轴的刚度 D. 为了外形美观 9. 轴端的倒角是为了（ ） A. 装配方便 B. 便于加工 C. 减小应力集中 D. 便于轴上零件的固定 10. 轴上零件周向固定的目的是（ ） A. 防止零件轴向移动 B. 防止零件转动 C. 保证零件定位 D. 便于安装拆卸 11. 若装在轴上的零件，其轴向位置需要任意调节，则常用的周向固定方法是（ ） A. 键连接 B. 销钉连接 C. 螺栓连接 D. 过盈配合连接 12. 汽车、船舶和飞机中的轴类零件大多采用空心轴形式，是因为（ ） A. 空心轴强度高 B. 空心轴制造容易 C. 空心轴比较美观 D. 采用空心轴可以节约材料 13. 同一轴上不同轴段的键槽的布置方法是 （ ） A. 相隔 B. 隔 C. 同一母线上 D. 相隔 14. 如图所示，轴的结构上标有“⑥”的部位是（ ） A. 轴颈 B. 轴环 C. 轴肩 D. 轴头 15. 在轴上用于装配轴承的部分称为（ ） A. 轴颈 B. 轴头 C. 轴肩 D. 轴环 16. 影响轴的结构形状的因素中，说法不正确的一项是（ ） A. 轴的毛坯形状 B. 轴上作用力的大小及其分布情况 C. 轴上零件的位置、配合性质及其连接固定的方法 D. 轴的加工方法、装配方法、特殊要求 17. 针对下图描述正确的是（ ） A. 图中轴段3是轴颈，1是轴头，轴头与轴承配合，轴颈上加工键槽，应布置在同一母线上 B. 图中滚动轴承为球轴承，承载能力和耐冲击力强，摩擦小，高速运转性能好 C. 图中齿轮的轴向固定采用了轴环和轴套，其中轴套不宜高速；周向固定采用平键连接，该连接适用于较高速、较高精度及承受交变载荷、冲击载荷的场合 D. 图中左侧滚动轴承的外圈用轴承盖固定，内圈用轴肩进行周向固定 18. 轴上被轴承支承的部位称为（ ） A. 轴头 B. 轴颈 C. 轴环 D. 轴身 19. 在阶梯轴上安装齿轮时，通常利用轴肩的主要作用是（ ） A. 传递齿轮承受的圆周力 B. 限制齿轮的轴向位置 C. 减小齿轮孔的配合间隙 D. 补偿齿轮安装的径向误差 20. 某轴端需要安装带轮，并要求带轮能够拆卸。为实现带轮的轴向固定，较合适的结构组合是（ ） A. 采用轴肩和圆螺母定位 B. 采用键槽和过渡圆角定位 C. 采用退刀槽和砂轮越程槽定位 D. 采用中心孔和倒角结构定位 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 轴颈 22. 分析下图某轴安装结构图，指出图中①②③④⑤轴的各部分名称。 ①－______ ②－______ ③－______ ④－______ ⑤－______ 23. 进行轴的结构设计时，主要考虑哪些方面的问题？ 24. 轴的结构特点是什么？为什么轴一般为圆柱形？ 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某阶梯轴从左至右依次安装联轴器、滚动轴承和带轮。已知联轴器轮毂宽度为42 mm，联轴器与轴肩之间预留装拆间隙2 mm，轴承内圈宽度为17 mm，轴承与带轮之间设置厚度为5 mm的套筒，带轮轮毂宽度为38 mm，带轮右侧设置厚度为4 mm的垫圈并用圆螺母紧固。计算：（1）从联轴器左端面至圆螺母左端面的各零件总长度。（2）若轴端还需留出3 mm的螺纹余量，计算该安装段的最小轴向长度。 26. 某阶梯轴的齿轮安装段直径为40 mm，轴承安装段直径为35 mm。为便于齿轮轴向定位，轴肩高度取相邻两轴段直径差的一半；为减小应力集中，轴肩过渡圆角半径取轴肩高度的0.3倍。计算：（1）轴肩高度。（2）过渡圆角半径。（3）若圆角半径按整数毫米加工，应取何值。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某小型减速器输出轴采用阶梯结构安装齿轮和滚动轴承。齿轮轮毂宽度为36 mm，轴承内圈宽度为16 mm，齿轮与轴承之间需设置4 mm厚的套筒，齿轮左侧由轴肩定位，轴承右侧由圆螺母和3 mm厚止动垫圈固定。轴端螺纹拧紧后需外露2 mm。 （1）计算从齿轮左端面至轴端最小需要的轴向长度。 （2）说明齿轮左侧采用轴肩、右侧设置套筒的定位作用。 （3）为降低轴肩处的应力集中，写出两项结构改进措施。 28.（10分）依据图示轴系零件结构装配图，回答以下问题： （1）该轴的结构设计成阶台形的主要目的便于轴上零件的______和 ______。 （2）假设蜗轮的内孔倒角高度为c，轴环处圆角半径为r，则必须使 c与r满足______（填“c>r”、“c=r”或“c<r”）。 （3）图中使用的轴承类型名称是______轴承，采用该类轴承的目的是为了能够承受一定的______。 29.（5分）某皮带输送机的传动轴上安装有带轮和两个滚动轴承。带轮轮毂宽度为48 mm，左轴承内圈宽度为15 mm，右轴承内圈宽度为15 mm，带轮与每个轴承之间各设置6 mm厚的隔套。两轴承外侧分别采用轴肩和圆螺母进行轴向固定，圆螺母一侧另设4 mm厚止动垫圈，螺纹端需预留3 mm余量。 （1）计算两轴承内侧端面之间所需的最小轴向距离。 （2）计算从左轴承外侧端面至轴端的最小轴向长度。 （3）说明带轮安装段设置键槽时，键槽端部不宜延伸至轴肩圆角处的原因，并提出一项处理措施。 30.（10分）某齿轮减速器输出轴采用一端固定、一端游动的轴承组合结构。固定端轴承内圈宽度为18 mm，齿轮轮毂宽度为40 mm，齿轮与固定端轴承之间的定位套筒厚度为5 mm，固定端轴承外侧设置3 mm厚止动垫圈和圆螺母。为便于装拆，圆螺母外侧需保留4 mm螺纹余量。游动端轴承内圈宽度为16 mm，轴向预留游动间隙为1 mm。 （1）计算固定端从齿轮右端面至轴端的最小轴向长度。 （2）计算游动端轴承安装段应预留的最小轴向长度。 （3）说明固定端与游动端轴承在轴结构设计中的不同要求。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械制造类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》 项目四：支承零部件 任务三：轴的结构 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 为了使零件轴向定位可靠，轴肩或轴环过渡部位的圆角半径应比轮毂孔的倒角高度或圆角半径（ ） A. 大 B. 无严格要求 C. 相同 D. 小 【答案】D 【解析】这样能保证轴肩或轴环与零件紧密接触，实现可靠定位。 2. 轴的两端倒角的目的是（ ） A. 安装零件方便 B. 加工方便 C. 提高应力集中 D. 外形美观 【答案】A 【解析】轴两端设置倒角，可导向零件装配，避免装配时端部刮伤或卡住，因此便于安装零件。选A。 3. 下列对如图表述错误的是（ ） A. 该输出轴按轴线形状分属于直轴，按承载分属于转轴 B. 图中轴的结构是合理的，对轴与轴上零件的固定可靠 C. 图中左侧轴承为球轴承，内圈用套筒轴向固定，外圈用轴承盖轴向固定 D. 图中齿轮所在轴段为轴头，周向固定用的是A型平键连接 【答案】B 4. 结构简单，但承载能力较小的轴向固定方式是（ ） A. 轴肩 B. 轴端挡圈 C. 圆螺母 D. 弹性挡圈 【答案】D 【解析】弹性挡圈结构简单、装拆方便，但承载能力较小，适用于轴向力不大的场合。因此，结构简单但承载能力较小的轴向固定方式是弹性挡圈，选D。 5. 轴上安装齿轮的部位称为（ ） A. 轴颈 B. 轴环 C. 轴肩 D. 轴头 【答案】D 【解析】轴上用于安装齿轮、带轮等传动零件的部分称为轴头。轴颈用于装配轴承，轴肩和轴环主要用于轴向定位。因此，正确答案为D。 6. 将轴的结构设计成阶梯的主要目的在于( ) A. 便于轴的加工 B. 为了外形美观 C. 零件调整、装拆方便 D. 提高轴的刚度 【答案】C 【解析】将轴的结构设计成阶梯的主要目的在于便于零件的调整和装拆. 选C 7. 下列关于如图所示的轴及轴上的键，叙述正确的是（ ） A. 两处平键所在的轴段称为轴颈，用于和轴上零件的轮毂配合，来支承转动零件及传递运动和动力 B. 轴上的两处平键均为A型普通平键，键的两个侧面为工作面，对中性好，装拆方便 C. 若该轴为齿轮减速器中的轴，同时承受转矩和弯矩的作用，则该轴属于传动轴 D. 按轴的结构来分，属于阶梯轴，便于轴上零件的装拆和定位 【答案】B 【解析】A项左端平键所在轴段位轴头 C项承受转矩和弯矩的作用承受转矩和弯矩的作用为转轴 D项按照形状分为阶梯轴、光轴、空心轴，按轴的结构来分直轴、曲轴、挠性轴 8. 将轴的结构设计成阶梯形的主要目的是（ ） A. 便于轴的加工 B. 装拆零件方便 C. 提高轴的刚度 D. 为了外形美观 【答案】B 【解析】轴制成阶梯形，能够为轴上零件提供轴向定位面，并有利于零件的装拆，因此主要目的是装拆零件方便。选B。 9. 轴端的倒角是为了（ ） A. 装配方便 B. 便于加工 C. 减小应力集中 D. 便于轴上零件的固定 【答案】A 【解析】轴端的倒角是为了装配方便。 10. 轴上零件周向固定的目的是（ ） A. 防止零件轴向移动 B. 防止零件转动 C. 保证零件定位 D. 便于安装拆卸 【答案】B 【解析】周向固定用于传递扭矩，防止零件相对于轴转动；轴向固定防止轴向移动。 11. 若装在轴上的零件，其轴向位置需要任意调节，则常用的周向固定方法是（ ） A. 键连接 B. 销钉连接 C. 螺栓连接 D. 过盈配合连接 【答案】A 【解析】键连接既能实现轴上零件的周向固定，传递转矩，又能在一定程度上允许零件沿轴向有相对移动，便于调节轴向位置，而其他连接方式在调节方面相对不便，所以选A。 12. 汽车、船舶和飞机中的轴类零件大多采用空心轴形式，是因为（ ） A. 空心轴强度高 B. 空心轴制造容易 C. 空心轴比较美观 D. 采用空心轴可以节约材料 【答案】D 【解析】空心轴在满足强度和刚度要求的条件下，可以减轻轴的质量并节约材料，适用于汽车、船舶和飞机等对质量有要求的设备。因此，采用空心轴的主要原因是可以节约材料，选D。 13. 同一轴上不同轴段的键槽的布置方法是 （ ） A. 相隔 B. 隔 C. 同一母线上 D. 相隔 【答案】C 【解析】轴的结构工艺性要求：同一轴上不同轴段的多个键槽尽量布置在同一条母线上，可以减少装卡次数，便于加工。 14. 如图所示，轴的结构上标有“⑥”的部位是（ ） A. 轴颈 B. 轴环 C. 轴肩 D. 轴头 【答案】D 15. 在轴上用于装配轴承的部分称为（ ） A. 轴颈 B. 轴头 C. 轴肩 D. 轴环 【答案】A 【解析】轴上用于装配轴承的部分称为轴颈。轴头用于装配传动零件，轴肩和轴环主要用于轴上零件的轴向定位。选A。 16. 影响轴的结构形状的因素中，说法不正确的一项是（ ） A. 轴的毛坯形状 B. 轴上作用力的大小及其分布情况 C. 轴上零件的位置、配合性质及其连接固定的方法 D. 轴的加工方法、装配方法、特殊要求 【答案】A 【解析】轴的结构形状主要取决于轴在机器中的安装位置和形式、轴上零件的类型和位置及其连接固定方式、载荷的性质和大小及分布情况、轴承的类型和布置，以及加工、装配和其他特殊要求等。轴的毛坯形状不是确定轴结构形状的主要因素，因此A项说法不正确，选A。 17. 针对下图描述正确的是（ ） A. 图中轴段3是轴颈，1是轴头，轴头与轴承配合，轴颈上加工键槽，应布置在同一母线上 B. 图中滚动轴承为球轴承，承载能力和耐冲击力强，摩擦小，高速运转性能好 C. 图中齿轮的轴向固定采用了轴环和轴套，其中轴套不宜高速；周向固定采用平键连接，该连接适用于较高速、较高精度及承受交变载荷、冲击载荷的场合 D. 图中左侧滚动轴承的外圈用轴承盖固定，内圈用轴肩进行周向固定 【答案】C 【解析】A项轴颈与轴承配合，B项承载能力和耐冲击力小，D项内圈用轴肩进行轴向固定。 18. 轴上被轴承支承的部位称为（ ） A. 轴头 B. 轴颈 C. 轴环 D. 轴身 【答案】B 【解析】轴上与轴承配合、由轴承支承的轴段称为轴颈。轴头通常用于安装轮毂、联轴器等传动零件，轴环主要用于零件的轴向定位，轴身是轴的主体部分。因此选B。 19. 在阶梯轴上安装齿轮时，通常利用轴肩的主要作用是（ ） A. 传递齿轮承受的圆周力 B. 限制齿轮的轴向位置 C. 减小齿轮孔的配合间隙 D. 补偿齿轮安装的径向误差 【答案】B 【解析】轴肩利用直径变化形成定位面，可承受零件的轴向力并限制齿轮、轴承等零件的轴向移动。传递转矩通常依靠键、花键或过盈配合实现。 20. 某轴端需要安装带轮，并要求带轮能够拆卸。为实现带轮的轴向固定，较合适的结构组合是（ ） A. 采用轴肩和圆螺母定位 B. 采用键槽和过渡圆角定位 C. 采用退刀槽和砂轮越程槽定位 D. 采用中心孔和倒角结构定位 【答案】A 【解析】可拆卸带轮通常由轴肩进行一侧轴向定位，再用圆螺母等轴端紧固件进行另一侧定位。键槽主要传递转矩，退刀槽和中心孔不承担带轮的轴向固定作用。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 轴颈 【答案】轴上与轴承配合的轴段称为轴颈。 【解析】轴颈是轴上与轴承配合并由轴承支承的轴段。该部位的尺寸精度、表面粗糙度和配合要求会直接影响轴承的安装和工作性能，因此答案表述正确。 22. 分析下图某轴安装结构图，指出图中①②③④⑤轴的各部分名称。 ①－______ ②－______ ③－______ ④－______ ⑤－______ 【答案】① 轴头 ② 轴肩 ③ 轴颈 ④ 轴身 ⑤ 轴环 23. 进行轴的结构设计时，主要考虑哪些方面的问题？ 【答案】主要考虑轴上零件的布置、定位和固定，轴的受力情况及强度和刚度要求，轴承和联轴器等部件的安装要求，以及轴的材料、加工工艺、装配和拆卸等要求。 【解析】进行轴的结构设计时，应先根据轴上零件的位置、配合和连接方式确定各轴段的结构，并保证零件能够可靠定位和固定；再根据载荷情况满足轴的强度和刚度要求；同时应考虑轴承、联轴器等部件的安装和拆卸要求，以及材料选择、加工工艺和热处理等制造要求。 24. 轴的结构特点是什么？为什么轴一般为圆柱形？ 【答案】轴通常采用实心或空心的圆柱形结构，并常制成阶梯形，以便安装、定位和固定轴上零件。轴一般为圆柱形，是因为圆形截面受力较均匀，抗弯和抗扭性能较好，便于加工和与轴承、轮毂等零件配合，且旋转时质量分布均匀、运转平稳。 【解析】轴的结构应满足传递运动和动力、安装轴上零件、承受弯矩和扭矩等要求，因此常采用圆柱形并设置不同直径的阶梯轴段。圆形截面各方向的受力性能相同，适合承受旋转轴的弯曲和扭转载荷；同时圆柱面易于加工，也便于与轴承及其他轮毂类零件配合。圆形截面的质量分布均匀，有利于保证轴高速旋转时的平稳性。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某阶梯轴从左至右依次安装联轴器、滚动轴承和带轮。已知联轴器轮毂宽度为42 mm，联轴器与轴肩之间预留装拆间隙2 mm，轴承内圈宽度为17 mm，轴承与带轮之间设置厚度为5 mm的套筒，带轮轮毂宽度为38 mm，带轮右侧设置厚度为4 mm的垫圈并用圆螺母紧固。计算：（1）从联轴器左端面至圆螺母左端面的各零件总长度。（2）若轴端还需留出3 mm的螺纹余量，计算该安装段的最小轴向长度。 【答案】（1）各零件总长度为42+2+17+5+38+4=108 mm。 （2）安装段最小轴向长度为108+3=111 mm。 【解析】（1）按轴上零件从左至右的装配顺序，将联轴器宽度、装拆间隙、轴承宽度、套筒厚度、带轮宽度和垫圈厚度相加，得到108 mm。 （2）圆螺母紧固时，轴端应留有螺纹余量，因此在零件总长度基础上增加3 mm，安装段最小长度为111 mm。 26. 某阶梯轴的齿轮安装段直径为40 mm，轴承安装段直径为35 mm。为便于齿轮轴向定位，轴肩高度取相邻两轴段直径差的一半；为减小应力集中，轴肩过渡圆角半径取轴肩高度的0.3倍。计算：（1）轴肩高度。（2）过渡圆角半径。（3）若圆角半径按整数毫米加工，应取何值。 【答案】（1）轴肩高度为（40-35）/2=2.5 mm。 （2）过渡圆角半径为2.5×0.3=0.75 mm。 （3）按整数毫米加工时，应取1 mm。 【解析】（1）轴肩高度由相邻轴段的半径差确定，直径差为5 mm，因此轴肩高度为2.5 mm。 （2）圆角半径按规定比例计算为0.75 mm。 （3）为保证圆角过渡效果且便于加工，应向上取整为1 mm。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某小型减速器输出轴采用阶梯结构安装齿轮和滚动轴承。齿轮轮毂宽度为36 mm，轴承内圈宽度为16 mm，齿轮与轴承之间需设置4 mm厚的套筒，齿轮左侧由轴肩定位，轴承右侧由圆螺母和3 mm厚止动垫圈固定。轴端螺纹拧紧后需外露2 mm。 （1）计算从齿轮左端面至轴端最小需要的轴向长度。 （2）说明齿轮左侧采用轴肩、右侧设置套筒的定位作用。 （3）为降低轴肩处的应力集中，写出两项结构改进措施。 【答案】（1）严格计算需计入圆螺母厚度，题干未给出该厚度，故最小轴向长度不能唯一确定；尺寸链为36+4+16+3+圆螺母厚度+2。若忽略圆螺母厚度，则为61 mm。 （2）轴肩限制齿轮向左移动并承担齿轮的轴向定位；套筒将齿轮与轴承隔开，保证两零件之间的轴向距离并传递轴向压紧力。 （3）可采用较大的过渡圆角；可减小轴肩处直径突变；可将键槽端部避开轴肩圆角区域。（任答两项即可） 【解析】（1）从齿轮左端面至轴端依次需占用：齿轮轮毂宽度36 mm、套筒4 mm、轴承内圈宽度16 mm、止动垫圈3 mm、圆螺母厚度t、轴端螺纹外露2 mm。因此尺寸链为L=36+4+16+3+t+2=61+t mm。题干未给出圆螺母厚度t，所以不能唯一算出61 mm；若忽略圆螺母厚度，则L=36+4+16+3+2=61 mm。 （2）齿轮左侧轴肩抵住齿轮左端面，限制齿轮向左移动；右侧套筒一端顶住齿轮，另一端顶住轴承内圈，既保证齿轮与轴承之间的轴向间距，又把圆螺母和轴承的轴向压紧力传递给齿轮，实现齿轮的轴向定位。 （3）降低轴肩应力集中的措施：增大轴肩过渡圆角半径；减小轴肩两侧直径差（避免直径突变过大）；使键槽端部避开轴肩圆角区域。题目要求两项，答出任意两项即可。 28.（10分）依据图示轴系零件结构装配图，回答以下问题： （1）该轴的结构设计成阶台形的主要目的便于轴上零件的______和 ______。 （2）假设蜗轮的内孔倒角高度为c，轴环处圆角半径为r，则必须使 c与r满足______（填“c>r”、“c=r”或“c<r”）。 （3）图中使用的轴承类型名称是______轴承，采用该类轴承的目的是为了能够承受一定的______。 【答案】（1）① 安装 ② 固定 （2）c>r （3）① 角接触球 ② 轴向力 29.（5分）某皮带输送机的传动轴上安装有带轮和两个滚动轴承。带轮轮毂宽度为48 mm，左轴承内圈宽度为15 mm，右轴承内圈宽度为15 mm，带轮与每个轴承之间各设置6 mm厚的隔套。两轴承外侧分别采用轴肩和圆螺母进行轴向固定，圆螺母一侧另设4 mm厚止动垫圈，螺纹端需预留3 mm余量。 （1）计算两轴承内侧端面之间所需的最小轴向距离。 （2）计算从左轴承外侧端面至轴端的最小轴向长度。 （3）说明带轮安装段设置键槽时，键槽端部不宜延伸至轴肩圆角处的原因，并提出一项处理措施。 【答案】（1）两轴承内侧端面之间的最小轴向距离为6+48+6=60 mm。 （2）最小轴向长度为15+6+48+6+15+4+3=97 mm。 （3）键槽端部与轴肩圆角相邻会使截面削弱和几何突变叠加，容易产生较大的应力集中。可使键槽端部与圆角保持适当距离，或采用圆头键槽端部。 【解析】（1）两轴承内侧之间由左隔套、带轮轮毂和右隔套组成，因此长度为60 mm。 （2）计算轴向长度时，应将两个轴承宽度、两个隔套厚度、带轮宽度、止动垫圈厚度和螺纹余量全部计入。 （3）键槽和轴肩圆角均是结构变化部位，二者重合会削弱轴段的承载能力，应在结构布置中避开。 30.（10分）某齿轮减速器输出轴采用一端固定、一端游动的轴承组合结构。固定端轴承内圈宽度为18 mm，齿轮轮毂宽度为40 mm，齿轮与固定端轴承之间的定位套筒厚度为5 mm，固定端轴承外侧设置3 mm厚止动垫圈和圆螺母。为便于装拆，圆螺母外侧需保留4 mm螺纹余量。游动端轴承内圈宽度为16 mm，轴向预留游动间隙为1 mm。 （1）计算固定端从齿轮右端面至轴端的最小轴向长度。 （2）计算游动端轴承安装段应预留的最小轴向长度。 （3）说明固定端与游动端轴承在轴结构设计中的不同要求。 【答案】（1）固定端最小轴向长度为5+18+3+4=30 mm。 （2）游动端安装段最小轴向长度为16+1=17 mm。 （3）固定端轴承的内圈和外圈均应可靠轴向定位，用于承受双向轴向力并确定轴的轴向位置；游动端轴承应允许一个套圈沿轴向移动，以补偿轴受热后的伸长，避免产生附加轴向力。 【解析】（1）固定端齿轮右侧依次布置定位套筒、轴承内圈、止动垫圈和螺纹余量，将其相加可得30 mm。 （2）游动端除轴承宽度外，还应留出轴向游动间隙，因此安装段长度为17 mm。 （3）两端固定会限制轴的热伸长，固定端承担定位功能，游动端则通过允许轴向窜动补偿热变形。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $