轴的强度计算与设计a

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1、§11—4-1 轴的强度计算一、按扭转强度条件计算适用：①用于只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴的强度计算；　　　②结构设计前按扭矩初估轴的直径dmin　　　　强度条件：Mpa     （11-1）   设计公式：　mm　　（11-2）  轴上有键槽需要按一定比例修正：一个键槽轴径加大3～5%；二个键槽轴径加大7～11%。　　——许用扭转剪应力（N/mm2）　　　　C——轴的材料系数，与轴的材料和载荷情况有关。对于空心轴：（mm）（11-3），  d1—空心轴的内径（mm） 二、按弯扭合成强度条件计算：条件：已知支点、扭

2、距，弯距可求时　　步骤：　　1、作轴的空间受力简图（将分布力看成集中力，）轴的支承看成简支梁，支点作用于轴承中点，将力分解为水平分力和　　　 垂直分力；　　2、求水平面支反力RH1、RH2作水平内弯矩图；　　3、求垂直平面内支反力RV1、RV2，作垂直平面内的弯矩图；4、作合成弯矩图；5、作扭矩图；　　6、作当量弯矩图；　　　　　　　　　　　　　——为将扭矩折算为等效弯矩的折算系数。　　∵弯矩引起的弯曲应力为对称循环的变应力，而扭矩所产生的扭转剪应力往往为非对称循环变应力　　∴　与扭矩变化情况有关：        —

3、—扭矩对称循环变化 　   ——扭矩脉动循环变化       ——不变的扭矩，，分别为对称循环、脉动循环及静应力状态下的许用弯曲应力。7、校核轴的强度——Memax处；Me较大，轴径d较小处。 　　   Mpa  (11-4) W——抗弯截面模量 mm3，见附表11不同截面的W。　　设计公式：（mm）（11－5）如果计算所得d大于轴的结构设计d结构，则应重新设计轴的结构。　　对于心轴：T=0，Me=M：转动心轴，许用应力用；　　固定心轴，许用应力用——弯曲应力为脉动循环。三、轴的安全系数校核计算1、疲劳强度校核——精

4、确计算（比较重要的轴）要考虑载荷性质、应力集中、尺寸因素和表面质量及强化等因素的影响。根据结构设计选择Me较大，并有应力集中的几个截面，计算疲劳强度安全系数　　　S=1.3～1.5——材料均匀，载荷与应力计算准确；　   S=1.5～1.8——材料不够均匀，载荷与应力计算欠准确；      S=1.8～2.5——材料均匀性计算准确性均较低或轴的直。   S——许用安全系数　　　　　　　　　（11－6）　　其中：                    　　      按综合影响因素—材料特性，、、、。 2、静强度校核—

5、—校核轴对塑性变形的抵抗能力　　　SS——许用安全系数 SS=1.2～2（11－7）　　　　　（11－8）