轴的设计计算参考公式

3.0 闻远设计 2023-07-08 951 7 138.42KB 11 页 10光币

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轴设计计算

轴的计算通常都是在初步完成结构设计后进行校核计算，计算准则是满足轴的

强度和刚度要求。

一、轴的强度计算

　　进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的

计算方法，并恰当地选取其许用应力。

　　对于仅仅承受扭矩的轴(传动轴),应按扭转强度条件计算；

　　对于只承受弯矩的轴（心轴），应按弯曲强度条件计算；

　　对于既承受弯矩又承受扭矩的轴（转轴），应按弯扭合成强度条件进行

计算，需要时还应按疲劳强度条件进行精确校核。

　　此外，对于瞬时过载很大或应力循环不对称性较为严重的轴，还应按峰

尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。

　　下面介绍几种常用的计算方法：

　　按扭转强度条件计算。

 1、按扭转强度估算轴的直径

　　对只受转矩或以承受转矩为主的传动轴，应按扭转强度条件计算轴的直径。

若有弯矩作用，可用降低许用应力的方法来考虑其影响。

　　扭转强度约束条件为：

　　　　　　　　　　 [ ]　　　　　　　　　　

　　式中：为轴危险截面的最大扭剪应力(MPa)；

　　　　　为轴所传递的转矩(N.mm)；

　　　　　为轴危险截面的抗扭截面模量( )；

　　　　　P为轴所传递的功率(kW)；

　　　　　n为轴的转速(r/min)；

　　　　　[ ]为轴的许用扭剪应力(MPa)；

　　对实心圆轴， ,以此代入上式，可得扭转强度条件的设

计式：

式中：C为由轴的材料和受载情况决定的系数。

　　当弯矩相对转矩很小时，C值取较小值，[ ]取较大值；反之，C取较大

值，[ ]取较小值。

　　应用上式求出的值，一般作为轴受转矩作用段最细处的直径，一般是轴

端直径。若计算的轴段有键槽，则会削弱轴的强度，作为补偿，此时应将计算

所得的直径适当增大，若该轴段同一剖面上有一个键槽，则将 d 增大 5%，若

有两个键槽，则增大 10%。

　　此外，也可采用经验公式来估算轴的直径。如在一般减速器中，高速输入

轴的直径可按与之相联的电机轴的直径估算：；各级低速轴

的轴径可按同级齿轮中心距估算，。

几种轴的材料的[ ]和C值

轴的材料 Q235 1Cr18Ni9Ti 35 45 40Cr,35SiMn,2Cr13,20CrMnTi

[ ] 12～20 12～25 20～30 30～40 40～52

160～

135 148～125 135～

118

118～

107 107～98

　　2、按弯扭合成强度条件校核计算

 对于同时承受弯矩和转矩的轴，可根据转矩和弯矩的合成强度进行计

算。计算时，先根据结构设计所确定的轴的几何结构和轴上零件的位置，画

出轴的受力简图，然后，绘制弯矩图、转矩图，按第三强度理论条件建立轴

的弯扭合成强度约束条件：

　　考虑到弯矩所产生的弯曲应力和转矩所产生的扭剪应力的性质不

同，对上式中的转矩乘以折合系数，则强度约束条件一般公式为：

　　式中：称为当量弯矩；为根据转矩性质而定的折合

系数。

　　　　　转矩不变时，；

　　　　　转矩按脉动循环变化时，；

　　　　　转矩按对称循环变化时，。

　　若转矩的变化规律不清楚，一般也按脉动循环处理。、、

分别为对称循环、脉动循环及静应力状态下的许用应力。

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摘要：

轴设计计算轴的计算通常都是在初步完成结构设计后进行校核计算，计算准则是满足轴的强度和刚度要求。一、轴的强度计算　　进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。　　对于仅仅承受扭矩的轴(传动轴),应按扭转强度条件计算；　　对于只承受弯矩的轴（心轴），应按弯曲强度条件计算；　　对于既承受弯矩又承受扭矩的轴（转轴），应按弯扭合成强度条件进行计算，需要时还应按疲劳强度条件进行精确校核。　　此外，对于瞬时过载很大或应力循环不对称性较为严重的轴，还应按峰尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。　　下面介绍几种常用的计算方法：　　按扭转强度条件计算。...

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