轴的设计计算参考公式
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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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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作者：闻远设计
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