轴的强度计算

14.4 轴的强度计算

目的：通过强度计算，确定轴的最小截面尺寸。

一. 按扭转强度计算

这种方法仅适用传递转矩的传动轴计算

[τ]和C见表14－2

注意：

（1）对于既传递转矩又承受弯矩的轴，可以利用上式初步估算轴的直径，但必须将许用应力[τ]适当降低。（2）可采用经验公式估算轴的直径。

高速轴：d=（0.8~1.2）D，D——电机轴

低速轴：d=（0.3~0.4）a，a——中心矩

二. 按弯扭组合应力计算

设计草图已确定，轴各段长度已知→外载荷、支承反力作用位置已知→绘制弯、扭矩图→按弯扭组合应力计算轴径。

根据第三强度理论

其中：

W T -轴的抗扭截面系数，mm3；

P-轴传递功率，KW；

n-轴的转速，r/min；

[τT] -许用切应力，MPa；

C-与轴材料有关的系数，可由表14-2查得。

对于受弯矩较大的轴宜取较小的[τT]值。当轴上有键槽时，应适当增大轴径；单键增大4%，双键增大7%。

许用弯曲应力计算

由弯矩所产生的弯矩应力σb应不超过许用弯曲应力[σb ]。一般计算顺序如下：

（1）画出轴的空间受力如图a。将轴上作用力分解为水平面受力图如下图d 和垂直面受力如下图b。求出水平面上和垂直面上的支承点反作用力。

（2）分别作出水平面上的弯矩M xy如下图e和垂直面上的弯矩M xz如下图c。

（3）作出合成弯矩

（4）作出转矩T，如上图示（5）应用公式求出当量弯矩M e

P231 例14-1

改善支承形式