建设中,暂时只提供按扭转强度计算轴最小直径。按弯扭合成强度计算和精确强度校核计算待完善。

本页导航 广告链接

参考资料

西北工大机械设计第八版第十五章 轴

轴设计计算方法

工具介绍及使用说明

轴设计计算

估算最小直径

轴选用材料
传递功率P KW 轴的转速n r/min
传递转矩T N·m 许用剪应力[τ] MPa
A值 理论最小直径d mm
圆整到标准值 mm A值取值范围:160~135
1 转速n、功率P和转矩T只需给出任意两者,第3个参数值即可计算出来(计算公式为9549·P=T·n)
2 最小直径的估算公式如下:

根据选择的轴用材料,选用材料的A值(A的输入值要在提示的范围内)。单击“计算”按钮,估算出最小直径的理论值d/mm;
A值取值说明
根据以上计算出轴的理论最小值,再根据有无键槽,圆整到符合设计要求的标准值。
圆整直径说明

按弯扭合成强度计算轴径

按弯扭合成强度计算轴径

轴在计算截面所受弯矩 M N·m 轴在计算截面所受扭矩 T N·m
矫正系数 ψ 轴的许用弯曲应力 [σ] MPa
当量弯矩 Meq N·m 轴的直径 d≥ mm
1 当量弯矩计算公式:Meq = √(M² + (ψ·T)²),其中 ψ 为矫正系数,用于修正扭矩循环特性与弯曲循环特性的差异。
2 轴径估算公式:d ≥ 21.68 · ∛(Meq / [σ]) × 1.03,其中 [σ] 为轴的许用弯曲应力。
3 许用弯曲应力 [σ] 根据轴的材料和热处理方式查取,碳钢调质处理一般取 75 MPa。

危险截面安全系数S校核

危险截面安全系数S校核

轴在计算截面所受弯矩 M N·m 轴在计算截面所受扭矩 T N·m
弯曲疲劳极限 σ-1(表7-1-1) MPa 扭转疲劳极限 τ-1(表7-1-1) MPa
弯曲尺寸影响系数 εσ(表7-1-35) 扭转尺寸影响系数 ετ(表7-1-35)
弯曲有效应力集中系数 Kσ(表7-1-31) 扭转有效应力集中系数 Kτ(表7-1-31)
表面质量系数 β(表7-1-37) 计算截面的轴径 d mm
键宽 b mm 键槽深度 t mm
抗弯截面系数 Z mm³ 抗扭截面系数 Zp mm³
弯曲应力幅 σa MPa 扭转应力幅 τa MPa
只考虑弯矩时安全系数 Sσ 只考虑扭矩时安全系数 Sτ
危险截面安全系数 S
1 抗弯截面系数:Z = πd³/32 − bt(d−t)²/(2d);抗扭截面系数:Zp = πd³/16 − bt(d−t)²/(2d)
2 弯曲应力幅:σa = M/Z;扭转应力幅:τa = T/Zp
3 只考虑弯矩时安全系数:Sσ = σ-1 / (Kσ·σa / (β·εσ))
4 只考虑扭矩时安全系数:Sτ = τ-1 / (Kτ·τa / (β·ετ))
5 危险截面安全系数:S = Sσ·Sτ / √(Sσ² + Sτ²)
6 一般要求 S ≥ 1.3 ~ 1.5,材料均匀、载荷精确时取较小值,反之取较大值。

评论