軸類零件強度的校核

《機械設計》1997 1　　　　　　　　　　專題論文

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軸類零件強度的校核

李耀剛　路春光　(河北理工學院)

進入此菜單, 用光標選定截面后, 輸入相應參數,

1　概述 從而提高了效率, 防止相關尺寸輸入錯誤。

軸是機械設計中最常見的一種零件。隨著計

算機技術的不斷發展, 軸類零件的設計正逐步從

手工走向計算機 自動完成。這樣不但提高了設計

質量, 減少了設計工作量, 同時為現代高速、多變、

小批量生產的設計提供了必要的保障手段, 基于

此我們開發了此軟件, 以完成不同條件下的軸類

零件的強度校核與設計。

2　軟件的設計

對于不同傳動件在軸上安裝位置的不同、數

量的多少而決定了不同數學模型的建立。

2. 1　集中載荷軸

見圖 1 , 圖中 、 、… , 均為相應的位置

a y 1 y 2 y 6 L

尺寸。軸上的載荷作用點變化多樣, 作用在軸上的

載荷數量的多少也不同, 為使本軟件設計具有更 圖2　截面圖形菜單示意一部

廣泛的通用性, 在廣泛調查和查閱現有常用設備 　　軸的結構形式的不同, 危險截面并不一定在

的基礎上, 設計了在一根軸上布置 6 個斜齒同時 彎矩最大處, 其中還有許多其它因素, 諸如軸徑大

工作的情況, 其數學模型見圖 1 、。其中 、 小、截面形狀、應力集中、表面質量等因素的影響,

b c f h a f h b

… 為水平面內載荷分力; ～ 為垂直面 故本軟件采用先計算最大彎矩處的應力與安全系

f hf f v a f vf

內的載荷分力; 、 、… 為軸 向力, ～ 數, 然后采用人機對話形式對不同坐標點進行強

F 1 F 2 F 6 m a mf

為相應軸向力所附加的彎矩, 圖中僅在垂直面內 度校核, 通過改變設計參數的方式來達到滿足強

畫出了彎矩, 若附加彎矩不在水平或垂直兩平面 度要求的目的。

內, 則需向兩平面分別投影。當所需設計軸的載荷 　　本軟件采用許用應力法來校核軸的強度, 即

點不足 6 個時, 使用者可令圖中某些載荷點的載 計算出各截面的綜合彎矩和扭矩, 然后轉換成當

荷為零, 以達到軟件的通用性。若軸上傳動件沒有 量彎矩M ′:

′= M 2+ ( ) 2 ×

軸向力, 相應的彎矩也為零。 M K 1

式中: ——據扭轉變化方式而定的應力校正系數;

因各傳動件與軸連接的方式不同, 有鍵連接

M ——校核點的彎矩;

( )

單鍵、雙鍵、花鍵 ; 軸的結構形式又可分為空心

T ——校核點的扭矩;

軸、實心軸、花鍵軸、齒輪軸等, 故設計時, 對不同 K 1——動載系數。

截面的抗彎模量W 的計算有所

總結

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