轴受力计算
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轴受力计算

商品编号: zsljs001

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                            轴设计说明书


 

 

. 轴详细参数


    类别:                                转轴


    轴转速:                                   200r/min


    传动功率:                                13kW


    传动转矩:                                620.75N·m


    转向方式:                                单向恒定


    轴重:                                0kg


 

 

    牌号:                                45


    热处理:                                   正火


    毛坯直径:                                25mm


    硬度:                                241HB


    类别:                                碳钢


    抗拉强度:                                610MPa


    屈服点:                                   360MPa


    弯曲疲劳极限:                         260MPa


    扭转疲劳极限:                         150MPa


    许用静应力:                            244.0MPa


    许用疲劳应力:                         173~200MPa


    弹性模量:                                210000MPa


    备注:                                应用最广泛


 

 

. 扭转强度初算


    许用扭转剪应力:                            0MPa


    空心轴的内径与外径之比:                     0


    轴端键槽情况:                         无键槽


   -----------------------------------------


    计算结果:d = 17.2*(T/τp)^(1/3)/(1-α^4)^(1/3)       0mm


 

 

. 扭转刚度初算


    许用扭转角度:                         0°


    空心轴的内径与外经之比:                     0


    轴端键槽情况:                         无键槽


   -----------------------------------------


    计算结果:d = 9.3*(T/φp)^(1/4)/(1-α^4)^(1/4) 0mm


 

 

. 临界转速


    经验修正系数[ζ]                          0


    外伸端长度一与轴长之比[u1]        0


    外伸端长度二与轴长之比[u2]        0


    外伸轴的系数[λ1]                        0


    轴重[W0]                               0N


   -----------------------------------------


    计算结果:


    当量直径:dv = ζ*(ΣdiΔli)/(ΣΔli) =  0mm


    一阶临界转速:ncr1 = 9.52*10^4*λ1*d^2/(W0*l^3+(λ1^2)/3*[(1/l0)*ΣWi*a1^2*b1^2+ΣGj*c1^2*(l0+cj)])^1/2 = 0


 

 

. 危险截面校核


【危险截面到轴左端距离120mm-----------------------------------------


    当前位置最大弯矩:                         186745.385N·mm


    当前位置最大扭矩:                         620750N·mm


    轴抗弯截面系数[Z]                        18353.516mm^3


    轴抗扭截面系数[Zp]               36707.033mm^3


    ⑴截面形状


     键槽类型:                            矩形花键


     d =                                 55mm


     di =                                0mm


     b =                                 10mm


     D =                                62mm


     z =                                 8


     表面强化:                            高频淬火


     表面状态:                            抛光


    ⑵循环特性


     弯曲应力:                            对称循环


     扭转应力:                            脉动循环


     疲劳强度许用安全系数条件:              载荷确定精确,应力计算精确


     疲劳强度许用安全系数[Sp]        1.4


     静强度许用安全系数[Ssp]                 1.5


     材料的扭转屈服点[τs]                     200MPa


     弯曲应力幅[σa]                        10.175MPa


     弯曲平均应力[σm]                   0MPa


     扭转应力幅[τa]                        8.455MPa


     扭转平均应力[τm]                   8.455MPa


    ⑶疲劳系数


     材料弯曲疲劳极限[σ-1]                   260MPa


     材料扭转疲劳极限[τ-1]                   150MPa


     弯曲有效应力集中系数[Kσ]             1.555


     扭转有效应力集中系数[Kτ]             2.36


     表面质量系数[β]               2.05


     弯曲尺寸影响系数[εσ]                   0.81


     扭转尺寸影响系数[ετ]                   0.76


     材料拉伸平均应力折算系数[ψσ]            0.5


     材料扭转平均应力折算系数[ψτ]            0.33


    ⑷校核结果


     只考虑弯矩作用时的安全系数:Sσ = σ-1/(Kσ*σa/(β*εσ)+ψσ*σm) = 27.287


     只考虑扭矩作用时的安全系数:Sτ = τ-1/(Kτ*τa/(β*ετ)+ψτ*τm) = 9.616


     疲劳强度计算安全系数:S =Sσ*Sτ/(Sσ^2+Sτ^2)^(1/2) Sp = 9.07


     疲劳强度许用安全系数[Sp]        1.4


     只考虑弯曲时的安全系数:Ssσ = σs/(Mmax/Z) = 35.381


     只考虑扭转时的安全系数:Ssτ = τs/(Tmax/Zp) = 11.827


     静强度计算安全系数:Ss =Ssσ*Ssτ/(Ssσ^2+Ssτ^2)^(1/2) Ssp = 11.217


     静强度许用安全系数[Ssp]                 1.5


 

 

. 计算最大值


    最大弯矩:                               283845.575N·mm


    位置:                               100mm


    最大剪力:                               3548.07N


    位置:                               20mm


    最大扭矩:                               620750N·mm


    位置:                               100mm


    最大挠度:                               0.016mm


    位置:                               350mm


    最大偏转角:                           0rad


    位置:                               180mm


    弯扭合成:                       


     【轴段1】最小直径d                  22.801mm


     【轴段2】最小直径d                  23.537mm


     【轴段3】最小直径d                  27.991mm


     【轴段4】最小直径d                  37.311mm


     【轴段5】最小直径d                  35.615mm


     【轴段6】最小直径d                  31.451mm


   


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