应用轴计算命令进行静载下轴和轮轴的分析计算

“轴计算”命令用于计算处于静态载荷下的轴和轮轴的挠度线、弯矩、转矩和安全系数。用户可以计算实心或空心轴、带槽或不带槽的轴，也可确定所选轴外围点的强度。

要执行“轴计算”命令，可以通过以下几种方法。

☑菜单栏：选择“工具集|计算|轴计算”命令。

☑工具栏：在“工具集”工具栏上单击“轴计算”按钮。

☑命令行：在命令行中输入或动态输入“amshaftcalc”命令。

☑面板：在“工具集”选项卡的“计算”面板中，单击“轴计算”按钮。

执行“轴计算”命令（amshaftcalc）后，将弹出“轴计算”对话框，通过“轴计算”对话框可以分配载荷和支撑、指定旋转方向、选择轴的材料类型并计算所选轴部分，如图13-9所示。

图13-9 “轴计算”对话框

一学即会

轴计算的应用练习

视频：轴计算的应用.avi

案例：轴计算.dwg

开始轴计算的前提条件是已经绘制好了一根轴。现在用11.4.8节中绘制的轴来练习轴计算命令。其操作步骤如下：

1）启动AutoCAD Mechanical 2013软件，打开“案例\11\轴.dwg”文件；再按＜Ctrl+Shift+S＞组合键将当前文件另存为“案例\13\轴计算.dwg”文件。

2）执行“轴计算”命令（amshaftcalc），选择轴轮廓，系统将绘制一个轴的外形轮廓，指定该轮廓的位置，弹出“轴计算”对话框，在“计算零件”选项中选择“旋转轴”，在“旋转方向”选项中选择“逆时针”，如图13-10所示。

图13-10 执行轴计算命令

3）选择“材料”选项下的“编辑”按钮，弹出“材料特性”对话框，在该对话框中设置好材料类型及材料的相关参数，单击“确定”按钮，返回“轴计算”对话框，如图13-11所示（单击“材料表”按钮，可以进入“材料”对话框选择相关材料）。

4）单击“选择支持”选项中的“固定支撑”工具按钮，临时隐藏对话框，提示选择固定支撑点位置，返回“轴计算”对话框，单击“选择支持”选项中的“可移动支撑”工具按钮，临时隐藏对话框，提示选择可移动支撑点位置，返回“轴计算”对话框，如图13-12所示。

图13-11 材料选项

图13-12 选择支撑点

5）单击“选择载荷”选项中的“扭矩”工具按钮，选择轴齿轮处中点，弹出“扭矩”对话框，在该对话框中设置好相关参数，单击“确定”按钮，返回“轴计算”对话框，如图13-13所示。

图13-13 选择支撑点

6）单击“选择载荷”选项中的“点载荷”工具按钮，选择轴上点载荷的位置，输入点载荷旋转角“90”，弹出“点载荷”对话框，在“分量”选项卡中设置好相关参数，单击“确定”按钮，返回“轴计算”对话框，如图13-14所示。

图13-14 放置点载荷(www.xing528.com)

7）单击“选择载荷”选项中的“线性载荷”工具按钮，指定插入点，指定终点，弹出“线性载荷”对话框，在“分量”选项卡中设置好相关参数，单击“确定”按钮，返回“轴计算”对话框，如图13-15所示。

图13-15 设置线性载荷

8)单击“选择载荷”选项中的“齿轮”工具按钮，指定齿轮插入点，弹出“齿轮”对话框，在对话框中设置好相关参数，单击“确定”按钮，返回“轴计算”对话框，如图13-16所示。

图13-16 齿轮操作

9）单击“计算”选项中的“配置”按钮，弹出“配置”对话框，在对话框中设置好相关参数，单击“确定”按钮，返回“轴计算”对话框，如图13-17所示。

图13-17 配置设置

10）单击“计算”选项中的“力矩和挠度”按钮，弹出“选择图形”对话框，在对话框中设置好相关参数，单击“确定”按钮，弹出一个计算结果的表格，指定该表格的插入点，返回“轴计算”对话框，如图13-18所示。

图13-18 力矩和挠度设置

11）单击“计算”选项中的“图形表示值”按钮，系统自动隐藏对话框，单击选择上一步计算力矩和挠度所形成的图表，在该图表上出现一个垂直的指针，拖动指针，在曲线上停留，就可以显示在X轴上各点的精确Y值，单击＜Enter＞键，返回“轴计算”对话框，如图13-19所示。

图13-19 图形表示值

12）单击“计算”选项中的“强度”按钮，系统自动隐藏对话框，在轴上指定要计算强度的地方，弹出“DIN槽口”对话框，选择相关类型，单击“确定”按钮，弹出“强度计算”对话框，在该对话框中进行相关设置，单击“确定”按钮，在屏幕上指定图表放置点，返回“轴计算”对话框，如图13-20所示。

13）至此，该图形已经绘制完成，再按＜Ctrl+S＞组合键保存该文件。

图13-20 强度计算

注意事项

轴计算的注意事项

学习笔记

1）在开始计算之前，首先必须为轴定义足够的支撑。然后可以将力矩中点载荷、均布载荷或齿轮力加载到轴上。轴的材料可以通过DIN或ANSI标准进行选择或自定义。

2）当定义载荷时，可以在“轴计算”对话框中选择“动态载荷”选项，以指定载荷的最小和最大值并对这两个值进行同步计算。

3）执行强度计算时（基于DIN 743或ANSI），将作以下假设。

●当动态载荷加到轴上时，该载荷的平均值假设为零。

●所有旋转轴的计算方法是相同的。不考虑轴的扭矩。

●稳定的和振动的弯矩都可以加载到固定轴，这里不考虑扭矩。出于安全考虑，

轴计算功能使用振动弯矩的最大幅度和稳定弯矩的值来计算强度。