如何进行轴的强度与刚度校核？

当轴的结构设计完成以后，轴上零件的位置均已确定，外载荷和支承反力的作用点亦随之确定。这样，即可绘出轴的受力简图、弯矩图、转矩图和当量弯矩图，再按弯扭组合来校核轴的危险截面。

弯扭组合强度计算，一般用第三强度理论，其强度条件为

式中：σe——当量弯曲应力，MPa；

Me——当量弯矩，N·mm；

M——合成弯矩，，其中，MH为水平面上的弯矩，MV为垂直面上的弯矩，N·mm；

W——危险截面抗弯截面模量，对于实心轴段，W＝0.1d3（d为该轴段的直径，mm），mm3。

对于具有一个平键键槽的轴段，（其中b为键宽，mm；t为键槽深度，mm）；α为按转矩性质而定的应力校正系数，即将转矩T转化为相当弯矩的系数。对不变化的转矩，对脉动变化的转矩，对频繁正反转即对称循环化的转矩；若转矩变化的规律未知，则一般可按脉动循环变化处理（α＝0.6）。这里［σ－1b］、［σ0b］、［σ＋1b］分别为对称循环、脉动循环、静应力状态下的许用弯曲应力，其值见表4－1－5。

表4－1－5　轴的许用弯曲应力　MPa

续表

对于重要的轴，应按疲劳强度对危险截面的安全系数进行精确验算。

对于有刚度要求的轴，在强度计算后应进行刚度校核。

做一做

（1）同学们分小组，按照上述设计步骤，对减速器中的输出轴设计参数进行汇总。

（2）绘制轴的工作结构图，填写技术要求，检查并签名。

（3）按照选定的参数对该输出轴的强度进行校核。

本任务配分权重表(www.xing528.com)

请认真观察汽车变速箱中输入轴和输出轴的结构，分析轴的结构类型和固定方式，同时写出设计轴的步骤和方法。

一、知识巩固

对照本任务知识脉络图，梳理自己所掌握的知识体系，并与同学相互交流、研讨个人对本任务知识点或技能技巧的理解。

二、拓展任务

（1）根据任务4.1的工作步骤及方法，利用所学知识，自主完成自主学习手册中的拓展任务。

（2）查阅轴类零件的相关知识，了解轴的各种类型、材料及功用。

（3）通过自主查阅有关资料，了解“工程力学”中关于强度和刚度校核的知识。

三、习题巩固

1.对轴的结构设计有什么要求？

2.对轴进行轴向固定的目的是什么？采取了哪些方法？

3.如题3图所示，改正轴的结构设计错误，对尺寸比例无严格要求，但要求固定可靠、装拆方便、调整容易、润滑及加工工艺性合理（直接改于图上，或编上号说明原因）。

4.试分析题4图卷扬机中各轴所受到的载荷，并由此判定各轴的类别（轴的自重不计）。

题3图

题4图