如何估算轴的最小直径？

转轴在工作中承受弯扭组合载荷的作用，在轴的结构设计前，其长度、跨距、支反力及其作用点的位置等因素都无法确定，也无法确定轴上弯矩的大小和分布情况，因此无法按弯扭组合强度来确定转轴上各轴段的直径。

为此，应先按扭转强度条件估算转轴上仅受转矩作用的轴段的直径——轴的最小直径d0min，然后通过具体结构设计（如轴上装配的零件结构、轴的安装空间等）来确定各轴段的直径。由材料力学可知，轴的扭转强度条件为

图12-4　单级减速器高速轴轴上零件装配方案与轴的结构

式中　τT——轴的扭转切应力（MPa）；

T——轴传递的转矩（N·mm）；

P——轴传递的功率（kW）；

n——轴的转速（r/min）；(www.xing528.com)

WT——轴的抗扭截面系数（mm3）；

［τT］——许用扭转切应力（MPa）。

实心圆轴WT=πd3/16≈0.2d3，由此可推算得到实心圆轴的最小直径d0min（mm）为

其中，，其为一个计算常数，取决于轴的材料和受载情况，可查表12-3选取。

表12-3　轴常用材料的［τT］及C值

当轴段上开有键槽时，应适当增大直径以考虑键槽对轴的强度的削弱。当d＞100 mm时，对于单键槽，增大3%，对于双键槽，增大7%；当30 mm≤d≤100 mm时，对于单键槽，增大5%，对于双键槽，增大10%；当d＜30 mm时，对于单键槽，增大7%，对于双键槽，增大15%。最后，应对d进行圆整。