第七章轴设计第四节轴的设计实例

　　7、按弯扭合成校核

　　(1)画受力简图(如图7-21)
　　画轴空间受力简图c，将轴上作用力分解为垂直面受力图d和水平受力图e。分别求出垂直面上的支反力和水平面上支反力。对于零件作用于轴上的分布载荷或转矩(因轴上零件如齿轮、联轴器等均有宽度)可当作集中力作用于轴上零件的宽度中点。对于支反力的位置，随轴承类型和布置方式不同而异，一般可按图7-21取定，其中a值参见滚动轴承样本，跨距较大时可近似认为支反力位于轴承宽度的中点。

　　(2)计算作用于轴上的支反力
　　水平面内支反力
　　　　　　　　　　　　N
　　垂直面内支反力
　　　　　　　　　　　 N
　　　　　　　　　　　　N

　　(3)计算轴的弯矩，并画弯、转矩图
　　分别作出垂直面和水平面上的弯矩图f、g，并按计算合成弯矩。
　　画转矩图h。

　　(4)计算并画当量弯矩图
　　转矩按脉动循环变化计算, 取 , 则
　　　　　　　　　　　　N.mm

　　(5)校核轴的强度
　　一般而言，轴的强度是否满足要求只需对危险截面进行校核即可，而轴的危险截面多发生在当量弯矩最大或当量弯矩较大且轴的直径较小处。根据轴的结构尺寸和当量弯矩图可知，a-a 截面处弯矩最大, 且截面尺寸也非最大, 属于危险截面；b-b截面处当量弯矩不大但轴径较小，也属于危险截面。而对于c-c、d-d 截面尺寸，仅受纯转矩作用，虽d-d 截面尺寸最小，但由于轴最小直径是按扭转强度较为宽裕地确定的，故强度肯定满足，无需校核弯扭合成强度。
　　a-a 截面处当量弯矩为：
　　　　　　　　　　N.mm
　　b-b 截面处当量弯矩为
　　　　　　　　　　N.mm
　　强度校核: 考虑键槽的影响，查附表7-8计算，
　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　　　 MPa
　　　　　　　　MPa
　　显然：
　　　　　　，
　　故安全。