轴的设计、计算、校核轴的设计、计算、校核以转轴为例，轴的强度计算的步骤为：一、轴的强度计算1、按扭转强度条件初步估算轴的直径机器的运动简图确定后，各轴传递的 P和n为已知，在轴的结构具体化之前，只能计算岀轴所传递的扭矩，而所受的弯矩是未知的这时只能按扭矩初步估算轴的直径，作为轴受转矩作用段最细处的直径 dmin，一般是轴端直径根据扭转强度条件确定的最小直径为:_ 9550000F心忖RF(mm若计算的轴段有键槽,则会削弱轴的强度，此时应将计算所得的直径适当增大,若有一个键槽，将dmin增大5%,式中:nP为轴所传递的功率（KW）为轴的转速（r/mi n )Ao为计算系数，查表3若同一剖面有两个键槽，则增大 10%以dmin为基础，考虑轴上零件的装拆、定位、轴的加工、整体布局、作岀轴的结构设计在轴的结构具体化之后进行以下计算2、按弯扭合成强度计算轴的直径l ）绘岀轴的结构图2）绘岀轴的空间受力图3）绘岀轴的水平面的弯矩图4）绘岀轴的垂直面的弯矩图5）绘岀轴的合成弯矩图6）绘岀轴的扭矩图7）绘岀轴的计算弯矩图8）按第三强度理论计算当量弯矩：式中：a为将扭矩折合为当量弯矩的折合系数，按扭切应力的循环特性取值 a ）扭切应力理论上为静应力时，取 a =0.3。
取 a =0.59b ）考虑到运转不均匀、振动、启动、停车等影响因素，假定为脉动循环应力a =1 （因为在弯矩作用下，转轴产生的弯曲应力c ）对于经常正、反转的轴，把扭剪应力视为对称循环应力，取 属于对称循环应力）9 ）校核危险断面的当量弯曲应力（计算应力）：2一帀一〒仏L式中：W为抗扭截面摸量（mr3）,查表4为对称循环变应力时轴的许用弯曲应力,查表i如计算应力超岀许用值，应增大轴危险断面的直径如计算应力比许用值小很多，一般不改小轴的直径因为轴 的直径还受结构因素的影响此外，对于瞬时过载很大或应一般的转轴，强度计算到此为止对于重要的转轴还应按疲劳强度进行精确校核力循环不对称性较为严重的轴，还应按峰尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形二、按疲劳强度精确校核按当量弯矩计算轴的强度中没有考虑轴的应力集中、轴径尺寸和表面品质等因素对轴的疲劳强度的影响，因此，对于 重要的轴，还需要进行轴危险截面处的疲劳安全系数的精确计算，评定轴的安全裕度即建立轴在危险截面的安全系 数的校核条件安全系数条件为:式中:-为计算安全系数分别为受弯矩和扭矩作用时的安全系数;1^-1为对称循环应力时材料试件的弯曲和扭转疲劳极限；'■ -、J为弯曲和扭转时的有效应力集中系数，为弯曲和扭转时的表面质量系数；£ r丁、，为弯曲和扭转时的绝对尺寸系数；''二、"二为弯曲和扭转时平均应力折合应力幅的等效系数；o I；、；为弯曲和扭转的应力幅；为弯曲和扭转平均应力。
s 为最小许用安全系数：1.3〜1.5 用于材料均匀，载荷与应力计算精确时；1.5〜1.8 用于材料不够均匀，载荷与应力计算精确度较低时；1.8〜2.5 用于材料均匀性及载荷与应力计算精确度很低时或轴径〉 200mm时三、按静强度条件进行校核静强度校核的目的在于评定轴对塑性变形的抵抗能力这对那些瞬时过载很大，或应力循环的不对称性较为严重的的 轴是很有必要的轴的静强度是根据轴上作用的最大瞬时载荷来校核的式中：、――危险截面静强度的计算安全系数;――按屈服强度的设计安全系数;--=1.2〜1.4，用于高塑性材料（ \「二0.6 ）制成的钢轴；=1.4~1.8，用于中等塑性材料（ = 0.6〜0.8 ）制成的钢轴;-=1.8~2，用于低塑性材料制成的钢轴；-=2~3,用于铸造轴;1 “――只考虑安全弯曲时的安全系数;:*• 只考虑安全扭转时的安全系数;式中：1、 _■――材料的抗弯和抗扭屈服极限， MPa其中_■ = (0.55〜0.62) ' -;Mmax Tmax 轴的危险截面上所受的最大弯矩和最大扭矩， N.mm;Famax——轴的危险截面上所受的最大轴向力， N；A――轴的危险截面的面积， mv” ；W W――分别为危险截面的抗弯和抗扭截面系数， mi..'四、轴的设计用表表1轴的常用材料及其主要力学性能材料牌号热处理毛坏直径(mm硬度(HBS)抗拉强度极 限b b屈服强度 极限b S弯曲疲劳极限b -1剪切疲劳极限T -1许用弯曲应力[b-1]备注热轧或< 100400~420225Q235A锻后空冷17010540用于不重要及受载>100〜250375~390215荷不大的轴正火< 10170〜2175902952251405545回火>100〜300162〜217570285245135应用最广泛调质< 200217~25564035527515560< 100735540355200用于载荷较大，而调质241〜28670无很大冲击的重要>100~300685490355185轴40Cr< 100270~300900735430260调质>100~300240~27078557037021075用于很重要的轴40CrNi< 100229~28673559036521038Si MnMo调质>100〜300217〜26968554034519570用于重要的轴，性能近于40CrNi< 60293~321930785440280用于要求咼耐磨38CrMoAIA调质>60〜100277~30283568541027075性，高强度且热处 理（氮化）变形很>100〜160241~277785590375220小的轴渗碳渗碳56〜62HRC20Cr淬火< 6064039030516060用于要求强度及韧 性均较高的轴回火3Cr13调质< 100> 24183563539523075用于腐蚀条件下的轴< 100530190115用于高低温及腐蚀条件下的轴1Cr18Ni9Ti淬火< 19219518011045100~200490QT600-3190~270600370215185Izp nr^. /krl、斗-/r； //L tjZ用于制造复杂外形QT800-2245~335800480290250的轴表2零件倒角C与圆角半径R的推荐值直径d>6~10>10~18>18~30>30~50>50~80>80~120>120~180C或R0.50.60.81.01.21.62.02.53.0表3轴常用几种材料的［"］和A值轴的材料Q2351Cr18Ni9Ti354540Cr,35SiM n,2Cr13,20CrM nTi12 〜2012 〜2520 〜3030 〜4040 〜52Ao160〜135148〜125135〜118118〜107107 〜98表4抗弯抗扭截面模量计算公式矩形花燈渐开线花疑与齿轮轴 32 10灯'dlr_ 一16 5F)出（】一宀)07322d祝(df32d舊(1754 %32Da—花 ate JR)帑（―）-』（1一宀v―—亠r~ dt^P 肚(d—r)'7b 2d0 bcid—t)1 肓_「d16Q⑴一花蚩齿数｝16 5。