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文档简介

1、圆轴抗扭强度计算的依据是限制轴的最大扭转切应力max不超过材料的许用切应力，便可得到抗扭强度条件为式中最大扭矩Tmax可由扭矩图确定，许用切应力由机械手册或设计规范给出。注意：对于阶梯轴，由于抗扭截面系数Wp各段不同，max不一定发生在Tmax所在的截面上，因此需综合考虑T和Wp两个因素，取其最大比值作强度计算。maxmaxp TW案例应用： 由无缝钢管制成的汽车传动轴AB图（a），外径D=90mm，壁厚t=2.5mm，材料为45钢，许用切应力=60MPa，工作时传递的最大力矩图（b）为M=1.5kNm。试校核AB轴的强度。如将AB轴改为实心轴，试在相同强度下确定轴的直径，并比较实心轴和空心轴

2、的重量。解：解： （1 1）校核）校核ABAB轴的强度轴的强度 由已知条件可得由已知条件可得 故故ABAB轴满足强度要求。轴满足强度要求。（2 2）确定实心轴的直径）确定实心轴的直径 若实心轴与空心轴的抗扭强若实心轴与空心轴的抗扭强度相同，则两轴的抗扭截面系数度相同，则两轴的抗扭截面系数WpWp相等。设实心轴的直径相等。设实心轴的直径为为D1D1，则有，则有。1.5kN mTM3344343p 90(1)(1 0.944 )mm2.95 10 mm1616DW6max4p1.5 10MPa50.8MPa 2.95 10TW334431(1)2.95 10 mm1616DD431162.95 10mm53.2mmD（3）比较空心轴和实心轴的重量 因为两轴的材料和长度相同，它们的重量比就等于面积比。设A1为实心轴的截面面积，A2为空心轴的截面面积，即 结论： 在强度相同的情况下，该轴采用空心轴时的重量仅为采用实心轴重量的31，减轻重量、节省材料的效果明显。这是因为切应力沿半径呈线性分布，圆心附近处应力较小，材料的性能未能充分利用。改为空心轴后，材料的性能被充分利用，总重量必然会降低。但是，采用空心轴也有不利的一面，如经济成本较高，体积较大等。

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