轴设计计算程序的编制1
程序的使用范围a)本程序可以对转轴进行受力分析、弯扭合成校核和疲劳强度精确校核
b)可进行多个危险截面的校核,若校核不合格、可根据加大直径或改进材料重新计算,直至合格为止
2.数学模型的建立、数表和线图的公式化a)绝对尺寸系数的拟合公式(1)式中d为轴的截面直径,mm
b)圆截面钢材的扭转剪切尺寸系数(2)式中d为轴的截面直径,mm
c)钢材的敏性系数(3)式中r为圆角半径,mm;序号(a)~(f)代表的材料强度极限见表1表1轴的材料强度极限、(MPa)序号(a)(b)(c)(d)(e)(f)备注1400980700560420350计算1250840560420--计算若轴的材料强度极限不等于表1中的值时,可按插入法计算
d)弯曲疲劳的表面质量系数的拟合公式(4)扭转剪切疲劳的表面质量系数如无试验资料时,可取≈
e)轴上键槽处的有效应力集中系数的拟合公式(5)f)轴肩圆角处的理论应力集中系数的数表程序化见子程序DKA和子程序DKB
g)零件与轴过盈配合处的值的数表程序化见子程序DKA和子程序DKB
h)支反力的计算公式轴上所受外力情况常见的可分为三类(见图1、图2、图3):(1)(2)(3)i)轴的弯矩计算公式轴的弯矩计算公式简图如图4所示
现给出轴上各段的弯矩计算公式
(a)第一段()(4)式中x为所计算的截面到轴左端点的距离,mm,为轴左端上的集中弯矩
(b)第二段()(5)(c)第三段()(6)说明:在求K=1,2,3中的某一种情况的弯矩时,应根据轴的受力简图对照轴的弯矩计算简图(图4)做相应的外力代换
如K=3时,式(3)、(4)、(5)中的外力根据轴的受力简图(3)代换为
d)总弯矩M的计算公式i=1,2,3e)计算弯矩的计算公式式中α为折算系数,见教材第375页;T为扭矩,单位为N·Mpa
3确定轴的强度校核计算程序变量名轴的强度校核计