大庆石油学院：《轴强度设计的计算机程序》目录

强度设计的计算机程序 制 大庆石油学院机械系机械设计教硏室

大庆石油学院机械系机械设计教研室

2指藏

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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E的拟合公式 E=2.558869364·d031 (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 E=0.9513 ●e-1.867×103 (2) 式中d为轴的截面直径,mm )钢材的敏性系数 (a)qn(q1)=0814+0.1763987-0069183r2+000886175r3 (b)qn(q,)=06547196+0.2711768r-0.1r2+0.0125743573 (c)qn(q,)=0.51812+0.371525r-0.1438572+0.01839687 (d)qn(q1)=0.46663+0.377568r-0.142175r2+0.0179332r (e)q。(q,)=0.41319+0.354397-0.11988x2+0.0139r f)qn(q)=0.33835+0.397667-0.139645r2+0.016709r3 式中r为圆角半径,mm;序号(a)~(f)代表的材料强度极限σn,见表1 表1轴的材料强度极限σ。、τ。(MPa 序号 (a) (e) (f) 备注 O 1400 980 700 560 420 350计算q 1250 560 420 计算q 若轴的材料强度极限不等于表1中的σ值时,可按插入法计算 d)弯曲疲劳的表面质量系数B的拟合公式 (a)B=1(抛光) (b)B=0.963-000075a。(磨削) (c)B。=0.974-00025750(精车 (dB 0.987 00008250(粗车) (4) (e)B=384647815(加工

2 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 0.31793 2.558869364 −   = • d （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 = • e • d − −  3 1.867 10   0.9513 (2) 式中 d 为轴的截面直径，mm. c) 钢材的敏性系数        = + − + = + − + = + − + = + − + = + − + = + − + 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 ( ) ( ) 0.33835 0.39766 0.139645 0.016709 ( ) ( ) 0.41319 0.35439 0.11988 0.0139 ( ) ( ) 0.46663 0.377568 0.142175 0.0179332 ( ) ( ) 0.51812 0.371525 0.143857 0.0183968 ( ) ( ) 0.6547196 0.2711768 0.1 0.01257435 ( ) ( ) 0.814 0.176398 0.069183 0.00886175 f q q r r r e q q r r r d q q r r r c q q r r r b q q r r r a q q r r r             (3) 式中 r 为圆角半径，mm;序号(a)～(f)代表的材料强度极限 ,  B 见表 1 表 1 轴的材料强度极限  B、 B  （MPa） 序号 (a) (b) (c) (d) (e) (f) 备注  B 1400 980 700 560 420 350 计算  q B  1250 840 560 420 - - 计算  q 若轴的材料强度极限不等于表 1 中的  B 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        = = − = − = − = − ( ) 38.4647815 ( ) ( ) 0.987 000001825 ( ) ( ) 0.974 0002575 ( ) ( ) 0.963 0.000075 ( ) ( ) 1( ) 0.6442821499 未加工 粗车 精车 磨削 抛光 B B B B e d c b a               (4)

扭转剪切疲劳的表面质量系数B如无试验资料时,可取β≈B )轴上键槽处的有效应力集中系数k(k,)的拟合公式 k=1+0.001o k=09+0.001o, f)轴肩圆角处的理论应力集中系数an(a1)的数表程序化见子程序DKA和子程序DKB kk g)零件与轴过盈配合处的一()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): F t1 Q 1 R1 R R 图1.的受力简图,k (a)k=1(见图1) +Q(L,+L2+L3) L+l F+ o F·L3+Q,(L3+L2+L,) R L+l Rma =FI-Rm+o

3 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 ( )   k k 的拟合公式 k 0.9 0.001 k 1 0.001 B B    = + = +     (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 ( )       k k 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）：              = − + + • + + + = = + − + • + + + − = = H t H H t i H H V r i V V r i V V R F R Q L L F L Q L L L R R F Q R L L F L Q L L L M R a k 2 1 1 2 3 3 3 2 3 1 2 1 2 3 3 3 2 3 1 1 ( ) ( ) ( ). 1(见图1) (1)

r1 M R R 图轴的受力简图,K=2 (b)k=2(见图2) Fn(L1+L2)-M1-Q,·L R R Fn(L1+L2)-Qn·L2 R F-R 2 M1、M RHt R 图3.的受力间图,K=3

4              = − + + − • = = + − + − − • = = H t H H t i H H V r i V V r i V V R F R Q L F L L Q L R R F Q R L F L L M Q L R b k 2 1 1 2 1 2 3 1 2 1 2 1 2 1 3 1 ( ) ( ) ) ( ). 2(见图2) (2)