传动轴设计计算
传动轴设计算范文
传动轴设计算范文在机械设计中，传动轴是一种将旋转运动从一个部件传递到另一个部件的装置。
传动轴通常由金属材料制成，可以通过键槽和键来实现与相邻部件的连接。
传动轴的设计和选择需要考虑许多因素，如传递的力矩、转速、材料强度和耐用性等。
首先，在传动轴设计中，需要确定传动的类型和要求。
传动轴可用于传递转矩、速度或两者兼而有之。
这将决定轴的尺寸、形状和连接方式。
接下来，需要通过分析传递力矩来确定传动轴的直径。
传动轴的直径应根据传递的力矩和轴材料的强度来选择。
可以使用常见的轴材料，如碳素钢、合金钢或不锈钢，这些材料都具有良好的强度和耐磨性。
使用以下公式来计算传动轴的直径：d=(16*T)/(π*σ)其中，d是传动轴的直径，T是传递的力矩，σ是材料的允许应力。
选择合适的轴材料时，还应考虑对应的材料标准，以确保材料的质量和可靠性。
在设计传动轴时，还需要注意轴的转速和转矩分布。
高转速会引起轴的振动和疲劳，因此需要进行适当的轴承支撑和平衡设计，以确保传动的平稳运行。
另外，需要考虑轴的连接方式。
常见的连接方式包括键槽和键的使用。
键槽可以针对轴和相邻部件进行加工，以提供良好的连接强度。
键的尺寸和形状应根据传动轴的尺寸和承载能力来选择，并确保连接的可靠性。
此外，在传动轴设计中，也应考虑到轴的耐用性和使用寿命。
这涉及到材料的磨损和腐蚀特性。
合适的表面处理和涂层可以提高轴的耐用性，并延长使用寿命。
最后，进行传动轴的设计时，需要进行合适的安全系数选择。
安全系数能够考虑设计中的不确定因素，并确保传动轴在各种工作条件下的可靠性。
安全系数的选择应根据实际应用情况和相应的标准或规范进行。
综上所述，传动轴设计是一个综合考虑力学、材料和制造工艺的过程。
通过正确选择材料、计算尺寸和形状、选择连接方式和考虑耐用性等因素，可以设计出满足要求的传动轴，并确保传动系统的可靠运行。
轴的设计计算
轴的设计计算轴的计算通常都是在初步完成结构设计后进行校核计算，计算准则是满足轴的强度和刚度要求。
一、轴的强度计算进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。
对于仅仅承受扭矩的轴(传动轴),应按扭转强度条件计算；对于只承受弯矩的轴（心轴），应按弯曲强度条件计算；对于既承受弯矩又承受扭矩的轴（转轴），应按弯扭合成强度条件进行计算，需要时还应按疲劳强度条件进行精确校核。
此外，对于瞬时过载很大或应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。
下面介绍几种常用的计算方法：按扭转强度条件计算。
1、按扭转强度估算轴的直径对只受转矩或以承受转矩为主的传动轴，应按扭转强度条件计算轴的直径。
若有弯矩作用，可用降低许用应力的方法来考虑其影响。
扭转强度约束条件为：[]式中：为轴危险截面的最大扭剪应力(MPa)；为轴所传递的转矩(N.mm)；为轴危险截面的抗扭截面模量()；P为轴所传递的功率(kW)；n为轴的转速(r/min)；[]为轴的许用扭剪应力(MPa)；对实心圆轴，,以此代入上式，可得扭转强度条件的设计式：式中：C为由轴的材料和受载情况决定的系数。
当弯矩相对转矩很小时，C值取较小值，[]取较大值；反之，C取较大值，[]取较小值。
应用上式求出的值，一般作为轴受转矩作用段最细处的直径，一般是轴端直径。
若计算的轴段有键槽，则会削弱轴的强度，作为补偿，此时应将计算所得的直径适当增大，若该轴段同一剖面上有一个键槽，则将d增大5%，若有两个键槽，则增大10%。
此外，也可采用经验公式来估算轴的直径。
如在一般减速器中，高速输入轴的直径可按与之相联的电机轴的直径估算：；各级低速轴的轴径可按同级齿轮中心距估算，。
几种轴的材料的[]和C值[]2、按弯扭合成强度条件校核计算对于同时承受弯矩和转矩的轴，可根据转矩和弯矩的合成强度进行计算。
计算时，先根据结构设计所确定的轴的几何结构和轴上零件的位置，画出轴的受力简图，然后，绘制弯矩图、转矩图，按第三强度理论条件建立轴的弯扭合成强度约束条件：考虑到弯矩所产生的弯曲应力和转矩所产生的扭剪应力的性质不同，对上式中的转矩乘以折合系数，则强度约束条件一般公式为：式中：称为当量弯矩；为根据转矩性质而定的折合系数。
传动轴sheji计算
在轴向 油润滑且 轴承处， 具有认可 此处滚 型油封装 柱轴承 置或装有 用作推 连续轴套 力轴承 的无键套
合或法兰 连接的螺 旋桨轴
油润滑且 具有认可 型油封装
置或装有 连续轴套 的有键螺 旋桨轴
适用于前 两条规定 的螺旋桨 轴长度以 前的螺旋 桨轴或尾 轴到尾尖 舱舱壁部 分的直径
1.0 1.0 1.1 1.1 1.2 1.1
轴的直径d应不小于按下式计算 的值：
d＝98K 3
Ne 570 ne σb－157
式中：d—轴的直径m m； K—不同轴的设计特性系数,按表2－5－9 (1)、(2)选取； ne—轴传递的额定功率，k W； Ne—轴传递Ne的额定转速，r /min； σb—轴材料的抗拉强度。对于中间轴，若＞800MPa时，取
传动轴的计算主要包括传动轴的基本直径计算和 强度校核两方面内容。
基本直径计算按照相关的船舶规范进行。
强度校核则是计算静载荷下的合成应力，再根据 由经验所确定的许用安全系数来考虑动载荷的作 用。
㈠按《钢质海船入级与建造规范》 计算轴的基本直径
轴的直径d应不小于按下式计算 的值：
d＝FC 3
Ne ne
在推力环 的两侧轴 承处④
1.1
注：
①在键槽底部横截面处的圆角半径不得小于0.0125d。 ②孔径应不大于0.3d。 ③纵向槽的长度应不大于1.4d；宽度应不大于0.2d。 ④距键槽端、横孔边缘0.2d长度以及距纵向槽道端0.3d长度
以后的轴及推力轴在距推力环长度等于推力轴直径以外的轴
径可以逐渐减少到以K＝1算得的直径。
㈢传动轴的强度校核
传动轴在工作时，同时受到扭转、弯曲和压缩三 种负荷，不仅承受静载荷，而且还有附加动载荷 作用，受力情况很复杂，目前普遍采用的传动轴 强度校核方法，是在按规范计算出传动轴基本轴 径的基础上计算静载荷下的合成应力，再根据由 经验所确定的许用安全系数（见表2－17）来考虑 动载荷的作用，是一种近似计算方法。
传动轴设计计算
传动轴设计计算1概述在汽车传动轴系或其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置。
万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，当距离较远时，还需要中间支承。
在汽车行业中把连接发动机与前、后轴的万向传动装置简称传动轴。
传动轴设计应能满足所要传递的扭矩与转速。
现轻型载货汽车多采用不等速万向节传动轴。
2传动轴设计2．1传动轴万向节、花键、轴管型式的选择根据整车提供发动机的最高转速、最大扭矩及变速箱提供的一档速比，及由后轴负荷车轮附着力，计算得扭矩，由两者比较得出的最小扭矩来确定传动轴的万向节、花键、轴管型式。
a 按最大附着力计算传动轴的额定负荷公式：M ψmax =G ·r k ·ψ/i oG 满载时驱动轴上的负荷r k 车轮的滚动半径ψ车轮与地面的附着系数i o 主减速器速比b 按发动机最大扭矩计算传动轴的额定负荷公式：M ψmax =M ·i k1·i p /nM 发动机最大扭矩i k1变速器一档速比i p 分动器低档速比n 使用分动器时的驱动轴数按《汽车传动轴总成台架试验方法》中贯定选取以上二者较小值为额定负荷。
考虑到出现最大附着力时的工况是紧急制动工况此时的载荷转移系数为μ因此实际可利用最大附着力矩： M ψmaxo = M max ·μ传动轴的试验扭矩：由汽车设计丛书《传动轴和万向节》中得知：一般总成的检查扭矩为设计扭矩的 1.5-2.0倍。
传动轴设计中轴管与万向节的设计扭矩也应选取1.5-2.0倍的计算扭矩，以满足整车使用中的冲击载荷。
轴管扭转应力公式:τ=16000DM π(D 4-d 4)<[τ] =120N/ mm 2 D 轴管直径；d 轴管内径；M 变速箱输出最大扭矩；花键轴的扭转应力：τ=16000M πD 23<[τ] =350N/ mm 2D 2花键轴花键底径；D 2=27.667mm 。
传动轴设计计算范文
传动轴设计计算范文传动轴是通过连接两个轴组成的机械装置，用于传递动力和扭矩。
在设计传动轴时，需要考虑许多因素，包括应用环境、传动效率、可靠性和安全等。
下面我们将探讨传动轴的设计计算。
首先，在传动轴的设计计算中，需要确定扭矩传递的计算方法。
扭矩可以通过下式计算得到：T=P*9550/n其中，T为扭矩（N.m），P为功率（kW），9550为转速换算系数，n 为转速（rpm）。
在计算扭矩时，还需考虑传动系数（Kf）和动载系数（Km）。
传动系数是考虑传动装置的传动效率、工作条件以及装配质量等因素的系数，通常为1.2~1.6、动载系数是考虑传动过程中动态载荷的系数，通常为1.2~1.4确定了扭矩传递计算方法后，需要根据应用环境和工作条件确定传动轴的材料。
常见的传动轴材料包括钢、铝合金和碳纤维等。
不同材料的强度和刚度各有优缺点，需要根据实际需求做出选择。
接下来，需要根据传动轴的长度和直径来计算其弯曲刚度。
弯曲刚度可以通过公式：Φ=(π/32)*(G*d^4)/(L)其中，Φ为弯曲刚度（Nm/rad），G为剪切模量（N/m^2），d为传动轴的直径（m），L为传动轴的长度（m）。
根据传动轴的弯曲刚度，还可以计算得到传动轴的自然频率（f）f=(1/2π)*√(Φ/I)在进行传动轴的设计计算时，还需要考虑传动轴的安全系数。
传动轴的设计应该具有一定的安全储备，以保证传动轴在正常工作负载下不发生失效。
安全系数通常为1.5~2.0，根据实际情况可能有所不同。
最后，需要进行传动轴的强度计算。
强度计算的方法有多种，包括受力分析法、有限元分析法等。
在进行强度计算时，需要考虑各部件的受力情况，包括剪切力、弯矩、挤压力等。
根据受力分析结果，可以选择合适的传动轴尺寸和材料。
综上所述，传动轴的设计计算涉及许多因素，包括扭矩传递计算、材料选择、弯曲刚度计算、自然频率计算、安全系数考虑和强度计算等。
通过合理的设计计算，可以确保传动轴在工作过程中具有良好的传动性能和可靠性。
传动轴设计计算范文
传动轴设计计算范文传动轴是将动力从发动机传递到驱动轮或其他传动装置的关键部件之一、它的设计计算涉及到多种因素，包括传动装置的类型、扭矩要求、材料选择、轴的尺寸和形状等。
本文将详细介绍传动轴设计计算的主要内容。
首先，传动轴的设计计算需要考虑传动装置的类型。
常见的传动装置包括直线传动、链传动、齿轮传动等。
不同传动装置的要求不同，因此传动轴的设计计算也会有所差异。
例如，在齿轮传动中，传动轴需要承受齿轮的径向和轴向载荷，因此需要在设计时考虑这些载荷的大小和方向。
其次，传动轴的设计计算还需要考虑扭矩要求。
传动轴需要承受由发动机传递过来的扭矩，并将其传递到驱动轮或其他传动装置上。
因此，在设计时需要准确计算扭矩的大小，并根据扭矩的大小选择合适的材料和尺寸。
材料选择是传动轴设计计算的另一个关键因素。
传动轴通常由高强度合金钢或铸铁制成，这些材料具有良好的强度和韧性，能够承受较大的载荷。
在选择材料时，还需要考虑材料的成本、可加工性和重量等因素。
传动轴的尺寸和形状也是设计计算的重要内容。
传动轴的尺寸和形状会影响其刚度和承载能力。
一般情况下，传动轴的直径越大，刚度和承载能力越高。
同时，传动轴的形状也需要满足一定的要求，例如圆柱形轴和弯曲形轴等。
在进行传动轴设计计算时，还需要考虑一些特殊因素。
例如，传动轴在工作过程中可能会受到冲击载荷和振动载荷的作用，因此在设计时需要进行疲劳强度分析，以确保传动轴能够在其寿命内正常工作。
最后，传动轴设计计算还需要进行强度校核。
强度校核是为了确认传动轴在承受扭矩和载荷时不会发生破坏。
通过对传动轴的应力分析，可以计算出其最大应力值，并将其与材料的屈服强度进行比较。
如果最大应力值小于屈服强度，则传动轴的强度是满足要求的。
在进行传动轴设计计算时，还需要注意一些设计规范和标准。
例如，ISO1940-1标准对传动轴的不平衡量进行了规定，设计时需要满足该标准的要求。
此外，还需要考虑一些特殊应用的要求，例如高速传动轴和耐腐蚀传动轴等。
传动轴匹配计算公式
传动轴匹配计算公式传动轴的匹配计算是传动装置设计中的重要环节之一、正确的匹配计算可以有效地保证传动装置的正常运转，并确保传动系统具有较长的寿命和较高的工作效率。
在进行传动轴的匹配计算时，需要考虑传动系统的工作条件、传动装置的功率和转速等因素。
下面将介绍传动轴匹配计算的公式和计算步骤。
一、额定转矩的计算公式额定转矩是指传动装置在最大负载条件下所承受的转矩。
根据传动装置的工作条件和所需的工作性能，可以通过以下公式来计算传动轴的额定转矩：T=(P×60)/(2×π×n)其中，T为传动轴的额定转矩，P为传动装置的功率，n为传动装置的转速。
二、传动轴直径的计算公式在传动轴匹配计算中，确定传动轴的直径是非常重要的一步。
传动轴的直径可以根据以下公式来计算：d=k×(16×T/τ)^(1/3)其中，d为传动轴的直径，k为传动轴的系数，T为传动轴的额定转矩，τ为传动轴的弯曲应力。
三、传动轴校核的计算公式在匹配计算过程中，需要对传动轴进行校核，以确保传动轴的强度满足设计要求。
传动轴的校核可以通过以下公式来计算：σ=(32×T)/(π×d^3)其中，σ为传动轴的应力，T为传动轴的额定转矩，d为传动轴的直径。
以上公式是传动轴匹配计算中常用的公式，通过这些公式可以得出传动轴的合适直径和满足设计要求的强度。
在进行匹配计算时，还需要根据具体的工作条件和实际情况进行调整和修正，以确保传动装置的正常运转和较高的工作效率。
总之，传动轴匹配计算是传动装置设计中非常重要的一环，通过合理的公式和计算可以得出满足设计要求的传动轴直径和强度。
但在实际工程中，还需要根据具体情况进行调整和修正，以确保传动装置的可靠性和稳定性。
传动轴派生力计算公式
传动轴派生力计算公式
直线传动轴一般分为滚动传动轴和滑动传动轴两种类型。
滚动传动轴包括球轴承、滚子轴承等，滑动传动轴包括滑动轴承等。
首先，我们来介绍滚动传动轴派生力的计算公式。
滚动传动轴派生力的计算公式一般为：
F=(Fr+Fa)/δ
其中，F为传动轴的派生力，Fr为滚动阻力，Fa为加速力，δ为传动轴的公称偏心度。
滑动传动轴派生力的计算公式也比较简单。
滑动传动轴派生力的计算公式一般为：
F=Fr+Fa
其中，F为传动轴的派生力，Fr为滑动阻力，Fa为加速力。
载荷是指传动轴所承受的力，可以通过负载测试来确定。
转速是指传动轴的转动速度，是影响传动轴派生力大小的重要因素。
传动系数是指传动过程中能量的损失，一般通过实验来确定。
在实际计算过程中，为了保证传动轴的安全使用，除了考虑传动轴的派生力，还需要考虑扭矩、曲线弯曲等因素。
综上所述，传动轴派生力的计算公式可以根据不同的传动方式和载荷情况来确定。
通过准确计算传动轴的派生力，可以为传动轴的设计和使用提供科学依据，提高传动轴的工作性能和寿命。
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传动轴设计计算
1概述
在汽车传动轴系或其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置。
万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，当距离较远时，还需要中间支承。
在汽车行业中把连接发动机与前、后轴的万向传动装置简称传动轴。
传动轴设计应能满足所要传递的扭矩与转速。
现轻型载货汽车多采用不等速万向节传动轴。
2传动轴设计
2．1传动轴万向节、花键、轴管型式的选择
根据整车提供发动机的最高转速、最大扭矩及变速箱提供的一档速比，及由后轴负荷车轮附着力，计算得扭矩，由两者比较得出的最小扭矩来确定传动轴的万向节、花键、轴管型式。
a 按最大附着力计算传动轴的额定负荷公式：
M ψmax =G ·r k ·ψ/i o
G 满载时驱动轴上的负荷
r k 车轮的滚动半径
ψ车轮与地面的附着系数
i o 主减速器速比
b 按发动机最大扭矩计算传动轴的额定负荷公式：
M ψmax =M ·i k1·i p /n
M 发动机最大扭矩
i k1变速器一档速比
i p 分动器低档速比
n 使用分动器时的驱动轴数
按《汽车传动轴总成台架试验方法》中贯定选取以上二者较小值为额定负荷。
考虑到出现最大附着力时的工况是紧急制动工况此时的载荷转移系数为μ因此实际可利用最大附着力矩： M ψmaxo = M max ·μ
传动轴的试验扭矩：
由汽车设计丛书《传动轴和万向节》中得知：一般总成的检查扭矩为设计扭矩的 1.5-2.0倍。
传动轴设计中轴管与万向节的设计扭矩也应选取1.5-2.0倍的计算扭矩，以满足整车使用中的冲击载荷。
轴管扭转应力公式:
τ=16000DM π(D 4-d 4)
<[τ] =120N/ mm 2 D 轴管直径；
d 轴管内径；
M 变速箱输出最大扭矩；
花键轴的扭转应力：
τ=16000M πD 23<[τ] =350N/ mm 2
D 2花键轴花键底径；D 2=27.667mm 。
Z 花键齿数
m 花键模数
M 变速箱输出最大扭矩；
传动轴花键齿侧的挤压应力：
δ=2×T Ψ×Z ×m ×L ×Z ×m
在25-50N.mm 2推荐范围内 Ψ各齿载荷不均系数；
Z 花键齿数；
L 花键齿的最短工作长度长度；
m 花键模数；
2．2传动轴的临界转速
计算传动轴的临界转速。
传动轴临界转速公式：
n k =1.2×108D 2+d 2
L 2 n max ＜0.7 n k
n max = n ·i 5
n k 传动轴临界转速
n max 传动轴最大输入转速
n 发动机最高转速
i 5变速箱五档速比
n max 传动轴最大输入转速，可由发动机的最高转速及变速箱的速比计算得出，及由整车的设计转速反推出，取两者中的较大者。
若该单传动轴的临界转速不能满足设计要求，可通过使用双节传动轴，或将轴管壁厚减薄（必须在该轴管满足设计扭矩的前提下），以使用传动轴的临界转速满足使用要求。
2．3传动轴的动平衡及共振
因传动轴为高速旋转件，任何质量的偏移都会导致剧烈振动。
所以传动轴在组装完成后都要进行动平衡。
剩余不平衡量不低于GB9239中规定的G40平衡品质等级。
传动轴许用不平衡量计算公式：
U per =1000·M·G ω
U pe 许用不平衡量（g ·mm ）
M 传动轴质量（kg ）
G 平衡精度（mm/s ）
ω 角速度（rad/s ）
2．4传动轴布置角度(增加图示，详细介绍双轴布置要点，储)
因十字轴万向节本身的不等速性，使传动轴部件产生扭转振动，从而产生附加的交变载荷，影响零部件使用寿命。
为改变这种不等速性，而应尽量使传动轴两端万向节叉处于同一平面，使第一万向节两轴间夹角与第二万向节两轴间夹角相等。
实际上变速箱输出轴和驱动桥输入轴之间的相对位置是变动的，因此不可能设计夹角为零。
但轴间夹角越大，传动轴转动的不均匀性越大，产生的附加交变载荷也越大，对传动件的使用寿命越不利，同时也降低传动效率，所以在汽车总体布置上应尽量减小这些轴间交角。
轻型载货汽车设计的两轴线夹角在空载静止时，一般不超过6-8度。
3常见故障及解决方法
传动轴常见失效模型主要有以下几种：
3．1传动轴管折
分析原因及解决方法：首选通过理论计算、试验及故障出现前后整车的一现象来判断传动轴的失效原因，出现该种失效模式多半是由扭矩及临界转速引起的。
扭矩原因引起的传动轴失效模式多为轴管折或扭成麻花，出现该现象时车速一般不高或在起步时，扭矩或冲击扭矩发挥到最大。
这时应采取加粗轴管的措施提高传动轴的承载扭矩。
当由临界转速原因导致该故障时，传动轴管多为扭成麻花，并且车速较高行驶，当故障发生前整车会感觉到激烈的抖动。
这时应采取将轴管加粗管壁减薄的措施来提高传动轴的临界转速。
当传动轴较长时，可采取将传动轴分成两节来提高传动轴的临界转速。
3．2十字轴滚针损坏
分析原因及解决方法：十字轴滚针损坏一般有以下几种原因：制造缺陷、万向节间隙大、油封破损、注油不及时、万向节超负荷运转。
当万向节间隙较大时，会使传动轴动不平衡量值加大，出现该失效模式一般在早期。
这时要求厂家加强万向节质量控制。
油封破损、注油不及时都会导致万向节润滑不充分，加剧轴承磨损，导致滚针断裂失效。
这时应及时更换油封和按时注油，以使用润滑充分。
万向节承载负荷超过万向节的设计载荷时，会使用万向节的寿命大大缩小，导致滚针失效。
这时应从万向节结构、材料及工艺要求上做一些改进，以进一步提高万向节的承载能力。