Question

一圆截面钢轴,转速m=250r/min,所传功率P=60kW，许用应力【t】=40MPa，单位长度的

一圆截面钢轴,转速m=250r/min,所传功率P=60kW，许用应力【t】=40MPa，单位长度的许用扭转角[θ]=0.8(°)/m一圆截面钢轴,转速m=250r/min,所传功率P=60kW，许用应力【t】=40MPa，单位长度的许用扭转角[θ]=0.8(°)/m，切变模量G=80GPa，试确定切变模量G。，切变模量G=80GPa，求轴径

Answer 1

解：
(1)按抗扭强度计算轴径：
扭矩 Mn =Mk = 9550xP/n = 9550x20/250 =764N.m
抗扭截面模量 Wn = (πd^3)/16
最大剪切应力 tmax =Mn/Wn ≦ [t]
即：（764N.m）/［(3.1416xd^3)/16］m^3 ≦ (40x10^6)Pa
得： d ≧ 0.046m

(2)按抗刚度计算轴径：
极惯性矩 Jn = (πd^4)/32
单位长度许用扭转角[θ] =0.8(°)/m =(0.8x3.1416/180)rad/m ≈0.014rad/m
单位长度扭转角 θ = Mn/(GxJn) ≦ [θ]
即： （764N.m）/［(80x10^9Pa)x(3.1416xd^4/32m^4］≦0.014rad/m
得： d ≧ 0.051m

(3)综合强度与刚度计算结果，选轴径d为0.051m ，即51mm。