柴锡军，王保民

（陕西理工学院 机械工程学院，陕西 汉中 723000）

0 引 言

在工程实际中，轴的使用范围非常广泛，它是机器组成的重要零件之一，主要是支承回转零件以及传递运动和动力。在使用过程中，有些轴在扭矩作用下发生扭转变形，有些轴在弯矩作用下发生弯曲变形，还有一些轴在工作过程中既承受扭矩又承受弯矩，发生组合变形。为了保证工作安全，就必须校核轴的强度。

传统的轴类零件强度校核采用的是普通轴的校核方法，根据机械设计的理论与方法，通过人工计算，推导出危险截面位置，然后进行校核。这种做法不仅重复劳动量大，而且浪费时间，尤其在系列化设计中更为明显。对于一些复杂的轴，理论计算结果可能与实际工作情况不符。随着计算机技术的进步，越来越多的人采用有限元分析方法对轴类零件进行强度校核。对于这两种强度校核方法，分析比较其结果的异同，不仅可以更加科学地校核轴的强度，而且可以为轴类零件的结构设计和优化提供重要依据。

图1 所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器的中间轴，尺寸结构如图所示。中间轴转速n2=180 r/min，传递功率P=5.5 kW，材料为45 钢，齿轮相关参数如表1 所示。

图1 二级斜齿圆柱齿轮减速器的中间轴

1 传统强度校核方法

在运动过程中，齿轮2 给中间轴一个驱动力矩，齿轮3 给中间轴一个阻力矩，并且这两个力矩大小相等，转向相反。两齿轮对中间轴的作用力可分解为圆周力Ft、径向力Fr和轴向力Fa，因此中间轴既存在扭矩又有弯矩，应按弯扭组合变形来进行强度计算。……