轴弯扭组合直径

按第三强度理论,由弯矩 M、扭矩 T、折算系数 α 与许用切应力 τ 计算轴径 d。

输入参数

计算公式

M_e = √(M²+(αT)²);d = ³√(16M_e/(πτ))
α 用于把脉动/对称循环扭矩折算到与弯矩同循环特性。
F弯扭组合:σ_e = √(σ_b² + 3τ²)
轴弯扭组合直径 示意图

基础知识

按第三强度理论,由弯矩 M、扭矩 T、折算系数 α 与许用切应力 τ 计算轴径 d。

本工具依据以下公式计算 轴弯扭组合直径:M_e = √(M²+(αT)²);d = ³√(16M_e/(πτ))

历史沿革

齿轮、螺纹、轴承等机械元件的设计理论自工业革命起随机床与标准化(AGMA、ISO 等)逐步成熟。

工程应用

用于传动系统设计、联接强度校核与零部件选型。

术语表

弯矩 M输入参数
扭矩 T输入参数
折算系数 α输入参数
当量弯矩 M_e输出结果
轴径 d输出结果

使用方法

  1. 在「输入参数」区填写 弯矩 M、扭矩 T、折算系数 α、许用切应力 τ(注意输入框标注的单位)。
  2. 点击「计算」按钮,工具依据上方公式进行运算。
  3. 在结果区查看 当量弯矩 M_e、轴径 d。

公式解读 · 例题 · 知识点

公式解读

核心计算关系:M_e = √(M²+(αT)²);d = ³√(16M_e/(πτ))

输入变量:

  • 弯矩 M M — N·mm
  • 扭矩 T T — N·mm
  • 折算系数 α alpha
  • 许用切应力 τ tau — MPa

输出结果:

  • 当量弯矩 M_e Me — N·mm
  • 轴径 d d — mm

假设/适用:啮合/螺纹类公式默认标准安装、无侧隙,实际需计入制造误差与载荷系数 K_A。

例题

根据公式 M_e = √(M²+(αT)²);d = ³√(16M_e/(πτ)),取 弯矩 M = 40,000 N·mm;扭矩 T = 50,000 N·mm;折算系数 α = 0.6;许用切应力 τ = 40 MPa。

代入计算得:当量弯矩 M_e = 50,000 N·mm;轴径 d = 18.53 mm。

知识点

  • 啮合/螺纹类公式默认标准安装、无侧隙,实际需计入制造误差与载荷系数 K_A。
  • 强度结果须与材料许用应力比较,并预留安全系数(一般 ≥ 1.5,重要件 ≥ 2)。
  • 高速或重载工况还应校核润滑、发热与疲劳寿命,而非仅静强度。

参数说明

输入参数 Inputs

参数 Parameter符号 Symbol单位 Unit默认 Default
弯矩 M (N·mm)MN·mm40000
扭矩 T (N·mm)TN·mm50000
折算系数 αalpha0.6
许用切应力 τ (MPa)tauMPa40

输出结果 Outputs

结果 Result符号 Symbol单位 Unit
当量弯矩 M_eMeN·mm
轴径 ddmm

应用场景

  • 工程计算与单位换算的常用场景

常见问题

这个工具使用什么公式?
本工具依据 ISO / AGMA / ASME 等标准公式 进行计算:M_e = √(M²+(αT)²);d = ³√(16M_e/(πτ))
计算结果有多精确?
结果与输入精度一致,基于国际单位制(SI)与通用工程近似;关键工况建议结合安全系数复核。
常用于哪些场景?
工程计算与单位换算的常用场景