轴
轴
这个计算是为了轴的几何设计和复合检查。
这个程序可以解决以下的任务：
轴的简单的安装精度，包括空心的轴。
颈状收缩，凹槽，槽和应力集中相关条件的计算的精度选项。
轴的空负载的简单精度。
2D和3D CAD系统支持。
计算是基于数据，程序，算法和来自专著和AGMA, ISO, DIN and BS标准的数据。标准列表（DIN 743）。
计算的语法和控制信息可以在文档“控制，结构和计算语法”。
在“工程信息”这段的目的，控制和使用信息可以在文档“工程信息”中找到。
在大多数情况下，轴被用于传递转矩和扭矩。它们通常通常支撑齿轮，滑轮，离合器等。和空心弯管的负载，扭矩和轴向力。轴的主要部分有槽，颈状收缩，凹槽和孔形成，它们引起不合需要的应力集中。因此设计应该包含以下可以在计算中检查的标准：
它可能按照以下设计和检查的追随进程
在这段里你可以基于传动力，速度和负载状态轴直径的初步设计。当完成一个真实轴形状的设计的时候你可以用这个默认值（定向）。
从列表框里选择想要的计算单位系统。转变单位之后所有的输入值将被立即转变。
输入将要通过轴传递的功率。
输入轴转速。
扭矩从传动力和转速中获得。这个转矩决定了初步设计的直径。
用有意的最小轴的直径，就像开始设计轴的真实形状和直径的设计。它将在以下各段中被检查。
为了初步设计的目的在列表框中选择3个选项之一。
为了初步设计的目的用三个选项之一（A-最低质量的材料，C-最高质量的材料）。
在这段中定义形状和支点位置（轴承）。亦可以用一个最大的圆柱（圆锥）为基础定义一个轴，他可能是空心的。也定义在单个圆柱之间的倒圆半径。这个半径在轴的动态检查上影响应力的计算。在表格[2.2]中连续的输入轴的尺寸和在图片中观察轴的形状。
这个双向开关是定义是否在整个屏幕上显示轴（轴的光学变形），或者是否以同一个刻度显示宽度和长度。
这个表格是给包含十个最大轴圆柱基础的列，和行中你可以输入轴的特殊的截面的有量纲的参数。以下是示意图。
列出的项目:
| 原点 | 从轴左端开始的圆柱的初始原点。 |
| L | 轴的部分长度 |
| Da | 左边外径 |
| Db | 右边外径 |
| da | 左边内径 |
| db | 右边内径 |
| R | 圆柱截面之间的倒角。（为了截面右侧的定义）看例子 |
| 1 | 2 | 3 | |
| Start | 0 | 60 | 124 |
| L | 60 | 64 | 60 |
| Da | 56 | 68 | 56 |
| Db | 56 | 68 | 56 |
| da | 0 | 0 | 0 |
| db | 0 | 0 | 0 |
| R | 4 | 4 |
这个参数定义轴的总长。
使用右边转接开关可以固定或者移动支撑点（轴承）。这个设置在轴向力上影响应力的计算。支点的位置和类型以一个红色三角的形状显示在图片上。
轴的表面质量会充分的影响疲劳强度，独特坚硬的材料。在列表框中选择相应的表面（加工方法）。
如果一个轴的动态应力或者易碎的材料，一个不合要求的应力集中发生在轴相关的形变点上（颈状收缩，凹槽，润滑油孔，界面之间的导圆等）。最高的应力大多数可以在这些点的右侧找到。因此假设我们推荐的轴的动态应力包含在计算中的这种影响和在这段中定义槽口。
在这段中，材料的极限抗张强度值一般习惯于指定切口系数β。如果检查标记按钮是被激活的，一个依照选择的轴材料的值将被使用.[6.2]
这个灵敏切口系数q 是用来作切口系数β 的计算的,β 是用切口形变系数α根据下面的公式计算出来的.
如果检查标记按钮[3.1]是被激活的,那么切口灵敏系数依据选择的轴材料将被使用[6.1]。
如果设计好的轴包含一个横向的孔,在表格acc. 到 Fig.A中输入参数.在原理图中孔的位置用红色线标出来了。
如果轴有一个或者多个颈状收缩部分，那么在表格acc. 到 Fig. B.中输入参数。在原理图中这个颈状收缩用绿色矩形标示。
轴通常包含一连串的其他的槽口－应力势能集中。在列表框中一些公共的类型（一个销的槽，槽轴）被指定。在原理图中依照一个蓝色的尺寸标出Fig.C.A共同的槽设置位置和区域。
依照插图选择一个强加于连接的类型。
这个表格包含在轴的单个部分之间的倒圆的地方的有效应力集中系数 β 。
按照下面的规则定义载荷：
在自定义平面内的载荷。
在载荷力表格中输入一个最大的公称值。在[6]段中指定载荷力的动态特性。 输入参数的含义如下：
| X | 从轴的开始（0点）到力的酌点的测量 |
| Fx | 轴向力（在轴心线方向作用的力） |
| F | 垂直作用于轴心先的力（可以在“自定义”平面上找到。） |
| alpha | “主”平面和“自定义”平面之间的角度（对于力F）。 |
| Mt | 扭矩 |
| Mb | 扭矩（可以在“自定义”平面上找到） |
| alpha | “主”平面和“自定义”平面之间的角度（对于扭矩Mb）。 |
| Q | 连续载荷（可以在“自定义”平面上找到） |
| b | 连续载荷的酌点的长度 |
| alpha |
对于轴的临界速度的计算[7.13],它有必要定义所有的用于连接轴的圆盘。你可以直接在轴上输入圆盘的重量和位置或者用一个指定重量，外部和内部尺寸的重量的辅助计算。
如果轴在机器中水平的和作用与轴上的挠度的旋转质量被导向的，设置双向开关为“Yes”。如果轴垂直的和在轴的挠度上旋转质量的重量没有影响被导向，那么设置双向开关为“>No”（既然这样，没有轴向附加载荷的轴也会被考虑。）
在表格中你可以定义一个最大的连接到轴的附加材料的圆盘。如果在行末换向开关是被激活的，那么重量的计算用值来定义圆盘的尺寸。如果转向开关是未激活的。 重量在列的最后和不断地分布式的沿着宽“b”被使用。
列的含义:
| X | 从原点到材料圆盘左边的测量距离。 |
| D | 材料圆盘的外径 |
| d | 材料圆盘的内径 |
| b | 材料圆盘的宽度 |
| Ro | 材料圆盘的质量密度 |
| m | 圆盘的质量 |
在这段中输入材料和轴的载荷类型。轴的材料可以在材料列表中选择（强度值来自于抗张强度和材料类型），或者输入你自己的强度和材料值。
从列表框中选择将被用于制造轴的材料类型。极限抗张强度[MPa/psi]的范围在参数中给出。在右边的列表框中，选择想要的极限强度或者在在行[6.2]中直接输入值。如果检查右边的抗张强度的复选框是激活的，其他强度参数用抗张强度计算。这些值被加到各自的输入栏中。当选择类型的时候，其他材料值，特殊质量密度和在张力和剪切力上面的弹性模量被加进去。
对于下列各项计算必须的材料参数。
| 参数 | 计算 |
| 屈服点 | 静态安全系数计算 |
| 疲劳极限 | 动态安全系数计算 |
| 质量密度 | 弯曲应力，挠度，临界速度 |
张力的弹性模量 |
轴的挠度 |
剪切弹性系数 |
轴的挠度 |
如果受到一个弯曲应力导致静负载（水平位置的轴），那么选择“Yes”值。
安全系数是根据轴的长度计算出的。如果这个安全系数超出预设值，这个预设值将被使用。在低安全模式下允许用户放大图表，当考虑设计的时候这是重要的。
应力系数α0是用来作等价应力计算的，预设值是基于州的动态载荷的类型的。如果你想输入你自己的值，取消复选标记按钮。
通常给计算申请额定负载。最大的负载系数代替了额定和最大的负载。这个系数可以被输入到每一个单独的负载类型里面去。
电动机的启动扭矩是150%的额定扭矩。6.23 既然这样，扭转[6.23]的最大负载系数＝1.5。
四个列表框允许用户定义作用于轴上的负载类型。 对于简化 轴可以按照以下的负载类型设计。
通过弯曲扭矩加载－静态的
通过交替的力加载－静态的
通过一个扭矩加载－重复的
通过一个张力加载－静态的
通过一个挠距加载－翻转的
通过交替的力加载
通过一个扭矩加载－重复的
通过一个张力加载－静态的
当轴动态检查的时候，它可能包含以下结果：
如果轴被动态的加载载荷（重复循环载荷或者超过1000的循环），它包含所有的结果。
这段给出了基本的计算结果，他显示了一个简洁的强度回顾和设计轴的功能检查。左边部分给出最小最大和选择值。右边部分显示了一个通用的图表,它允许用户显示任何计算曲线。这段的下面部分显示了一个表格，他可以显示轴上选中点的曲线的准确值。
在第一个和第二个支点的方向X,Y,Z上的反作用力的等级和总的径向反作用力 (∑y+z)。
最大挠度是当考虑轴的功能的时候一个重要参数。最大的允许值依赖于轴的类型，功能和结构要点。下面的推荐可以被申请为它的尺寸(带齿轮的轴).。对于它的尺寸以下这些推荐值可以被应用（齿轮轴）：
靠近齿轮座套
或者推荐的最大偏差是:
依赖负载的结构和类型，推荐最大值j=0.25°每米轴的长度（φ=0.075°每英寸长度）。如果一个平滑接合，永久扭矩可以是充分的更高。
在齿轮轴套上的的点的角偏转不可以超过 0.05° ～0.12° (3' - 7').
在轴承点上的角偏转依靠轴承的类型和内部结构。通常可适用：
| 最大角偏转[°] | 轴承类型 |
| 0.1 | 单排滚球轴承 |
| 3 | 双排自动对准滚球轴承 |
| 0.1 | 单排滚柱轴承 |
| 0.03 | 其他滚柱轴承 |
| 1.5 | 球面滚柱轴承 |
| 0.03 | 单排圆锥辊轴承 |
| 2 | 推力球面滚柱轴承 |
| 0.05 | 滑动轴承(b/d < 1) |
这些是单个分应力的最大值。无论如何，安全系数将会决定设计。
1.2 ～ 2.2 - 足够的塑胶材料
2.0 ～ 3.0 - 锻件，易碎的材料（高合金钢，非常硬的铸铁）
2.5 ～ 3.5 - 铸件，易碎的材料（高合金钢，非常硬的铸铁）
对于计算，它是重要的包含所有的牢固的连接到轴[5]的旋转质量。临界速率通过雷利方法计算（挠度摆动）
轴的速率是：
如果轴运转在超出临界速度的范围，那么它必须很快的到达临界速率范围之内，通过抬高和降低运转速度。
实用的公式：
临界速率。
关于:
mi =位于轴上第i个旋转质量
yi =位于轴上第i个质量的静态偏差
g = 引力常数
K = 轴承系数 （除轴的硬度和偏差之外，依靠轴的临界速率，下列各项系数可以在实践中应用）
计算给出三个结果：
在列表框中，选择你感兴趣的和在轴上你想要知道准确值的参数。你可以找出等于八的检查点的值。在行[7.16]中输入它们的坐标。
在列表框中，设置你想要显示的图表参数。快速的滚动通过所有的图表可能用滚动按钮。
8~12段包含了选择值的图表，8,9,10段允许用户在平面XZ和平面XY里面的值，值的概要和在平面XZ和结果值之间的角度（概要XZ和XY）开和关。通过激活复选标记的开关来转变图形。
在2D和3D图形输出的选项上的信息和2D和3D系统的协作信息可以在“图形输出，CAD系统”中找到。
计算参数的设置和语言的设置信息可以在文档“设置计算，改变语言”中找到。
标准的程序和公式用来作变形应力的计算。
在刻槽影响和安全系数的计算领域著作给出了许多理论和程序，在计算中只有基本的公式在这里被提及。
de - 弯曲应力。
dg - 拉伸（压缩）应力。
tt -扭曲应力。
ts - 剪切应力。
a0 -加载系数－基于轴的动态负载类型。
弯曲静态安全
de -弯曲应力
KmaxL -最大负载系数－查[6.20]
Reb - 弯曲屈服点
在拉伸SFg，扭转 SFt ，剪切SFs 中的相似的部分安全。
弯曲动态安全
中度弯曲应力
弯曲应力的振幅
Rebc - 挠曲疲劳极限（翻转和交变负载）
dmax - 在负载循环下的最大弯曲应力
dmin - 在负载循环下的最小弯曲应力
总的弯曲形状系数
弯曲切口系数
ye -系数显示材料不对称循环的灵敏性。
ue -部分尺寸系数。
ep - 外表面质量系数。
ab -切口形状系数。
q - 切口敏感系数。
在拉伸SFg，扭转 SFt ，剪切SFs 中的相似的部分动态安全。
关于如何去修改和扩充工作簿的总的信息在文档“工作簿（计算）修改”中被提到。
计算他本身是用VBA模块执行的，因此它不可以用于用户。在“表格”工作表，仍然可以修改材料系数，切口系数，表面系数和尺寸系数。