式中： ????—许用扭转切应力，单位为MPa； n —轴的转速，单位为r/min； P —轴传递的功率，单位为kW； d —计算截面处的直径，单位为mm；
其中P=8.8kW n=1400r/min d?120?3本次设计取dmin?38mm
8.8mm?25.2mm 9505.2.2 轴的结构设计
轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部尺寸。
轴的结构主要取决于以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件类型、尺寸、数量以及轴连接的方法；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。由于影响轴的结构因素较多，且其结构形式又要随着具体情况的不同而异，所以，轴没有标准的结构形式。设计时，必须针对不同情况进行具体分析。但是，不论何种具体情况，轴的结构都要满足：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置；轴上的零件应便于拆装和调整；轴具有良好的制造工艺等。
传动轴是碾米机的核心部件之一，它在碾米机正常工作时承担主要转矩、扭矩、弯矩和支撑传动轴上的回转零件。根据碾米机的结构特点和组成形状以及工作强度和对环境的要求，碾米机的主轴选用直轴中的阶梯轴。
如图5-所示：轴头的设计
(1)由前面已知1轴段得直径为d1?38mm，取其长度为l1?95mm。为了满足联轴器的轴向定位要求，1轴段右端需制出一轴肩，由教材《机械设计 第八版》知，轴肩高度需满足条件： h?0.07d1
即： h?0.07?38mm
?2.66mm
此处取h?3.5mm。
则 d2?d1?2h ?38?2?3.5mm ?45mm
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此处取l2?24mm。
（2）为了满足联轴器的轴向定位要求，2轴段右端需制出一轴肩，由教材《机械设计 第八版》知，轴肩高度需满足条件： h?0.07d2
即： h?0.07?45mm
?3.15mm
此处取h?4.5mm。
则 d3?d2?2h ?45?2?4.5mm ?54mm 此处取l3?32mm。
(3)为了满足联轴器的轴向定位要求，3轴段右端需制出一轴肩，由教材《机械设计 第八版》知，轴肩高度需满足条件：
h?0.07d3
即： h?0.07?54mm
?3.78mm
此处取h?7mm。
则 d4?d3?2h ?54?2?7mm ?68mm 此处取l4?51mm。
图5-1 轴头的结构图
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5.2.3按扭转强度条件计算
p9550000Tn?????????轴的扭转强度条件为： WT0.2d3式中：?—扭转切应力，单位为MPa； T —轴所受到的扭矩，单位为N·mm； WT—轴的抗扭截面系数，单位为mm3； n —轴的转速，单位为r/min； P —轴传递的功率，单位为kW； d —计算截面处的直径，单位为mm；
????—许用扭转切应力，单位为MPa，见机械设计[2]。
95500000.2d3pn?
???T?WT
9550000??0.2?38
查《机械设计 第八版》表15—3取：
8.8950?8MPa3
[??]?25~45MPa
完全能够满足对扭转强度的要求。
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5.2.4 按弯扭合成强度条件计算
作出轴的载荷分析图，如下图13：
图13 轴的载荷分析图
上述简图，分别表示主轴所受到的弯矩和扭矩。
5.3 校核轴的强度
已知轴的弯矩和扭矩后，可针对某些危险截面（即弯矩和扭矩大而轴经可能不足的截面）作弯扭合成强度校核计算。按第三强度理论，计算应力
?ca??2?4?2
通常由弯矩所产生的弯曲应力?是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转切应力?则常常不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数a，
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则计算应力为
?ca??2?4(???2
式中的弯曲应力为对称循环变应力。当扭转切应力为静应力时，取?当扭转切应力为脉动循环应力时，取????? ；
???6；若扭转切应力亦为对称循环变应力时，
?M，扭转切应W则取??1。此处取为1。对于直径为d的圆轴，弯曲应力 ?力为 ??TT? ，将?和?代入上式，则轴的弯扭合成强度条件为: WT2W ?caM2aT2?()?4(??W2WM2?(aT)2????1?
W式中：?ca —轴的计算应力，单位为MPa； M —轴所受的弯矩，单位为N·mm； T —轴所受的扭矩，单位为N·mm；
3
—轴的抗弯截面系数，单位为mm，计算公式见有关表； W
???1?—对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，其值按有关公用表选用。 由以上公式及条件可校核轴的弯扭合成强度，结果满足条件，此处略去过程，因为碾米机内砂辊受米粒所给的冲击力的大小很难确定，超出我们研究的范围，所以此处只按基本轴的一般受力情况分析。
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