軸
軸
這個計算是爲了軸的幾何設計和複合檢查。
這個程序可以解決以下的任務：
軸的簡單的安裝精度，包括空心的軸。
頸狀收縮，凹槽，槽和應力集中相關條件的計算的精度選項。
軸的空負載的簡單精度。
2D和3D CAD系統支持。
計算是基于數據，程序，算法和來自專著和AGMA, ISO, DIN and BS標准的數據。標准列表（DIN 743）。
計算的語法和控制信息可以在文檔“控制，結構和計算語法”。
在“工程信息”這段的目的，控制和使用信息可以在文檔“工程信息”中找到。
在大多數情況下，軸被用于傳遞轉矩和扭矩。它們通常通常支撐齒輪，滑輪，離合器等。和空心彎管的負載，扭矩和軸向力。軸的主要部分有槽，頸狀收縮，凹槽和孔形成，它們引起不合需要的應力集中。因此設計應該包含以下可以在計算中檢查的標准：
它可能按照以下設計和檢查的追隨進程
在這段裏你可以基于傳動力，速度和負載狀態軸直徑的初步設計。當完成一個真實軸形狀的設計的時候你可以用這個默認值（定向）。
從列表框裏選擇想要的計算單位系統。轉變單位之後所有的輸入值將被立即轉變。
輸入將要通過軸傳遞的功率。
輸入軸轉速。
扭矩從傳動力和轉速中獲得。這個轉矩決定了初步設計的直徑。
用有意的最小軸的直徑，就像開始設計軸的真實形狀和直徑的設計。它將在以下各段中被檢查。
爲了初步設計的目的在列表框中選擇3個選項之一。
爲了初步設計的目的用三個選項之一（A-最低質量的材料，C-最高質量的材料）。
在這段中定義形狀和支點位置（軸承）。亦可以用一個最大的圓柱（圓錐）爲基礎定義一個軸，他可能是空心的。也定義在單個圓柱之間的倒圓半徑。這個半徑在軸的動態檢查上影響應力的計算。在表格[2.2]中連續的輸入軸的尺寸和在圖片中觀察軸的形狀。
這個雙向開關是定義是否在整個屏幕上顯示軸（軸的光學變形），或者是否以同一個刻度顯示寬度和長度。
這個表格是給包含十個最大軸圓柱基礎的列，和行中你可以輸入軸的特殊的截面的有量綱的參數。以下是示意圖。
列出的項目:
| 原點 | 從軸左端開始的圓柱的初始原點。 |
| L | 軸的部分長度 |
| Da | 左邊外徑 |
| Db | 右邊外徑 |
| da | 左邊內徑 |
| db | 右邊內徑 |
| R | 圓柱截面之間的倒角。（爲了截面右側的定義）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 |
這個參數定義軸的總長。
使用右邊轉接開關可以固定或者移動支撐點（軸承）。這個設置在軸向力上影響應力的計算。支點的位置和類型以一個紅色三角的形狀顯示在圖片上。
軸的表面質量會充分的影響疲勞強度，獨特堅硬的材料。在列表框中選擇相應的表面（加工方法）。
如果一個軸的動態應力或者易碎的材料，一個不合要求的應力集中發生在軸相關的形變點上（頸狀收縮，凹槽，潤滑油孔，界面之間的導圓等）。最高的應力大多數可以在這些點的右側找到。因此假設我們推薦的軸的動態應力包含在計算中的這種影響和在這段中定義槽口。
在這段中，材料的極限抗張強度值一般習慣于指定切口系數β。如果檢查標記按鈕是被激活的，一個依照選擇的軸材料的值將被使用.[6.2]
這個靈敏切口系數q 是用來作切口系數β 的計算的,β 是用切口形變系數α根據下面的公式計算出來的.
如果檢查標記按鈕[3.1]是被激活的,那麽切口靈敏系數依據選擇的軸材料將被使用[6.1]。
如果設計好的軸包含一個橫向的孔,在表格acc. 到 Fig.A中輸入參數.在原理圖中孔的位置用紅色線標出來了。
如果軸有一個或者多個頸狀收縮部分，那麽在表格acc. 到 Fig. B.中輸入參數。在原理圖中這個頸狀收縮用綠色矩形標示。
軸通常包含一連串的其他的槽口－應力勢能集中。在列表框中一些公共的類型（一個銷的槽，槽軸）被指定。在原理圖中依照一個藍色的尺寸標出Fig.C.A共同的槽設置位置和區域。
依照插圖選擇一個強加于連接的類型。
這個表格包含在軸的單個部分之間的倒圓的地方的有效應力集中系數 β 。
按照下面的規則定義載荷：
在自定義平面內的載荷。
在載荷力表格中輸入一個最大的公稱值。在[6]段中指定載荷力的動態特性。 輸入參數的含義如下：
| X | 從軸的開始（0點）到力的酌點的測量 |
| Fx | 軸向力（在軸心線方向作用的力） |
| F | 垂直作用于軸心先的力（可以在“自定義”平面上找到。） |
| alpha | “主”平面和“自定義”平面之間的角度（對于力F）。 |
| Mt | 扭矩 |
| Mb | 扭矩（可以在“自定義”平面上找到） |
| alpha | “主”平面和“自定義”平面之間的角度（對于扭矩Mb）。 |
| Q | 連續載荷（可以在“自定義”平面上找到） |
| b | 連續載荷的酌點的長度 |
| alpha |
對于軸的臨界速度的計算[7.13],它有必要定義所有的用于連接軸的圓盤。你可以直接在軸上輸入圓盤的重量和位置或者用一個指定重量，外部和內部尺寸的重量的輔助計算。
如果軸在機器中水平的和作用與軸上的撓度的旋轉質量被導向的，設置雙向開關爲“Yes”。如果軸垂直的和在軸的撓度上旋轉質量的重量沒有影響被導向，那麽設置雙向開關爲“>No”（既然這樣，沒有軸向附加載荷的軸也會被考慮。）
在表格中你可以定義一個最大的連接到軸的附加材料的圓盤。如果在行末換向開關是被激活的，那麽重量的計算用值來定義圓盤的尺寸。如果轉向開關是未激活的。 重量在列的最後和不斷地分布式的沿著寬“b”被使用。
列的含義:
| X | 從原點到材料圓盤左邊的測量距離。 |
| D | 材料圓盤的外徑 |
| d | 材料圓盤的內徑 |
| b | 材料圓盤的寬度 |
| Ro | 材料圓盤的質量密度 |
| m | 圓盤的質量 |
在這段中輸入材料和軸的載荷類型。軸的材料可以在材料列表中選擇（強度值來自于抗張強度和材料類型），或者輸入你自己的強度和材料值。
從列表框中選擇將被用于制造軸的材料類型。極限抗張強度[MPa/psi]的範圍在參數中給出。在右邊的列表框中，選擇想要的極限強度或者在在行[6.2]中直接輸入值。如果檢查右邊的抗張強度的複選框是激活的，其他強度參數用抗張強度計算。這些值被加到各自的輸入欄中。當選擇類型的時候，其他材料值，特殊質量密度和在張力和剪切力上面的彈性模量被加進去。
對于下列各項計算必須的材料參數。
| 參數 | 計算 |
| 屈服點 | 靜態安全系數計算 |
| 疲勞極限 | 動態安全系數計算 |
| 質量密度 | 彎曲應力，撓度，臨界速度 |
張力的彈性模量 |
軸的撓度 |
剪切彈性系數 |
軸的撓度 |
如果受到一個彎曲應力導致靜負載（水平位置的軸），那麽選擇“Yes”值。
安全系數是根據軸的長度計算出的。如果這個安全系數超出預設值，這個預設值將被使用。在低安全模式下允許用戶放大圖表，當考慮設計的時候這是重要的。
應力系數α0是用來作等價應力計算的，預設值是基于州的動態載荷的類型的。如果你想輸入你自己的值，取消複選標記按鈕。
通常給計算申請額定負載。最大的負載系數代替了額定和最大的負載。這個系數可以被輸入到每一個單獨的負載類型裏面去。
電動機的啓動扭矩是150%的額定扭矩。6.23 既然這樣，扭轉[6.23]的最大負載系數＝1.5。
四個列表框允許用戶定義作用于軸上的負載類型。 對于簡化 軸可以按照以下的負載類型設計。
通過彎曲扭矩加載－靜態的
通過交替的力加載－靜態的
通過一個扭矩加載－重複的
通過一個張力加載－靜態的
通過一個撓距加載－翻轉的
通過交替的力加載
通過一個扭矩加載－重複的
通過一個張力加載－靜態的
當軸動態檢查的時候，它可能包含以下結果：
如果軸被動態的加載載荷（重複循環載荷或者超過1000的循環），它包含所有的結果。
這段給出了基本的計算結果，他顯示了一個簡潔的強度回顧和設計軸的功能檢查。左邊部分給出最小最大和選擇值。右邊部分顯示了一個通用的圖表,它允許用戶顯示任何計算曲線。這段的下面部分顯示了一個表格，他可以顯示軸上選中點的曲線的准確值。
在第一個和第二個支點的方向X,Y,Z上的反作用力的等級和總的徑向反作用力 (∑y+z)。
最大撓度是當考慮軸的功能的時候一個重要參數。最大的允許值依賴于軸的類型，功能和結構要點。下面的推薦可以被申請爲它的尺寸(帶齒輪的軸).。對于它的尺寸以下這些推薦值可以被應用（齒輪軸）：
靠近齒輪座套
或者推薦的最大偏差是:
依賴負載的結構和類型，推薦最大值j=0.25°每米軸的長度（φ=0.075°每英寸長度）。如果一個平滑接合，永久扭矩可以是充分的更高。
在齒輪軸套上的的點的角偏轉不可以超過 0.05° ～0.12° (3' - 7').
在軸承點上的角偏轉依靠軸承的類型和內部結構。通常可適用：
| 最大角偏轉[°] | 軸承類型 |
| 0.1 | 單排滾球軸承 |
| 3 | 雙排自動對准滾球軸承 |
| 0.1 | 單排滾柱軸承 |
| 0.03 | 其他滾柱軸承 |
| 1.5 | 球面滾柱軸承 |
| 0.03 | 單排圓錐輥軸承 |
| 2 | 推力球面滾柱軸承 |
| 0.05 | 滑動軸承(b/d < 1) |
這些是單個分應力的最大值。無論如何，安全系數將會決定設計。
1.2 ～ 2.2 - 足夠的塑膠材料
2.0 ～ 3.0 - 鍛件，易碎的材料（高合金鋼，非常硬的鑄鐵）
2.5 ～ 3.5 - 鑄件，易碎的材料（高合金鋼，非常硬的鑄鐵）
對于計算，它是重要的包含所有的牢固的連接到軸[5]的旋轉質量。臨界速率通過雷利方法計算（撓度擺動）
軸的速率是：
如果軸運轉在超出臨界速度的範圍，那麽它必須很快的到達臨界速率範圍之內，通過擡高和降低運轉速度。
實用的公式：
臨界速率。
關于:
mi =位于軸上第i個旋轉質量
yi =位于軸上第i個質量的靜態偏差
g = 引力常數
K = 軸承系數 （除軸的硬度和偏差之外，依靠軸的臨界速率，下列各項系數可以在實踐中應用）
計算給出三個結果：
在列表框中，選擇你感興趣的和在軸上你想要知道准確值的參數。你可以找出等于八的檢查點的值。在行[7.16]中輸入它們的坐標。
在列表框中，設置你想要顯示的圖表參數。快速的滾動通過所有的圖表可能用滾動按鈕。
8~12段包含了選擇值的圖表，8,9,10段允許用戶在平面XZ和平面XY裏面的值，值的概要和在平面XZ和結果值之間的角度（概要XZ和XY）開和關。通過激活複選標記的開關來轉變圖形。
在2D和3D圖形輸出的選項上的信息和2D和3D系統的協作信息可以在“圖形輸出，CAD系統”中找到。
計算參數的設置和語言的設置信息可以在文檔“設置計算，改變語言”中找到。
標准的程序和公式用來作變形應力的計算。
在刻槽影響和安全系數的計算領域著作給出了許多理論和程序，在計算中只有基本的公式在這裏被提及。
de - 彎曲應力。
dg - 拉伸（壓縮）應力。
tt -扭曲應力。
ts - 剪切應力。
a0 -加載系數－基于軸的動態負載類型。
彎曲靜態安全
de -彎曲應力
KmaxL -最大負載系數－查[6.20]
Reb - 彎曲屈服點
在拉伸SFg，扭轉 SFt ，剪切SFs 中的相似的部分安全。
彎曲動態安全
中度彎曲應力
彎曲應力的振幅
Rebc - 撓曲疲勞極限（翻轉和交變負載）
dmax - 在負載循環下的最大彎曲應力
dmin - 在負載循環下的最小彎曲應力
總的彎曲形狀系數
彎曲切口系數
ye -系數顯示材料不對稱循環的靈敏性。
ue -部分尺寸系數。
ep - 外表面質量系數。
ab -切口形狀系數。
q - 切口敏感系數。
在拉伸SFg，扭轉 SFt ，剪切SFs 中的相似的部分動態安全。
關于如何去修改和擴充工作簿的總的信息在文檔“工作簿（計算）修改”中被提到。
計算他本身是用VBA模塊執行的，因此它不可以用于用戶。在“表格”工作表，仍然可以修改材料系數，切口系數，表面系數和尺寸系數。