Why Shafts Develop Local Stress Peaks

Circular shafts can develop local stress peaks when torque is applied through real machine parts. The elastic torsion formula works best for a circular shaft with a uniform cross-section and rigid plates fixed to its ends. In practice, torque is often passed through flange couplings or gears, and these parts use keys in keyw...

回顾适用于横截面均匀的圆形轴的弹性扭转公式。此处假设轴的两端由牢固附着在其上的刚性板加载。

然而，扭矩通常通过法兰联轴器或齿轮施加到轴上，这些联轴器或齿轮通过键与键槽配合实现连接。

这会改变扭矩施加点附近的应力分布，与扭转公式所预测的分布产生偏差。

直径的突然变化还可能导致应力集中分布不均，尤其是在接头附近。

通过采用圆角设计可以减小这些应力。圆角处的最大剪应力可用应力集中系数来表示。

应力集中系数取决于轴径比例和圆角尺寸，可预先计算并存储以供实际使用。

只要最大应力值不超过材料的弹性极限，该分析方法仍然有效。如果发生塑性变形，则会导致最大应力值降低。