传动轴的设计

传动轴的设计需要理解由弯矩和扭矩引起的应力。

当动力通过齿轮传递时，施加的力等效于作用在横截面中心的力-力偶系统，使轴同时承受横向载荷和扭转载荷。

尽管横向载荷产生的剪切应力小于扭矩产生的剪切应力，且常被忽略，但横向载荷引起的较大正应力对最大剪切应力有显著贡献。

通过分析轴在特定点的横截面，并考虑扭矩和弯矩的作用，可计算出该截面上的正应力。

最大正应力出现在垂直于弯矩合力偶的直径末端。

通过考虑轴中的最大合成弯矩和扭矩，以及允许的剪切应力，确定截面的最小允许极惯性矩比。

该方法有助于设计实心和空心圆轴。