中药提取罐中的搅拌轴，在主动力偶mA，驱使轴转动，轴下端的板式桨叶受到物料阻力形成阻力偶mB，当搅拌轴等速旋转时，这两个力偶大小相等，转向相反，使搅拌轴发生扭转变形。二、功率、转速和外力偶矩之间的关系工程中作用于传动轴上的外力偶矩往往不是直接给出的，而是给出轴所传递的功率和轴的转速，它们间的换算关系如下:kW转速一定时力偶矩与功率成正比。在功率一定的情况下，力偶矩与转速成反比。因此在同一台设备中，高速轴上力矩小，轴可以细些，低速轴上力矩大，轴应该粗些。截面法：T为圆轴扭转时截面上的内力--扭矩扭矩正负的规定：按右手螺旋法则三、扭矩和扭矩图
扭矩T：当杆件受到外力偶作用发生扭转变形时，在杆横截面上产生的内力，称为扭矩T，单位为KN.m或N.m如果只在轴的两个端截面作用有外力偶矩，则沿轴线方向所有横截面上的扭矩都是相同的，都等于作用在轴上的外力偶矩。圆轴扭转时的内力1.圆轴扭转时的内力----扭矩以扭转变形为主的杆----轴2.扭矩利用截面法、并建立平衡方程得到mmmMn确定扭矩方向的右手法则：右手4个手指弯向表示扭矩的转向，大拇指即为扭矩的方向。离开截面为正，指向截面为负。外力偶矩的正负号规定与扭矩相反。指向截面离开截面3.扭矩正负的规定扭矩正负号：T=Me用截面法研究横截面上的内力右手螺旋法则右手拇指指向外法线方向为正(+),反之为负(-)扭矩正负的规定[例1]传动轴如图所示，转速n=500转/分钟，主动轮B输入功率NB=10KW，A、C为从动轮，输出功率分别为NA=4KW，NC=6KW，试计算该轴的扭矩。ABC先计算外力偶矩计算扭矩：AB段mAMn1设为正的Mn1BC段Mn2设为正的mcMn2例2如图所示，传动轴的转速n=100r／min，轮A输入功率Pe=10kW，轮B和轮C输出功率分别为Peb=8kW和Pec=2kW。轴承的摩擦忽略不计。求轴的扭矩。解:四、圆轴扭转时的应力通过力学实验和理论推导：圆轴扭转时横截面上只产生剪应力，横截面积上各点剪应力的大小与该点到圆心的距离ρ有关。任一点剪应力为：ρ--该点到圆心的距离IP--横截面对圆心的极惯性矩最大剪应力：R—轴半径令，Wn=IP/R，Wn-----抗扭截面模量最大剪应力：极惯性矩Iρ与抗扭截面系数Wn极惯性矩Ir/mm4抗扭截面系数Wn/mm3实心轴空心轴许用切应力根据剪切极限应力除以安全系数得到。实验表明：在静载下，材料在纯剪和轴向拉伸时的机械性质之间存在一定的关系。1.圆轴扭转时的强度条件：Mnmax----轴的最大扭矩[τ]----是材料的许用剪应力钢铸铁五、圆轴扭转时的强度条件Wn----抗扭截面模量（1）外力偶计算搅拌轴得到的功率：例3图为带有搅拌器的容器简图，搅拌轴上有两层浆叶，已知电动机功率PE=100kW，转速n=80r／min，机械效率为=80％，上下两层阻力不同，各消耗总功率的30％和70％。此轴采用φ114mm×6mm的不锈钢管制成，材料的扭转许用剪应力[τ]=80MPa，试校核搅拌轴的强度。解：搅拌轴可简化为如图所示的计算简图。搅拌轴的总力偶矩:上层阻力偶矩：下层阻力偶矩：用截面法求1-1，2-2截面上扭矩分别为最大扭矩在AB段上最大剪应力为搅拌轴不满足强度条件。（2）强度校核查表1-2得抗扭转面模量提高圆轴抗扭强度的主要措施观察如图所示搅拌机，该搅拌机的搅拌轴主要产生扭转变形，在满足使用要求条件下，如何提高搅拌机的搅拌轴强度呢？选用空心轴
（1）空心轴的扭转截面系数Wn和极惯性矩Iρ都比较小，可承受的最大剪应力值相对较大，故不论对于轴的强度还是刚度，采用空心轴都比采用实心轴合理。（2）在等强度、等截面的条件下，选用空心轴比实心轴较合理，这样既可以节省材料，又能减轻自重。**第4节扭转一、扭转概念汽车转向轴传动轴受力特点：在杆件的两端作用有两个大小相等、方向相反、且作用面垂直于杆件轴线的力偶。变形特点：使杆件的任意两个截面都发生绕杆件轴线做相对转动的变形。这种变形称为扭转。扭转时杆件两个横截面相对转动的角度称为扭转角--以扭转为主的杆件通常称为轴。截面形状为圆形的轴称为圆轴。本节主要讨论等截面圆轴扭转时的应力、变形、强度问题。**