此传动轴为弯扭组合变形，将各力分解得到上图。 由力矩与功率关系式：Me=9549·Mx=F2·Mx1= F1·Mx2=F·
X-Y平面受力分析：
在x=a处列弯矩方程，得3F1·a -G1·a-Fy2·3a+F·cosα·a+G2·4a=0 解得：Fy2=1981.40N
由Y方向受力平衡得，3F1 +Fy2-Fy1-G1 G2 -F·cosα2=0 解得，Fy1=6072.26N
X-Z平面受力分析： 在x=a处列弯矩方程得，
F·sinα·a+3F2·4a-Fz2·3a=0 解得：Fz2=1029.89N 由沿z方向受力平衡得，
Fz1+F·sinα+3F2- Fz2 =0 解得：Fz1=559.86N
得，
F2=291.07N
=9549·=9549·
=101.85(N·m) =202.65
F1=1447.51N F=-806.36N
= Mx- Mx1=-100.80
（2）作扭矩图和弯矩图：
扭矩图：
绕x 轴的扭矩图
剪力图
在xoy 平面内：
y 轴方向的剪力
在yoz 平面内:
z 轴方向的剪力
弯矩图：
在xoy 平面内的弯矩，由Fy
在xoz 平面内的弯矩，由Fz 产生:
（3）根据强度条件设计等直轴的直径 ：
①求解φ1
判断φ1直径轴危险截面
(1) 当x=a时，Mx=202.65 N·m,My=0,Mz=1617.0 N·m
=1629.66 N·m
(2) 当x=4a时,Mx=101.85 N·m,My=349.28 N·m,Mz=260 N·m
=47.18 N·m
所以φ1直径轴的危险截面在x=a处 由第三强度理论，σ=
·
≤ [σ]
即
1=60mm
·[σ]≥
得φ1≥59.21mm 取φ
②求解φ2
已知φ1／φ2=1.1，得φ2=54.55 mm,所以可能φ2取54 mm或56 mm 判断φ2直径轴危险截面
当x=0.5a时,Mx=202.65 N·m,My=0,Mz=808.50 N·m,
=833.51 N·m
当x=4.5a时, Mx=101.85 N·m,My=147.64 N·m,Mz=130 N·m
=240.36 N·m
所以φ2直径轴的危险截面在x=0.5a处 由第三强度理论，σ=即度条件
③求解1.05φ1
·[σ]≥
·
≤ [σ]
得φ2≥47.35mm,所以φ2=54mm符合强
1.05φ1=63 mm，所以可取62 mm或64 mm 1.05φ1直径轴危险截面在x=2.5a处,
Mx=101.85 N·m,My=255.28 N·m,Mz=538.84 N·m 由第三强度理论，σ=
·
≤ [σ]
得1.05φ1≥42.55mm,
即
·[σ]≥
所以1.05φ1=62mm符合强度条件 ④求解1.1φ1
1.1φ1=66 mm,1.1φ1直径轴危险截面在x=1.5a处, Mx=202.65 N·m,My=111.97 N·m,Mz=1211.07 N·m 由第三强度理论，σ=即
·[σ]≥
·
≤ [σ]
得1.1φ1≥53.95mm,
所以1.1φ1=66mm符合强度条件
（4）计算D2轮处轴的挠度： X-Y平面内：
在x=2a处加向下的单位载荷，其单独作用下弯矩图为：
材料力学课程设计-五种传动轴.
