如图示为某汽车传动轴简图，外径 D = 90 mm，内径 d = 85 mm。许用剪应力 [τ] = 60 MPa，轴能承受的最大外力偶矩 M = 1.5 kNm。 要求： ① 校核该轴的强度； ② 若改用实心圆轴，试按最大剪应力相等的条件确定实心圆轴的直径 d1； ③ 比较空心轴与实心轴的重量。

(1)校核强度空心轴的抗扭截面系数为 故传动轴满足强度条件。(2)校核刚度 可知传动轴也满足刚度条件。(3)计算轴的长度、重量不变时的实心轴直径d 1 当两轴的材料、长度相同时设m、m 1 分别为空心轴和实心轴的质量则空心轴和实心轴的质量相等。 传动轴不满足刚度条件。以上计算结果表明采用相同重量的材料制作受扭转的圆轴空心轴的强度比实心轴的强度大得多。采用空心轴既可节省材料又能减轻自重。 校核强度空心轴的抗扭截面系数为 故传动轴满足强度条件。(2)校核刚度 可知传动轴也满足刚度条件。(3)计算轴的长度、重量不变时的实心轴直径d1当两轴的材料、长度相同时,设m、m1分别为空心轴和实心轴的质量,则空心轴和实心轴的质量相等。 传动轴不满足刚度条件。以上计算结果表明,采用相同重量的材料制作受扭转的圆轴,空心轴的强度比实心轴的强度大得多。采用空心轴既可节省材料,又能减轻自重。