在机械设计领域，掌握扎实的理论基础和丰富的实践经验至关重要。以下是一道原创的机械设计基础题目，旨在帮助考生巩固相关知识：
题目：某机械装置中，一轴通过键连接在另一轴上，轴的直径为50mm，材料为45号钢。轴的工作转速为3000r/min，传递的扭矩为200N·m。请计算轴的最大安全转速，并分析影响轴强度的主要因素。
解答：首先，根据材料力学知识，轴的最大安全转速可以通过以下公式计算：
\[ n_{max} = \sqrt{\frac{T}{0.2d^3}} \]
其中，\( n_{max} \) 为最大安全转速，\( T \) 为传递的扭矩，\( d \) 为轴的直径。代入数据得：
\[ n_{max} = \sqrt{\frac{200 \times 10^3}{0.2 \times 50^3}} = 500 \text{ r/min} \]
因此，轴的最大安全转速为500r/min。
影响轴强度的主要因素包括：
1. 材料的性质：轴的材料强度越高，轴的承载能力越强。
2. 轴的直径：轴的直径越大，轴的承载能力越强。
3. 轴的转速：轴的转速越高，轴的应力越大，轴的承载能力越低。
4. 扭矩：传递的扭矩越大，轴的应力越大，轴的承载能力越低。
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