圓軸扭轉(zhuǎn)時的強(qiáng)度和剛度計算PPT課件

1、圓軸改動時的強(qiáng)度與剛度計算圓軸改動時的強(qiáng)度與剛度計算 第一節(jié)第一節(jié) 改動的概念和實(shí)例改動的概念和實(shí)例 第二節(jié)第二節(jié) 扭矩和扭矩圖扭矩和扭矩圖 第三節(jié)第三節(jié) 圓桿改動時的應(yīng)力和變形圓桿改動時的應(yīng)力和變形 第四節(jié)第四節(jié) 圓桿改動的強(qiáng)度和剛度計算圓桿改動的強(qiáng)度和剛度計算 本章小結(jié)本章小結(jié)第一節(jié) 改動的概念和實(shí)例 受力特點(diǎn)：一對力偶矩相等,轉(zhuǎn)向相反，作用在垂直于桿 軸線的平面內(nèi)的外力偶。 變形特點(diǎn)：使相鄰截面繞桿軸線發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)變形。 改動實(shí)例：機(jī)器傳動軸，鉆桿，水電站機(jī)組中機(jī)動軸。第二節(jié) 扭矩和扭矩圖 一、外力偶矩： nNmpmknrnKNp.min/55. 9MKNrnN.min/02.7馬力 二

2、、內(nèi)力-扭矩 1.截開： 2.替代： 扭矩Mn-當(dāng)桿遭到外 力偶矩作用而發(fā)生改動變形 時，在桿橫截面上將同時產(chǎn) 生相應(yīng)內(nèi)力矩，稱為扭矩。 記為： Mn 扭矩符號規(guī)定： 右手螺旋定那么。 3.平衡：mMmMmnn0:0 三、扭矩計算與扭矩圖作法： 例1、試作如圖示機(jī)器傳動軸的扭矩圖，知軸的轉(zhuǎn)速 ， 自動輪1 的功率 三個 從動輪2、3、4的 功率 分別為min/300nPSN5001PSNPSNPSN200;150;150432解：1. 求外力偶：轉(zhuǎn)向與軸的轉(zhuǎn)向一致mKNm.70.1130050002. 71mKNmm.51. 330015002. 732mKNm.406830020002. 7

3、4 如圖d，根據(jù)平衡條件： 3從扭矩圖e可以看出，最大扭矩發(fā)生于3，1 段內(nèi)，且mKNmmMn.02. 7322mKNmMn.68. 443mKNMn.02.7max2根據(jù)外力偶矩，計算扭矩： 如圖b所示，根據(jù)平衡條件： 同理：如圖c,根據(jù)平衡條件：021mMnmKNmMn.51. 3210322mmMn043mMn 3 推論：推論： 1圓桿在改動后橫截面堅持為垂圓桿在改動后橫截面堅持為垂直桿軸線的平面，直桿軸線的平面， 且大小、外形不變，半徑為直線。且大小、外形不變，半徑為直線。 2用縱線和環(huán)線截取的單元體處用縱線和環(huán)線截取的單元體處于純剪切形狀。于純剪切形狀。 3圓桿的橫截面上只需剪應(yīng)力作

4、圓桿的橫截面上只需剪應(yīng)力作用，方向垂直于半徑。用，方向垂直于半徑。 二 剪應(yīng)力計算： 1 幾何關(guān)系： 2 物理關(guān)系： 3 靜力關(guān)系： 改動剪應(yīng)力公式：GPddGIMpndGIlMpnpnpnpWMIMmax 三 截面極慣性矩 ；抗扭截面模量 對圓截面： 對圓環(huán)截面：441 .032DDIp332 . 016DDWp444411.0132DDdDIp434312 .0116DDWp c 答應(yīng)荷載確定答應(yīng)荷載確定 PnWMmax 6 . 05 . 0 0 .18 .0所以，滿足強(qiáng)度要求。所以，滿足強(qiáng)度要求。nMmKNmMn.5 . 2 PnWMmax MPaMPadMWMnpn6059106161

5、05 . 216232max MPa60解：1. 求扭矩Mn. 取脫離體如圖(b). 由平衡條件 得：mkNMMnx.5 . 102. 強(qiáng)度校核 由公式式中 是空心圓截面的抗扭截面模量將 ，代入上式， 得 所以 該軸滿足強(qiáng)度條件。 pnWMmaxpW43116DWp944. 0905 . 2290Dd34329400944. 011690mmWp93max1029400105 . 1pnWM MPaMPa6051 二 剛度計算： 1剛度條件： 普通規(guī)定 精細(xì)機(jī)器的軸 普通傳動軸 精度要求不高的軸 2剛度計算的三方面： a剛度校核 b荷載確定 c截面選擇 180pnpnGIMGIM m/)50.

6、 025. 0(0 m/) 0 . 150. 0 (0 m/)50. 20 . 1 (0 例例 1 如圖示其機(jī)器傳動軸。知輪如圖示其機(jī)器傳動軸。知輪B的輸入功率的輸入功率 輪輪A、C、D的輸出功率為的輸出功率為 軸的轉(zhuǎn)速軸的轉(zhuǎn)速n=500r/min，許用剪應(yīng)力，許用剪應(yīng)力 剪切彈性模量剪切彈性模量G=80Gpa.試設(shè)計軸的直徑。試設(shè)計軸的直徑。 解解1計算外力偶矩：計算外力偶矩： KwNB30,5,10,10kwNkwNkwNDcA ,/1,400mMpamNnNmBB94.5725003095509550mNnNmAA74.2865001595509550mNnNmcc89.19050010

7、95509550mNnNmDD49.95500595509550 (2)作扭矩圖 用截面法，計算各段扭矩 AB段扭矩 BC段扭矩 CD段扭矩 其最大扭矩的絕對值為mNMn47.2861mNmmMBAn47.28694.57247.2862mNmMDn49.953mNMN47.286max3由強(qiáng)度條件，得 故求得直徑為 3maxmaxmax16DMWMnpn 363max104047.2861616nMDmmm2 .330332. 0 4由剛度條件，得 故求得直徑為 按剛度要求取軸的直徑為 180321804maxmaxmaxDGMGIMnpn 1108018047.28632180322642

8、maxGMDnmmm38038. 0mmD38 一改動是桿件四種根本變形之一，本章主要計論圓截面等 直 桿的改動。 二改動時桿所受的外力是作用在垂直于桿軸線平面內(nèi)的外 力 偶。變形的特征是桿件的橫截面繞桿軸線作相對運(yùn) 動。 三 改動時桿件橫截面上的內(nèi)力，可用截面法求得。它是 作用 在橫截面所在平面的內(nèi)力偶，稱為扭矩。 四 圓軸改動時，變形符合平面假設(shè)。由此可得變形的幾 何關(guān)系，再用剪切胡克定律和靜力關(guān)系，便可以導(dǎo)出 圓軸改動時橫載面上的剪應(yīng)力公式 和變形公式 運(yùn)用這兩個公式進(jìn)一步可得出圓軸改動時的強(qiáng)度，剛 度條件為pnpIpMpnGIM pnWMmax180maxpnGIM 五用強(qiáng)度，剛度條件

9、處理實(shí)踐部題的步驟 1求出軸上外力偶矩； 2計算扭矩和作出扭矩圖； 3分析危險截面； 4列出危險截面的強(qiáng)度、剛度條件并進(jìn)展計算。鉆床和銑床的區(qū)別鉆床和銑床的區(qū)別鉆床系指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，鉆頭軸向挪動為進(jìn)給運(yùn)動。鉆床構(gòu)造簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，改換特殊刀具，可擴(kuò)、锪孔，鉸孔或進(jìn)展攻絲等加工。銑床是用銑刀對工件進(jìn)展銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修繕部門得到廣泛運(yùn)用。鏜床與銑床的區(qū)別鏜床與銑床的任務(wù)原理和性質(zhì)類似。刀具的旋轉(zhuǎn)是主運(yùn)動，工件的挪動是進(jìn)給運(yùn)動。 鏜床多用于

10、加工較長的通孔，大直徑臺階孔，大型箱體零件上不同位置的孔等。由于鏜床的刀盤和鏜桿剛性較高，因此加工出的孔的直線度，圓柱度和位置度等都很高。 銑床也可以進(jìn)展鏜孔，但加工范圍較小，精度也較低。銑床多用于平面，成型面，槽等加工。 搖臂鉆是效率很高的孔加工機(jī)床，由于它的主軸可以在加工范圍內(nèi)快速的恣意挪動，而工件固定。因此加工大型箱體零件上的不同位置的孔，螺孔等，效率很高。編輯本段立式銑床的日常保養(yǎng)班前保養(yǎng) (1)開車前檢查各油池能否缺油，并按照光滑圖所示，運(yùn)用清凈的機(jī)油進(jìn)展一次加油。 (2)檢查電源開關(guān)外觀和作用能否良好，接地安裝能否完好。 (3)檢查各部件螺釘、像目、手柄、手球及油杯等有無松動和喪失

11、，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時擰緊和補(bǔ)齊。 (4)檢查傳動皮帶情況。 鉆銑床1(5)檢查電器平安安裝能否良好。 班中保養(yǎng) (1)察看電機(jī)、電器的靈敏性、可靠性、溫升、聲響及震動等情況。 (2)檢查電器平安裝里的靈敏和可靠程度。 (3)察看各傳動部件的溫升、聲向及震動等情況。 (4)時辰檢查床身和升降臺內(nèi)的柱塞油泵的任務(wù)情況，當(dāng)機(jī)床在運(yùn)轉(zhuǎn)中而指示器內(nèi)沒有油流出時，應(yīng)及時進(jìn)展修繕。 (5)發(fā)現(xiàn)任務(wù)臺縱向絲杠軸向間隙及傳動有間隙，應(yīng)按闡明要求進(jìn)展調(diào)整。 (6)主軸軸承的調(diào)整。 (7)任務(wù)臺快速挪動離合器的調(diào)整。 (8)傳動皮帶松緊程度的調(diào)整。 班后保養(yǎng) 任務(wù)后必需檢查、清掃設(shè)備，做好日常保養(yǎng)任務(wù)，將各操作手柄(開關(guān))置于空檔(零位)拉開電源開關(guān)，到達(dá)整齊、清潔、光滑、平安。 定期保養(yǎng) 1.每3個月清洗床身內(nèi)部、升降臺內(nèi)部和任務(wù)臺底座的光滑油池、用汽油清洗光滑油泵的游油網(wǎng)，每年不少于兩次。 2.升降絲杠用二硫化鋁油劑每兩月光滑一次。 3.機(jī)床各部間隙的調(diào)整： (1)主軸光滑的調(diào)整，