提高圆轴抗扭强的主要措施学习教案.pptx

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1、提高提高(t go)圆轴抗扭强的主要措施圆轴抗扭强的主要措施第一页,共18页。一、任务一、任务一、任务一、任务(rn wu)(rn wu)描述描述描述描述 如图2-3-1所示的汽车传动轴AB由无缝钢管(w fng n un)制成,外径D=90mm,壁厚=2.5mm,传递的最大转矩为M=1.5 kN.m,材料的许用切应力=60MPa,校核该轴的强度;若改用相同材料的实心轴,并和原传动轴的强度相同,试计算其直径D1;比较空心轴和实心轴的质量。图2-3-1汽车(qch)传动轴a)结构图 b)受力图第1页/共18页第二页,共18页。二、任务分析:二、任务分析:二、任务分析:二、任务分析:根据任务描述,

2、我们首先确定所要研究的对象是汽车传动轴,要求对其进行强度校核,选择合适(hsh)的截面形状。在前面的任务中我们讨论了圆轴扭转时内力的计算方法,本任务主要在分析计算扭转内力的基础上,分析圆轴扭转时的变形特点,得出应力分布规律,正确计算扭转时的应力,并在此基础上建立扭转强度条件,进行扭转强度计算。第2页/共18页第三页,共18页。三、知识三、知识三、知识三、知识(zh shi)(zh shi)链接:链接:链接:链接:1扭转变形(bin xng)的特点第3页/共18页第四页,共18页。不同的约束(yush)形式:圆周线的形状、大小及两圆周线的间距均不改变(gibin),仅绕轴线作相对转动。第4页/共

3、18页第五页,共18页。6 6不同(b tn)的约束形式:各纵向线仍为直线,且都倾斜同一角度(jiod),使原来的矩形变成平行四边形。第5页/共18页第六页,共18页。结论(jiln):(1)没有纵向变形发生,横截面上没有正应力(yngl)。(2)相邻截面产生了相对转动并相互错动,发生了剪切变形,所以横截面上有切应力(yngl)。(3)切应力(yngl)方向与半径垂直。实心(shxn)圆柱 中空圆柱 第6页/共18页第七页,共18页。横截面上任一点的切应力(yngl),MPa;MT横截面上的扭矩,Nmm;欲求应力(yngl)的点到圆心的距离,mm;I 截面对圆心的极惯性矩,mm4。2扭转(ni

4、zhun)应力切应力截面(jimin)上任意点的切应力计算公式:横截面边缘上各点的切应力最大,其值为:Wn为抗扭截面系数,单位为mm3。第7页/共18页第八页,共18页。极惯性矩I与抗扭截面(jimin)系数Wn 极惯性矩Ir/mm4抗扭截面系数Wn/mm3实心轴空心轴 第8页/共18页第九页,共18页。3、圆轴扭转(nizhun)的强度条件 讨论塔库马大桥(d qio)为什么会断裂?如何防止断裂?桥在大风(d fn)中发生振荡扭曲桥毁坏了 塔库马大桥塔库马大桥第9页/共18页第十页,共18页。(1)圆轴扭转(nizhun)的强度条件(2)强度(qingd)条件的应用(a)校核(xio h)强

5、度(b)选择截面尺寸(c)确定许可载荷第10页/共18页第十一页,共18页。四、任务四、任务四、任务四、任务(rn wu)(rn wu)实施:实施:实施:实施:某汽车主传动轴所传递的功率P=80 kW,转速n=582 r/min,直径(zhjng)d=55mm,材料的许用切应力=50 MPa。试校核该轴的强度。解题过程解题过程第11页/共18页第十二页,共18页。提高(t go)圆轴抗扭强度的主要措施 观察如图所示搅拌(jiobn)机,该搅拌(jiobn)机的搅拌(jiobn)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(jiobn)机的搅拌(jiobn)轴强度呢?提高圆轴抗扭强度的

6、主要措施提高圆轴抗扭强度的主要措施第12页/共18页第十三页,共18页。为了提高圆轴的强度应降低(jingd)max,途径有:(1)在载荷不变的前提下,合理安排轮系,从而降低圆轴上的最大扭矩MTmax。(2)在力求不增加材料(用横截面面积A来度量)的条件下,选用空心圆截面代替实心(shxn)圆截面,从而增大扭转截面系数Wn和极惯性矩I。第13页/共18页第十四页,共18页。1合理安排轮系 第14页/共18页第十五页,共18页。2选用(xunyng)空心轴 (1)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。(2)空心轴的扭转截面系数(xsh)Wn和极惯性矩I都比较大,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。第15页/共18页第十六页,共18页。小孔弹性小孔弹性(tnxng)钻具钻具 1弹簧 2钻杆(zun n)3钻套 4垫圈 5螺栓 第16页/共18页第十七页,共18页。小结小结(xioji):圆轴扭转强度计算的步骤:分析圆轴所受的外力偶,计算外力偶矩。运用(ynyng)截面法求解扭矩第17页/共18页第十八页,共18页。

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