材料力學(xué) 教學(xué)課件 作者 顧曉勤 等 第04章 扭轉(zhuǎn)第6節(jié) 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件和剛度條件.ppt

《材料力學(xué) 教學(xué)課件 作者 顧曉勤 等 第04章 扭轉(zhuǎn)第6節(jié) 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件和剛度條件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、一、扭轉(zhuǎn)極限應(yīng)力扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)扭轉(zhuǎn)破壞試驗(yàn)（a）塑性材料斷口45o（b）脆性材料斷口試驗(yàn)結(jié)論對(duì)于受扭圓軸，塑性材料失效的標(biāo)志是屈服，試件表面會(huì)出現(xiàn)滑移線，試件屈服時(shí)橫截面上的最大切應(yīng)力即為材料的扭轉(zhuǎn)屈服應(yīng)力，用表示；脆性材料失效的標(biāo)志是斷裂，試件斷裂時(shí)橫截面上的最大切應(yīng)力即為材料的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限，用表示。扭轉(zhuǎn)屈服應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限又統(tǒng)稱為材料的扭轉(zhuǎn)極限應(yīng)力，用表示。二、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件等截面圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件材料的扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件等截面圓軸：應(yīng)發(fā)生在最大扭矩的橫截面上周邊各點(diǎn)處，所以其強(qiáng)度條件為扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件可以用來解決三類問題

2、：設(shè)計(jì)截面尺寸強(qiáng)度校核確定許用載荷變截面圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件階梯軸等變截面圓軸：應(yīng)發(fā)生在的橫截面上周邊各點(diǎn)處，所以其強(qiáng)度條件為解：（1）實(shí)心軸和空心軸傳遞功率相等，受相同的外力偶矩，橫截面上的扭矩因此也相等。例4-5如圖，實(shí)心軸和空心軸通過牙嵌離合器聯(lián)接在一起，已知空心軸內(nèi)、外徑比值=0.7，軸的轉(zhuǎn)速1450r/min，傳遞的功率180kW，材料的扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力30MPa。試設(shè)計(jì)：（1）實(shí)心軸的直徑，空心軸內(nèi)徑、外徑。（2）空心軸和實(shí)心軸的面積之比。根據(jù)扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件求得實(shí)心軸的直徑對(duì)于空心軸，由扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件（2）空心軸和實(shí)心軸的面積之比

3、（2）空心軸和實(shí)心軸的面積之比小結(jié)在最大切應(yīng)力相同的情況下，空心軸所用的材料是實(shí)心軸的61.1%，自重也減輕了38.9%。其原因是：圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上應(yīng)力呈線性分布，越接近截面中心，應(yīng)力越小，此處的材料就沒有充分發(fā)揮作用。做成空心軸，使得截面中心處的材料安置到軸的外緣，材料得到了充分利用，而且也減輕了構(gòu)件的自重。但空心軸的制造要困難些，故應(yīng)綜合考慮。工程上[??]的單位通常用度/米（?/m），由于1弧度=180?/?，故上述剛度條件又可寫成等截面圓軸的單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角剛度條件三、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的剛度條件扭轉(zhuǎn)的剛度條件就是限定單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角的最大值

4、不得超過規(guī)定的允許值，即單位長(zhǎng)度許用扭轉(zhuǎn)角[??]的通常取值如下：說明精密機(jī)器、儀器的軸：[?]=?/m（0.25～0.50）精度要求不高的傳動(dòng)軸：[?]=?/m（2.0～4.0）一般傳動(dòng)軸：[?]=?/m（0.5～1.0）剛度條件例4-6傳動(dòng)軸如圖所示，已知主動(dòng)輪A輸入的功率PA=120kW；從動(dòng)輪B、C、D輸出的功率分別為PB=60kW，PC=40kW，PD=20kW。軸材料的剪切彈性模量G=80GPa，許用切應(yīng)力[?]=45MPa，單位長(zhǎng)度的許用扭轉(zhuǎn)角[?]=0.8?/m，試按強(qiáng)度條件及剛度條件確定此軸直徑。解：1）計(jì)算外力偶矩同理2）

5、繪制扭矩圖用截面法求1-1截面的扭矩2-2截面的扭矩3-3截面的扭矩繪出的扭矩圖如圖所示，顯然BA和AC段扭矩最大。故955N?m315N?m955N?mBACD1122333）按強(qiáng)度條件確定軸徑4）按剛度條件確定軸徑若使軸同時(shí)滿足強(qiáng)度和剛度條件，應(yīng)取