机械基础 作者 隋明阳 项目4.ppt

4.3　圆轴的扭转  4.3.1　扭转的概念和外力偶矩的计算 图　4-13 4.3.1　扭转的概念和外力偶矩的计算 图　4-14 4.3.2　扭矩和扭矩图 1.扭矩2.扭矩图 1.扭矩 1)截开。2)代替。3)平衡。 图　4-15 1.扭矩 1)计算外力偶矩。2)计算各段轴的扭矩。 2.扭矩图 图　4-16 4.3.3　圆轴扭转时横截面上的应力及分布规律 图　4-17 4.3.4　圆轴扭转的强度计算 为保证圆轴正常工作，应使危险截面上最大工作max切应力不超过材料的许用切应力 4.3.4　圆轴扭转的强度计算 图　4-18 4.4　直梁的弯曲  4.4.1　弯曲的概念 图　4-19 4.4.1　弯曲的概念 图　4-20 4.4.2　剪力和弯矩 1)将梁作为隔离体从约束中分离出来，画出其受力图，求出约束反力。2)求出各力对控制点的力矩之和，即为该点的弯矩。2)计算截面1—1(距A端为x处)的弯矩。3)计算手柄中点D(即x=L/2)处的弯矩。4)当x=L时，即固定端B处，手柄上的弯矩达到最大值，MWmin=FL。 2)求出各力对控制点的力矩之和，即为该点的弯矩。 解：1)画手柄AB的计算简图(图4-21b),手柄的B端简化为固定端。固定端有约束反力，一般应根据静力学平衡方程 图　4-21 4.4.3　弯矩图  4.4.4　弯曲正应力及分布规律 图　4-22 4.4.5　梁的弯曲强度计算 1)绘制轴的简图。将齿轮轴简化成受二集中力作用的简支梁AB(图4-23b)。2)计算梁的支座反力。3)绘弯矩图。4)根据强度条件确定轴的直径。 4.4.5　梁的弯曲强度计算 图　4-23 1)轴向拉伸和压缩是零件常出现的一种基本变形形式。2)计算内力和应力是进行强度计算的基础，应重点掌握以下内容：① 取杆件一部分为研究对象，利用静力学平衡方程求内力的方法称为截面法。② 杆件轴向拉、压时的内力(它的合力作用线与杆件轴线重合)称为轴力。③ 杆件单位截面积上的内力称为应力。拉压杆的应力在截面上可以认为是均匀分布的，计算公式为σ＝FN／A。3)胡克定律表达式表明了在比例极限范围内应力与应变之间的关系。 0.1d3≥Mwmax/［σ］ 4)强度计算是材料力学研究的主要问题。5)当零件受到等值、反向、作用线不重合但相距很近的二力作用时，零件上二力之间会发生剪切变形。6)零件受剪切时的内力称为剪力，剪力的大小可用截面法求出。7)剪切的强度条件是：＝FQ/A≤［］。8)圆轴扭转时，轴上所受的载荷是作用面垂直于轴线的力偶。9)圆轴扭转的强度条件是max＝Tmax/Wn≤［］，它可以用来解决扭转时的3类强度计算问题。10)运用强度条件和刚度条件解决实际问题的步骤：①计算轴上的外力偶矩。 0.1d3≥Mwmax/［σ］ ②计算内力(扭矩)，并画出扭矩图。③分析危险截面，即根据各段的扭矩与抗扭截面系数找出最大应力所在的截面。④计算危险截面的强度，必要时还应进行刚度计算。11)直梁的纵向对称面内受到外力(或力偶)作用时，梁的轴线由直线变为一条平面曲线，这种变形称为平面弯曲。12)用截面法和平衡条件可以求出梁的内力。13)剪力对一般细长梁的强度影响较小，在一般工程计算中可忽略不计，而弯矩的计算则要经常应用，必须熟练掌握。14)弯矩引起的最大正应力是判断梁是否破坏的主要依据。15)强度条件是梁的强度计算的依据。 机械基础 主编隋明阳 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 1.足够的强度2.足够的刚度3.足够的稳定性4.1　轴向拉伸与压缩4.1.1　拉伸与压缩的概念4.1.2　截面法4.1.3　横截面上的正应力4.1.4　拉压变形和虎克定律4.1.5　强度校核4.2　剪切 4.2.1　剪切的受力特点和变形特点4.2.2　剪力和切应力4.2.3　剪切强度计算4.3　圆轴的扭转4.3.1　扭转的概念和外力偶矩的计算4.3.2　扭矩和扭矩图4.3.3　圆轴扭转时横截面上的应力及分布规律4.3.4　圆轴扭转的强度计算4.4　直梁的弯曲4.4.1　弯曲的概念 4.4.2　剪力和弯矩4.4.3　弯矩图4.4.4　弯曲正应力及分布规律4.4.5　梁的弯曲强度计算0.1d3≥Mwmax/［σ］ 1.足够的强度 　所谓强度是指零件抵抗破坏的能力。零件能够承受载荷而不破坏，就认为其满足了强度要求。 2.足够的刚度 在某些情况下，零件受到载荷后虽不会断裂，但如果变形超过一定限度，也会影响零件的正常工作。所谓刚度就是指零件抵抗变形的能力。如果零件的变形被限制在允许的范围之内，就认为其满足刚度要求。 3