第8章：扭转.ppt

§8-1、概述 §8-2、外力偶矩 扭矩和扭矩图 §8-4、圆轴扭转时的变形计算 §8-5、圆轴扭转时的强度条件 刚度条件圆轴的设计计算 * 第八章 扭 转 标题 第八章 扭 转 §8-2、外力偶矩 扭矩和扭矩图 §8-1、概述 §8-3、圆轴扭转时截面上的应力计算 §8-4、圆轴扭转时的变形计算 §8-5、圆轴扭转时的强度条件 刚度条件 圆轴的设计计算 汽车传动轴 汽车方向盘 §8-1、概述 丝锥攻丝 §8-1、概述 扭转变形是指杆件受到大小相等,方向相反且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用,使杆件的横截面绕轴线产生转动。 受扭转变形杆件通常为轴类零件，其横截面大都是圆形的。所以本章主要介绍圆轴扭转。 §8-1、概述 直接计算 1.外力偶矩 按输入功率和转速计算 电机每秒输入功： 外力偶作功完成： 已知 轴转速－n 转/分钟 输出功率－Pk 千瓦 求：力偶矩Me §8-2、外力偶矩 扭矩和扭矩图 T = Me 2.扭矩和扭矩图 §8-2、外力偶矩 扭矩和扭矩图 T = Me §8-2、外力偶矩 扭矩和扭矩图 §8-2、外力偶矩 扭矩和扭矩图 §8-2、外力偶矩 扭矩和扭矩图 扭矩正负规定 右手螺旋法则 右手拇指指向外法线方向为 正(+),反之为 负(-) §8-2、外力偶矩 扭矩和扭矩图 扭矩图 §8-2、外力偶矩 扭矩和扭矩图 解: (1)计算外力偶矩 由公式 Pk/n §8-2、外力偶矩 扭矩和扭矩图 例题8-2-1 (2)计算扭矩 (3) 扭矩图 §8-2、外力偶矩 扭矩和扭矩图 §8-2、外力偶矩 扭矩和扭矩图 1、切应力计算 令 抗扭截面系数 §8-3、圆轴扭转时截面上的应力计算 2. Ip 与 Wp 的计算 实心轴 §8-3、圆轴扭转时截面上的应力计算 空心轴 令 则 §8-3、圆轴扭转时截面上的应力计算 实心轴与空心轴 Ip 与 Wp 对比 §8-3、圆轴扭转时截面上的应力计算 已知：P＝7.5kW, n=100r/min,最大切应力不得超过40MPa,空心圆轴的内外直径之比 ? = 0.5。二轴长度相同。 求: 实心轴的直径d1和空心轴的外直径D2；确定二轴的重量之比。 解： 首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 实心轴 §8-3、圆轴扭转时截面上的应力计算 例题8-3-2 已知：P＝7.5kW, n=100r/min,最大切应力不得超过40MPa,空心圆轴的内外直径之比 ? = 0.5。二轴长度相同。 求: 实心轴的直径d1和空心轴的外直径D2；确定二轴的重量之比。 空心轴 d2＝0.5D2=23 mm §8-3、圆轴扭转时截面上的应力计算 确定实心轴与空心轴的重量之比 空心轴 D2＝46 mm d2＝23 mm 实心轴 d1=45 mm 长度相同的情形下，二轴的重量之比即为横截面面积之比： §8-3、圆轴扭转时截面上的应力计算 已知：P1＝14kW,P2= P3=P1/2，n1=n2=120r/min,z1=36,z3=12;d1=70mm, d 2=50mm, d3=35mm. 求:各轴横截面上的最大切应力。 P1=14kW, P2= P3= P1/2=7 kW n1=n2= 120r/min 解：1、计算各轴的功率与转速 M1=T1=1114 N.m M2=T2=557 N.m M3=T3=185.7 N.m 2、计算各轴的扭矩 §8-3、圆轴扭转时截面上的应力计算 例题8-3-3 3 3、计算各轴的横截面上的 最大切应力 §8-3、圆轴扭转时截面上的应力计算 3 相对扭转角 抗扭刚度 1. 等截面圆轴： 2. 阶梯形圆轴： 单位长度扭转角 扭转刚度条件 许用单位扭转角 §8-5、圆轴扭转时的强度条件 刚度条件 圆轴的设计计算 *