工程构件剪切、挤压与扭转的承载能力设计.ppt

学习情境四 工程构件剪切、挤压与扭转的承载能力设计 环节一、提出工作任务 环节二、资讯1 环节五、资讯2 环节八、课堂小结与任务布置 任务二、图示传动轴，n=300r/min，输入力矩MC=955 N·m，输出MA=159.2 N·m，MB=318.3 N·m，MD=477.5N·m，已知G=80GPa [?]=40MPa， [?]=1?/m，试按强度和刚度准则设计轴的直径。 解：1.求各段轴上的扭矩 2.画轴的扭矩图 MA MB MC MD A B C D x T -477.5kN·m 477.5kN·m -159.2kN·m 3.按强度设计轴径d 4.按刚度设计轴径d 所以，轴取公称直径d=45mm AB段：T1= -MA =-159.2N·m BC段：T2= -MA- MB=-477.5N·m CD段：T2= MD=477.5N·m 由强度准则 得 由刚度准则 得 小结： 剪切与挤压强度计算； 扭矩的计算及扭矩图绘制； 扭转强度与刚度的计算。 课后练习题 任务: 例8.6 图8-20a所示的传动轴，已知转速n=955r/min，功率由主动轮B输入，输入功率PB=50KW，通过从动轮A、C输出，输出功率分别为PA =20KW，PC=30KW，求轴的扭矩，并绘制扭矩图 解：1) 外力偶矩的计算公式求个轮的力偶矩： a) d) b) c) 图8-20例8.6 图 2) 计算扭矩，画轴的扭矩图 外力偶矩、扭矩和扭矩图 * * * 构件基本变形和强度计算 上一页 下一页 能力目标： 能够对剪切与挤压构件进行承载能力设计计算； 能够对扭转构件进行承载能力设计计算。 任务一：图示拖车挂钩用插销联接,已知挂钩厚度?=10mm, [?] =100MPa, [?jy]=200MPa,拉力Ｆ=56kN,试设计插销的直径d。 任务二、图示传动轴，n=300r/min，输入力矩MC=955 N·m，输出MA=159.2 N·m，MB=318.3 N·m，MD=477.5N·m，已知G=80GPa [?]=40MPa， [?]=1?/m，试按强度和刚度准则设计轴的直径。 MA MB MC MD A B C D ?? 一、剪切和挤压的实用计算 1、剪切和挤压的工程实例 F F 剪切的受力特点：沿构件横向作用等值、反向、作用线相距很近的一对外力。 剪切的变形特点：夹在两外力作用线之间剪切面发生了相对错动。 （1）剪切的受力与变形特点 （2）挤压的受力与变形特点 F F 挤压的受力特点：联接件接触面相互作用而压紧。 挤压的变形特点：联接件接触面局部范围内发生塑性变形或压溃。 2、剪切的实用计算 （2）.剪切应力—切应力? （3）.强度准则： （1）.剪切内力—剪力FQ 用截面法求得： FQ =F 假定剪切面上的切应力是均匀分布的。即 ： 3、挤压的实用计算 （1）.挤压面Ajy和挤压力Fjy （2）.挤压应力?jy 假定挤压力在挤压面上是均匀分布的。 （3）.强度准则： 键的Ajy=hl/2； 若挤压面为半圆柱侧面，Ajy=dt 。 应用举例 解：1.由键和轴受力图, 得 3.强度计算 例1： 图示某齿轮用平键与轴联接,已知轴的直径d=56mm,键的尺寸l×b×h=80×16×10mm3, 传递外力矩Ｍ=1kN·m,键的 [?] =60MPa，[?jy]=100MPa,试校核键的联接强度。 2.变形分析 ＦQ＝Ｆjy＝Ｆ＝35.7kN 所以键的剪切 和挤压强度满足。 键被剪断或挤压塑变，用截面法可求得: 环节三、小组讨论—完成任务1 任务一：图示拖车挂钩用插销联接,已知挂钩厚度?=10mm, [?] =100MPa, [?jy]=200MPa,拉力Ｆ=56kN,试设计插销的直径d。 环节四、汇报 所以，插销取公称直径d=20mm。 任务一：图示拖车挂钩用插销联接,已知挂钩厚度?=10mm, [?] =100MPa, [?jy]=2