模块内力扭转轴的内力分析陶家俊.ppt

《工程力学》精品资源共享课安徽水利水电职业技术学院《工程力学》精品资源共享课安徽水利水电职业技术学院模块2：内力2-3扭转轴的内力分析主讲：陶家俊学习目标：（1）培养学生具有熟练计算指定截面扭矩的能力。（2）培养学生具有绘扭矩图的初步能力，逐步培养快速绘扭矩图的能力。学习内容：（1）理解扭转变形。（2）掌握功率、转速与外力偶矩之间的关系（3）掌握扭转轴的内力—扭矩的计算（4）掌握扭矩图的画法。**一、扭转的概念ACDBABCDA‘C’D’B‘MeMeABCDD’C‘A‘B’??‘?扭转变形是杆件的基本变形之一研究对象是圆截面杆件——圆轴*1、扭转的概念受力特点:一对方向相反、等值、作用面垂直于杆件轴线的力偶。变形特点:杆件的相邻横截面绕轴线发生相对转动。外扭矩——使杆件产生扭转变形的力偶矩Me剪切角——杆件表面上的纵向线转动的角度γ相对扭转角——杆端二截面A和B的相对转角（记为?）*2、工程实例1:请判断哪一杆件将发生扭转？当两只手用力相等时，拧紧罗母的工具杆将产生扭转。*2、工程实例2:请判断哪些零件将发生扭转？传动轴将产生扭转传动轴*2、工程实例3:请判断哪一杆件将发生扭转？连接汽轮机和发电机的传动轴将产生扭转*2、工程实例4:电动机轴将产生扭转二、外力偶的计算扭矩与扭矩图（一）外力偶矩1.直接计算：*二、外力偶的计算扭矩与扭矩图（一）外力偶矩2.按输入功率和转速计算：电机输入功率为P(KW),每秒做功：*二、外力偶的计算扭矩与扭矩图（二）扭矩T:当杆件受到外力偶作用发生扭转变形时，在杆横截面上产生的内力，称为扭矩T，单位为KN·m或N·m**（三）扭矩的计算截面法确定圆轴横截面上的内力nnMeMe?xMe?x在n—n截面处假想将轴截开取左侧为研究对象分析图示圆轴任一横截面n—n上的内力。T横截面上的内力应是一个力偶，称为该横截面上扭矩扭矩考虑取右侧为研究对象Me?x?T如何保证取不同侧为研究对象时,同一横截面上有一致的内力?答:扭矩的正负号规定!二、外力偶的计算扭矩与扭矩图二、外力偶的计算扭矩与扭矩图（四）扭矩图：表征扭矩沿杆长的变化规律的图像（绘制扭矩图的方法与绘制轴力图的方法相似）**（四）扭矩图以轴线方向为横坐标，扭矩大小为纵坐标绘出扭矩图。正号的扭矩画在横坐标轴的上侧；负号的扭矩画在横坐标轴的下侧。MeMexABMeMeT二、外力偶的计算扭矩与扭矩图*3kN.m[例题3-1]试作出图所示圆轴的扭矩图。3kN.m㈩㈠5kN.mTAB3kN.m8kN.m5kN.mABCC5kN.mTBC*ⅢⅢⅡⅡ[例3–2]试作出图所示圆轴的扭矩图。解:(1)分3段,计算各段扭矩AB段ⅠⅠABCDBC段CD段*ⅢⅢⅡⅡ[例3–2]试作出图所示圆轴的扭矩图。解:(2)绘制扭矩图AB段ⅠⅠABCDBC段CD段T图建立T-x坐标系，将所求得各段的扭矩值，标在T-x坐标系中，得到相应的点，通过这些点作x轴平行线，即得到所需要的扭矩图。*[例3–3]主动轮A的输入功率PA=36KW,从动轮B、C、D输出功率分别为PB=PC=11KW,PD=14KW,轴的转动速度n=300r/min，试画出传动轴的扭矩图。小结1、学习了扭转的概念及变形特点。2、功率、转速与外力偶矩之间的关系3、扭转轴的扭矩的计算过程4、扭矩图的绘制方法。《工程力学》精品资源共享课安徽水利水电职业技术学院《工程力学》精品资源共享课安徽水利水电职业技术学院