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发表于 2007-5-3 20:39:38
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来自: 中国广东深圳
一、轴的强度校核计算
% _6 ]# s, z7 t( [0 `( c+ E1.扭转强度条件计算 : k1 H4 l% F; b4 w) J
这种方法用于只受扭矩或主要受扭矩的不太重要的轴的强度计算。在作轴的结构设计时,通常用这种方法初步估算轴径。
$ v5 |1 d) I6 n' }. T% }! m- o轴的扭转强度条件为:(见图15-3.1)
9 Z6 K3 a+ T2 c3 e5 R* d实心轴的直径为:(见图15-3.2) 1 \* H1 v; u7 d# L6 v/ g
为了计及键槽对轴的削弱,可按以下方式修正轴径 $ P+ m* z3 T9 X7 p5 X, W m6 d9 J8 \
/ o/ v. g$ u! g7 p
有一个键槽 有两个键槽
+ i# [+ D6 {5 `1 i% {5 H轴径d>100mm 轴径增大3% 轴径增大7% ; D! E' w- b# \" @
轴径d≤100mm 轴径增大5%~7% 轴径增大10%~15%
0 Y* L7 g8 [; j 9 J% n5 H1 _ v0 U7 ^" [
2. 按弯扭合成进行强度条件验算 * ?' G, z$ o9 `
一般的转轴强度用这种方法验算。计算步骤如下:
: v. u" I: V3 W6 N) q, V; r5 k( n# ` `①轴的弯矩与扭矩分析(见图15-3.3) ; k8 N' U, y1 F& t; A* ^* q
②校核轴的强度 轴的弯扭合成强度条件为:(见图15-3.4) ! a. t! Z! ?) [ ]+ F! c
式中[σ-1]为对称循环变应力时轴的许用弯曲应力(可查表选取);7 M% v9 [7 |8 s
a为考虑弯曲应力和扭转切应力循环特性不同时的折合系数。 1 r/ H* [- ~8 w. w
: ?1 n1 t" |* `$ @% z3 d 扭转切应力 2 x4 [& |8 Y# w3 b, d* q: j; z: I
静应力 脉动循环变应力 对称循环变应力 . G" o z$ v6 \7 |8 E% c; y- H
弯曲应力为对
# T- _* M5 p& q称循环变应力 a≈0.3 a≈0.6 a=1
+ l' D+ \5 T5 q3 j5 n: U
z7 q& `; T: C0 K& ]3.按疲劳强度条件进行校核
% `; n/ ~+ K# c* Q" J1 X8 V$ D在已知轴的外形、尺寸及载荷的情况下,可对轴的疲劳强度进行校核,轴的疲劳强度条件为:(见图15-3.5) 7 E9 h/ \/ i3 N: K
4.按静强度条件进行校核
# E4 X. u$ B+ P7 m2 k对于瞬时过载很大,或应力循环的不对称性较为严重的轴,应当进行静强度条件校核。轴的静强度条件为:(见图15-3.6) . @$ y+ N0 s3 A: W
二、轴的刚度校核计算
+ D8 e/ F O1 W# f# _: I& ~1. 轴的弯曲刚度校核计算
9 V7 N" @# z% h+ G轴的弯曲刚度以挠度y和偏转角θ来度量。对于光轴,可直接用材料力学中的公式计算其挠度或偏转角。对于阶梯轴,可将其转化为当量直径的光轴后计算其挠度或偏转角。
1 s \7 `" J7 t( X轴的弯曲刚度条件为:挠度y≤[y]偏转角θ≤[θ] [y]和[θ]分别为轴的许用挠度及许用偏转角。
( g$ L, l( H: x' {( J4 C' Z1 ~2.轴的扭转刚度校核计算 * |' Q' R, ~+ e! R1 l, M( h5 b
轴的扭转刚度以扭转角j来度量。轴的扭转刚度条件为:j<=[j] ( m- }1 P9 L+ w. @
三、轴的振动及振动稳定性的概念
% j( Y9 u, H, @2 n3 n8 i# K◆ 轴是一弹性体,旋转时,会产生弯曲振动、扭转振动及纵向振动。 5 `$ U4 c2 c, [( S! O2 A3 H
◆ 当轴的振动频率与轴的自振频率相同时,就会产生共振。
: ]9 A) x1 `8 Y9 m0 O! c◆ 共振时轴的转速称为临界转速。
$ X- `4 O% `. K! _3 R◆ 临界转速可以有很多个,其中一阶临界转速下振动最为激烈,最为危险,
" i% ~, }/ z+ c5 A& p: u6 j一般通用机械中的轴很少发生共振。若发生共振,多为弯曲共振。 # E) i7 o- z: T+ m
一阶临界转速(见图15-3.7) 5 R! Y9 K" V6 Q! c) d
◆ 刚性轴:工作转速低于一阶临界转速的轴;
7 ]: D0 s4 J: c5 ~: P◆ 挠性轴:工作转速超过一阶临界转速的轴 一般情况下,应使轴的工作转速n<0.85nc1,或1.5 nc1<n<0.85 nc2。满足上述条件的轴就是具有了弯曲振动的稳定性。 |
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