材料力學(xué)課程設(shè)計(jì)--五種傳動軸的靜強(qiáng)度、變形及疲勞強(qiáng)度的計(jì)算-文庫吧
2025-05-17 06:38 本頁面
【正文】 聯(lián)立兩式，可得 :NFAY ? NFBY ? 2)在 XOZ 面上，傳動軸的受力簡圖如下 : 根據(jù)受力平衡，可列平衡方程 : 0)( ?? AM 0343sin 2 ??????? aFaFaF BZ? 0?ZF 03sin 2 ????? FFFF BZAZ ? 聯(lián)立兩式，可得：NFAZ ?，NFBZ ? 7 扭矩圖 彎矩圖 8 比較截面 I、 II、 III 的合成彎矩大小 : mNM I ?? mNM II ???? 22 mNIII ??? 22 由計(jì)算可知 III 截面的合成彎矩最大，根據(jù)扭矩圖可知 III 截面的扭矩也是最大，所以傳動軸的危險(xiǎn)截面在 III 截面。 9 此題為圓軸彎扭組合變形，而傳動軸的材料是碳素鋼，是塑性材料，則適用第三強(qiáng)度理論。 ][2223 ?? ???? W MMM zYx 第三強(qiáng)度理論公式 :323dW ?? 3222][32?? zYxIIIMMMd ??? mNMmNMmNM ZYX ?????? 260, 由上述式子可以得出：mmdIII ?。因?yàn)?1?必須取整數(shù)，所以半徑mmdIII 60?,即mm601 ??。 校核 2?的強(qiáng)度： 由 ??得 ??則 2?取 54mm 或 56mm。 不妨先 校核mm542 ? 左端最大彎矩為mNmN ??? ，扭矩為 m， 則mNMMM ZYX ???? 右端最大彎矩為mN ??? )2260()2 ( 22，扭矩為 m 則mNZYX ???? ∴考慮到實(shí)際情況，應(yīng)該取左端。 根據(jù)第三強(qiáng)度理論 10 ][)39。()39。()39。( 2223 ?? ???? W MMM ZYX 323dW ?? 則MPaMPa 80][ ??? ?? 即 =54mm 滿足強(qiáng)度條件。所以mmmm 5460 21 ?? ?? 。 44 計(jì)算 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 2D齒 輪處的撓度 Y 方向的撓度 在 2D輪處加一沿 Y 方向的單位力 F，并繪制出單位力 F 作用下的彎矩圖如下： 11 將上述兩個(gè)圖對應(yīng)圖乘 : ?? ???? i ziiZZY EIMdxEI MM ? 其中644dI ??，PaE 910210 ?? 代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 12 mmaaaaaaaaaaaaaaaEIMfiziiY64102101]3223)(26021322)(2131922)[(49????????????????????????? ??? Z 方向的撓度 將上述兩個(gè)圖對應(yīng)圖乘 13 ?? ???? i YiiYYZ EIMdxEI MM ? 其中644dI ??，PaE 910210 ?? 代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 mmaaaaaaEIMiYiiZ64102101]92221)(319421[ 49???????????????????? ??? Y, Z 方向的撓度進(jìn)行合成 22 ZY ff ??? 傳動軸總撓度是 :?? 與 XOY 面得夾角為?????? narcta n ZYff? 45 階梯傳動軸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 疲勞強(qiáng)度校核共需校核如圖所示 8 一共八個(gè)點(diǎn)，校核 的基本方法和原理如下： 14 首先計(jì)算軸的工作應(yīng)力，對于本題除去 8 兩點(diǎn)無正應(yīng)力外，其他各點(diǎn)均看作對稱循環(huán)，彎曲正應(yīng)力minmax ?? 、和循環(huán)特征 r 計(jì)算公式如下 : WM maxmin ??? ?? 323dW ?? 1maxmin???r 而本題中所涉及的剪切力看 作是脈動循環(huán)，計(jì)算交變扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力及其循環(huán)特征的計(jì)算公式如下 : txWM max,max ?? 0min?? 163dWt ?? 0?r 15 2max??? ?? ma 再綜合所計(jì)算得的數(shù)值 并結(jié)合所給出的數(shù)值通過查表，確定各點(diǎn)有效應(yīng)力集中系數(shù)：?? KK、尺寸系數(shù) :?? ??、表面質(zhì)量系數(shù) :?，敏感系數(shù)??，所查結(jié)果在下表中。 接下來就是計(jì)算彎曲工作安全系數(shù) : max1??????? kn ?? mk ??????????? ???1 計(jì)算彎扭組合交變應(yīng)力下軸的工作安全系數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。??n 22 ?? ???? nnnnn ?? 此外還要控制構(gòu)件的靜載荷強(qiáng)度，此時(shí)屈服強(qiáng)度條件為 : 339。rs????? 式中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。3r?按最大剪應(yīng)力強(qiáng)度理論計(jì)算得。查表得 :MPas 353?? 如果 錯(cuò)誤 !未找到引用源。??n和??39。錯(cuò)誤 !未找到引用源。 均大于 n，我們就認(rèn)為軸是安全的。 各校核截面參數(shù)（ 8 為鍵槽處，其他為軸肩） 參數(shù) 初始應(yīng)力集中系數(shù) 尺寸系數(shù) 表面質(zhì)量系數(shù) 敏感系數(shù) 計(jì)算所用直徑 16 校核點(diǎn) d(mm) 1 54 2 54 3 60 4 66 5 64 6 60 7
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