產(chǎn)品中主要構(gòu)件的受力分析課件(完整版)
【正文】 PPP WTITIT ???ma xma xma x???— 抗扭截面模量 ， 整個(gè)圓軸上 —— 等直桿： PWT ma xma x ??2）公式的使用條件： (1)等 直的圓 軸 (2)彈性 范圍內(nèi) 工作 Ip— 截面的極慣性矩 ，單位： （ 3）圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上任一點(diǎn)的切應(yīng)力 (圓軸中 τmax的確定 ) 44 , mmm ., 33 mmm單位 ： ma x?pPIW ?PW3）圓截面的極慣性矩 Ip 和抗扭截面系數(shù) Wp ?? A AI d2p ? 16π2/3ppddIW ?? )dπ2(202??d???32π4d?? dπ2d ?A2/04)4π(2d??實(shí)心圓截面： O d ?? 223p dπ2DdI ?? ? ? ? ?4344pp 116π16π2/ ?????? DDdDDIW空心圓截面： ?? dπ2d ?A? ?4432π dD ?? ? ?44 132π ??DDd??D O d 注意：對(duì)于空心圓截面 ? ?33p 16π dDW ?? ? ?44p 32π dDI ??D O d ? ?43p 116π ??? DW(1)強(qiáng)度條件 ： (2)強(qiáng)度條件應(yīng)用 ： 1）校核強(qiáng)度 : .)1(16,16433?????????空心實(shí)心???DDW P 變形 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和剛度計(jì)算 PWT ma xma x ??≤ ???PW≥ ][max?T2）設(shè)計(jì)截面尺寸 : 3）確定外荷載 : maxT ][??P≤ m?1） 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算 ][max ?? ? maxpmax ?????????WT?pmaxmax WT??等截面圓軸 : 變截面圓軸 : 例 已知 T= kN . m， [t ] = 50 MPa， 試根據(jù)強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)實(shí)心圓軸與 = 的空心圓軸 。 因此，可以用 梁軸線 的變形代表梁的彎曲 梁 的基本形式 梁 的支座形式和結(jié)構(gòu)，實(shí)際上是多種多樣的。 剪力“ Fs”—— 切應(yīng)力“ τ”； 彎矩“ M”—— 正應(yīng)力“ σ” (2)橫力彎曲（剪切彎曲） a a F B A F M x Fs x Fa F F 梁的橫截面上既有彎矩又有剪力的彎曲（橫截面上既有正應(yīng)力又有剪應(yīng)力的彎曲）。已知 ,1302 ???? Fbammd材料的許用應(yīng)力 ? ? .MPa60?? mm1601 ?dFa Fb （ 3） B截面， C截面需校核 （ 4）強(qiáng)度校核 （ 1）計(jì)算簡圖 （ 2）繪彎矩圖 解： B截面 ： 326331ma x????????????dFaWMzBB326332ma x????????????dFbWMzCCC截面 ： （ 5）結(jié)論 :輪軸安全 彎曲剪應(yīng)力 的強(qiáng)度條件 ? ??? ?? ?bI SQzz ma xma xma x校核強(qiáng)度 設(shè)計(jì)截面尺寸 確定外荷載。如下圖： Z ?采用變截面梁 ，如右圖： PX? ? ? ? ? ? ) ( ) ( ) ( max x W x M x ? ??bxMxh )(6)( ?若為等寬度矩形截面，則高為? ? ? ? ? ? ? b 5 . 1 ) ( , bh (x) Fs = max Fs x h ? ? ? 同時(shí) 3）設(shè)計(jì)等強(qiáng)度梁。力流最短 原理 按力流最短原理設(shè)計(jì)，傳 力簡捷 ，可以使構(gòu)件盡量 單純受 拉或受壓，避免受彎和扭 ，這樣 可使構(gòu)件尺寸小、 剛度好 、用材省。在梁的受力中，同樣 的工程 材料，跨度小的梁受力要好于跨度大的梁。桁架帶杢的力學(xué)效應(yīng)非常明顯，通常桁架構(gòu)造的結(jié)構(gòu)比其他結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固、更輕巧。 原則 ? 等強(qiáng)度 所謂 等強(qiáng)度原則是指使構(gòu)件的各部分的強(qiáng)度均等。 (3)各向異性材料（如木材）的抗剪能力較差， 要校核剪應(yīng)力 。 縱向纖維假設(shè)： 梁是由許多縱向纖維組成的，且各縱向纖維之間無擠壓。 (1)簡支梁 : 梁的兩端均有約束，一端可簡化為固定鉸支座，另一端可簡化為活動(dòng)鉸支座的梁稱為簡支梁 。 扭轉(zhuǎn)力偶矩 MA=22 kN?m， MB=36 kN?m， MC=14 kN?m。 扭矩圖 作法：同 軸力圖 作用在各輪上的外力偶矩 )( 31 ??????M)( 332 ??????? MM )300( 34 ??????解： M1 M2 M3 M4 A B C D 計(jì)算各段的扭矩 ????? MT322?????? MMT 43 ??? MT2 2 1 1 3 3 M1 M2 M3 M4 A B C D T1 1 1 x M2 A T2 A M2 B M3 2 2 x T3 3 3 D M4 x 扭矩圖 Tmax = kN如右圖所示的齒輪軸簡圖，輪 B是主動(dòng)輪，輪 B的輸入功率經(jīng)軸的傳遞，由傳動(dòng)輪 A、 C輸出給其他構(gòu)件。 F F Fm鉚釘連接 剪床剪鋼板 剪切面 雙剪切 剪切面 F F F FmF SFmSFmF 的破壞形式一般有 兩種 1）剪切破壞 構(gòu)件兩部分沿剪切面發(fā)生滑移、錯(cuò)動(dòng) 2）擠壓破壞 在接觸區(qū)的局部范圍內(nèi)，產(chǎn)生顯著塑性變形 擠壓破壞實(shí)例 剪切與擠壓破壞都是復(fù)雜的情況，這里僅介紹工程上的實(shí)用計(jì)算方法 名義切應(yīng)力計(jì)算公式： AFs??剪切強(qiáng)度條件： ? ??? ??AF s—— 名義許用切應(yīng)力 常由實(shí)驗(yàn)方法確定 ??? 實(shí)用計(jì)算中假設(shè)切應(yīng)力在剪切面（ mm截面）上是均勻分布的 的實(shí)用計(jì)算 抗剪強(qiáng)度的計(jì)算 F F F FmFSFmSFmF剪切面上的內(nèi)力 用截面法 —— sF剪切強(qiáng)度條件同樣可解三類問題 擠壓力不是內(nèi)力，而是外力 bsbsbs AF??擠壓面上應(yīng)力分布也是復(fù)雜的 實(shí)用計(jì)算中，名義擠壓應(yīng)力公式 ? ?bsbsbsbs AF ?? ??擠壓強(qiáng)度條件： ? ?bs?常由實(shí)驗(yàn)方法確定 ?dAbs ? ——
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