汽車扭轉(zhuǎn)(參考版)
2025-01-22 04:29本頁(yè)面
【正文】 許用單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角 [θ]=2 0/m，許用切應(yīng)力[τ]=60MPa ，切變模量 G=80GPa，校核軸的強(qiáng)度和剛度。軸的材料為 45號(hào)鋼， G=80?103MPa， ?t?=40MPa,???=2?/m， 試校核軸的強(qiáng)度和剛度。 汽車機(jī)械基礎(chǔ)第三章 例 11 一傳動(dòng)軸，已知 d=4?5cm,n=300r/min。要綜合考慮扭矩和極慣性矩來確定最大單位長(zhǎng)度扭角。 /ｍ 具體數(shù)值可參考有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。 /ｍ 一般傳動(dòng)軸 : [θ]= （ ～ ）176。材料為 20號(hào)鋼， [t]=70MPa.校核此軸的強(qiáng)度。 結(jié)論 :強(qiáng)度足夠 汽車機(jī)械基礎(chǔ)第三章 軸徑?。?D1 = 53 mm 設(shè)計(jì)實(shí)心軸直徑 D1（兩軸 Mn相等 ) mmMDDMWMnnPn363max1max31111max?????????ttt 即兩軸重量比： 85905322222211??????dDDALLAGG空心軸實(shí)心軸汽車機(jī)械基礎(chǔ)第三章 例 9 汽車主傳動(dòng)軸，傳遞最大扭矩 Mn=1930N已知：[τ]=60MPa ，若鋼管的外徑 D＝ 90mm，管壁厚 t=，軸所傳動(dòng)的外力偶矩Ｔ =： 校核傳動(dòng)軸的強(qiáng)度； 與同性能實(shí)心軸的重量比。 解 :計(jì)算各外力偶矩及各截面扭矩并畫扭矩圖 : 汽車機(jī)械基礎(chǔ)第三章 由強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)軸直徑 ： mmMd n ][163max ??t?結(jié)論：選軸徑 d = 50 mm Mnmax=955N ? 許用切應(yīng)力 [τ] ，可通過 [σ] 來近似確定： ? 塑性材料： [τ]= （ ～ ） [σ] ? 脆性材料： [τ]= （ ～ ） [σ] 汽車機(jī)械基礎(chǔ)第三章 ?強(qiáng)度條件的應(yīng)用 （ 1）校核強(qiáng)度 （ 2）設(shè)計(jì)截面 ? ?tmaxnpMW ?（ 3）確定載荷 ? ?tpn WM ?m ax? ?tt ?? maxmax )(pnWM汽車機(jī)械基礎(chǔ)第三章 ? 例８ 某傳動(dòng)軸所傳遞的功率 P=80kW，其轉(zhuǎn)速n=580rpm，直徑 d=55mm，材料的許可切應(yīng)力[τ]=50MPa ，試校核軸的強(qiáng)度。AB=200mm。T2=。 汽車機(jī)械基礎(chǔ)第三章 例７： 求此軸的最大切應(yīng)力 C截面相對(duì)于 A截面的扭轉(zhuǎn)角 ?CA； 相對(duì)扭轉(zhuǎn)角 ?AB、 ?BC； 解 ： 各截面扭矩： MnAB=T1=。 剪切虎克定律： ?? 當(dāng)剪應(yīng)力不超過材料的剪切比例極限時(shí)，剪應(yīng)力與剪應(yīng)變之間成正比關(guān)系，這個(gè)關(guān)系稱為剪切虎克定律 。 扭轉(zhuǎn)角的正負(fù)號(hào)與扭矩相同。 求 AB、 BC段扭矩 解 ： 根據(jù)切應(yīng)力計(jì)算公式 : MAB= MBC= MPaWTABABAB 10536m ax ???????tＭ AB MPaWTBCBCBC 36m ax ???????tMBC 汽車機(jī)械基礎(chǔ)第三章 （三）圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形 ? 扭轉(zhuǎn)角 ψ —— 變形時(shí)圓軸上任意兩截面相對(duì)轉(zhuǎn)過的角度 . ?Ｇ 為軸材料的切變模量（Ｍ Pa）；而 ＧＩ P稱為抗扭剛度，反映了圓軸的材料和橫截面尺寸兩個(gè)方面因素抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力； ψ 單位弧度（ rad）。BC=250mm,?AB=80mm,?BC=50mm,G=80GPa。M3=。 Ip~ Wp~ 汽車機(jī)械基礎(chǔ)第三章 例６： 如圖所示 ,已知 M1=5kNm。 Rmaxmax???tt ???? ???? Mn R 汽車機(jī)械基礎(chǔ)第三章 扭矩和切應(yīng)力的關(guān)系： ? 微面積 dA上內(nèi)力對(duì) o點(diǎn)的矩 : dM =ρ τ ρ dA ? 整個(gè)截面上的微內(nèi)力矩的合力矩應(yīng)該等于扭矩 Mn 汽車機(jī)械基礎(chǔ)第三章 pIMn ?t ? ?M Pa pnIM ?t ? ?M Pa max R = nMW p M T— 橫截面上的扭矩 （ ） — 欲求應(yīng)力的點(diǎn)到圓心的距離 （ mm） I p— 截面對(duì)圓心的極慣性 （ mm ）。 汽車機(jī)械基礎(chǔ)第三章 2．切應(yīng)力分布規(guī)律 ? 可推導(dǎo)出切應(yīng)力分布規(guī)律： 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上任一點(diǎn)的切應(yīng)力大小與該點(diǎn)到圓心的距離成正比，并垂直于半徑方向呈線性分布 . Mn τ τ τmax τmax 汽車機(jī)械
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