第四章扭轉(zhuǎn)1標(biāo)題第四章扭轉(zhuǎn)§4-2、外力偶矩扭矩和扭矩圖§4-1、概述§4-3、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)截面上的應(yīng)力計(jì)算§4-4、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形計(jì)算§4-5、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件剛度條件

圓軸的設(shè)計(jì)計(jì)算§4-6、材料扭轉(zhuǎn)時(shí)的力學(xué)性質(zhì)§4-7、圓柱形密圈螺旋彈簧的應(yīng)力和變形§4-8、矩形截面桿自由扭轉(zhuǎn)理論的主要結(jié)果§4-9、扭轉(zhuǎn)超靜定問(wèn)題2一、概述汽車(chē)傳動(dòng)軸§4-1、概述3汽車(chē)方向盤(pán)§4-1、概述4絲錐攻絲§4-1、概述5扭轉(zhuǎn)變形是指桿件受到大小相等,方向相反且作用平面垂直于桿件軸線(xiàn)的力偶作用,使桿件的橫截面繞軸線(xiàn)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。受扭轉(zhuǎn)變形桿件通常為軸類(lèi)零件，其橫截面大都是圓形的。所以本章主要介紹圓軸扭轉(zhuǎn)?！?-1、概述6直接計(jì)算§4-2、外力偶矩扭矩和扭矩圖1.外力偶矩二、外力偶矩扭矩和扭矩圖7按輸入功率和轉(zhuǎn)速計(jì)算電機(jī)每秒輸入功：外力偶作功完成：已知軸轉(zhuǎn)速－n轉(zhuǎn)/分鐘輸出功率－Pk

千瓦求：力偶矩Me§4-2、外力偶矩扭矩和扭矩圖8T=Me2.扭矩和扭矩圖§4-2、外力偶矩扭矩和扭矩圖9T=Me§4-2、外力偶矩扭矩和扭矩圖10§4-2、外力偶矩扭矩和扭矩圖11§4-2、外力偶矩扭矩和扭矩圖12扭矩正負(fù)規(guī)定右手螺旋法則右手拇指指向外法線(xiàn)方向?yàn)檎?+),反之為負(fù)(-)§4-2、外力偶矩扭矩和扭矩圖13扭矩圖§4-2、外力偶矩扭矩和扭矩圖14解:(1)計(jì)算外力偶矩由公式Pk/n§4-2、外力偶矩扭矩和扭矩圖例題4-115(2)計(jì)算扭矩(3)

扭矩圖§4-2、外力偶矩扭矩和扭矩圖16§4-2、外力偶矩扭矩和扭矩圖171、切應(yīng)力計(jì)算令抗扭截面系數(shù)§4-3、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)截面上的應(yīng)力計(jì)算182.

Ip

與Wp

的計(jì)算實(shí)心軸§4-3、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)截面上的應(yīng)力計(jì)算19空心軸令則§4-3、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)截面上的應(yīng)力計(jì)算20實(shí)心軸與空心軸Ip

與Wp

對(duì)比§4-3、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)截面上的應(yīng)力計(jì)算21已知：P＝7.5kW,n=100r/min,最大切應(yīng)力不得超過(guò)40MPa,空心圓軸的內(nèi)外直徑之比

=0.5。二軸長(zhǎng)度相同。求:

實(shí)心軸的直徑d1和空心軸的外直徑D2；確定二軸的重量之比。解：首先由軸所傳遞的功率計(jì)算作用在軸上的扭矩實(shí)心軸§4-3、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)截面上的應(yīng)力計(jì)算例題4-222已知：P＝7.5kW,n=100r/min,最大切應(yīng)力不得超過(guò)40MPa,空心圓軸的內(nèi)外直徑之比

=0.5。二軸長(zhǎng)度相同。求:

實(shí)心軸的直徑d1和空心軸的外直徑D2；確定二軸的重量之比?？招妮Sd2＝0.5D2=23mm§4-3、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)截面上的應(yīng)力計(jì)算23確定實(shí)心軸與空心軸的重量之比空心軸D2＝46mmd2＝23mm

實(shí)心軸d1=45mm長(zhǎng)度相同的情形下，二軸的重量之比即為橫截面面積之比：§4-3、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)截面上的應(yīng)力計(jì)算24已知：P1＝14kW,P2=P3=P1/2，n1=n2=120r/min,z1=36,z3=12;d1=70mm,d2=50mm,d3=35mm.求:各軸橫截面上的最大切應(yīng)力。P1=14kW,P2=P3=P1/2=7kWn1=n2=120r/min解：1、計(jì)算各軸的功率與轉(zhuǎn)速M(fèi)1=T1=1114N.mM2=T2=557N.mM3=T3=185.7N.m2、計(jì)算各軸的扭矩§4-3、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)截面上的應(yīng)力計(jì)算例題4-33253、計(jì)算各軸的橫截面上的最大切應(yīng)力§4-3、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)截面上的應(yīng)力計(jì)算326相對(duì)扭轉(zhuǎn)角抗扭剛度四、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形計(jì)算§4-4、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形計(jì)算271.等截面圓軸：2.階梯形圓軸：§4-5、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件剛度條件

圓軸的設(shè)計(jì)計(jì)算五、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)剛度設(shè)計(jì)28單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角扭轉(zhuǎn)剛度條件許用單位扭轉(zhuǎn)角

§4-5、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件剛度條件

圓軸的設(shè)計(jì)計(jì)算29扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件扭轉(zhuǎn)剛度條件已知T、D和[τ]，校核強(qiáng)度已知T

和[τ]，設(shè)計(jì)截面已知D和[τ]，確定許可載荷已知T、D和[φ/]，校核剛度已知T

和[φ/]，設(shè)計(jì)截面已知D和[φ/]，確定許可載荷§4-5、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件剛度條件

圓軸的設(shè)計(jì)計(jì)算30§4-5、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件剛度條件

圓軸的設(shè)計(jì)計(jì)算例題4-431

傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為n=500r/min，主動(dòng)輪A輸入功率P1=400kW，從動(dòng)輪C，B分別輸出功率P2=160kW，P3=240kW。已知[τ]=70MPa，[φˊ]=1°/m，G=80GPa。

(1)試確定AC段的直徑d1和BC段的直徑d2；

(2)若AC和BC兩段選同一直徑，試確定直徑d；

(3)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪應(yīng)如何安排才比較合理?解：1.外力§4-5、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件剛度條件

圓軸的設(shè)計(jì)計(jì)算例題4-532

2.扭矩圖按剛度條件3.直徑d1的選取按強(qiáng)度條件§4-5、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件剛度條件

圓軸的設(shè)計(jì)計(jì)算33

按剛度條件4.直徑d2的選取按強(qiáng)度條件

5.選同一直徑時(shí)§4-5、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件剛度條件

圓軸的設(shè)計(jì)計(jì)算34

6.將主動(dòng)輪按裝在兩從動(dòng)輪之間受力合理§4-5、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件剛度條件

圓軸的設(shè)計(jì)計(jì)算35六、材料扭轉(zhuǎn)時(shí)的力學(xué)性質(zhì)§4-6、材料扭轉(zhuǎn)時(shí)的力學(xué)性質(zhì)36§4-8、矩形截面桿自由扭轉(zhuǎn)理論的主要結(jié)果37自由扭轉(zhuǎn)約束扭轉(zhuǎn)截面翹曲不受約束各截面翹曲不同§4-8、矩形截面