軸的設計、計算、校核
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- 軸的設計、計算、校核以轉軸為例,軸的強度計算的步驟為:
一、軸的強度計算
1、按扭轉強度條件初步估算軸的直徑
機器的運動簡圖確定后,各軸傳遞的P和n為已知,在軸的結構具體化之前,只能計算出軸所傳遞的扭矩,而所受的彎矩是未知的。這時只能按扭矩初步估算軸的直徑,作為軸受轉矩作用段最細處的直徑dmin,一般是軸端直徑。
根據扭轉強度條件確定的最小直徑為:
(mm)
式中:P為軸所傳遞的功率(KW)
n為軸的轉速(r/min)
Ao為計算系數,查表3
若計算的軸段有鍵槽,則會削弱軸的強度,此時應將計算所得的直徑適當增大,若有一個鍵槽,將dmin增大5%,若同一剖面有兩個鍵槽,則增大10%。
以dmin為基礎,考慮軸上零件的裝拆、定位、軸的加工、整體布局、作出軸的結構設計。在軸的結構具體化之后進行以下計算。
2、按彎扭合成強度計算軸的直徑
l)繪出軸的結構圖
2)繪出軸的空間受力圖
3)繪出軸的水平面的彎矩圖
4)繪出軸的垂直面的彎矩圖
5)繪出軸的合成彎矩圖
6)繪出軸的扭矩圖
7)繪出軸的計算彎矩圖
8)按第三強度理論計算當量彎矩:
式中:α為將扭矩折合為當量彎矩的折合系數,按扭切應力的循環特性取值:
a)扭切應力理論上為靜應力時,取α=0.3。
b)考慮到運轉不均勻、振動、啟動、停車等影響因素,假定為脈動循環應力 ,取 α=0.59。
c)對于經常正、反轉的軸,把扭剪應力視為對稱循環應力,取 α=1(因為在彎矩作用下,轉軸產生的彎曲應力屬于對稱循環應力)。
9)校核危險斷面的當量彎曲應力(計算應力):
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