单元六-圆轴扭矩图绘制.ppt
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1、学习情境四学习情境四工程构件剪切、挤压与扭转的承载能力设计工程构件剪切、挤压与扭转的承载能力设计 1精选课件 能力目标:能力目标:u能够对剪切与挤压构件进行承载能力设计计算;能够对剪切与挤压构件进行承载能力设计计算;u能够对扭转构件进行承载能力设计计算。能够对扭转构件进行承载能力设计计算。2精选课件任务二、任务二、图示传动轴,图示传动轴,n=n=300r/min300r/min,输入力矩,输入力矩M MC C=955 Nm=955 Nm,输,输出出M MA A=159.2 Nm=159.2 Nm,M MB B=318.3 Nm=318.3 Nm,M MD D=477.5Nm=477.5Nm,已
2、知,已知G G=80GPa=80GPa =40MPa=40MPa,=1=1/m/m,试按强度和刚度准则设计轴的直径。,试按强度和刚度准则设计轴的直径。MAMBMCMDABCD3精选课件环节五、资讯2 二、圆轴扭转的力学模型与外力偶矩的计算二、圆轴扭转的力学模型与外力偶矩的计算圆轴扭转的力学模型圆轴扭转的力学模型扭转的受力特点:扭转的受力特点:作用了一对作用了一对等值、反向、作用平面平行的等值、反向、作用平面平行的外力偶矩。外力偶矩。扭转的变形特点:扭转的变形特点:纵向线倾斜纵向线倾斜了角度了角度,两端横截面绕轴线,两端横截面绕轴线相对转动了一个角度相对转动了一个角度。4精选课件式中,式中,M-
3、M-外力偶矩(外力偶矩(N N m m););P-P-功率功率(kw);(kw);n-n-转速转速(r/min)(r/min)外力偶矩的计算外力偶矩的计算 已知轴的转速已知轴的转速n n 和轴传递的功率和轴传递的功率P P,则传递的外力偶矩为,则传递的外力偶矩为 5精选课件三、扭矩与扭矩图三、扭矩与扭矩图 Mx(F)=0:T-M=0 T=MMMABMTAmmTMBxTM 以图示圆轴扭转的力学模型为例,用截面法分析其内力。以图示圆轴扭转的力学模型为例,用截面法分析其内力。T T为截面的内力偶矩,为截面的内力偶矩,称为称为扭矩扭矩。同理,也可取右。同理,也可取右段求出截面扭矩段求出截面扭矩。画出扭
4、矩随着截面坐标画出扭矩随着截面坐标x x的关系曲线的关系曲线,称为称为扭矩图扭矩图。Mx(F)=0:T-M=0 T=M6精选课件构构构构件件件件基基基基本本本本变变变变形形形形和和和和强强强强度度度度计计计计算算算算 上一页上一页 下一页TTmm截面法求扭矩截面法求扭矩TMTTMT扭矩正负规定:扭矩正负规定:右手法则右手法则外力偶矩、扭矩和扭矩图外力偶矩、扭矩和扭矩图精选课件 应用举例应用举例M2M1M3ABC解:解:1.求各段轴上的扭矩求各段轴上的扭矩 M2T1A11M2M1T2AB22 BC段:用截面用截面2-22-2截开轴,取左段截开轴,取左段 2.画出传动轴的扭矩图画出传动轴的扭矩图
5、9kNm-6kNmxT例例2 2:图示传动轴,输入外力矩:图示传动轴,输入外力矩M M1 1=15kNm=15kNm,输出的力偶矩为,输出的力偶矩为 M M2 2=6kNm=6kNm,M M3 3=9kNm=9kNm。求各段横截面的扭矩并画出扭矩。求各段横截面的扭矩并画出扭矩图。图。AB段:用截面用截面1-11-1截开轴,取左段截开轴,取左段Mx(F)=0:T1+M2=0 T1=-M2=-6kNm Mx(F)=0:T2+M2-M1=0 T2=-M2+M1=-6+15=9kNm8精选课件解:解:1.计算外力偶矩计算外力偶矩 图示传动轴,图示传动轴,A A轮输入功率轮输入功率P PA A=50kW
6、=50kW,B B、C C轮输出功率轮输出功率P PB B=30kW=30kW,P PC C=20kW=20kW,轴的转速,轴的转速n=300r/minn=300r/min。1 1)画轴的扭矩图,并求)画轴的扭矩图,并求T Tmaxmax。2 2)若将轮)若将轮A A置于置于B B、C C轮之间,哪种布置较合理?轮之间,哪种布置较合理?MAMBMCABCa)2.2.画传动轴的扭矩图画传动轴的扭矩图(图图b)b)1592kNm637kNmxTb)应用举例应用举例得:得:|Tmax|1=1592kNm9精选课件xT-955kNm637kNmMBMAMCBAC 4.4.将轮将轮A A置于置于B B、
7、C C轮之间轮之间,画扭矩图画扭矩图 可见,后一种布置较前种布置合理。可见,后一种布置较前种布置合理。得:得:|Tmax|2=955kNm|Tmax|1 10精选课件四、扭转应力和强度计算四、扭转应力和强度计算各圆周线的形状、大小及间距不变,分别绕轴线转动了不同各圆周线的形状、大小及间距不变,分别绕轴线转动了不同的角度。的角度。各纵向线倾斜相同角度各纵向线倾斜相同角度。1 1、扭转应力、扭转应力(1).实验观察实验观察11精选课件 (2).平面假设平面假设 假定横截面变形时始终保持为平面。假定横截面变形时始终保持为平面。由于相邻截面间距不变,所以横截面上由于相邻截面间距不变,所以横截面上无正应
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