中职高一高教版《机械基础》3.3 圆轴扭转课件

复习 剪切强度 挤压强度条件 第三节 圆轴扭转 1、扭转工程实例 自行车，中轴受扭转 扭转工程实例 扭转工程实例 传动轴 扭转工程实例 扭转工程实例 以扭转变形为主的杆件 ------称为轴 2 、扭转的概念 受力特点：在垂直于轴线的横截面内作用一对等值、反向的力偶； 变形特点：轴表面的纵线变成螺旋线。 这种变形称为扭转。 讨论： 试指出图示各轴哪些产生扭转变形? 讨论： 下列实例中属于扭转变形的是（ ） A、起重吊钩 B、钻头钻孔 C、火车车轴 D、零件钻孔 3 、圆轴扭转外力偶矩计算 式中 M—轴外力偶矩，N·m； —轴功率，kW; n—轴转速，r/min。 讨论： 汽车爬坡时，使用高速挡还是低速挡？ 讨论： 在同一台机器的几根逐级传动轴中，高速轴粗，还是低速轴粗？为什么？ 低速轴粗。 功率一定，外力偶矩与转速成反比，转速 越低，力偶矩越大，轴越粗。 4 、扭矩计算 圆轴扭转时横截面上的内力是一个力偶矩称为扭矩。 截面法：切、取、代、平。 符号规定：右手握轴，四指方向表示扭矩或外力偶矩转向，拇指向外，扭矩、外力偶矩为正；反之为负。 M M m m M Mn M Mn 符号规定：右手握轴，四指方向表示扭矩或外力偶矩转向，拇指向外，扭矩、外力偶矩为正；反之为负。 扭矩图 目的：确定危险截面及最大扭矩值。 例 例 传动轴转速 ，轮A输入功率 ,轮B和轮C输出功率分别为 和 .轴承摩擦不计。画出此轴的扭矩图。 解 例 将上例的A轮与B轮位置对换。画出扭矩图。 解： 5 、圆轴扭转的应力计算 圆轴扭转时，横截面上只有垂直于直径的剪应力。 式中 Mn—横截面上扭矩，N·mm； —横截面上任一点半径，mm； —极惯性矩，mm4； —抗扭矩，mm3。 6、 IP、Wt计算 实心圆轴 空心圆轴 式中 两截面所扭转过的角度 称为相对扭转角。单位长度的扭转角 7、扭转角 讨论： 两根圆轴，材料相同，受力相同，而直径不同，当d1=2d2时，则两轴的最大剪应力之比τ1/τ2为（ ） A．1/4 B．1/8 C．4 D．8 8、圆轴扭转时的强度和刚度条件 讨论： 圆周扭转时，横截面上只有 应力，而没有 应力 。 讨论： 指出以下应力分布图中哪些是正确的（ ） A、图(a)(d) 正确 B、图(b)(c) 正确 C、图(c)(d) 正确 D、图(b) (d) 正确 例 汽车传动轴由无缝钢管制成，外径 传递的最大力偶矩 ，求轴内最大剪应力。 解： 例 直径 的圆轴，若钢材 ，在 工作时，能传递多大功率？若要传递 ,轴转速应为多少？ 解：属于确定许可载荷问题 例 汽车驾驶盘直径 ，切向力 .轴材 ，试设计实心轴直径 。若设计空心轴 ,求空心轴尺寸；比较两者重量。 解： 设计实心轴 设计空心轴 重量比 结论： 在材料相同、载荷相同的条件下， 空心轴比实心轴省料。 小结 扭转概念 外力偶矩计算 扭转内力、应力计算 扭转变形、刚度条件 Thanks! $