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1、按彎扭合成強度條件校核軸的強度:
1)軸的受力分析:
圖5.2軸的力學分析
由受力分析圖得:
軸的扭矩:
T=9.55
式中,P-傳遞功率,0.6KW;
n-軸的轉速,以1400r/min計算。
T=9.55 = 4092.85N
支反力:
有前面計算得出
則得,N
3)畫出彎矩、圖轉矩圖:
圖5.3軸的剪力、彎矩、扭矩圖
M=
4)校核軸的強度
計算彎矩:
式中,因為轉矩的變化規(guī)律是未知的,所以根據(jù)脈動循環(huán)變化解決取
所以,==21252.35N
=
式中,為材料抗彎截面模數(shù),
===26.56M
,查表得59 M.滿足要求。
2、按疲勞強度計算危險截面的安全系數(shù)
由于軸徑是通過粗略的估算方法得到的,按彎扭合成強度條件校核軸徑不會正確的體現(xiàn)出應力集中的狀況,所以還需要對軸危險截面進行疲勞強度的校核計算。
該設計的軸是單向旋轉的轉軸,則其安全系數(shù)公式由表查得:
S=
式中,材料彎曲疲勞極限,取;
-軸彎曲有效應力集中系數(shù),根據(jù)表查得,取1.5;
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W-材料的抗彎截面模數(shù);
-材料的抗扭截面系數(shù),==1570mm3
軸剪切有效應力集中系數(shù),根據(jù)表選擇值為1.4;
軸扭轉時將平均應力估算為應力幅的估算系數(shù),根據(jù)表選擇值為0.1;
按疲勞強度計算的許用安全因數(shù),根據(jù)表選擇范圍1.3
則計算得:
S=
==20.08
則S,滿足要求。
3、靜強度安全系數(shù)校核
校核軸的靜強度是為了判定軸對塑性變形的抵抗能力,根據(jù)軸在短期過載的所承受的最大瞬時載荷來計算的。
危險截面安全系的數(shù)校核公式:
=
式中,-材料的屈服極限,是由軸的材料決定的;
-軸危險截面上的最大彎矩;
W-材料的抗彎截面模數(shù);
-作用在軸上的最大軸向載荷;
A-軸危險截面的面積,A=mm2;
-軸危險截面上的最大扭矩;
-軸危險截面的抗扭截面系數(shù);
-靜強度的許用安因系數(shù),根據(jù)表選擇范圍1.4。
由前面計算得出的數(shù)據(jù),其中: A=314mm2,W=800mm2,=4092.85N,mm3,=140.5N,代入上式計算。
= = 87.78
則,滿足要求。
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