、小批量生产的设计提供了必要的保障手段。研究轴的强度校核方法有助于我们更好的掌握轴的强度校核原理,并进一步与计算机应用技术相结合,提高设计水平。
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第二章轴的强度校核方法
21强度校核的定义在机械系统中,金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。强度是衡量零件本身承载能力(即抵抗失效能力)的重要指标。强度是机械零部件首先应满足的基本要求。强度校核就是对材料或设备的力学性能进行检测并调节的一种方式,如抗冲击强度,抗弯曲强度等,并且这种方式以不破坏材料或设备性能为前提。强度的校核研究是综合性的研究,主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。22常用的轴的强度校核计算方法进行轴的强度校核计算时,应根据轴的具体受载及应力情况,采取相应的计算方法,并恰当地选取其许用应力。对于传动轴应按扭转强度条件计算。对于心轴应按弯曲强度条件计算。对于转轴应按弯扭合成强度条件计算。221按扭转强度条件计算:这种方法是根据轴所受的扭矩来计算轴的强度,对于轴上还作用较小的弯矩时,通常采用降低许用扭转切应力的办法予以考虑。通常在做轴的结构设计时,常采用这种方法估算轴径。实心轴的扭转强度条件为:
P
T
TWT
9550000≈
02d3
≤T
由上式可得轴的直径为
d≥A0
P
τT为扭转切应力,MPa式中:
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T为轴多受的扭矩,Nmm
WT为轴的抗扭截面系数,mm3
为轴的转速,rmi
P为轴传递的功率,KW
d为计算截面处轴的直径,mm
τT为许用扭转切应力,Mpa,r值按轴的不同材料选取,常用
轴的材料及r值见下表:
表1轴的材料和许用扭转切应力
轴的材料Q235,2035
40Cr35SiM
451Cr18Ni9Ti
2Cr1342SiM
rNmm122020303040
1525
A
160135135118118107148125
4052100798
空心轴扭转强度条件为:
d1其中即空心轴的内径d1与外径d之比,通常取0506
d
这样求出的直径只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径。例如,在设计一级圆柱齿轮减速器时,假设高速轴输入功率P12475kw,输入转速
1960rmi
,则可根据上式进行最小直径估算,若最小直径轴段开有键槽,还要考虑键槽对轴的强度影响。
根据工作条件,选择45钢,正火,硬度HB170217,作为轴的材料,A0值查表取A0112,则
dmi
A0
P1112
1
24751536mm960
因为高速轴最小直径处安装联轴器,并通过联轴器与电动机相连
r