为剪力方程和弯矩方程。FsFsx,MMx;
2、剪力图和弯矩图的绘制方向的判定:
剪力正值剪力画在x轴上侧,负值剪力画在x轴下侧。
弯矩正值弯矩画在x轴的下侧;负值弯矩画在x轴上侧。
3、绘剪力图和弯矩图的基本方法:首先分别写出梁的剪力方程
和弯矩方程,然后根据它们作图。
4、作剪力图和弯矩图的几条规律
取梁的左端点为坐标原点,x轴向右为正;剪力图向上为正;弯
矩图向下为正。以集中力、集中力偶作用处,分布荷载开始或结束处,
及支座截面处为界点将梁分段。分段写出剪力方程和弯矩方程,然后
绘出剪力图和弯矩图。
梁上集中力作用处左、右两侧横截面上,剪力值(图)有突变,
其突变值等于集中力的数值。在此处弯矩图则形成一个尖角。梁上集
中力偶作用处左、右两侧横截面上的弯矩值也有突变,其突变值等于
集中力偶矩的数值。但在此处剪力图没有变化。
f梁上的最大剪力发生在全梁或各梁段的边界截面处;梁上的最大弯矩发生在全梁或各梁段的边界截面,或F0的截面处。
5、求各分力的弯矩合成:轴的载荷分析图如下:
图2轴的载荷分析图
(3)校核轴的强度通过以上计算得到得弯矩M和扭矩T后,可针对某些危险截面(即弯矩和扭矩大而轴径小可能断的截面)做弯扭合成强度的校核计算。按第三强度理论的计算应力公式:
ca242
σ为对称循环变应力τ为扭转切应力为了考虑两者循环特性不同的影响,引入折合系数α,则
MW
σcaσ24ατ2
若扭转切应力为静应力时:
取α
若扭转切应力为脉动循环应力时:取α
若扭转切应力为对称循环应力时:取α
对于直径为d的圆轴:
弯曲应力扭转切应力代入与得:
σca
式中:
M
2
αT4
2
W
2W
T2W
M2αT2W
σ1为对称循环变应力的轴的许用弯曲应力MPa,具体数值查机械设计手册
σca为轴的计算应力MpaM为轴所受的弯矩Nmm
T为轴所受的扭矩Nmm
W为轴的抗弯截面系数mm3具体数值查机械设计手册B1931517
f下面本文以一级圆柱齿轮减速器的输出轴为例详细介绍按弯扭合成强度条件对轴进行强度校核的计算方法。
图3一级圆柱齿轮减速器输出轴零件图
首先,作出轴的扭矩图如下:
图4一级圆柱齿轮减速器输出轴扭矩图
按照上面提到的第三强度理论公式:
M2T2
ca
W
1
式中:
ca轴的计算应力,单位为Mpa
M轴所受的弯矩,单位为
T轴所受的扭矩,单位为
W轴的抗弯截面系数,单位为mm3
依次确定式中的各个参数:
根据减速器输出轴的受力条件,已知:
Ft8430NFr3100NFa1800Nr