[工学]第三章 扭转-正式-第一讲ppt课件

1、齿轮传动用于机床、汽车、起重机、迁延机等的变速箱齿轮传动用于机床、汽车、起重机、迁延机等的变速箱力偶：力偶： 大小相等，方向相反，不在同一作用线上的一对平行大小相等，方向相反，不在同一作用线上的一对平行 力称为力称为“力偶。力偶。力偶矩：平行力中的一个力与力偶臂的乘积。力偶矩：平行力中的一个力与力偶臂的乘积。 力偶不能用一个力来平衡，力偶只能用力偶平衡。力偶不能用一个力来平衡，力偶只能用力偶平衡。根据力偶的性质，力偶只产生转动效应。根据力偶的性质，力偶只产生转动效应。3-2 外力偶矩的计算外力偶矩的计算 扭矩及扭矩图扭矩及扭矩图. 传动轴的外力偶矩传动轴的外力偶矩从动轮从动轮自动轮自动轮从动轮

2、从动轮外力偶矩外力偶矩Me每秒钟所作功，即该轮所传送的功率为每秒钟所作功，即该轮所传送的功率为3minrmNe3sradmNe3sradmNekw10602 1010nMMtMP 在知传动轴的转速在知传动轴的转速n和自动轮或从动轮所传送的功率和自动轮或从动轮所传送的功率P之后，即可由下式计之后，即可由下式计算作用于每一轮上的外力偶矩：算作用于每一轮上的外力偶矩：min/9549rKWmNenpM 自动轮上的外力偶其转向与传动轴的转动方向一样，而从动轮上的外力自动轮上的外力偶其转向与传动轴的转动方向一样，而从动轮上的外力偶那么转向与传动轴的转动方向相反。偶那么转向与传动轴的转动方向相反。0 xM

3、eMT T: 截面内力偶矩，称为扭矩截面内力偶矩，称为扭矩0eMT2. 扭矩的正负号：规定可按右手螺旋法那么表示：扭矩矢量分开截面为正，扭矩的正负号：规定可按右手螺旋法那么表示：扭矩矢量分开截面为正，指向截面为负。指向截面为负。nnMeMexMex /kwer min9549pMnmN6366mN5 .4774mN159154e3e2e1e MMMM 0023e2e TMMMx mN95493e2e2 MMTxMe2Me3T2mN6366mN5 .4774mN159154e3e2e1e MMMM133Me4Me1Me3Me2Me2mN63664e3 MTmN9549max TmN5 .4774

4、2e1 MTT0101r dxxMeMedxABDCdx () dd2AAA rrArrT 22 rT0 yF00 xzFMxzyzyxd)dd(d)dd( zyxd)dd(l lr TO lrrT 22 G )1(2 EG由：由： 四、剪切应变能四、剪切应变能 对处于纯剪切应力形状的单元体图对处于纯剪切应力形状的单元体图a，为计算其上的外力所作功，为计算其上的外力所作功dW可使可使左侧面不动，此时的切应力左侧面不动，此时的切应力t 仅发生在竖直平面内而只需右侧面上的外力仅发生在竖直平面内而只需右侧面上的外力t dydz在在相应的位移相应的位移g dx上作功。上作功。 当资料在线弹性范围内任务

5、时当资料在线弹性范围内任务时t tp，见图，见图b，有：，有：)21()(ddd)(d000dxdydzddxdydzdzyxdxddydzW由剪切胡克定律由剪切胡克定律t =Gg，该应变能密度的表达式可写为，该应变能密度的表达式可写为 21dddddd21dddd zyxzyxVWVVv2222 GvGv 或或 单元体内储存的应变能单元体内储存的应变能dVe数值上等于单元体上外力所作功数值上等于单元体上外力所作功dW，即，即dVe=dW 。单元体单位体积内的应变能，亦即纯剪切应力形状下的应变能密。单元体单位体积内的应变能，亦即纯剪切应力形状下的应变能密度为度为变形几何关系变形几何关系物理关系

6、物理关系静力关系静力关系 察看变形 提出假设变形的分布规律变形的分布规律应力的分布规律应力的分布规律建立公式建立公式 abbdtand GGxEGTTADGDGabATTDbdDGGxdd 式中式中 相对改动角相对改动角j 沿杆长的沿杆长的变化率，常用变化率，常用j 来表示，对于给定的横来表示，对于给定的横截面为常量。截面为常量。xdd 二、二、 物理关系物理关系 G xGGdd abATTDbdDGGxdd TAA d TAxGA dddTAxGA ddd2 p2dIAA pddGITx xGITddpxGGdd max tmaxppmaxmaxWTITIT maxpt IW PIT xGG

7、dd pddGITx 物理关系物理关系静力关系静力关系dO)d(2d A32d2d42032pdAIdA 162/32/34maxptdddIW d DdDdDAIDdA 其中其中44442232p13232 d2d 4344pt116162/ DDdDDIWODddMe1Me2ABCllMe1Me2ABCll1Me2CT12Me2CMe1BT242+_T/kNmT maxtmaxmaxWT Me1Me2ABCllMPa5 .34)1(1643max DT max Tmax=4kNmtmaxmax WTtmax WTmaxt TW tmax WT ABCMeAMeBMeC22 kNm14 kN

8、m+_MPa84.6416/ )12. 0(102216/33311t11max1 dTWTMPa3 .7116/ )1 . 0(101416/333222t2max2 dTWT122max1max ll(a)(b)2t2max1t1maxWTWT d1d2D22t1tWTWT 2t1tWW 得得：()3341211616 dD194. 18 . 0113412 dD512. 0)8 . 01(194. 1)1(4)(4222122221222212 dDddDAA 切应力的分布规律如图切应力的分布规律如图c、d所示，当所示，当tmaxt时，实心轴圆心附近的切时，实心轴圆心附近的切应力还很小，这部分资料没有充分发扬作用，空心轴可以提高资料的利用应力还很小，这部分资料没有