还剩22页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
《轴的强度计算》ppt课件•轴的基本概念CONTENTS目录•轴的强度计算方法•轴的强度校核•轴的强度影响因素•轴的强度计算实例CHAPTER01轴的基本概念轴的定义与功能总结词轴是机械中重要的零件之一,主要承担扭矩和弯矩的作用,维持机械的正常运转详细描述轴是机械传动系统中的核心零件,主要承担扭矩和弯矩的传递,保持机械设备的稳定运转轴还负责支撑旋转零件,如齿轮、轴承等,并传递径向力和轴向力轴的类型与结构总结词根据不同的分类标准,轴可以分为多种类型,如按形状可分为直轴、曲轴和挠性轴,按承载情况可分为转轴、心轴和传动轴等详细描述根据轴的形状和承载情况,轴可以分为多种类型按形状可分为直轴、曲轴和挠性轴,其中直轴是最常见的类型,由圆柱形杆组成按承载情况可分为转轴、心轴和传动轴,其中转轴主要承受扭矩作用,心轴主要承受弯矩作用,传动轴则同时承受扭矩和弯矩作用轴的材料与选择总结词详细描述选择合适的材料是制造轴的关键,常用的材料有碳钢、在制造轴时,选择合适的材料非常重要常用的材料包合金钢、不锈钢等,选择时应考虑材料的强度、耐磨括碳钢、合金钢、不锈钢等,这些材料具有较高的强度、性、耐腐蚀性和经济性等因素耐磨性和耐腐蚀性在选择材料时,需要考虑轴的工作条件、载荷大小和转速等因素,以及材料的成本和加工难度例如,对于高转速和高载荷的轴,需要选择高强度和高耐磨性的材料;对于需要承受腐蚀性介质的轴,需要选择耐腐蚀性强的材料同时,还需要考虑材料的经济性,以降低制造成本CHAPTER02轴的强度计算方法静强度计算静强度计算概述静强度计算是为了确定轴在静态载荷下的最大承载能力它基于材料力学的基本原理,考虑了轴的材料、截面尺寸和载荷大小等因素计算公式静强度计算通常使用以下公式σ=σb×[σ]σ=frac{sigma_{b}}{lbracksigmarbrack}σ=σb×[σ]其中,σb为材料的抗拉强度,σ为安全系数,而[σ]为许用应力疲劳强度计算疲劳强度计算的重要性轴在交变载荷作用下容易发生疲劳断裂,因此需要进行疲劳强度计算以确保轴的安全运行S-N曲线和Miner法则疲劳强度计算通常基于S-N曲线(应力-寿命曲线)和Miner法则S-N曲线描述了不同应力水平下材料能够承受的循环次数,而Miner法则则用于预测疲劳寿命弯曲强度计算弯曲强度计算的考虑因素弯曲强度计算主要考虑轴在弯曲载荷作用下的应力分布和最大应力值它涉及到轴的截面尺寸、弯曲半径和载荷大小等因素计算公式弯曲强度计算通常使用以下公式σ=M×YmaxY1≤
0.75Y0σ=frac{Mtimes Y_{max}}{Y_1}leq
0.75Y_0σ=Y1M×Ymax≤
0.75Y0其中,M为弯矩,Ymax为最大应力截面上的应力,Y1和Y0分别为截面1和截面0的应力剪切强度计算剪切强度计算的考虑因素剪切强度计计算公式剪切强度计算通常使用以下其中,F为剪切载荷,A为剪切面的面算主要考虑轴在剪切载荷作用下的应力公式τ=F/Aτ=frac{F}{A}τ=AF积根据材料力学原理,当剪切应力超分布和最大应力值它涉及到轴的截面过材料的剪切强度极限时,会发生剪切尺寸、剪切载荷大小和剪切面的形状等破坏因素CHAPTER03轴的强度校核安全系数校核安全系数校核是一种传统的轴强度校核方法,通过比较实际承受的应力与材料的屈服应力来确定轴的安全系数安全系数校核需要考虑轴的工作条件,如转速、载荷、温度等因素,以及材料的机械性能,如弹性模量、泊松比、屈服强度等安全系数校核的结果可以用来评估轴的安全储备和寿命,但无法考虑随机因素和不确定性极限状态校核010203极限状态校核基于概率理论,极限状态校核需要考虑轴的载极限状态校核的结果可以提供通过分析轴在不同工作条件下荷分布、材料性能变异、制造更准确的轴强度评估,但需要的失效概率来评估轴的强度误差等因素,并利用概率统计大量的数据支持和复杂的计算方法计算轴的可靠度和寿命过程可靠性校核可靠性校核综合考虑了轴的工作条件、材料性能、制造质量等因素对轴强度的影响,可靠性校核的结果可以用来通过分析轴在规定时间内的指导轴的设计、制造和使用,可靠度来评估轴的强度提高轴的可靠性和安全性可靠性校核需要利用概率统计和寿命试验等方法,建立轴的可靠性模型,并确定模型的参数CHAPTER04轴的强度影响因素材料的影响材料种类不同的材料具有不同的机械性能,如抗拉强度、1屈服点、弹性模量等选择合适的材料是保证轴强度的重要因素材料纯度材料中的杂质和缺陷可能降低轴的强度,因此高2纯度的材料更有利于提高轴的强度热处理工艺适当的热处理工艺可以改变材料的内部结构,提3高其机械性能,从而提高轴的强度制造工艺的影响加工精度01轴的加工精度直接影响其在使用过程中的受力分布,高精度的加工可以提高轴的强度表面处理02表面处理如喷丸、碾压、渗碳淬火等可以提高轴的表面硬度和抗疲劳性能,从而提高轴的强度装配工艺03正确的装配工艺可以确保轴在工作中受力均匀,避免应力集中,从而提高轴的强度使用环境的影响工作温度腐蚀环境工作载荷工作温度的变化可能会影响轴的在腐蚀环境中,轴的材料可能会工作载荷的大小和分布直接影响材料属性和结构,从而影响其强发生腐蚀,导致其机械性能下降,到轴的应力状态,过大的载荷或度高温可能使材料软化,降低从而影响其强度不平衡的载荷分布可能引起应力强度;低温可能导致材料脆化集中,降低轴的强度设计参数的影响截面尺寸增大截面尺寸可以降低应力,从而提高轴的强度但截面尺寸过大可能会增加质量,影响转动惯量和动力传递效率形状设计合理的形状设计可以改善应力分布,避免应力集中,从而提高轴的强度例如,采用空心轴、改变轴上零件的安装位置等支撑设计合理的支撑设计可以确保轴在工作中受力均匀,避免过大的弯曲和扭转应力,从而提高轴的强度例如,采用适当的轴承和支撑架CHAPTER05轴的强度计算实例实例一汽车传动轴的强度计算总结词汽车传动轴是汽车中重要的部件,其强度计算是确保汽车安全行驶的关键详细描述汽车传动轴的强度计算需要考虑轴的材料、尺寸、转速、承受的扭矩等因素,通过计算确定轴的弯曲应力、剪切应力等,以确保轴在正常工作条件下不会发生断裂或过度变形实例二电机轴的强度计算总结词电机轴是电机中传递扭矩的重要部件,其强度计算对于电机的稳定运行至关重要详细描述电机轴的强度计算需要考虑轴的材料、尺寸、转速、承受的扭矩等因素,通过计算确定轴的弯曲应力、剪切应力等,以确保轴在正常工作条件下能够承受电机的扭矩,避免发生断裂或过度变形实例三船舶推进轴的强度计算总结词船舶推进轴是船舶中传递动力的关键部件,其强度计算对于船舶的安全航行至关重要详细描述船舶推进轴的强度计算需要考虑轴的材料、尺寸、转速、承受的扭矩等因素,通过计算确定轴的弯曲应力、剪切应力等,以确保轴在正常工作条件下能够承受船舶的推进扭矩,避免发生断裂或过度变形。