材料力学-扭转1ppt课件.ppt

§5-1扭转概念和工程实例§5-1扭转概念和工程实例2、汽车方向盘的转动轴工作时受扭。2、汽车方向盘的转动轴工作时受扭。汽车传动轴4、汽车离合器连接时受扭。5、扳手卸轮胎二、扭转的概念变形特点：杆任意两个横截面将绕杆轴线作相对转动而产生
相对角位移。这种相对角位移称为扭转角，用表示。一、外力偶矩计算已知轴所传递的功率和轴的转速，则外力偶矩（N•m）2、扭矩的符号规定：按右手螺旋法则判断。.例题：
1、一传动轴作200r／min的匀速转动，轴上装有五个轮子。主动轮2输入的功率为60kW，从动轮1、3、4、5依次输出的功率为18kW、12kW、22kW和8kW。试作出该轴的扭矩图。解：（一）外力偶矩
（二）求解各段内力由平衡条件可解得各段内力为：（三）绘扭矩图。1、实验：2、变形规律：3、剪应力的计算公式：从受扭的薄壁圆筒表面处截取一微小的正六面体在相互垂直的两个平面上，剪应力必然成对存在，且数值相等；两者都垂直于两个平面的交线，方向则共同指向或共同背离这一交线。2、剪切虎克定律一、圆轴扭转时横截面上的应力观察变形规律：取楔形体O1O2ABCD为研究对象二）物理关系：三）静力关系：横截面上—四、圆截面的极惯性矩Ip和抗扭截面系数Wp空心圆截面：1、强度条件：例由无缝钢管制成的汽车传动轴，外径D=89mm、壁厚=2.5mm，材料为20号钢，使用时的最大扭矩T=1930N·m,[]=70MPa.校核此轴的强度。例如把上例中的传动轴改为实心轴，要求它与原来的空心轴强度相同，试确定其直径。并比较实心轴和空心轴的重量。在两轴长度相等，材料相同的情况下，两轴重量之比等于横截面面积之比。例图示阶梯状圆轴，AB段直径d1=120mm，BC段直径d2=100mm。扭转力偶矩MA=22kN•m，MB=36kN•m，MC=14kN•m。材料的许用剪应力[t]=80MPa，试校核该轴的强度。BC段1、扭转变形：（相对扭转角）——单位长度的扭转角3、刚度条件：4、刚度条件应用：

1)、校核刚度:例题：已知m1=1.5kN.m，m2=3kN.m，m3=9kN.m，m4=4.5kN.m；各轮的间距为l1=0.8m，l2=1.0m，l3=1.2m；材料的[]=80GPa，[]=0.3/m，G=80GPa.
(1)设计轴的直径D；
(2)若轴的直径D0=105mm，试计算全轴的相对扭转角D-A2）设计轴的直径
3）计算全轴的相对扭转角D-A

例题：一阶梯形圆轴，轴上装有三个皮带轮。轴的直径分别为d1=40mm，d2=70mm，已知轮3输入的功率为N3=30kW，轮1输出的功率为N1=13kW。轴作匀速转动，转速n=200r／min。若材料的容许剪应力[]=60MPa，G=8104MPa，轴的容许单位长度扭转角为[]=2／m，试校核该轴的强度和刚度。例题：已知：空心轴和实心轴材料相同，面积相同,
α=0.5。试比较空心轴和实心轴的强度和刚度情况。3）比较刚度例题：有一外径为100mm、内径为80mm的空心圆轴，与一直径为80mm的实心圆轴用键相连接。在A轮处由电动机带动，输入功率N1=150kW；在B、C轮处分别负载N2=75kW，N3=75kW。若已知轴的转速为n=300r／min，容许剪应力[]=45MPa；键的尺寸为10mml0mm30mm，其容许应力为[]=100MPa和[c]=280MPa。
(1)校核空心轴及实心轴的强度（不考虑键槽的影响）；
(2)求所需键数n。§5-6扭转静不定问题3）物理关系§5-7非圆截面杆扭转简介非圆截面杆扭转的分类：式中h——矩形截面长边的长度；
t——矩形截面短边的长度；
a——与截面尺寸的比值h/t有关的系数。小结作业
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