《机械设计》课程授课教案（讲稿）11.3、11.4、11.5轴的强度计算、刚度的计算、临界转速

第 18讲次课程名称：《机械设计》第十一章轴授课题目11-3轴的强度计算11-4轴的刚度计算【目的要求】掌握轴强度计算的方法、步骤；掌握轴刚度计算的方法、步骤；[重点】轴的强度计算方法；【难点】轴的强度计算；容内 第十一章轴11-3轴的强度计算结构设计结束之后，对轴进行适当简化，并进行受力分析，计算出轴所受的载荷，即可对轴进行校核计算。1.转矩法这种方法用于只受转矩或主要受转矩作用轴的强度计算。通常按这种方法估算转轴的直径。9550x103PTn≤[]扭转强度条件为：TTW.0.2d9550×103PP实心轴的直径为：0.2[t]-nV式中：C-计算常数，见表12-2。[]一许用扭应力，见表12-2。【有1个键槽，轴径加大3%；■考虑到键槽的影响，应适当加大轴径：有2个键槽，轴径加大7%；

课程名称：《机械设计》 第 18 讲次 授课题目 第十一章 轴 11-3 轴的强度计算 11-4 轴的刚度计算 【目的要求】 掌握轴强度计算的方法、步骤； 掌握轴刚度计算的方法、步骤； 【重 点】 轴的强度计算方法； 【难 点】 轴的强度计算； 内 容 第十一章 轴 11-3 轴的强度计算

2.轴的弯曲刚度校核计算1e挠度J<弯曲刚度条件：A偏转角0≤[0]■「和1一分别为轴的许用挠度及许用偏转角，见表12一7。■对于光轴，可直接用材料力学中的公式计算其挠度或偏转角。对于阶梯轴，可用当量轴径法转化为当量光轴计算其挠度和偏转角。Edl,当量轴径：d.=Z式中：d、1一第i个轴段的轴径和长度。根据弯矩图和转矩图（或当量弯矩图）确定可能的危险截面。可按第三强度理论计算危险截面的弯扭合成强度。)+4()=VM2+(T)当量应力：=+4tWW.W=元d3/16;W=πd3/32)用应力校正系数α考虑扭切应力与弯曲应力循环特性不同的影响。（Q的值见P240）M? +(oT)M, ≤[o-b]C.:强度条件：WW式中：[α.1b]一对称循环应力下轴的许用弯曲应力（可查表12-3选取）；W一轴的抗弯截面系数（mm3）。扭切应力静应力脉动循环变应力对称循环变应力弯曲应力为对α~0.3α~0.6α=1称循环应力3．安全系数法1）轴的疲劳强度校核根据轴上危险截面的循环应力，计算疲劳强度安全系数：Kvt-1Ky-S,=S.=K.ta+wmKao.+W.0mBe.Be.S..S,S=.≥[s]安全条件：s?+s?式中各参数的选取见表12一5。对刚度有要求的轴，需进行刚度计算。例如：电动机的转子轴、内燃

11-5轴的临界转速轴是一弹性体，旋转时，会产生弯曲振动、扭转振动及纵向振动。当轴的振动频率与轴的自振频率相同时，就会发生共振。◆共振时轴的转速称为临界转速。临界转速有多个，其中一阶临界转速（其转速最低）下的共振最激烈。一般通用机械中的轴很少发生共振。高速轴易共振，多为弯曲共振。1.单圆盘轴的一阶临界转速nc1g1ne1~964(r/min)(rad/s);0yoVy刚性轴：工作转速n低于n.l的轴，要求：n<0.75n.1挠性轴：工作转速n超过nc,的轴，要求：1.4ncl<n<0.7nc2满足上述条件的轴就是具有了弯曲振动的稳定性。2.多圆盘轴的一阶临界转速一见教材P253。[本讲作业]习题集11-4、11-5

11-5 轴的临界转速 [本讲作业] 习题集 11-4、11-5