Vääntö
Oppimisen Tavoitteet
lopussa tämän luvun sinun tulisi pystyä suorittamaan vääntö laskelmat käyttäen:
- Yleiset vääntö yhtälö
- Polaarinen hitausmomentti
- kimmomoduuli vuonna leikkaus
Akselit ovat mekaanisia komponentteja, yleensä pyöreä poikkileikkaus, käytetään lähettämään teho/vääntö läpi niiden pyörimisliikkeen., Toiminnassa he joutuvat:
- vääntö leikkausjännitysten sisällä poikkileikkaus akselia, jonka suurin ulomman pinta-akselille
- taivutus korostaa (esimerkiksi siirto vaihde akseli tuettu laakerit)
- tärinää, koska kriittiset nopeudet
Tämä luku keskittyy yksinomaan arvioida leikkausjännitysten akselille.,
Kaikki vääntö ongelmia, joita odotetaan vastausta voidaan ratkaista käyttämällä seuraavaa kaavaa:
missä:
nimikkeistön edellä seuraa samaa käytäntöä kuin PanGlobal Power Engineering Training System.
yleisimmät vääntö-ongelmat osoittavat lähetetyn tehon (kW) tietyllä pyörimisnopeudella (rad / s tai RPM). Vastaava vääntömomentti löytyy kanssa:
missä n = N×2π/60.,
Vastaavia hetkiä, inertia, että olet oppinut ennen rotaatio kinetiikka ja taivutus palkit, polaarinen hitausmomentti edustaa vastus kiertämällä muodonmuutos akseli. Yleiset kaavat polaarinen hitausmomentti on annettu Oppikirja Liite C.
Huomaa ero taivutusmomenttien inertia Ic ja polar hetkiä, hitausmomentti J, ja käyttää niitä asianmukaisesti., Esimerkiksi, jos olet tekemisissä pyöreä baari:
- Ic = π d4 / 64, jos baari on käytetty palkki
- J = π d4 / 32, jos baari on käytetty akselille
Nimeltään Kimmokerroin ja Jäykkyys PanGlobal ja Reedin, shear modulus on määritelty (samoin kuin E) suhde leikkausjännitys, jotta leikkaus rasitusta. Se on ilmaistu GPa tai psi ja tyypilliset arvot on esitetty Oppikirjan Liite B. Tyypilliset arvot ovat alhaisemmat kuin Kimmokerroin E, esimerkiksi ASTM A36 teräs on EA36 = 207 GPa ja GA36 = 83 Keskiarvo.,
vääntömomentti muodonmuutos akseli johtuu mitataan kierre kulma lopussa akseli. Tämä kulma kierre riippuu pituus akselin, kuten on esitetty seuraavassa kuvassa:
Barry Dupen
kulma kierre, käytetään yleisesti vääntö yhtälö ja arvioitaessa shear strain, γ (gamma), ei-ulotteinen.
Sidotut Ongelmat
Ratkaista seuraavat ongelmat käyttämällä Yleisiä Vääntö Yhtälö.,
tehtävä 1: parantaa moottorin, siirto, kiinteä akseli korvataan ontto akseli parempaa laatua terästä, jolloin kasvu sallittu jännitys 24%. Olemassa olevien laakereiden säilyttämiseksi uudella akselilla on sama ulkohalkaisija kuin olemassa olevalla kiinteällä akselilla. Määrittää:
(a) reiän halkaisija onton akselin suhteen ulkohalkaisija
(b) painon säästö prosentteina, olettaen, että teräs tiheydet molemmat akselit ovat identtisiä,
tehtävä 2: turbiini – generaattori-vaihteisto on mitoitettu 3500 kW 160 RPM., Akselit, 180 mm ja 2 m pitkä, ovat kytketty kytkimen laippa 6 kytkimen pultit 40 mm halkaisija järjestetty pitch circle 340 mm. Jos akseli shear modulus on 85 GPa määrittää:
(a) suurin leikkausjännitys akselin
(b) leikkausjännitys pultit
tehtävä 3: Kaksi samanlaista ontto akselit ovat yhdistetty laippa kytkimen. Kuilujen ulkohalkaisija on 240 mm ja kytkimessä on 6 72 mm: n pulttia kukin 480 mm: n pulttiympyrällä., Määritä onttojen akselien sisähalkaisija, mikä aiheuttaa saman leikkausjännityksen sekä akseleissa että pulteissa.
ongelma 4: 24 mm paksuinen messinkivuoraus kutistuu halkaisijaltaan 220 mm olevan kiinteän akselin päälle. Ottaen Gsteel = 85 GPa ja Gbrass = 37 GPa, määritä suurin leikkausjännitys akselin ja liner, jos lähetetään vääntömomentti on 240 kN×m. Myös määrittää kulma kierre, jos akselin pituus on 3,4 m.
tehtävä 5: Ehdota yksi parannus tässä luvussa.