Torziós
Tanulási Célok
a végén ezt a fejezetet, akkor képesnek kell lennie arra, hogy teljes torziós számítások segítségével:
- Általános torziós egyenlet
- Polar tehetetlenségi nyomaték
- rugalmassági Modulus a nyírási
Tengelyek mechanikus alkatrészek, általában kör keresztmetszetű, továbbítására használt teljesítmény/nyomaték keresztül a rotációs mozgás., A művelet vannak kitéve, hogy:
- torziós nyírás hangsúlyozza belül a keresztmetszet a tengely, legfeljebb a külső felülete, a tengely
- hajlító hangsúlyozza (például egy átviteli fogaskerék tengely támogatja a csapágyak)
- rezgések miatt kritikus sebesség
Ez a fejezet elsősorban kizárólag értékelése nyírás hangsúlyozza, a tengely.,
Minden torziós probléma, hogy várhatóan a választ meg lehet oldani a következő képlet segítségével:
, ahol:
A nómenklatúra fentiekből következően az egyezmény, mint PanGlobal Hatalom Mérnöki Képzési Rendszer.
a leggyakoribb torziós problémák a továbbított teljesítményt (kW) jelzik egy bizonyos fordulatszámon (rad/s vagy RPM). Az ekvivalens nyomaték:
ahol n = n×2π / 60.,
Hasonló a pillanatok, a tehetetlenség, hogy tanult, mielőtt a forgási kinetika, hajlítás, a gerendák, a polar tehetetlenségi nyomaték jelent ellenállás kanyargó deformáció, a tengely. A poláris tehetetlenségi nyomaték általános képletei a C.
tankönyv függelékében találhatók., Például, ha van szó, egy kör alakú sáv:
- Ic = π d4 / 64, ha a mércét használnak, mint a sugár
- J = π d4 / 32, ha a mércét használnak, mint egy tengely
az Úgynevezett Modulus a Merevség PanGlobal meg Reed, a nyírási modulus meghatározása (hasonlóan, mint E), mint aránya nyírás hangsúlyozni, hogy a nyírási törzs. GPa-ban vagy psi-ben fejezik ki, a tipikus értékeket a B. függelék tartalmazza. a tipikus értékek alacsonyabbak, mint Young e modulusa, például az ASTM A36 acél EA36 = 207 GPa és GA36 = 83 GPa.,
az esedékes tengely nyomatékváltozását a tengely végén lévő csavarszög méri. Ez a csavarási szög a tengely hosszától függ, amint az a következő ábrán látható:
by Barry Dupen
a csavar szöge, az Általános torziós egyenletben és a nyírófeszültség becslésében, γ (gamma), nem dimenziós.
hozzárendelt problémák
oldja meg a következő problémákat az Általános torziós egyenlet segítségével.,
1. probléma: a motor átvitelének javítása érdekében egy szilárd tengelyt jobb minőségű acél üreges tengelyre cserélnek, ami a megengedett 24% – os feszültség növekedését eredményezi. A meglévő csapágyak megtartása érdekében az új tengelynek ugyanolyan külső átmérője lesz, mint a meglévő, szilárd tengelynek. Annak vizsgálata, hogy:
(a) a furat átmérője az üreges tengely szempontjából külső átmérője
(b) a tömeg-megtakarítás százalék, feltéve, hogy az acél sűrűsége mindkét tengelyek azonos
2. Probléma: A turbina – generátor adás névleges 3500 kW 160 FORD., A tengelyek, 180 mm átmérőjű, 2 m hosszú, keresztül kapcsolódnak egy karimás csatlakozó, 6 összekötő csavarokat, 40 mm átmérőjű, rendezett a pályán kör 340 mm. Ha a tengely nyírási modulus 85 Átlaga határozza meg:
(a) a maximális nyíróerő a stressz a tengely
(b) a nyírási stressz a csavarok
3. Probléma: Két azonos üreges tengely köti össze egy karimás csatlakozó. A tengelyek külső átmérője 240 mm, a tengelykapcsoló 6 csavarral rendelkezik, amelyek mindegyike 72 mm, egy 480 mm-es csavarkörön., Határozza meg az üreges tengelyek belső átmérőjét, ami ugyanazt a nyírási stresszt eredményezi mind a tengelyekben, mind a csavarokban.
4. probléma: egy 24 mm vastag sárgaréz bélést egy 220 mm átmérőjű szilárd tengely fölé zsugorítanak. Figyelembe gsteel = 85 GPa és Gbrass = 37 GPa, határozza meg a maximális nyírási feszültség a tengely és bélés, ha a továbbított nyomaték 240 kN×m. azt is meghatározza a szög a csavar, ha a tengely hossza 3,4 m.
5. probléma: javasoljon egy javulást ebben a fejezetben.