题目
36.两段同样直径的实心钢轴,由法兰盘通过六只螺栓连接。传递功率 =80kW, 转速-|||-=240r/min 轴的许用切应力为 [ (t)_(1)] =80MPa, 螺栓的许用切应力为 [ (t)_(2)] =55MPa 试:-|||-(1)校核轴的强度;-|||-(2)设计螺栓直径。-|||-② 60 960 180-|||-2-|||-②-|||-题36图
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算外力偶矩
外力偶矩 ${M}_{e}$ 可以通过功率和转速计算得到，公式为 ${M}_{e}=9549\dfrac {P}{n}$，其中 $P$ 为功率，$n$ 为转速。
步骤 2：校核轴的强度
轴的强度可以通过计算最大切应力 ${I}_{max}$ 来校核，公式为 ${I}_{max}=\dfrac {{M}_{0}}{\dfrac {\pi }{16}{d}^{3}}$，其中 ${M}_{0}$ 为外力偶矩，$d$ 为轴的直径。
步骤 3：设计螺栓直径
螺栓直径可以通过计算螺栓的剪切力 ${F}_{S}$ 来设计，公式为 ${F}_{S}=\dfrac {{M}_{e}}{3D}$，其中 ${M}_{e}$ 为外力偶矩，$D$ 为法兰盘的直径。螺栓的直径 $d$ 可以通过公式 $d\geqslant \sqrt {\dfrac {4{F}_{s}}{\pi [ {t}_{2}] }}$ 计算得到，其中 ${F}_{s}$ 为螺栓的剪切力，$[ {t}_{2}] $ 为螺栓的许用切应力。
外力偶矩 ${M}_{e}$ 可以通过功率和转速计算得到，公式为 ${M}_{e}=9549\dfrac {P}{n}$，其中 $P$ 为功率，$n$ 为转速。
步骤 2：校核轴的强度
轴的强度可以通过计算最大切应力 ${I}_{max}$ 来校核，公式为 ${I}_{max}=\dfrac {{M}_{0}}{\dfrac {\pi }{16}{d}^{3}}$，其中 ${M}_{0}$ 为外力偶矩，$d$ 为轴的直径。
步骤 3：设计螺栓直径
螺栓直径可以通过计算螺栓的剪切力 ${F}_{S}$ 来设计，公式为 ${F}_{S}=\dfrac {{M}_{e}}{3D}$，其中 ${M}_{e}$ 为外力偶矩，$D$ 为法兰盘的直径。螺栓的直径 $d$ 可以通过公式 $d\geqslant \sqrt {\dfrac {4{F}_{s}}{\pi [ {t}_{2}] }}$ 计算得到，其中 ${F}_{s}$ 为螺栓的剪切力，$[ {t}_{2}] $ 为螺栓的许用切应力。