第6章剪切与扭转ppt课件.pptx
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1、第6章剪切与扭转机械设计基础机械设计基础第6章 剪切与扭转主讲:XXXX职业技术学院XXXXXQQ: 12345569 Tel:(1234)123456786.1 6.1 剪剪 切切6.1.1 6.1.1 剪切与挤压的概念剪切与挤压的概念截面发生相对错动变形剪切变形。产生相对错动的截面剪切面。剪切面与外力方向平行。剪切变形的受力特点是:构件受到一对大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近的外力作用。变形特点是:在这两力作用线间的截面发生相对错动。 接触面相互压紧的现象挤压。 构件上受挤压作用的表面挤压面。挤压面与外力方向垂直。 第第6 6章章 剪切与扭转剪切与扭转6.1.2 6.1.2 剪切与
2、挤压的实用计算剪切与挤压的实用计算FQ剪切破坏 剪力与剪切面相切,剪力产生的应力与剪面相切的。与剪切面相切的应力称为剪应力剪应力(或切应力切应力) 。QFA剪应力计算用公式:剪切强度计算公式: QFA式中:FQ为剪力,单位N;A为剪切面积,单位mm2;为剪应力,单位为MPa。为许用剪应力,单位为MPa。 FQ剪力剪力FQ =F,剪力与剪切面相切。 塑性材料 (0.60.8)脆性材料 (0.81.0) 为材料的许用拉应力。第第6 6章章 剪切与扭转剪切与扭转挤压强度的计算公式:jyjyjyjyFA式中:jy 为挤压应力,单位MPa;Fjy为挤压力,单位N;Ajy为挤压面上的正投影面积,单位mm2
3、。 jy为材料的许用挤压应力,单位MPa。 塑性材料 jy(1.52.5) 脆性材料 jy(0.91.5)如果相互挤压的两零件的材料不同,应取两零件许用挤压应力较小者作为jy的值,代入挤压强度计算公式。第第6 6章章 剪切与扭转剪切与扭转例例6.1 图示为两块钢板用铰制孔螺栓的联接,每块钢板的厚度t=12mm,螺栓直径d=17mm,螺栓的许用剪应力=60MPa,钢与螺栓的许用挤压应力均为jy=180MPa。钢板所受拉力P12kN,试校核该联接的强度。 221000052.9601744QQFFMPaMPadA解:1200078.4180317123jyjyjyjyjyFFMPaMPaAd t答
4、:该联接的剪切、挤压强度均足够。第第6 6章章 剪切与扭转剪切与扭转例例6.2 用冲头和冲模在钢板上冲孔,如图所示。已知钢板厚t=10mm,所冲孔直径d=25mm,钢板的剪切强度极限b=300MPa为。试求所需冲裁力F。解:钢板冲孔时的剪切面积为:227851025mmmmdtA QFFAA785 300235500235.5bFANkN则求冲孔最小冲裁力 min240FkN取第第6 6章章 剪切与扭转剪切与扭转6.1.3 剪切胡克定律剪切胡克定律(a)(b)(c)错动量为绝对剪切变形,而相对变形为: tan/dxee是矩形直角的微小改变量,称为切应变或角应变,用弧度(rad)度量。实验表明:
5、当剪应力不超过材料的剪切比例极限时,剪应力与切应变关系为:G剪切胡克定律的表达式。 G为材料的剪切弹性模量。剪切弹性模量G的单位与E的单位相同,在国际单位制中,其常用单位为GPa。钢材的剪切弹性模量G=8084GPa。剪切弹性模量表示材料抵抗剪切变形的能力。剪切弹性模量G、弹性模量E和泊松比表征材料弹性性质的三个常量。 对于各向同性的材料,它们之间的关系为:2(1)EG第第6 6章章 剪切与扭转剪切与扭转6.2 6.2 圆轴扭转圆轴扭转6.2.1 圆轴扭转的概念圆轴扭转的概念图6.13(a)汽车转向轴(b)锥杆(c)传动轴(c)圆轴受力特点受力特点:两端受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线
6、垂直的力偶作用。在这对力偶的作用下,它相邻横截面将绕轴线发生相对转动,杆件表面纵向线将成螺旋线,这种变形称为扭转变形扭转变形。工程中凡是以扭转变形为主的构件称为圆轴圆轴或轴轴。第第6 6章章 剪切与扭转剪切与扭转6.2.2 圆轴扭转时横截面上的内力与扭矩图圆轴扭转时横截面上的内力与扭矩图1.转矩的计算工程中,把作用在轴上的外力偶矩,称为转矩转矩。 9549PMn式中:P为轴传递的功率,单位为kW;n为轴的转速,单位为r/min;M为轴上转矩,单位为N.m。在确定转矩的方向时,应注意输入功率的齿轮、带轮等作用的转矩为主动转矩,方向与轴的转向一致;输出功率的齿轮、带轮等作用的转矩为阻力转矩,其方向
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