本帖最后由 曉昀 于 2018-5-20 21:31 編輯 p3 T& m3 C% O7 \
, @% ]5 G( y) j9 n! @9 ?2 y/ R1、滾筒軸在轉動過程中,受到滾筒自身的重力q,滾筒上綁定的重物重量和人轉動滾筒一端手柄傳遞給滾筒的轉矩,滾筒轉動時既受到彎矩,也受到轉矩。所以,滾筒軸是轉軸,而不是芯軸(芯軸一般只受彎矩,而不受轉矩)。
8 r9 z# \: c: p, k8 k$ j$ z) b! T) w9 F) x, h* B8 q# \
2、軸的設計和計算按照許用彎曲應力計算 先按轉矩初步估算軸的直徑和結構設計,再畫出彎扭合成圖,計算危險截面的最大彎曲應力。( ]9 W+ w. F; S! J0 k8 i8 e( ^
+ r, B$ ~( o: ]5 Z0 ^3、由于滾筒的長度較長,滾筒下綁定的重物重量比滾筒重量還重,所以,軸的強度設計完成之后,按剛度計算公式校核軸徑,調整軸徑值滿足強度和剛度的要求。
$ w3 @7 b( M# V; [/ `0 _; j
% ^$ T! J+ s3 _0 R2 |" U, P |9 {/ |$ v9 d$ V4 d. O) h$ ]
4、初步估算人手動搖動手柄是否能搖動或者費不費力的問題。
$ B' \4 g5 O5 Z* s% c) P* B將滾筒重量的分布力也按集中力來考慮(為了問題簡單化而設的,實際上,滾筒自重是分布力),那么也就是說,滾筒軸受到集中力是30公斤,這30公斤集中力在滾筒上產生的扭矩為! Y6 v2 r3 _0 K( j
T1=30*0.98*0.15=4.41N.m. u: [5 {8 t! j
" ]* F1 ]/ U6 B: H
人通過手柄要能轉動滾筒,必須克服T1,滾筒才能轉動,那么人給予滾筒軸的轉矩為
% b4 i( N) J& t4 S/ v/ ~6 v/ bT2=70*0.98*0.3=20.58N.m 8 f6 |$ |( m8 ?3 ]5 I0 w
上式中70為搖動滾筒手柄的人的體重;0.3是滾筒軸上人手握住手柄的位置到滾筒中心軸線的距離(題目中已知為不大于300)
' n$ S x3 e" V8 S- Z9 Y
v8 z5 Z! D$ [從上面計算看,T2>>T1,也就是人通過手柄搖動滾筒軸,是比較輕松的。- t4 F" L4 F) U- H& K) R M
5、滾筒軸的結構尺寸已經知道了,軸承按照手冊進行計算和選擇就可以了。如果人工手搖轉動滾筒,轉速取n=2~3r/min即可。你自己再考慮下這個值
6 l" n* K, e4 Y- ?- f) _' h
! K' x: g4 u3 L! F |