连杆强度的校核Word下载.doc
《连杆强度的校核Word下载.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《连杆强度的校核Word下载.doc(7页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
连杆的端头属于曲杆类零件,它的强度计算与圆环状零件类似,连杆端头如下图所示,为一个环形力学模型,求出静不定力矩后,然后进行强度计算。
图4-7连杆端头受力图
1.确定定力矩
做如下假设,方便之后的计算:
(1)将原均布载荷的作用力简化为两个集中载荷,假设力的作用点位于与水平轴线成70°
的位置;
参考工厂文献取,
(2)层半径是一个平均半径r。
、r。
是断面Ι-Ι中性层半径r₁和断面Ⅱ-Ⅱ中性层半径r₂之和的一半,即
(4.1)
(3)θ=0°
~45°
范围内,各个断面的惯性矩都与断面Ι-Ι的惯性矩Ⅰ₁相等,而θ=45°
~90°
范围内,各个断面的惯性矩都和断面Ⅱ-Ⅱ的惯性矩Ⅰ₂相等。
由以上假设,可以通过断面Ι-Ι处的转角为零的变形条件,求出静不定力矩Ma,断面Ι-Ι转角α₁为零的变形条件,可用下式表示为:
(4.2)
式中:
M—作用的弯曲力矩:
—断面的惯性矩;
—弯曲力矩对静不定力矩的导数,即;
(4.3)
—对应的断面角θ的弧长;
E—材料的弹性模量;
由于各区段的惯性力矩I和弯曲力矩不同,式(4.2)要分为三段进行积分,即
(4.4)
—断面角在区域内的弯曲力矩。
(4.5)
(4.6)
—弯曲力矩对静不定力矩的导数。
(4.7)
(4.8)
将式(4.5)至(4.8)代入式子(4.4)中进行积分处理后,静不定力矩的计算公式便可得出,如下
(4.9)
2.计算连杆的应力
求出静不定力矩后,再计算各断面的应力。
考虑曲率修正系数和,用直梁公式计算,如下:
(4.10)
(4.11)
N'—断面上垂直作用力;
—抗拉伸截面系数;
M—断面上弯曲力矩,由断面角θ,按照式子(4.5)的M₁或(4.6)的M₂进行计算;
F—断面的面积;
—承受拉伸应力的断面系数;
—抗压缩截面的系数;
—承受压缩应力的断面系数;
—拉伸纤维曲率的修正系数;
根据中性层平均半径和断面高度h的比值在参考文献[3]图11-40上查出;
—压缩纤维曲率的修正系数,根据比值在参考文献[3]图11-40上查出。
1、2、3、5、6、7杆的端头直径,都做成大小一样,经过受力分析,连杆1和连杆7承受的作用力最大。
因此,只要杆件1和杆件7满足了强度要求,其他杆件就可以满足强度要求。
断面的惯性矩和断面的惯性矩相同,因为设计的连杆端头具有相同的截面面积。
式(4.9)可以写成
(4.12)
由式(4.1)得
由式(4.12)得
(N.m)
断面承受拉力,由式子(4.5)得
断面承受压力,由式子(4.6)得
由式子(4.10)可得
由(4.11)得
=309Mpa
[σ]==
—材料的许用应力
—材料的强度极限
由文献[4]表3-1-9得
=1030
—安全系数取
综上,杆件满足极限强度要求
4.3.3校核连杆的本体强度
在不考虑摩擦的影响时,连杆承受的主要压力(拉力)还有因为大、小端头的长度不相等所导致的偏心载荷。
连杆本身最大应力如下:
(4.13)
式中
—连杆上的断面系数;
—连杆上的作用力
—大端头和小端头长度不同而引起的偏心,如果作用力均匀分布,偏心距
(4.14)
—连杆小端头的长度
—连杆大端头的长度
—断面的抗弯系数(4.15)
因此,杆体满足强度要求。