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1、传动轴传动轴汽车传动轴齿轮传动轴机器中的传动轴机器中的传动轴直升机的旋转轴直升机的旋转轴单元单元6 6 扭扭 转转一、扭转问题概念一、扭转问题概念1、扭转的概念：在外力作用下，杆件各横截面均绕杆轴线相对转动相对转动，杆轴线始终保持直线，这种变形形式称为扭转变形。 ABABj jg gmm外力偶作用平面和杆件横截面平行外力偶作用平面和杆件横截面平行扭转扭转扭转扭转 作用于垂直杆轴平面内的力偶使杆引起的变形，称作用于垂直杆轴平面内的力偶使杆引起的变形，称扭转变形扭转变形。 变形后杆件各横截面之间绕杆轴线相对转动了一个变形后杆件各横截面之间绕杆轴线相对转动了一个角度，称为角度，称为扭转角扭转角，用，
2、用表示。表示。mm二、扭矩与扭矩图二、扭矩与扭矩图mT11扭矩扭矩扭转扭转扭转扭转平衡方程平衡方程 内力偶矩内力偶矩T T称为称为扭矩扭矩( (TorsionalTorsional moment moment ) ) 扭矩的单位：扭矩的单位：或或扭矩符号规定右手螺旋法则：右手螺旋法则：（为了表达方便，按变形特点规定符号）（为了表达方便，按变形特点规定符号）(扭矩矢量扭矩矢量指离指离截面为截面为 + ，指向指向截面为截面为 -)TmmIIMeT扭矩图扭矩图l扭矩图意义：为了表达杆件各个截面的扭矩与扭矩图意义：为了表达杆件各个截面的扭矩与截面位置之间的关系。截面位置之间的关系。l画例题画例题6-1
3、和和6-2的扭矩图的扭矩图扭转实验前扭转实验前平面假设平面假设成立成立相邻截面绕轴线作相对转动相邻截面绕轴线作相对转动横截面上各点的剪（切）应横截面上各点的剪（切）应力的方向必与圆周线相切。力的方向必与圆周线相切。纵线纵线圆周线圆周线扭转实验后扭转实验后结论结论扭转扭转扭转扭转三、扭转应力与强度计算三、扭转应力与强度计算横截面周边上各点处( = R)的最大切应力为:引入: 式中Wp称为扭转截面系数，其单位为m3。应力公式应力公式1)横截面上任意点：横截面上任意点：2)横截面边缘点：横截面边缘点：其中：其中：d/2OT抗扭截面模量抗扭截面模量D/2OTd/2空心圆空心圆空心圆空心圆实心圆实心圆实
4、心圆实心圆扭转扭转扭转扭转等等直直圆圆轴轴在在扭扭转转时时，杆杆内内各各点点均均处处于于纯纯剪剪切切状状态态，其其强强度条件是最大工作剪应力不大于材料的许用剪应力。度条件是最大工作剪应力不大于材料的许用剪应力。即即: max 等直圆轴强度条件为等直圆轴强度条件为强度计算强度计算根据上式可进行三种不同情况的强度计算根据上式可进行三种不同情况的强度计算 校核强度校核强度 设计截面设计截面 计算许可荷载计算许可荷载 例例 某某汽汽车车主主传传动动轴轴钢钢管管外外径径D=76mm，壁壁厚厚t=2.5mm，传传递递扭扭矩矩T=1.98kNm，t t=100MPa，试校核轴的强度。试校核轴的强度。 解解：计算截面参数：计算截面参数： 由强度条件：由强度条件：故轴的强度满足要求。故轴的强度满足要求。 同样强度下，空心轴使用材料仅为实心轴的三分之一，故同样强度下，空心轴使用材料仅为实心轴的三分之一，故空心轴空心轴较实心轴合理较实心轴合理。 若将空心轴改成实心轴，仍使若将空心轴改成实心轴，仍使，则，则由上式解出：由上式解出：d=46.9mm。空心轴与实心轴的截面空心轴与实心轴的截面面积比面积比(重量比重量比)为：为： 扭转扭转扭转扭转
