為了防止軸產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)變形,以免在運(yùn)轉(zhuǎn)中引起振動(dòng),造成軸封失敗,應(yīng)該將軸的扭轉(zhuǎn)變形限制在一個(gè)允許的范圍內(nèi),這就是設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)剛度條件。為此,攪拌軸要進(jìn)行剛度計(jì)算。工程上以單位長(zhǎng)度的扭轉(zhuǎn)角不得超過許用扭轉(zhuǎn)角作為扭轉(zhuǎn)剛度條件。即
式中 ψ°——軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角,(°)/m;
Jp——軸截面的極慣性矩,mm4;
Go——軸材質(zhì)的剪切彈性模量,MPa,對(duì)于碳鋼及合金鋼,Go=8.1×104MPa;
[ψ°]——軸扭轉(zhuǎn)變形的許用扭轉(zhuǎn)角,(°)/m;
從上式可以看出,扭轉(zhuǎn)角ψ°的大小與扭矩Tθ成正比,與Go Jp成反比。Go Jp越大,扭轉(zhuǎn)變形量越小。
工程上將Go Jp稱為扭轉(zhuǎn)剛度。
對(duì)于許用扭轉(zhuǎn)角一般取值如下:
(1)在精密穩(wěn)定的傳動(dòng)中,[ψ°]取(1/4~1/2)(°)/m。
(2)在一般傳動(dòng)和攪拌軸的計(jì)算中,[ψ°]取(1/2~1)(°)/m。
(3)在精度要求低的傳動(dòng)中,可取[ψ°]>1(°)/m。
由強(qiáng)度和剛度條件計(jì)算出軸徑后,在確定軸的結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)還必須考慮到軸上因開有鍵槽或孔等引起的橫截面局部削弱,因此軸的直徑應(yīng)按計(jì)算直徑給予適當(dāng)增大。
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