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机械设计从实践到理论(十)

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发表于 2017-11-14 18:17:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 面壁深功 于 2017-11-14 18:33 编辑

机械设计从实践到理论(十)导柱的选型计算

    在机械设计中,导柱的选型相当重要,且有很多计算手段。但由于基本上是建立在理论角度形成的,难免对工作具体状况一一适用。

    这里介绍本人对这方面总结出的一种实战方法,以作分享。
    一、需要搞清楚二个概念
    1、  细长轴的计算。并不是我们常用的长度与截面直径的比值那么简单。而是要考虑轴的连接工况系数ζg。具体见下表1:
  
连接方式
  
悬臂
两端铰接
一端铰接一端固定
两端固定
工况系数(ζg
2.0
1.0
0.7
0.5
     2、  轴的稳定性随着细长比的变化而改变。同时对于连接件的材质也有相应的改变。下表2以#45调质钢为例,确定稳定性系数ζw
  
长细比λ
  
〉0-5
〉5-20
〉20-40
〉40-60
〉60-80
〉80-100
〉100-120
〉120-140
〉140-160
ζw
1.0
0.98
0.92
0.84
0.71
0.61
0.48
0.33
0.15

     二、选型计算步骤
    这类选型,其实就是利用材料的屈服强度和设计的长度这二个可知参数,然后,采取比对法对材质、截面积进行确定。也就是找到满足下面公式要求的A
σ需 =N/ζw A<[σ许]
    第一步,算出导柱的轴向载荷N。这个计算时主要考虑的是承载压力和运动产生的滑套与导柱之间的摩擦力。这里以500N来用于选型计算。
    第二步,从设计方案中获得导柱的长度和二头连接方式。长度=400,连接方式为二端固定。查表1得工况系数ζg=0.5.从而求得有效长度L
L=L0*ζg=400*0.5=200N
    第三步,初步选定#45调质钢作为计算选材的材质料。这样就可以查出稳定性系数ζw,同时了可以从手册上查得
σ许=375 N/mm2=37.5    Kg/Cm2
    第四步,代入公式后得
ζw A =N/ [σ]                                  (1)
     =500/37.5=13.3
    好了,算到这里,问题来了,那就是ζw 要等到A确定后才能从表2中查得到具体数值。解决这类问题,对于理工人来讲并不是难题。事先初定直径20mm,长细比λ=20,从表2查得ζw0.98,代入(1)得
A=13.3/0.98=13.5Cm2计算后得直径D=2.08 Cm与初选的相一致。

结论:选用#45调质料的最小直径为20mm.

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jxzj + 1 问题描述清楚,显得很专业!

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发表于 2017-11-14 19:07:52 | 显示全部楼层
面壁大师辛苦
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发表于 2017-11-14 19:42:06 | 显示全部楼层
受教了
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发表于 2017-11-14 19:59:28 | 显示全部楼层
改变成计算表格就方便了哈
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发表于 2017-11-14 20:34:28 | 显示全部楼层
以后计算选型方便了很多
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发表于 2017-11-15 10:40:46 | 显示全部楼层
谢谢分享
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发表于 2017-11-15 10:55:26 | 显示全部楼层
很实用
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发表于 2017-11-15 17:03:22 | 显示全部楼层
谢谢大师加我好友,但我暂时好像没有权限添加您为好友[em:12:]
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发表于 2017-11-15 22:21:06 | 显示全部楼层
面壁大师谢谢了
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发表于 2017-11-16 08:29:35 | 显示全部楼层
从此选型不再纠结了
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