(2)綜合不對中180°位置:當(dāng)圓環(huán)上的單元體旋轉(zhuǎn)到最左端時,也就是180°位置時,單元體的應(yīng)力如下圖所示
此時的受力仍然屬于兩向應(yīng)力狀態(tài),因為徑向不對中產(chǎn)生的剪應(yīng)力方向和扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪應(yīng)力的方向在同一平面上而且相互平行。根據(jù)計算可以知道
此時主平面上的正應(yīng)力平面的角度有這種關(guān)系
(3)綜合不對中270°位置:當(dāng)圓環(huán)上的單元體旋轉(zhuǎn)到最下方時,也就是270°位置時,單元體的應(yīng)力如下圖所示
此時的應(yīng)力情況屬于三向應(yīng)力狀態(tài),所以其分析過程和徑向不對中90°以及270°情況相似,只是這里還有了附加的軸向拉應(yīng)力和附加的角向應(yīng)力,將各個應(yīng)力值
將上述主應(yīng)力的值代入就可以得知
這時取σax=10.6MPa,τrad=10MPa,σang=10.6MPa,代入式(4-49)中,可以得出最大主應(yīng)力為σmax==31.6MPa
(4)綜合不對中360°位置:當(dāng)圓環(huán)上的單元體旋轉(zhuǎn)到最右端時,也就是360°位置時,單元體的應(yīng)力如下圖所示
此時的受力仍然屬于兩向應(yīng)力狀態(tài),
此時主平面上的正應(yīng)力平面的角度有這種關(guān)系
這時取σax=10.6MPa,τrad=10MPa,代入式(4-56)中,可以得出最大主應(yīng)力值為
σmax==45.65MPa
現(xiàn)在比較一下四個不同位置時的最大主應(yīng)力的大小
根據(jù)上面的分析,可以知道聯(lián)軸器在綜合受力的情況下,其總的應(yīng)力情況與四個量有關(guān),也就是σax、τrad、σang與τrot的疊加。為了能夠更加形象直觀地描述由于不對中量產(chǎn)生的附加應(yīng)力與總應(yīng)力的關(guān)系,下面進行曲線的擬合。考慮到σax與σang方向都在同一直線上,而τrad與τrot的方向也在一條直線上,但是這兩條直線相互垂直。所以以σ為橫坐標軸,τ為縱坐標軸建立坐標系后。各個不對中量都有一個范圍,因而由不對中量引的附加應(yīng)力也有一個范圍,
綜合以后可知,附加應(yīng)力的在一個大的矩形里面變化。見圖4.39。矩形的方程由下面兩式?jīng)Q定:
而在聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)一周的過程中,各個不對中量都是定值,此時應(yīng)力范圍在見圖4.40的橢圓。該橢圓的方程為
4.7 本章小結(jié)
本章主要從力學(xué)的角度對聯(lián)軸器進行各種不對中的分析。從聯(lián)軸器各種不對中的分析結(jié)果可以得出以下結(jié)論。
1.在軸向不對中時,在給定的軸向不中量情況下,有最大主應(yīng)力為最大應(yīng)力方向隨著旋轉(zhuǎn)角變化。
2.在徑向不對中時,在給定的徑向不中量情況下,最大主應(yīng)力為發(fā)生在聯(lián)軸器360°位置,有σmax=+(τrot+τrad)。最大主應(yīng)力平面方向與y軸成45°夾角。即360°位置為徑向不對中時的危險點。
3.在角向不對中時,在給定的角向不中量情況下,最大主應(yīng)力發(fā)生在90°位置,
。即900位置為角向不對中時的危險點。
4.在綜合不對中時,在給定的軸向、徑向和角向不中量的情況下,最大應(yīng)力為發(fā)生在聯(lián)軸器90°位置,即有最大危險點在90°位置。
隨后根據(jù)上述結(jié)論進行了不對中量范圍的討論。最后得出了用一個大的矩形來表示由于不對中產(chǎn)生的附加應(yīng)力的范圍。矩形的形狀由下面的兩個式子來決定:
最后根據(jù)實際情況的不對中量,繪出了聯(lián)軸器在旋轉(zhuǎn)一周的過程中最大應(yīng)力的橢圓。該橢圓的方程為
。
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