论文部分内容阅读
摘要:为确认挡片设计能否满足使用要求,故对电机固定轴承的挡片进行强度校核。
关键词:挡片;强度校核
理论:根据材料力学中的第四强度理论,即受纯剪切时,剪应力达到0.58倍的屈服应力时钢材进入屈服,故取钢材的抗剪强度设计值fv=0.58f。同时需要考虑1.5~2倍的安全系数。
常用材料剪切许用应力可从有关设计手册中查得,对于金属也可按如下的经验公式确定:塑性材料剪切应力极限=(0.6~0.8)*抗拉极限;脆性材料剪切应力极限=(0.8~1.0)*抗拉极限。
挡片材料(厚1.2mm):
(1)65Mn,并熱处理。其抗拉强度是735~1175MPa(材料标准),抗剪强度为600N/mm2(baidu)。
允许抗剪强度τ允许=735*0.6/(1.5~2)=220.5~294N/mm2。
(2)热镀锌钢板,其抗拉强度是最低260MPa,屈服强度最低120MPa。
允许抗剪强度τ允许=120*0.58/(1.5~2)=46.4~34810N/mm2。
前刮电机斜齿轮的最大堵转力矩约为45MN,其电机蜗杆所受的轴向力F:
F=45*2/0.054733=1644.3N。
挡片受轴承6900的剪切力为τ1:
τ1=F/S1=1644.3/(3.14*19*1.2*37.3*2/360)=110.8N/mm2。
挡片受减壳体的剪切力为τ2:
τ2=F/S2=1644.3/[3.14*23*1.2*(66.9+9.4)*2/360]=44.7N/mm2。
从计算结果可知:τ1和τ2远小于65Mn材料的抗剪强度。能满足使用要求。
如果要装挡片的材料减薄,其最小厚度为:Tmin
Tmin=1.2/(220.5/110.8)=0.6mm
按变形来计算:
65Mn的屈服强度为:σs≥784MPa,本例中前刮挡片与轴承的接触面积S:
S=10.8*1*2=21.6mm2
为使挡板产生塑性变形,其实施的力Fs=σs*S=784*21.6=16934.4N
65Mn的杨氏模量E=196500198600MPa
当挡片受电机的堵转力矩时,其产生的变形分为两部分,一部分是凸出的筋的变形,另一部分是底板产生的变形。因数学模型不易精准计算,故采用近似值计算,用同面积的近似法,故其变形量△L=L*F/(S*E):
△L=1644.3*2/(21.6*196500)=0.000775mm
通过以上计算发现电机堵转时,其挡片产生的弹性变形可以忽略不计。
后刮:使用的轴承为698,其外径为Φ19mm。减壳体固定档片的尺寸为Φ20mm。
后刮电机斜齿轮的最大堵转力矩约为13MN,其电机蜗杆所受的轴向力F:
F=13*2/0.06029=431.2N。
挡片受轴承698的剪切力为τ1:
τ1=F/S1=431.2/(3.14*19*1.2*218/360)=10N/mm2。
挡片受减壳体的剪切力为τ2:
τ2=F/S2=431.2/[(0.8+4.2)*2*1.2]=36N/mm2。
从计算结果可知:τ1和τ2远小于材料的抗剪强度。能满足使用要求。
后绪:以上计算是通过理论的计算,当然也可以利用计算机辅助设计CAE进行分析。
参考文献:
[1]机械设计手册.
关键词:挡片;强度校核
理论:根据材料力学中的第四强度理论,即受纯剪切时,剪应力达到0.58倍的屈服应力时钢材进入屈服,故取钢材的抗剪强度设计值fv=0.58f。同时需要考虑1.5~2倍的安全系数。
常用材料剪切许用应力可从有关设计手册中查得,对于金属也可按如下的经验公式确定:塑性材料剪切应力极限=(0.6~0.8)*抗拉极限;脆性材料剪切应力极限=(0.8~1.0)*抗拉极限。
挡片材料(厚1.2mm):
(1)65Mn,并熱处理。其抗拉强度是735~1175MPa(材料标准),抗剪强度为600N/mm2(baidu)。
允许抗剪强度τ允许=735*0.6/(1.5~2)=220.5~294N/mm2。
(2)热镀锌钢板,其抗拉强度是最低260MPa,屈服强度最低120MPa。
允许抗剪强度τ允许=120*0.58/(1.5~2)=46.4~34810N/mm2。
前刮电机斜齿轮的最大堵转力矩约为45MN,其电机蜗杆所受的轴向力F:
F=45*2/0.054733=1644.3N。
挡片受轴承6900的剪切力为τ1:
τ1=F/S1=1644.3/(3.14*19*1.2*37.3*2/360)=110.8N/mm2。
挡片受减壳体的剪切力为τ2:
τ2=F/S2=1644.3/[3.14*23*1.2*(66.9+9.4)*2/360]=44.7N/mm2。
从计算结果可知:τ1和τ2远小于65Mn材料的抗剪强度。能满足使用要求。
如果要装挡片的材料减薄,其最小厚度为:Tmin
Tmin=1.2/(220.5/110.8)=0.6mm
按变形来计算:
65Mn的屈服强度为:σs≥784MPa,本例中前刮挡片与轴承的接触面积S:
S=10.8*1*2=21.6mm2
为使挡板产生塑性变形,其实施的力Fs=σs*S=784*21.6=16934.4N
65Mn的杨氏模量E=196500198600MPa
当挡片受电机的堵转力矩时,其产生的变形分为两部分,一部分是凸出的筋的变形,另一部分是底板产生的变形。因数学模型不易精准计算,故采用近似值计算,用同面积的近似法,故其变形量△L=L*F/(S*E):
△L=1644.3*2/(21.6*196500)=0.000775mm
通过以上计算发现电机堵转时,其挡片产生的弹性变形可以忽略不计。
后刮:使用的轴承为698,其外径为Φ19mm。减壳体固定档片的尺寸为Φ20mm。
后刮电机斜齿轮的最大堵转力矩约为13MN,其电机蜗杆所受的轴向力F:
F=13*2/0.06029=431.2N。
挡片受轴承698的剪切力为τ1:
τ1=F/S1=431.2/(3.14*19*1.2*218/360)=10N/mm2。
挡片受减壳体的剪切力为τ2:
τ2=F/S2=431.2/[(0.8+4.2)*2*1.2]=36N/mm2。
从计算结果可知:τ1和τ2远小于材料的抗剪强度。能满足使用要求。
后绪:以上计算是通过理论的计算,当然也可以利用计算机辅助设计CAE进行分析。
参考文献:
[1]机械设计手册.