第三章扭转与剪切17-22教案.doc

教学年级：综合0901 姓名：周朝辉第二章：扭转与剪切本章重点: 1.1 扭转与剪切的基本概念1.2扭矩的计算1.3 扭矩方向判别和扭矩图的画法1.4 扭转和剪切时的强度校核1.5 挤压的强度校核本章要求： 掌握拉杆件的受力特点及变形特点。运用力学知识求扭转及校核强度，课时：16-221、 知识回顾：1、 内力的概念2、3、 轴力的符号4、 虎克定律5、 需用应力二、新课新知1、扭转的概念扭转的受力特点：在垂直于杆的两个平行平面内分别作用一个大小相等，方向相反的外力偶2、扭转的变形特点：杆件的任意两横截面绕轴线产生相对转动，但杆的轴线位置和形状保持不变，3、外力偶矩的计算M=9549P/N6、 扭矩的符号采用右手螺旋法则判断：右手四指顺着扭矩方向握住轴线，伸直大拇指指向与横截面外法线方向一致时为正，反之为。7、 圆轴受扭转变形后的特点其横截面大小和形状不变，因此横截面上沿半径方向无切应力作用。又由于相邻横截面的间距不变，因此横截面上无正应力。但因为相邻横截面发生绕轴线相对转动，故横截面上必然有与半径垂直方向的切应力。且将此切应力称为剪力。8、 剪切的受力特点受到一对等值，反响，作用线平行且相距很近的外力作用变形特点：沿两个方向相反的力作用线之间的截面发生相对错动，三、新知运用9-1 试求图示各轴的扭矩，并指出最大扭矩值。M2M(b)aaMM(a)aa1kNm(d)3003003002kNm3kNm2kNm(c)5005005001kNm1kNm2kNm解：(a) (1) 用截面法求内力，取1-1、2-2截面；MM1122(2) 取1-1截面的左段；xM11T1(3) 取2-2截面的右段；22T2x(4) 最大扭矩值：(b)(1) 求固定端的约束反力；1MAx122M2M(2) 取1-1截面的左段；1MAx1T1(3) 取2-2截面的右段；x22MT2(4) 最大扭矩值：注：本题如果取1-1、2-2截面的右段，则可以不求约束力。(c) (1) 用截面法求内力，取1-1、2-2、3-3截面；2kNm1kNm1kNm2kNm112233(2) 取1-1截面的左段；2kNm11xT1(3) 取2-2截面的左段；2kNm1kNm22xT2(4) 取3-3截面的右段；2kNm33xT3(5) 最大扭矩值：(d) (1) 用截面法求内力，取1-1、2-2、3-3截面；1kNm2kNm3kNm223311(2) 取1-1截面的左段；1kNm11xT1(3) 取2-2截面的左段；1kNm2kNm2211xT2(4) 取3-3截面的左段；1kNm2kNm3kNm223311xT3(5) 最大扭矩值：9-2 试画题9-1所示各轴的扭矩图。MTx(+)解：(a)MTx(+)(-)M(b)(c)Tx(+)2kNm2kNm1kNm(d)Tx(-)3kNm1kNm8-31 图示木榫接头，F=50 kN，试求接头的剪切与挤压应力。FF10010010040FF100解：(1) 剪切实用计算公式：(2) 挤压实用计算公式：8-33 图示接头，承受轴向载荷F作用，试校核接头的强度。已知：载荷F=80 kN，板宽b=80 mm，板厚=10 mm，铆钉直径d=16 mm，许用应力=160 MPa，许用切应力 =120 MPa，许用挤压应力bs =340 MPa。板件与铆钉的材料相等。FFFFbd解：(1) 校核铆钉的剪切强度；(2) 校核铆钉的挤压强度；(3) 考虑板件的拉伸强度；对板件受力分析，画板件的轴力图；FF/4bF/4F/4F/41122FFNx(+)F/43F/4 校核1-1截面的拉伸强度校核2-2截面的拉伸强度 所以，接头的强度足够。9-4 某传动轴，转速n=300 r/min(转/分），轮1为主动轮，输入的功率P1=50 kW，轮2、轮3与轮4为从动轮，输出功率分别为P2=10 kW，P3=P4=20 kW。(1) 试画轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩。(2) 若将轮1与论3的位置对调，轴的最大扭矩变为何值，对轴的受力是否有利。8008008001432P4P3P2P1解：(1) 计算各传动轮传递的外力偶矩；(2) 画出轴的扭矩图，