机械设计基础1-扭转变形的内力

知识点一：扭转变形构件的受力特点和变性特点；知识点二：求扭转变形构件上的外力偶矩知识点三：求扭转变形构件的内力扭矩重点能力目标：1.能够准确叙述扭转变形构件的受力特点和变性特点；2.能够根据工程实际受力情况正确地求出外力偶矩；3.能够正确求出内力（扭矩），并绘制扭矩图像，正确判断最大内力（扭矩）所处的位置。专业素养和思政元素：1.认真、踏实的处事态度；2.精益求精的探索精神；3.质量意识、安全意识。1.扭转变形的概念和特点ABA'B'jgMnMn

受力特点：圆截面杆受到一对大小相等、转向相反、作用在与轴线垂直的平面内（横截面）的力偶矩作用。

知识点一、扭转变形的受力和变性特点1.若已知的是轴上盘类零件的圆周力和直径

则：直接计算知识点二.外力偶矩的计算细致观察、分析此类问题是我们前面所学的哪个知识点2.若已知轴所传递的功率和转速。则：转速：n(转/分)输入功率：P(kW)m1分钟输入功：1分钟m作功：单位知识点二.外力偶矩的计算认真细心知识点三.内力扭矩的计算、绘制扭矩图1、扭矩的概念扭转变形的杆往往称之为扭转轴，扭转轴扭转时，其横截面上的内力，是一个在截面平面内的力偶，其力偶矩称为扭矩，记为T。2、扭矩利用截面法、并建立平衡方程得到mmmT重点3、扭矩正负号的规定确定扭矩方向的右手螺旋法则：以右手4个手指弯曲的方向沿扭矩转动的方向，大拇指伸直与截面垂直，则大拇指的指向即为扭矩的方向。扭矩正负号：离开截面为正，指向截面为负指向截面离开截面知识点三.内力扭矩的计算、绘制扭矩图例1

传动轴如图所示，转速n=500转/分钟，主动轮B输入功率NB=10KW，A、C为从动轮，输出功率分别为NA=4KW

，NC=6KW，试计算该轴的扭矩。ABCNANBNCABC先计算外力偶矩计算扭矩：AB段mAT1设为正的T1BC段T2设为正的mcT24、绘制扭矩图将扭转轴的扭矩沿截面的分布用图形表示BCADTBTCTDTA例2

已知A轮输入功率为65kW，B、C、D轮输出功率分别为15、30、20kW，轴的转速为300r/min，画出该轴扭矩图，并求出最大扭矩。477.5N·m955N·m计算外力偶矩作扭矩图Tnmax=955N·mBCADTBTCTDTA637N·mTn

4、绘制扭矩图BCADDTBTCTDTA例3

将例2中的A轮与D轮互换位置,其它条件不变，请画出该轴的扭矩图，求出最大扭矩。65kW15KW30KW20KWn=300r/min477.5N·m955N·m计算外力偶矩作扭矩图Tnmax=1592N·mTn

1592Nm477.5N·m955N·mTnmax=955N·mBCADTBTCTDTA637N·mTn

Tnmax=1592N·m对比安全意识质量意识477.5N·m955N·mTnmax=955N·mBCADTBTCTDTA637N·mTn

Tnmax=1592N·m对比安全意识质量意识思考二：假若例2与例3中的轴为机器变速箱中的第一根轴，也就是变速箱的主动轴，A轮对应皮带轮，那么，在工程实际中将主动轮A放置在边缘还是中间？为什么？思考一：由例2与例3的计算结果，思考同一根轴上这两种轮位置的布置，哪一种更利于轴的使用强度？为什么？学以致用的学习习惯精益求精的探究精神练习一：如图所示，求轴上I一I、Ⅱ一Ⅱ、Ⅲ一Ⅲ截面上