非标准机械设计中的强度校核

丞信装饰 · 发表于 2017-5-8 06:50:17

一般情况下,非标机械设计中的强度计算与校核都采用理论分析保证可靠性的计算方法。在具体的计算过程中，安全系数的设置和许用应力的选取往往偏大，使计算结果具有很大的弹性。对于复杂的计算,例如齿轮强度计算,机械设计手册中列出安全系数的选择范围往往偏大,这会耗费很多时间去比较和选择一些数据,计算一些对结果影响甚微的次要因素。
这类计算方法虽然比较完整地考虑到各种影响因素,但对非标设计计算过程而言则显得过于繁琐。实际上,非标设计者在遇到过于繁琐的计算流程时，倾向于放弃理论计算，改而依靠经验去直接选取满足强度的尺寸。也有部分设计者完全照本宣科地按照书本上的计算流程和相关公式进行计算,缺乏对计算公式中所依附理论和概念的深刻把握，因此对经过繁杂计算后的结果的正确性难以确认,很容易出现较大的误差。由于上述因素的存在,缺乏经验的设计者所设计的非标准机械经常会出现零件强度尺寸过大或过小的问题。
因此,非标准机械设计应重视强度计算的基本概念并建议采用简便实用的计算方法。这对于提升非标准机械设计的质量非常必要。
在非标机械设计过程中，传动方式一般是采用电动机通过V带传动到较低转速的传动轴或在带传动之后再经过减速箱传到低速传动轴。低速输出轴或输入轴通常是悬臂梁，受到扭矩和弯矩的联合载荷在危险截面上会产生较大的扭转切应力和弯曲正应力。切应力通常是恒定不变或小幅脉动应力,在启动或工作中应力会有瞬时大幅增加的情况；弯矩则对轴产生对称循环应力。
一般机械设计手册推荐的轴强度的精确计算步骤十分繁琐,所考虑和需要计算的因素很多，但其中影响最大的是许用应力和工作情况系数，这2个因素的选定取决于许多主观因素,难以达到精确,故其变动范围很大。因此，把很多精力耗在查表、计算一些影响很小的因素上是没有太大实际意义的。事实上，非标准机械设计者几乎都不进行所谓精确计算，而只简单核算轴的扭应力和弯应力；少数设计者甚至只凭经验来决定，使非标准机械设计中轴的尺寸有时会出现过大或过小的情况。如何使轴的设计变得简便而且安全可靠是非标设计与计算的一个实际问题。