图(a)所示传动轴,已知转速n=110r/min,传递功率P=11.75kW,胶带的紧边张力为其松边张力的三倍。若材料的许用应
图(a)所示传动轴,已知转速n=110r/min,传递功率P=11.75kW,胶带的紧边张力为其松边张力的三倍。若材料的许用应力[σ]=70MPa,试按第三强度理论计算该轴外伸段的许可长度l。
设胶带松边和紧边的张力分别为FT和F'T,将FT和F'T向轴AB的轴心简化,得作用在截面A上的横向力F和力偶Me[图(b)],其值分别为
F=FT+F'T=FT+3FT=4FT
由平衡方程
∑Mx=0 Me-M'e=0
解得。
(2)内力分析。横向力F使轴弯曲,力偶Me和M'e使轴扭转,其弯矩图和扭矩图分别如图(c)、(d)所示。可见B处横截面为危险截面,该截面的弯矩和扭矩分别为
M=Fl=4FTl=6.18lkN·m
T=Me=1.02kN·m
(3)设计外伸段的长度l。由第三强度理论建立的强度条件,
解得
l=0.545m=545mm。