请教一个高速旋转连接构件的问题

yj_liumy

假设的模型是这样的，现有两圆筒，其左端都沿中心轴线连接电动机转子，右端分别两种形式掏空，其凹槽是圆柱和圆锥，以便分别连接圆柱和圆锥构件,采用套接的形式.若接触面积一样,在高速转动状态下,问受力如何?哪种方式更不易脱落?

yj_liumy

这是我一个做项目的朋友遇到的问题,叫我帮他解答,我也好久没摸力学了,这是靠以前记忆中的一点东西总结出的一个思路,放在这里供大家参考,权且抛砖引玉.

1：两种接触面的特性（假设接触面积一样）

柱面：转动惯量大。

锥面：转动惯量小、

2：受力分析（对连接构件的受力分析）

柱面：在转动状态下，其受力在垂直于轴线的截面内，沿轴线方向无分力，可近似为一个平面应变问题。

　　　在低速和高速转动状态下，若粘接良好，应该可以满足工作要求。

　　　但是由于其转动惯量较大，在电机断电瞬间不易快速停止转动，该时刻受力最大，最容易脱落

锥面：在转动状态下，其受力垂直于锥曲面、在其平行和垂直于轴线上存在两个分力。存在一临界速度Ｖr，当转速〈Ｖr时，构件在轴向力的作用下有向外运动的趋势，极有可能造成脱落。当转速〉Ｖr时，其垂直于锥曲面的分力使构件产生“锁死”，理论上绝对不会发生脱落。

3：临界速度Ｖr的计算

临界速度Ｖr是这个问题的关键，与材料的摩擦系数Ｆ、锥面的角度Ａ紧密相关，若提供Ａ、Ｆ值可算出Ｖr。

4：结论（假设已算出临界速度Ｖr）

若工作转速Ｖ<Vr（即低转速状态），建议采用柱面连接。

若工作转速Ｖ>Vr(即高转速状态),建议采用锥面连接。

以上分析仅供参考。