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[分析力学] 请教一个高速旋转连接构件的问题

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发表于 2007-12-2 10:42 | 显示全部楼层 |阅读模式

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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?
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 楼主| 发表于 2007-12-2 10:48 | 显示全部楼层

我自己的解答

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。

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